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By Gustavo Coqui Barbosa

Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação a quente do trem acabador de tiras de aço C-Mn. O comportamento desse aço é definido por equações constitutivas que descrevem os mecanismos de encruamento e recristalização acoplados aos campos de tensões, deformações e temperatura. Foi implementada uma sub-rotina em linguagem FORTRAN disponível no programa de elementos finitos ABAQUS/Standard. O modelo foi estabelecido no estado plano de deformação por meio de elementos finitos com acoplamento dos campos de temperatura e deformação para o cilindro de trabalho e tira. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais do laminador de tiras a quente da CSN. O modelo prevê as distribuições de temperaturas e valor de carga de laminação em boa concordância com as medidas industriais. Os resultados do modelo evidenciam que há ocorrência de recristalização dinâmica durante o primeiro passe e, apontam que em determinadas regiões da tira a fração recristalizada dinamicamente chega a 100%. A análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo foi feita para determinar o seu impacto nos resultados das simulações, notadamente na força de laminação e no tamanho de grão austenítico final.

Jul 30, 2018

By Maurício Gammertt Röhnelt

A pesquisa em questão trata-se do aproveitamento e aplicação da escória de aciaria elétrica, um subproduto residual do processo de refino do aço. A força propulsora para realização deste projeto está associada à utilização do resíduo: a quantidade gerada é maior que a quantidade aproveitada, uma vez que este subproduto tem como limitante de uso o fenômeno de expansão volumétrica que compromete obras de engenharia. No presente estudo, a escória foi micronizada, caracterizada e incorporada em uma matriz polimérica para obtenção de um novo produto com propriedades vedantes. Os artefatos produzidos foram submetidos a vários ensaios mecânicos, químicos e de caracterização conforme requisitado pela norma NBR 15750. Após a análise dos resultados, concluiuse que os compostos constituídos pelo resíduo apresentaram melhores propriedades vedantes que o grupo controle de referência. Além disso, verificaram-se melhores condições de processamento nos compostos com escória de aciaria micronizada. Obteve-se, portanto, um produto ecológico, mais viável economicamente, com propriedades que atendem a uma especificação. Dessa forma, difundiu-se a aplicação do resíduo para outros ramos industriais, agregando a este maior valor comercial, promovendo assim a sustentabilidade por meio da substituição de matérias-primas provenientes de recursos não renováveis pela escória de aciaria elétrica.

Aug 17, 2017

By Catia Moreira Casagrande

O processo de pelotização surgiu na década de 40. Até hoje, as qualidades químicas e físicas são utilizadas como controle e monitoramento do processo. Entretanto, a característica mineralógica e microestrutural do minério de ferro mostra grande importância para ajustes no processo, a fim de melhoria da qualidade do produto e redução de custo. As usinas de pelotização em Tubarão recebem minérios de várias minas do Quadrilátero Ferrífero, dificultando a caracterização de todas as misturas que entram nas mesmas. Com o intuito de obter maior eficiência nos dados de características do minério de ferro e processo, o uso de um software de estatística pode auxiliar no entendimento do comportamento do minério de ferro nas operações unitárias. Neste estudo, o objetivo foi relacionar à qualidade física do produto de moagem e pelota queimada por meio dos modelos preditivos, onde foi utilizado os tipos de minas, mineralogia e microestrutura como preditores. Com a análise realizada pela simulação e o conhecimento prático do processo foi possível correlacionar o efeito da mineralogia na qualidade física do produto do processo de moagem e qualidade física da pelota.

Oct 30, 2017

By Felipe das Dôres Machado

No processo de fabricação de aço, o distribuidor possui grande importância na questão limpeza inclusionária, principalmente, quando se trata da produção de aços limpos (clean steel). As inclusões podem afetar negativamente as propriedades mecânicas e metalúrgicas do aço. Estudos realizados em modelos físicos e/ou matemáticos vêm sendo aplicados com intuito de propor medidas que melhorem a capacidade do distribuidor na remoção de inclusões presentes no aço. Este trabalho tem como objetivo principal qualificar o escoamento de um distribuidor e quantificar a remoção de inclusões do mesmo. Um modelo físico de um distribuidor de lingotamento contínuo de tarugos construído em acrílico e que respeita a similaridade de Froude e Reynolds é utilizado para os ensaios. A quantificação das inclusões é realizada por meio de um ensaio que envolve um sistema de injeção de partículas de polietileno na entrada no distribuidor e outro sistema de coleta dessas partículas na saída do distribuidor no qual as amostras coletadas, posteriormente, são secadas e pesadas. Com os resultados obtidos pretende-se compreender o efeito dos parâmetros propostos sobre a remoção de inclusões e permitir a utilização de uma ferramenta capaz de avaliar a qualidade de aços no que se refere à passagem de inclusões na saída do distribuidor.

Jul 30, 2018

By Juliana Mesquita de Andrade

Em sistemas cerâmicos policristalinos as homojunções e heterojunções podem apresentar comportamento elétrico desde completamente ôhmico até com elevada característica retificadora, que no limite é a base do comportamento varistor, o qual é o dispositivo de proteção de sistemas e equipamentos eletro-eletrônicos contra sobretensões mais utilizado. Os óxidos de zinco (ZnO) e de estanho (SnO2) são, individualmente, base dos varistores com melhores comportamentos elétricos. Este trabalho, com base nas caracterizações estruturais por técnicas de microscopia eletrônica de varredura e análises termodilatométricas, e na caracterização elétrica e dielétrica, avalia as propriedades varistoras de cerâmicas à base do sistema misto ZnO-SnO2. Verifica-se a formação de um sistema polifásico apresentando homojunções e heterojunções com diferentes características morfológicas e graus de densificação, exibindo ainda comportamento eletrotérmico com predomínio de características varistoras em função da dopagem da matriz mista ZnO-SnO2. Os resultados obtidos evidenciam a tendência da formação de espinélio (Zn2SnO4) em presença de grãos de SnO2 e do estabelecimento de comportamento varistor (coeficiente de não-linearidade > 10), que pode ser aperfeiçoado por dopagem adicional e por tratamentos térmicos, principalmente quanto à redução da corrente de fuga e da ampliação e estabilização da região não-linear da curva tensão x corrente elétrica.

Aug 7, 2018

By Charles Hudson Martins de Vasconcelos, Isaque Alan de Brito Moura, Mônica Aline Magalhães Gurgel, Tatiane Santos Ferreira, Andersan dos Santos Paula

Aços bifásicos ou Dual Phase são caracterizados por uma microestrutura ferrítico- martensítica, a qual consiste em uma matriz de ferrita equiaxial com 10 a 20% de martensita dispersa na forma de ilhas. Neste trabalho, utilizaram-se amostras de aço baixo C, micro adição de Nb e Mo, na condição laminada a frio (BFH). As simulações físicas nesse material, em escala laboratorial, foram conduzidas com o objetivo de avaliar a evolução microestrutural após redução de espessura através de laminação a frio e recozimento intercrítico com temperatura de encharque de 800 °C e permanência por 180 segundos na temperatura máxima, seguido de resfriamento sob duas proposições: em água (criticar a fração de austenita formado no encharque em função do potencial para recristalização da ferrita) e ao ar (inferir na formação de ferrita epitaxial e subsequentes transformações bainítica e/ou martensítica no decurso do resfriamento). Utilizando o auxílio da microscopia eletrônica de varredura (MEV), observaram-se que para obtenção da microestrutura característica de um aço DP seria necessário o ajuste dos parâmetros de recozimento em função do percentual de redução na laminação a frio, ou seja, aumentando o percentual de redução do material é necessária a diminuição da temperatura ou do tempo de encharque para que sejam obtidos resultados adequados as características de um aço DP.

Oct 26, 2019

By Mariano de Córdova

A operação dos altos-fornos com injeção de carvão pulverizado ou gás natural requer uma alta qualidade do coque. Para um custo mínimo do coque, mantendo a qualidade necessária, a escolha de carvões e a formulação da mistura é um tema muito importante. Uma ferramenta amplamente utilizada para o design de misturas é a modelagem, precedido pela caracterização de carvões e seguido de teste no forno piloto. Neste trabalho, revisa-se o desenvolvimento dos modelos, com base la literatura pública. Três etapas cronológicas são levadas em conta, desde os anos sessenta até a atualidade.

Aug 17, 2017

By João Luis Moreira

Com o aumento da eficiência dos processos produtivos, faz-se cada vez mais necessária à utilização de técnicas e ferramentas que proporcionem a otimização de processos a fim de se extrair deles a máxima capacidade produtiva, com o mínimo de custo e variação. Neste contexto, observa-se que ações automatizadas, tomadas por sistemas que possuam inteligência pré programadas, são capazes de realizar este feito, inferindo nos processos por meio de ações otimizadas, na medida e hora certa, utilizando regras e ferramentas matemáticas adequadas. A eficácia destas técnicas já são comprovadas na Samarco. Este artigo está voltado para otimização da dosagem de aglomerante na planta 3 de pelotização da Samarco em Ubu com objetivo de reduzir a variabilidade, reduzir o retorno de pelotas cruas, aumentar a quantidade de pelotas na faixa entre 8 a 16mm e, consequente, aumento da produtividade.

Aug 16, 2017

By Fernando de Souza Costa

Nos últimos anos a indústria automotiva vem conseguindo avançar de forma contínua em relação ao controle da emissão de CO2 e no tocante à segurança veicular. O aumento da utilização de aços de alta resistência mecânica se constitui num dos principais sustentáculos destas melhorias. Além disso, na manufatura de certas peças, em especial as de geometria complexa, é fator crítico de sucesso a capacidade do material em absorver intensas deformações localizadas, tipicamente encontradas em operações de expansão de furo. O aço desenvolvido pela Usiminas é um produto laminado a frio, com revestimento eletrogalvanizado, da classe de 600 MPa de limite de resistência, com boas propriedades de flangeamento de bordas e de alongamento em tração. Neste trabalho, é apresentado o desenvolvimento deste aço. São descritas as suas principais características e os resultados de sua aplicação em uma peça de geometria complexa.

Aug 17, 2017

By Tatiane Haskel

A utilização de ligas Al-Si tem se expandido industrialmente principalmente no setor automobilístico. Cabeçotes, blocos de motor, rodas entre outros são exemplos de componentes produzidos com essas ligas. Estes componentes normalmente estão sujeitos a carregamento cíclico. O objetivo desse trabalho foi estudar o comportamento da liga A356 utilizando corpos de provas submetidos à fadiga por flexão rotativa nas condições brutas de fundição e tratadas termicamente por T6. Corpos de prova para ensaios de tração e de fadiga foram obtidos por fundição por gravidade em coquilhas. A comparação dos resultados foi realizada com os resultados do limite de resistência, do limite de escoamento, do alongamento e das curvas S-N. Adicionalmente análises fractográficas foram realizadas para verificar o comportamento de fratura. A liga tratada termicamente apresentou melhores resultados no ensaio de tração e de fadiga na faixa de 103<N<107.

Aug 16, 2017

By Altair Lúcio de Souza

A laminação de tiras a quente com laminadores Steckel tem como característica um perfil de temperatura mais baixa nas pontas sendo este um dos motivos que geram cargas de laminação muito mais altas nesta região. A carga de laminação elevada tem como consequência no processo a geração de desvios de planicidade e o alto risco de rompimento do material nos passes finais de laminação. Este trabalho tem como objetivo demonstrar os benefícios da utilização da estratégia de Tapering para a laminação de tiras de espessura fina em laminador Steckel. Foi feita a comparação das cargas de laminação do material laminado e o acompanhamento dos resultados de planicidade obtidos antes e depois da implantação desta função. Ao fim do trabalho verificamos que a estratégia de Tapering é essencial para o processamento de materiais finos com laminadores Steckel.

Jul 30, 2018

By Matheus Martini

A escória de aciaria LD é um coproduto abudantemente gerado através da metalurgia primária e secundária, sendo que após seu resfriamento e beneficiamento pode ser aplicado em diversos setores, mas que necessita ser submetido a processo de envelhecimento para minimização da expansão. Em geral, no Brasil, o Método PTM-130/78 é o mais utilizado para avaliar o potencial de expansão, entretanto o método leva 14 dias para obtenção dos resultados. Por meio de uma cooperação técnico-econômica entre a CSN e a EEL-USP, o método de expansão foi correlacionado com as fases identificadas e quantificadas por Difratometria de Raios-X e Método de Rietveld, respectivamente, além de compreender o mecanismo de expansão. Análises de regressão múltipla permitiram ajustar modelos matemáticos com 97,0% de ajuste e uma redução no tempo de ensaio de 14 dias (336 horas) para 7 horas.

Aug 16, 2017

By Jakson Mattiello

No panorama mundial da siderurgia, nota-se a crescente necessidade de redução dos custos de produção do aço e uma das formas de chegar a este objetivo se dá por meio da seleção junto aos fornecedores de refratários, de peças de menor custo, por vezes, advindas de insumos menos nobres. Entretanto, é fundamental que esses materiais continuem garantindo a eficiência operacional. Este trabalho teve como objetivo analisar a performance de diferentes tipos de luvas refratárias utilizadas em canal EBT (Eccentric Bottom Tapping) quando em operação no forno elétrico a arco. Para a realização de estudo foram selecionadas amostras de luvas refratárias com diferentes concepções. Essas amostras foram caracterizadas por meio de análises químicas, físico-químicas e microestruturais. Os resultados foram relacionados ao desempenho em operação no forno elétrico a arco. A partir dos dados obtidos foi possível concluir que com o conhecimento adequado das propriedades dos materiais, incluindo-se sua microestrutura, e das condições de operação é possível utilizar luvas refratárias de menor custo garantido a segurança e desempenho operacional dos fornos elétricos a arco.

Jul 30, 2018

By Jamil Nobre de Castro

O objetivo desse trabalho é comparar três técnicas em soldagem MIG/MAG com baixa energia: Curto Circuito convencional, Curto Circuito Controlado (CCC) Soft e modo corrente Pulsada através de soldagens na posição vertical descendente e avaliando a geometria do cordão de solda, o acabamento superficial e os sinais de aquisição. Essas três técnicas tem como vantagem a soldagem em todas as posições e o uso de baixas energias, que otimizam seu uso em chapas muito finas e em de passes de raiz. Foram definidos alguns parâmetros constantes como velocidade de alimentação e velocidade de soldagem e a corrente média foi mantida aproximadamente igual. Os parâmetros trabalhados foram a Distância Bico de Contato a Peça (DBCP) e o ângulo de soldagem e foi utilizado o modelo experimental Fatorial Completo, resultando em 27 ensaios. A soldagem com CCC Soft manteve a qualidade em quase todas as soldagens enquanto o C.C convencional e a corrente pulsada tiveram resultados satisfatórios apenas em algumas condições. Os resultados apresentaram que as soldagens com CCC Soft mantiveram a a geometria e a energia aproximadamente iguais mesmo com a variação da DBCP e do ângulo, o que não aconteceu com as outras duas técnicas, e a corrente pulsada apresentou bons resultados apenas na posição 15 graus puxando.

Oct 30, 2017

By Rogério Vicentini

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um suporte cerâmico apropriado para a soldagem unilateral de liga de alumínio, utilizando a cordierita, uma vítria cerâmica constituída de óxidos. Trata-se de uma proposta tecnológica que viabiliza a produtividade da operação de soldagem, mantendo-se inalterada a qualidade da junta soldada ampliando os conhecimentos relacionados aos suportes cerâmicos focando a redução dos custos de fabricação.A soldagem unilateral com este tipo de suporte de solda foi executada em chapas de alumínio com arame de solda de alumínio 4043 pelo processo Gas Metal Arc Welding (GMAW). A eficiência do suporte cerâmico em suportar o metal de solda líquido foi verificada durante a soldagem do passe de raiz. Várias soldas foram executadas em chapas com espessura de 6,35mm para testar a eficiência do suporte. Parâmetros e variáveis do processo foram estudadas: a abertura de raiz, a tensão, a corrente e a energia de soldagem. Os resultados mostraram que o suporte foi eficiente para suportar a poça de solda líquida. Foi possível estimar uma faixa de operação do processo, com abertura de raiz de 2,0 a 6,0 mm e a energia de soldagem calculada ficou entre 0,62 e 1,46 kJ/mm. A soldagem foi realizada com mecanismo para facilitar a saída do arame de alumínio (tocha Push-Pull) sendo soldado puxando, da esquerda para direita, com pequena oscilação lateral em relação ao cordão de solda. As macrografias das juntas soldadas, além de revelar boa penetração lateral (entre 2 a 4,5mm) e reforço de solda com até 2,1mm de altura, pôde revelar ausência de descontinuidades como: trincas, falta de fusão, inclusão de escórias e porosidades.

Aug 16, 2017

By Henrique de Araújo Resende

Em função do aumento constante da produtividade nos laminadores e linhas de processo de usinas siderúrgicas e de alumínio, está cada vez mais evidente a necessidade de aumentar as campanhas de produção dos mandris de bobinadeiras e desbobinadeiras, reduzir as paradas de manutenção das linhas além de minimizar ao máximo os custos com reparo e fabricação. Para isso, é importante conhecer os diversos projetos de mandris utilizados nos últimos anos, os maquinários envolvidos na fabricação e reparo desses equipamentos além de estar atualizado quanto às novas tecnologias que poderão ser aplicadas. Para possibilitar o entendimento descrito acima, este material será divido em 3 partes: Projetos SMS de mandris no Brasil; Condições de fabricação e reparo; Novas tecnologias. A SMS possui 58 mandris em operação hoje no Brasil estratificados entre os seus principais clientes, desde linhas de decapagem e laminação a quente até a saída do produto final após os laminadores a frio na galvanização e linhas de pintura e corte. Com isso, é possível estabelecer uma análise técnica do desempenho de cada equipamento e sobressalente de forma bem estruturada. Esse é o principal objetivo desse trabalho.

Aug 16, 2017

By Carlos Alberto Perim

Devido à obstrução no distribuidor, os aços ultra baixo carbono estabilizados ao titânio apresentavam baixo sequencial de lingotamento na ArcelorMittal Tubarão (AMT). Foram identificadas práticas utilizadas na redução de obstrução nestes aços, que foram adotadas para a produção na AMT. Uma das práticas foi estabelecer uma relação entre alumínio e titânio com menor propensão à formação de compostos de alumina e óxido de titânio que se aglomeram na região da válvula superior do distribuidor. Também foram introduzidas melhorias no processo visando a melhorar a condição de fluxo na região próxima da saída do aço no distribuidor. Neste projeto, um aço UBC de maior volume de produção foi escolhido e novas práticas foram adotadas para sua produção. Amostras de aço foram retiradas de corridas produzidas nesta condição e foram enviadas para análise na ArcelorMittal Research USA. Os resultados mostraram melhorias nos índices de qualidade tanto em laminados a quente como em laminados a frio. Neste trabalho será apresentado um resumo das ações adotadas na AMT, que resultaram em um aumento do sequencial médio de distribuidor, permitindo atingir um máximo de 18 corridas. Os níveis de esfoliação com esta nova prática atingiram também nível mínimo histórico.

Aug 16, 2017

By Ygor Pereira de Lima, Iana Costa Carvalho, Marcelo Henrique Prado da Silva, Talita Gama de Sousa, Andrey Mariano dos Santos, Paulo Davi Borges Esteves, Rodolfo da Silva Teixeira, Andersan dos Santos Paula

Durante muitos anos, as ligas convencionais foram base para o desenvolvimento de novos materiais metálicos, com propriedades melhores que as até então conhecidas. No entanto, na última década, as Ligas de Alta Entropia (LAE) trazem uma nova abordagem para a produção de materiais avançados, com excelentes propriedades e potencial para diversas aplicações. Em particular, as ligas do sistema Al-Co-Cr-Fe-Ni também se destacam por promoverem uma classe de LAE de baixa densidade e têm sido foco de inúmeros estudos no meio acadêmico atual. O presente artigo traz um estudo de otimização da preparação metalográfica da liga AlCo2Cr2FeNi2, a partir de 3 rotas diferentes de polimento e suas análises via microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de Raios X (DRX). Além disso, foram avaliadas as modificações estruturais da liga em função de um tratamento térmico de solubilização (1050 ºC por 1 hora seguido de resfriamento em água). Os resultados das análises demonstraram a rota de polimento eletrolítico promissora para a caracterização da LAE em questão e a análise conjunta dos resultados de DRX e MEV, somado ao confronto com a literatura, permitiram identificar as fases presentes e suas modificações microestruturais em função do tratamento térmico.

Oct 24, 2019

By Cesar Giron Camerini

Os aços inoxidáveis bifásicos superduplex estão presentes em diversos setores da engenharia devido a versatilidade oferecida em termos de propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Para garantir a qualidade destes aços, avaliar o teor de ferrita presente na microestrutura é de grande relevância para indústria uma vez que diversas propriedades do material dependem do controle deste teor. Durante a fabricação de equipamentos ou inspeções de campo uma das formas mais viáveis de monitorar o teor de ferrita é através do ferritoscópio, dada sua portabilidade e fácil interpretação. No entanto, observou-se que a forma usual de calibração do ferritoscópio pode levar a medidas imprecisas, principalmente na avaliação dos aços superduplex. A fim de analisar esta influência, foram realizados diferentes testes de caracterização microestrutural através de microscopia ótica, difração de raio-x e o magnetômetro de amostra vibrante, para confrontar com medidas obtidas com ferritoscópio. Conclui-se que para elevados teores de ferrita, a calibração do ferritoscópio realizada a partir dos padrões fornecidos pelos fabricantes apresentam desvios significativos dos teores encontrados a partir da caracterização com equipamentos de laboratório. O presente trabalho apresenta uma solução para utilização do ferritoscópio para uma quantificação mais acurada do teor de ferrita nos aços inoxidáveis superduplex.

Oct 30, 2017

By Wagner Duarte Flores

A demanda por tubos de aço com rigorosos requisitos de propriedades mecânicas tem crescido devido à exploração de reservas de petróleo e gás natural em regiões remotas e em ambientes hostis. Um grande desafio para as siderúrgicas é prever as alterações de propriedades mecânicas que ocorrem durante a conformação chapa/tubo, associadas ao encruamento e ao efeito Bauschinger, visando atender às especificações no tubo. Nesse estudo, foi avaliado o efeito da conformação chapa/tubo nas propriedades mecânicas do aço API X60 (TMCP). Para tal, foram realizados ensaios de tração, de impacto Charpy e de CTOD, em amostras de chapa e de tubo, e análise metalográfica, além de simulação do efeito Bauschinger por meio de ensaio cíclico compressão-tração. Os resultados dos ensaios de tração, tanto com os corpos de prova plate type quanto com round bar, apresentaram aumento da tensão limite de escoamento e redução da ductilidade, devido ao encruamento. Nos corpos de prova que sofreram aplainamento, esse aumento foi menos pronunciado, justificado pela ocorrência do efeito Bauschinger. A simulação do efeito Bauschinger confirmou a indicação de queda do limite de escoamento devido ao ciclo reverso de deformação. A tenacidade não foi fortemente afetada após a conformação do tubo.

Aug 16, 2017