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By Alex Maia do Nascimento

A capacidade de um determinado aço suportar as deformações ocorridas durante laminação sem fraturas ou trincas severas é denominada de ductilidade a quente, que é função de diversos parâmetros de processo dentre os quais: qualidade do tarugo, tipo de corte, ciclo térmico, temperatura de processo, layout do laminador, calibração, taxa de deformação e composição química. Diversos trabalhos abordam a ductilidade a quente enfatizando a influência isolada de uma variável como critério de qualidade como as conhecidas relações Mn/S e Ni/Cu através da determinação de valores mínimos. A globalização tem sido responsável pela crescente competitividade entre as siderúrgicas que, para se manterem competitivas no mercado, têm que buscar inovações, quebras de paradigmas, estratégias ousadas e assumir riscos. No presente trabalho realizou-se uma avaliação de risco com base no princípio ALARP (As Low As Reasonable Practical) através da análise conjunta das principais variáveis de processo responsáveis pela perda de ductilidade a quente de um aço utilizado para produção de barras de aço CA-50, objetivando-se uma solução otimizada de menor custo garantindo a competitividade e sustentabilidade da cadeia produtiva.

Aug 17, 2017

By Amanda Martins Fernades

O presente trabalho tem como objetivo estudar a influência da adição do rejeito de pó de balão nas propriedades mecânicas do concreto destinado à fabricação de pavers, visto que a indústria da construção civil é a maior responsável pela geração de resíduos, sendo responsável pelo consumo de aproximadamente 40% dos recursos naturais extraídos. Sendo assim, o rejeito foi analisado granulometricamente por peneiramento e foram feitos dois traços, um denominado traço referência e o outro denominado traço substituído, sendo este último com adição de 4% em massa do pó de balão. A partir dos traços calculados foram moldados corpos de prova e avaliados a resistência à compressão destes. Os corpos de prova moldados a partir do traço substituído exibiram maior resistência à compressão tanto na idade de 7 dias quanto na idade de 28 dias, quando comparados aos corpos moldados a partir do traço referência. Esse incremento na resistência mecânica é justificado pela distribuição granulométrica do pó de balão, que por ser constituído em sua maior parte por finos inferiores a 0,15mm atua preenchendo vazios, reduzindo zonas de transição interfacial e formando uma microestrutura mais refinada.

Aug 17, 2017

By Sidiney Nascimento Silva

O trabalho descreve os principais resultados dos testes industriais realizados na Usina Presidente Vargas, CSN, Brasil, envolvendo a adição de um catalisador à mistura de carvões, em termos da qualidade do coque e do processo da coqueria. O catalisador em questão é o produto Thermact, que possui partículas nanométricas em sua composição, fornecido pela empresa Abhitech Energycon Limited, Índia. O catalisador foi dosado e adicionado à mistura de carvões via correia transportadora, na proporção, em peso, de 1kg de catalisador para 4.000kg da mistura de carvões. Os resultados dos testes realizados nas Baterias # 1, 4A, 4B e 5 com a adição de um catalisador à mistura de carvões, sinalizaram a viabilidade técnica e financeira da sua aplicação no processo da coqueria. Os principais benefícios decorrentes da adição do catalisador foram: i) aumento potencial da capacidade de produção de coque ao redor de 10% ou, alternativamente, melhoria da qualidade do coque - aumento de 1,4% do valor médio do índice de resistência mecânica a frio do coque, DI150/15, mantendo-se o tempo total padronizado do processo de coqueificação, visando à preservação das Baterias, ou ainda, a utilização de uma mistura de carvões de menor custo, sem prejuízos ao atendimento à especificação do coque para os Altos-Fornos; b) aumento da geração e redução do consumo de gás de coqueria, GCO; iii) aumento na produção de BTX (Benzeno, Tolueno, Xileno) e redução da produção de alcatrão na Planta de Carboquímicos; iv) limpeza do sistema “PROven”, “goosenecks”, tubos de ascensão e paredes dos fornos, sinalizando a sua viabilidade técnica e econômica.

Aug 1, 2018

By Altair Lúcio de Souza

Foi implantado um software, PCT (Production Control Tool), de integração e coordenação do fluxo de dados entre os seguintes níveis de automação: nível 3, onde se encontram os dados de especificação do produto e sequenciamento de produção, e nível 2, onde se encontram os modelos matemáticos, resultados do processo, interface com medidores e rastreamento da produção. No processo de construção do PCT viu-se um grande potencial de desenvolver outras funcionalidades, devido enorme flexibilidade dessa ferramenta, como gerenciamento da produção, auxílio na inspeção de qualidade e controle estatístico do processo. Isto levou a criação de um sistema amigável de fácil utilização, utilizado tanto pelos operadores da Linha e inspetores de qualidade como também pelos analistas do processo, auxiliando na otimização da Linha de Tiras a Quente da Gerdau.

Aug 17, 2017

By Yan Samuel Ferreira Junqueira

O processo de coqueificação em uma Coqueria do tipo Heat Recovery ocorre pela queima da matéria volátil presente no carvão, principal combustível para aquecimento dos fornos. Uma segunda queima não desejada ocorre pela combustão do coque. Essa queima indesejada é denominada Burn Loss. A quantidade de ar succionada para dentro dos fornos era controlada por um sistema automático que abria ou fechava as válvulas utilizando como principal variável o Tempo. Durante o controle por tempo varias influências e distúrbios que ocorriam no processo não eram levadas em consideração e consequentemente não era utilizado todo o potencial do processo para a produção de coque. O controle desenvolvido pela equipe da Coqueria da thyssenkrupp CSA (tkCSA) chamado de PID Combustão é focado em um sistema de autoaprendizagem, capaz de reconhecer as características do processo e admitir somente a quantidade de ar necessária para cada forno. Cálculos matemáticos, estatísticos e o histórico da temperatura do forno são levados em consideração pelo PID Combustão que otimiza a mistura de gás com ar no forno. Os principais benefícios após a instalação do PID Combustão foram: redução nas temperaturas dos coletores (preservação do ativo), aumento da capacidade de produção do forno (aumento da velocidade de coqueificação) e otimização da sucção ao longo dos fornos no mesmo coletor.

Aug 17, 2017

By Beatriz Araújo Batista

A soldagem é um processo de união que envolve muitos fenômenos metalúrgicos que podem causar problemas práticos se não forem aplicados os princípios operacionais apropriados ao processo. O aço inoxidável ferrítico AISI 410S é uma liga de Fe-Cr que contêm em média 12,5% de cromo, isto melhora a resistência à corrosão, mas em parte sacrifica outras propriedades como a sua soldabilidade. Este estudo foi realizado através da deposição de um cordão de solda em duas chapas de aço AISI 410S pelo processo de eletrodo revestido, variando a energia de soldagem entre eles, onde se calculou a diluição de cada cordão depositado e a composição química da zona fundida de cada chapa. Além disso, foi avaliado através do diagrama de Shaeffler, as microestruturas formadas e os possíveis defeitos susceptíveis mediante os parâmetros utilizados nas chapas. Verificou-se que na chapa onde se aplicou baixa energia de soldagem não ocorreu o risco de defeitos. E na chapa que se aplicou alta energia houve a possibilidade de ocorrer fragilização e fissuração por formação de martensita. Salienta-se que a diluição foi maior nessa condição, mostrando que o controle da diluição em soldas é de grande importância por influenciar na qualidade do cordão de solda.

Aug 17, 2017

By Luciano Gadonski

O Laminador Reversível a Frio 4-Hi de uma cadeira da CSN-PR não foi projetado para reduzir 100% da Bobina Quente Decapada (BQD), ficando sempre o trecho de miolo e capa fora da espessura de especificação. O descarte deste material é realizado na entrada da Linha de Galvanização Contínua (LGC) da CSN-PR, sendo o processo de descarte feito de forma manual baseado em critérios visuais, acarretando em diferentes resultados por turno de operação, assim como o descarte desnecessário de material bom como sucata na maioria dos casos. Este trabalho aborda o estudo e desenvolvimento de um projeto conduzido através da metodologia do Lean Seis Sigma, automatizando a decisão do descarte e atingindo à máxima utilização do material dentro da especificação de espessura, diminuindo assim o trecho fora de bitola descartado como sucata na entrada da LGC, o que afetava diretamente o indicador de Rendimento Metálico da linha.

Aug 17, 2017

By André Kraszczuk

Esse trabalho avaliou a microestrutura e a microdureza do aço inoxidável martensítico AISI 440B nitretado a plasma em reator de fonte DC pulsada, a 480ºC, por 6 horas e pressão da câmara de 3,3 Torr. Foram utilizadas técnicas de difração de raios-X, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microdureza. A camada nitretada apresentou aproximadamente 24 µm de espessura, não tendo sido observada a formação de camada branca, constituída exclusivamente por nitretos de ferro ou de cromo. Entretanto, notou-se, na zona de difusão, a presença de nitretos nos contornos de grão, possivelmente, de cromo. O endurecimento superficial do aço AISI 440B, atingiu valores entre 1417 - 1677 HV0,025, ao passo que o a matriz metálica do aço temperado apresentou durezas de aproximadamente 54HRc.

Aug 17, 2017

By André Wulff Hirano

A operação estável de um Alto Forno com alta produtividade e baixo consumo de combustíveis, dependente significantemente das matérias-primas ferrosas utilizadas. Diante do cenário cada vez mais desafiador devido à piora da qualidade dos ferrosos, o desenvolvimento de novas soluções de carga tem sido um item essencial para a manutenção da estabilidade e produtividade. Dessa forma, tornando importante a compreensão dos fenômenos para a adequação do modelo operacional. O objetivo deste trabalho é apresentar uma revisão dos fenômenos decorrentes da variação na composição química do sínter e a consequência observada no controle de processo dos Altos Fornos da TKCSA. Foi observado elevação nos teores de sílica e alumina, os quais têm forte influencia nas propriedades físicas, metalúrgicas e de fusão do sínter. No Alto Forno, o sínter analisado causou uma variação de 200°C na temperatura de fusão da escória primária, variações bruscas no rendimento CO e no desvio CO/CO2, chegando a valores de 4% e 70%, respectivamente.

Aug 17, 2017

By Pedro Henrique Barbosa Souza

A Aperam é uma grande consumidora de gases do ar, principalmente Argônio. A produção de Argônio é feita através de coluna de destilação, onde são também extraídos Oxigênio e Nitrogênio. A modalidade de contrato adotada pela Aperam é do tipo take-or-pay para todos os gases, porém nem todo Oxigênio produzido era consumido. A Aperam então desenvolveu um projeto visando aproveitar esta “sobra” de Oxigênio no seu forno Walking Beam, para enriquecimento do ar de combustão. A utilização de Oxigênio permite reduzir, de maneira indireta, o consumo de Gás Natural neste forno. Após a implantação do projeto a Aperam está apta a consumir acima da capacidade de Oxigênio produzida, sendo necessário implementar uma estratégia de controle que permita limitar a máxima velocidade deste gás na tubulação (risco de explosões) e reduzir a interferência entre os diversos consumidores, o que poderia provocar desarmes ou oscilações na estequiometria dos gases. Para isto foi aplicado técnicas de controle antecipatório. Este trabalho irá abordar as estratégias de controle utilizadas, sua sintonia e os resultados obtidos.

Jul 30, 2018

By Débora Guimarães da Silva

Este trabalho trata da deposição de um nanofilme de sílica através do processo sol-gel na superfície de um substrato vítreo para sua aplicação em usinas térmicas de energia solar. Os filmes foram confeccionados pelo processo de revestimento por imersão utilizando-se um equipamento dip-coating e passaram por um tratamento térmico à 425°C durante 30 minutos. Na etapa de caracterização foram feitos ensaios de espectroscopia de fluorescência de raios-X, refletância difusa no UV-Vis, microscopia eletrônica de varredura e medidas de molhabilidade. As propriedades mecânicas foram avaliadas por teste de adesão da fita e dureza a lápis. Resultados dos ensaios de espectroscopia de fluorescência de raios-X confirmaram haver a deposição de sílica sobre o substrato. Foi obtida uma refletância difusa de 2,72% para o filme antirreflexivo. Imagens no MEV revelaram uma superfície lisa, uniforme e isenta de trincas. Medidas de molhabilidade mostraram que houve o molhamento dos filmes pela água, caracterizando-os como hidrofílicos. Os filmes apresentaram uma adesão de 4B e dureza de 3H. Os nanofilmes de sílica confeccionados apresentaram propriedades ópticas e mecânicas satisfatórias para a aplicação solar.

Aug 17, 2017

By Ana Maria Pérez Ceballos

Os aços inoxidáveis duplex e superduplex são caracterizados por uma estrutura bifásica contendo ilhas de austenita precipitadas numa matriz de ferrita. Estes aços possuem boas propriedades mecânicas e boa resistência à corrosão. No entanto, estes aços podem apresentar fragilização por hidrogênio. No desenvolvimento deste trabalho se estudou a difusão e fragilização por hidrogênio de um aço inoxidável superduplex SAF 2507 nos estados como recebido e tratado térmicamente. Para avaliar a influência da microestrutura sobre a difusão do hidrogênio foram realizados ensaios de permeação electroquímica de hidrogênio. Observou-se que o coeficiente de difusão aparente aumenta em função da temperatura de recozimento. A influência de hidrogênio na resistência à fratura do material recozido a 1300°C foi estudada a partir de ensaios de tenacidade à fratura (CTOD). Determinou-se que a resistência à fratura do material diminui consideravelmente quando o mesmo é submetido a uma carga de hidrogênio. A presença de hidrogênio também modificou o mecanismo de fratura do material, observou-se uma fratura completamente dúctil no material que foi testado em ausência de hidrogênio e uma fratura frágil, caracterizada por clivagem, foi observada no material hidrogenado. Determinou-se que a fase austenítica pode ser fragilizada sob certas condições de carga de hidrogênio.

Aug 17, 2017

By Rafael Alves Frederico de Alencar

O comportamento mecânico dos diferentes tipos de materiais é influenciado por diversas variáveis, dentre as quais, as condições adotadas para o processamento mecânico dos mesmos, as características estruturais e os aspectos metalúrgicos, por exemplo. Considerando essas variáveis, este trabalho apresenta o estudo do comportamento mecânico do aço inoxidável ferrítico AISI 430, estabilizado ao nióbio, para diferentes modos de pré-deformação: estampagem (estiramento) e tração com o subsequente carregamento em cisalhamento. Os resultados indicaram que o comportamento mecânico do material variou em função da direção de aplicação do esforço mecânico e do modo usado para a pré-deformação desse aço, ocasionando endurecimento e amaciamento.

Aug 17, 2017

By Alexandre Aparecida Morais

O rompimento de pele (breakout) é considerado uma das anomalias mais danosas ao processo de lingotamento contínuo de placas de aço. Esta ocorrência, além dos riscos de segurança durante a limpeza do aço derramado, resulta em pesadas perdas de produção e danos aos equipamentos. Estima-se que o custo potencial de um rompimento de média intensidade possa atingir a cifra de US$270.000,00, considerando a perda potencial de produção, o custo de reprocessamento do material e a recomposição dos equipamentos como segmentos, moldes, etc. Portanto, tão importante quanto evitar o breakout é também reduzir as suas consequências. Dentro deste contexto visando mitigar os danos de um rompimento quando o vazamento não é imediatamente reconhecido, desenvolveu-se um sistema pneumático de detecção de vazamento na saída do molde, envolvendo os edge e foot rolls. Basicamente, o sistema é um circuito fechado constituído de tubos de pequeno diametro com gás nitrogenio pressurizado. Se ocorrer um vazamento de aço, este funde o tubo (provocando perda de pressão ou excesso de vazão) ativando o sistema de alarme de indicação de vazamento, que fecha automaticamente a válvula gaveta do distribuidor para o veio e coloca a placa em extração. Atualmente todos os moldes da ArcelorMittal Tubarão possuem este sistema visando mitigar as consequencias de um vazamento.

Aug 17, 2017

By Wagner da Silva Lima

Um Sistema Piloto de alimentação de biomassa foi instalado em paralelo ao sistema de alimentação de coque em uma caldeira leito fluidizado circulante movida a coque de petróleo na Unidade Fabril da Votorantim Metais em Niquelandia, GO. Quatro experimentos foram realizados utilizando os alimentadores de coque (limitados a capacidade de mistura da pá-carregadeira) e o sistema piloto instalado que tem capacidade de 30 m3/h de cavaco de eucalipto. A substituição energética chegou a 19%, bem acima dos 10% determinados pelo fabricante utilizando o sistema atual de alimentação de combustível na caldeira. O potencial de redução de custo do vapor varia de 4 a 7%.

Aug 17, 2017

By Mario Luiz Cruz Nascimento

Devido a seu preço competitivo e alta resistência à fluência e à corrosão, atualmente as colunas dos fornos de reforma são confeccionadas com tubos fundidos por centrifugação de aços inoxidáveis austeníticos da classe HP modificados ao nióbio. Apesar de projetadas para uma vida mínima de 100.000 horas em serviço, falham frequentemente devido a intercorrências operacionais que levam ao superaquecimento localizado, designados surtos de temperatura. No presente trabalho, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microanálise por energia dispersiva de raios-X (EDS) foram utilizadas para estudar duas colunas trincadas após um surto de temperatura. Descobriu-se que o NbC reprecipita na morfologia de pequenas partículas nos sítios onde a fase G foi dissolvida durante o surto de temperatura. Desta forma estas partículas servem como marcadores microestruturais da ocorrência do surto.

Aug 17, 2017

By Thiago Vieira Lopes

O mercado siderúrgico atual encontra-se cada vez mais competitivo e exige das empresas esforços na diminuição do custo de produção para que seus produtos mantenham atratividade no cenário global. A incorporação crescente de produtos siderúrgicos oriundos da Ásia no mercado ocidental obriga as indústrias encontrarem alternativas de diminuição de custo de produção, as rotas para que tal objetivo seja alcançado geralmente estão ligadas ao aumento do rendimento metálico e diminuição no tempo de processamento dos produtos. O equipamento gargalo na linha de laminação a quente da CSN, é a cadeira reversível da laminação de desbaste, R2, e pequenas reduções de tempo no processamento de placas são responsáveis por incrementos elevados na produtividade da laminação. Visando ampliar a competitividade da CSN no cenário siderúrgico foi criada uma função, chamada RM-NECK, no modelo matemático do laminador que classifica todos os materiais gargalo desbaste por grau, espessura, largura, número de fornos de reaquecimento e comprimento de placa, permitindo assim, a diminuição no tempo de processamento na zona do VE2/R2. O estudo evoluiu para um verdadeiro trabalho em equipe, envolvendo especialistas da manutenção e operação e, consolidando anos de experiência no desenvolvimento de um algorítmo inteligente o suficiente para reduzir o tempo de processo observando os princípios da teoria das restrições.

Aug 17, 2017

By Walisson Silva Gomes

A injeção de carvão pulverizado pelas ventaneiras dos altos-fornos é um dos meios de redução de custos de produção do ferro gusa. Esta injeção deve ser de forma efetiva para evitar possíveis desperdícios de combustível. Esse trabalho teve como objetivo desenvolver uma metodologia de quantificação do teor de carbono na lama e no pó de coletor, gerados na limpeza de gás do alto-forno para auxiliar a avaliação da eficiência de queima do carvão injetado pelas ventaneiras e sua correlação com as variáveis de processo. Nenhuma norma especifica a quantificação de carbono na lama e no pó de coletor. Foram utilizadas duas técnicas de quantificação de carbono em carvão e coque utilizados na Companhia Siderúrgica Nacional, a Análise Imediata, baseadas na norma ASTM D 5142-09, e a Análise Elementar. Um estudo mais detalhado para investigar as possíveis interferências nesses métodos de análise, devido a diferença de resultados entre eles, foi utilizado Difração de Raio-X, associado ao método de Rietveld, e Analise Termogravimétrica de Calorimetria Exploratória Diferencial (TG-DSC). A partir dessas análises foi possível definir o melhor método para quantificação de carbono no pó de coletor e lama de alto-forno.

Aug 17, 2017

By Bruno César Calazans de Andrade

No processo de produção de aço o maior volume de custo está na carga metálica, que é composta pelo gusa líquido produzido nos altos fornos e a sucata metálica oriunda dos descartes de processos produtivos da indústria. Visando atingir o custo ótimo de produção, foi definida uma produção dos altos fornos menor que a média histórica da empresa, e a compra de placas no mercado como complemento para suprir a demanda da laminação. Desta forma a otimização da utilização do gusa líquido se tornou primordial para o aumento da produção de placas, redução do custo de produção da metalurgia e consequentemente redução da necessidade de compras de placas no mercado. Com este novo cenário foi necessário aumentar a utilização de sucata pesada e reduzir o tempo de preparação de caixas para garantir a carga no peso e tempo necessário para atendimento dos conversores. As ações tomadas possibilitaram a redução do gusa na carga metálica de 84% para 82% atingido o resultado proposto redução de custo e aumento de produção de placas.

Aug 17, 2017

By Moacir Alves dos Reis

O objetivo deste trabalho foi criar um projeto de um simulador do sistema de carregamento do Alto Forno 2, voltado para o treinamento de operadores e técnicos em manutenção. O principal objetivo está em produzir uma ferramenta que auxilie no processo de ensino dos operadores e técnicos de forma mais rápida e segura, reduzindo os custos do treinamento e ao mesmo tempo simulando situações de operação, alarmes de processos sem interferência no sistema de carregamento real. São apresentadas as etapas previstas para o desenvolvimento do projeto e as ações já realizadas até o presente momento. O simulador será equipado com equipamentos reais do sistema de carregamento do Alto Forno, sendo apenas simulado as entradas e saídas físicas (I/O) dos equipamentos externos (motores, limites, válvulas, etc.) e utilizará um ambiente virtual modelado a partir do PLC, SDCD e Monitores para que os operadores possam visualizar e simular todos os alarmes deste processo.

Jul 30, 2018