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By Robert Horwood, Richard Harvey

The copper stave was a development of the Blast Furnace cooling system intended to utilise the high heat transfer properties of copper within a fully covered shell cooling solution. They were originally conceived as being able to provide a permanent cooling lining for use primarily in the higher heat zones of the Blast Furnace. Despite a large number of campaign successes around the world the everlasting concept has not proven universal, with some plants having suffered issues in two particular areas: stave bending (leading to water leaks at back of the stave) and stave wear (erosion on the hot face). Primetals Technologies have in the past been approached to provide assistance to a number of Blast Furnace operators who were experiencing operational issues with the copper stave furnace cooling systems of others. Through knowledge gained resolving these issues, and with the positive experiences of their own copper stave designs, Primetals Technologies have worked towards developing a new concept in copper stave design capable of providing a more robust solution to cope with the greater productivities of modern ironmaking. This paper will provide an outline to the concepts that have driven the design of this new technology.

Oct 1, 2019

By Mateus Sotelo Menezes

Uma ferramenta de trefilação deve suportar as altas tensões a que fica submetida durante o processo sem apresentar deformações. Para isso, o projeto da fieira deve iniciar com a escolha correta do material de fabricação e um dimensionamento adequado. Tais fatores podem minimizar a ocorrência de falhas, tanto na fieira, quanto no produto trefilado, assim como diminuir as tensões e desgaste na ferramenta. Portanto, este estudo visa analisar as regiões de uma ferramenta de trefilação industrial que estão sujeitas as maiores amplitudes de tensões ao longo de um processo de trefilação. O método de elementos finitos foi utilizado para simular a trefilação de uma barra de aço utilizando uma ferramenta de carbeto de tungstênio. O perfil da fieira foi inserido no software e então analisado em diferentes etapas ao longo do processo de trefilação e após o seu término. Observou-se a ocorrência de tensões compressivas superiores a 600 MPa na região de trabalho e as maiores tensões trativas foram visualizadas na região de saída, com valores próximos a 200 MPa. A presença de tensões residuais não foi registrada na fieira, como esperado.

Aug 17, 2017

By Rossano Augusto Pilon Nunes

A pelotização é um dos processos desenvolvidos para permitir utilização dos finos (pellet feed) nos reatores de redução. O produto gerado denominado ‘pelota’ possui alto valor agregado e características físicas e metalúrgicas próprias. Dentro das características físicas temos as trincas que são defeitos internos e/ou superficiais que prejudicam o desempenho das pelotas nesses reatores. O estudo visou investigar as variáveis que mais contribuem para geração das trincas e em que etapa do processo a geração é mais significativa. A investigação avaliou duas usinas de pelotização de Tubarão, na geração de trincas e comparou as principais variáveis de processo segundo a literatura. Esta avaliação se deu em escala piloto utilizando um forno tipo pot-grate e mostrou forte influência das etapas de secagem descendente e pré-queima. O trabalho foi de suma importância para uma atuação mais direcionada em um futuro teste industrial.

Oct 30, 2017

By Leonardo Martins da Silva

O minério de ferro quando encontrado contendo teores do elemento fósforo acima de 0,05% é considerado rejeito dada sua inutilização para o processamento de fabricação do aço. Tal fato ocorre devido a elevação da dureza do aço tornando-o quebradiço e com fratura. Sendo assim o presente trabalho tem como objetivo a avaliação do efeito do processo de lixiviação ácida como finalidade de redução do teor de fósforo no minério de ferro. Através da utilização do software Termocalc® foi possível analisar as diferentes estruturas formadas em diferentes teores do elemento fósforo. Através da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível analisar a estrutura do minério de ferro após seu tratamento com a energia de micro-ondas. Por meio da técnica de planejamento estatístico fatorial com pontos centrais e axiais foi possível determinar as condições ótimas de remoção de fósforo através da técnica de lixiviação ácida.

Aug 1, 2018

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 João Vitor Mokan

O presente trabalho avalia o efeito das camadas de conversão a base de CrVI e CrIII aplicadas na superfície de arames galvanizados por imersão a quente. As bitolas testadas foram 1,24mm, 1,65mm e 3,00mm, utilizando os ensaios de Névoa Salina e Câmara Úmida, avaliando o aspecto superficial dos arames após 1, 3, 6, 24 e 28 horas de exposição ao ambiente agressivo. Pode ser observado que o ensaio de Névoa Salina é pouco indicado para avaliar a oxidação superficial do arame em função de sua agressividade. Os resultados foram melhor interpretados utilizando o ensaio de Câmara Úmida. Inicialmente os arames recobertos por uma camada de conversão a base de CrIII apresentaram desempenho levemente superior àqueles recobertos por CrVI, considerando os mesmos tempos de exposição. Após seis horas os arames galvanizados apresentaram comportamentos semelhantes. O arame galvanizado com maior resistência a oxidação foi aquele protegido com CrIII, porém com o passar do tempo os dois tipos de revestimento se equivalem.

Oct 30, 2017

By Eric Yoshimitsu Sako

One of the main difficulties in the operation of trough and runners at Arcelor Mittal Tubarão (AMT) Blast-furnace no.02 is the reduced amount of time available for repair procedures. The consequence is that the castable installation must often be performed during hot conditions and the installed castable could easily detach from the base material during the early stage of operation, exposing the previously oxidized base material to molten iron and corrosive slag attack. When events like this happen, emergency repairs must be executed, resulting in increased refractory unit consumption and an unplanned shutdown of unit operation. Considering these targets, Nippon Crucible Co. and Saint-Gobain HPR Brazil have developed a high-performance Al2O3-SiC-C composition based on an entirely novel anti-oxidation technology. Oxidizing reactions could be attenuated by adding an oxidant inhibitor and a water reducing agent. As a result, the open porosity was significantly reduced, resulting in an improvement of campaign life in terms of pig iron throughput when compared with the regular castable. An analysis of this life improvement showed successful results for the material after 250 days of campaign. The main reason for such successful results was that the deterioration caused by the oxidation was significantly less and that this change made on the high cohesive structure of the base material was maintained for a long time. The attained results allowed Arcelor Mittal Tubarão to achieve longer trough campaigns, and avoid any unplanned stoppages with zero breakdown risks.

Oct 30, 2017

By Antonio Adel dos Santos

Em agosto/2014 foi introduzido o gás natural, GN, na matriz de combustíveis dos fornos de reaquecimento de placas da Linha de Tiras a Quente, em Ipatinga, eliminando o óleo combustível deste processo. Isto demandou o ajuste dos parâmetros do modelo matemático de controle automático do reaquecimento, que estava ajustado para a queima de mistura de gases siderúrgicos e óleo combustível. O ajuste foi realizado com base em resultados de experiências de medição das curvas de aquecimento com placas especialmente instrumentadas. Verificou-se que os gases da combustão na presença do GN ficam mais quentes na região do início do forno, próximo do canal de fumaça, elevando com isso o perfil térmico do forno. Em consequência, as temperaturas de desenfornamento da placa ficam mais elevadas em relação ao aquecimento na ausência do GN, comparando-se condições de processo e de material similares. Os ajustes do modelo foram implantados dentro do escopo de uma melhoria geral introduzida no sistema de controle automático dos Fornos, permitindo a determinação correta da temperatura de desenfornamento e a operação otimizada dos fornos do ponto de vista de aquecimento da placa.

Aug 16, 2017

By Willy Ank de Morais

Pontos estratégicos de solos foram analisados com o objetivo de estudar a possível contaminação de água pluvial, por difusividade, mantidas em reservatórios existentes na Ilha dos Arvoredos, localizada no Guarujá, litoral de São Paulo, Brasil. Iniciou-se o procedimento com a preparação das amostras (homogeneização e quarteamento), seguida das análises físicas (granulometria e umidade). A caracterização foi realizada por espectrometria de fluorescência de Raio-X e por espectrometria de absorção atômica. As concentrações de enxofre foram quantificadas por forno de combustão e as cinzas e matéria volátil por TGA (Analisador Termogravimétrico). As análises realizadas em Raio –X mostraram composição química de solo argiloso com altas concentrações de SiO2 e Al2O3 e as realizadas no equipamento de combustão mostraram concentrações de enxofre menores que 0,03%. Os resultados se apresentaram negativos para metais pesados ou outro tipo de elemento que poderia comprometer a potabilidade das águas contidas nos reservatórios.

Oct 30, 2017

By Jean Viana Bahia

O óxido de ferro produzido nas Plantas de Regeneração de HCl da Usiminas, Usina de Ipatinga, é comercializado como coproduto para diferentes aplicações. Um dos requisitos de qualidade do óxido é o teor de cloreto abaixo de 0,30%. Nesse contexto, foi realizado um estudo de pesquisa e desenvolvimento visando à melhoria da qualidade do óxido de ferro, por meio de adequações de parâmetros operacionais das plantas baseados em balanços de massa. Os resultados destes balanços mostraram que o excesso de ar tem considerável influência sobre a quantidade de cloreto no óxido, considerando que os demais parâmetros das plantas estejam ajustados adequadamente. Quando o excesso de ar é muito elevado, gera-se óxido de ferro de boa qualidade. No entanto, existe a possibilidade de emissão de Cl2 para a atmosfera devido à ocorrência de reações paralelas indesejáveis. Caso o excesso de ar seja muito reduzido, não há problemas com emissão de Cl2, mas o teor de cloreto no óxido de ferro aumenta. Portanto, o excesso de ar deve estar em uma faixa de valores adequada para gerar óxido de ferro de boa qualidade sem comprometer o meio ambiente. Calculou-se que o excesso de ar ideal varia entre 16% e 18% para as condições estudadas.

Aug 17, 2017

By André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva

O sistema ferro-oxigênio alumino tem sido investigado há muitos anos em função de sua importância para a indústria do aço. Uma grande fração de todo o aço plano produzido é de aço de baixo carbono acalmado ao alumínio, não apenas pelo baixo conteúdo de oxigênio residual em solução que pode ser obtido mas, também, pela importância do alumínio residual na formação de AlN, ferramenta importante no controle de estrutura e textura obtidas. O sistema Fe-O é relativamente bem compreendido e quantificado, da mesma forma que o sistema Fe-Al. Entretanto, há discrepâncias significativas na quantificação do comportamento do sistema Fe-Al-O havendo, ainda, bastante controvérsia com respeito a equilíbrios importantes. Assim, o objetivo deste trabalho é (a) realizar uma revisão crítica dos experimentos e avaliações termodinâmicas principalmente do equilíbrio Al-Fe-O–Al2O3 (b) avaliar os métodos atualmente usados para descrever este equilíbrio e (c) apresentar recomendações sobre os dados, com base em sua confiabilidade e consistência.

Aug 16, 2017

By Henrique Lacerda Eleutério, Aldo Henrique de Almeida Barbosa, Vicente Tadeu Lopes Buono

The automotive industry’s interest in galvannealed (GA) boron steel for hot forming processes application has been steadily increasing due to its excellent surface quality, galvanic protection provided to the parts, good paint adhesion and better weldability in relation to other coatings for this application. In this study, samples of 22MnB5 galvannealed steel were heat treated and hot stamped on a water cooled die in laboratory scale. The influence of heat treatment on stability of coating and steel was assessed by using initial heating rates 11.0ºC/s and 15.0ºC/s. Microstructural evolution of galvannealed coating and structural integrity of steel during hot forming were investigated by scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy analysis (SEM/EDS/Line scan), X-ray diffraction (XRD) and optical microscopy (OM). It was possible to quantify the Fe-Zn phase evolution during hot forming, to understand the effect of these heating rates on the product properties and to establish an optimized heat treatment for hot forming of these steel. The heat treatment with the heating rate of 15.0ºC/s presented greater operational flexibility and final products free from surface defects or cracks in the substrate.

Oct 1, 2019

By Juliana Cecília Costa Ribeiro Vieira

As operações de amostragem de qualquer atividade que necessite de controle de qualidade são fundamentais tanto para fins de garantia da qualidade quanto para efeito comercial dos produtos. Na mineração de ferro não é diferente. Uma amostragem que carregue um vício de 0,20% no teor de Fe (%) pode representar uma perda de faturamento de aproximadamente US$226 mil para cada milhão de toneladas comercializadas aos preços atuais. Para fazer um bom plano de amostragem é necessário conhecer o grau de heterogeneidade ou variação de qualidade (sW) do minério a ser amostrado. Segundo Pierre Maurice Gy, um dos mais renomados especialistas em amostragem de minérios em geral, a forma mais indicada para estimar a sW é o método do variograma. Neste trabalho usamos a metodologia do variograma, com base na Norma Técnica ABNT ISO 3084:2003, para estimar a sW do minério tipo Sinter Feed produzido na Mina de Serra Azul da ArcelorMittal.

Oct 30, 2017

By Amanda Sardinha Pereira

O uso dos aços 2,25Cr-1Mo-0,25V em reatores de hidrotratamento cresceu significativamente devido ao seu excelente comportamento em fluência, elevada tenacidade e resistência à corrosão. Contudo, as propriedades mecânicas deste material podem ser afetadas pelo tipo de microestrutura. O objetivo desse trabalho foi estudar a influência da microestrutura do aço 2,25Cr-1Mo-0,25V, obtida por meio de diferentes tratamentos térmicos, na difusividade e solubilidade de hidrogênio. Foram realizados ataques químicos seletivos para revelar a austenita retida e ensaios de permeação eletroquímica do hidrogênio. A análise dos dados da permeação mostrou que a amostra revenida a 550°C (Dap = 4,6 x 10-12 m2/s) possui menor coeficiente de difusão comparada às amostras revenida a 375°C (Dap = 6,9 x 10-11 m2/s) e revenida a 730°C (Dap= 3,4 x 10-11m2/s).

Aug 8, 2018

By Leandro de Arruda Santos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento mecânico sob flexão de um instrumento endodôntico constituído de Ni-Ti M-Wire e comparar suas respostas com aquelas obtidas de um instrumento de Ni-Ti superelástico convencional com a mesma geometria, utilizando-se simulação por elementos finitos. Um instrumento ProTaper Universal F1 foi selecionado para este estudo. O modelo geométrico para a simulação numérica foi gerado através de micro-tomografia computadorizada e os dados para os modelos constitutivos foram obtidos por meio de ensaios de tração realizados em laboratório. A simulação numérica foi realizada em ABAQUS, com condições de contorno baseadas na especificação ISO 3630-1. Os resultados mostram que instrumentos de Ni-Ti M-Wire apresentam maior flexibilidade e menores valores de tensão quando submetidos à flexão, o que indica que estes instrumentos são mais resistentes à fadiga por flexão.

Aug 8, 2018

By Patrícia de Fátima Rodrigues

Neste trabalho, a técnica de ensaios de torção a quente foi utilizada na simulação física do processo de laminação a quente do produto fio-máquina. Foram realizados ensaios em dois tipos de aços, a saber, um aço baixo carbono (BC) e outro aço ultrabaixo carbono (UBC). A realização dos ensaios de torção a quente, sob condições próximas ao processamento industrial, ou seja, utilizando parâmetros de processo como taxa de deformação, temperatura e tempo entre passes, fornecidos pelo fabricante do laminador, possibilitou evidenciar os mecanismos de amaciamento destes aços. Foram obtidas as curvas de escoamento para as condições propostas e realizadas análises metalográficas para avaliar as microestruturas resultantes. A partir dos resultados obtidos pode-se concluir que ambos os aços apresentaram bom desempenho na laminação do fio-máquina. Em particular, o aço ultrabaixo carbono mostrou-se capaz de suportar as condições de processamento impostas nas simulações, o que torna viável sua possível aplicação no mercado de produtos de aços longos.

Aug 16, 2017

By Egnalda Pereira da Silva Pimenta

Visando a redução de custos e peso dos veículos, uma grande variedade de materiais, metálicos ou não, tem sido utilizada na produção de carrocerias. Cada um desses materiais possui uma tensão crítica de aplicação da tinta cataforética (tensão de ruptura) e, como a carroceria é pintada integralmente, a homogeneidade da pintura final em todas as partes representa um fator de grande relevância. Geralmente a tensão de aplicação da tinta é determinada em função do tempo disponível e não considera o tipo de tinta empregada, o que, em muitos casos, restringe o emprego de certos substratos metálicos. Por isso, o estabelecimento de janelas de processamento para a pintura dos materiais permite uma maior flexibilidade operacional. Assim, para esse estudo, foram pintados, em linha de pintura piloto, corpos de prova de aços, com e sem revestimento de zinco, utilizando-se três tipos de tintas e variando-se as tensões e os tempos para sua deposição, de modo a estabelecer uma “janela de processamento” para cada aço em função do tipo de tinta empregada. As “janelas de processamento” conferem maior flexibilidade aos processos de pintura, além de ser uma maneira conveniente de selecionar a tinta de melhor desempenho para uma determinada linha.

Aug 8, 2018

By Etiene Pereira de Andrade

Em decorrência de índices de emissão de poluentes cada vez mais restritivos, de programas de incentivo à eficiência energética e do uso de fontes de energia renováveis, a indústria automobilística se renova e desenvolve tecnologias que permitam redução de massa dos veículos conciliada a bom desempenho estrutural e em serviço. Nesse contexto pode-se destacar o processo de Tailor Welded Blank (TWB). Esse processo permite que se reduza o número de reforços empregados no veículo, bem como a necessidade de um maior número de etapas de manufatura. Este estudo trata da caracterização das fraturas observadas em chapas obtidas pelo processo de TWB, para aplicação em portas laterais de veículos, quando submetidas à operação de estampagem profunda. Para a identificação da causa raiz foram realizados os ensaios de tração (de forma qualitativa, buscando apenas definir a região de falha), embutimento e análises metalográficas usando microscópio óptico (MO) microscópio eletrônico de varredura por feixe de elétrons (MEV). Os resultados indicaram que a fratura ocorreu na zona termicamente afetada, e não na zona fundida. Verificou-se, ainda, que a fratura ocorreu por esforços de tração simples, gerados pelo processo de estampagem do componente.

Oct 30, 2017

By Marisa Martins

Este trabalho aborda o processamento de rejeito proveniente do circuito de flotação de minério de ferro da mina de Cauê. A amostra utilizada no presente estudo apresentou teores médios de 27% de Fe, 59% de SiO2 e 1,4% de Al2O3. A concentração de hematita contida neste rejeito foi avaliada, utilizando-se flotação aniônica em meio ácido e na presença do ânion SiF6 2-, como depressor da ganga silicatada. De posse da caracterização granulométrica, química e mineralógica do rejeito, ensaios tecnológicos de flotação foram executados, objetivando a avaliação dos variados sistemas de reagentes. Diferentes dosagens dos depressores H2SiF6 e Na2SiF6 e ainda de três diferentes tipos de coletores aniônicos foram avaliados. Os melhores resultados foram alcançados pelos coletores do tipo ácido graxo e sulfonato de petróleo, os quais geraram concentrados contendo 66% de Fe e 4% de SiO2, e recuperações metalúrgicas de Fe de 59% e 71%, respectivamente.

Aug 16, 2017

By Tiago Salzmann Vilela

No mercado de arames e cordoalhas galvanizadas para indústria de distribuição de energia elétrica, o ensaio de preece tem se tornado um requisito constante para assegurar a uniformidade da camada de zinco formada. Neste trabalho, foram estudados os efeitos da velocidade de galvanização tanto na uniformidade da camada de Zinco como na espessura da camada intermetálica de ferro-zinco. Também foi estudado o efeito do aquecimento após o processo de galvanização, observando o crescimento da camada intermetálica. Finalmente, serão mostradas as principais características de processo obtidas para garantir o atendimento ao ensaio de preece nos arames galvanizados (classe B) produzidos na Gerdau Cotia.

Aug 8, 2018