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By Leandro Nakamura Alves Vieira

O acirramento da competição no mercado de aço tem exigido esforços de inovação e redução de custos. Por sua vez, as técnicas agrupadas como ICME - Integrated Computational Materials Engineering vêm acelerando o desenvolvimento e a otimização de materiais e processos de fabricação. O emprego destas técnicas tem sido uma ferramenta extra para assegurar a competitividade na indústria. Neste trabalho o uso da termodinâmica computacional no desenvolvimento e processamento de aços elétricos é revisado através da discussão de exemplos. Cálculos de equilíbrios mais relevantes para o processo de fabricação destes aços (tanto de grão não orientado-GNO como orientado-GO) permitem obter informações sobre as transformações de fases, solubilização de precipitados (sulfetos e nitretos) essenciais para a obtenção de texturas cristalográficas ideais. Os cálculos são discutidos e comparados com resultados reais. Discutem-se ainda, cálculos no sistema aço-gás, e os efeitos da composição da atmosfera na formação de óxidos na superfície do aço. Tais cálculos são importantes para descrever previamente as transformações que ocorrem durante as várias etapas de fabricação, assim como os efeitos dos parâmetros de processo sob os aços elétricos. A aplicação da técnica permite otimizar o processamento e o desenvolvimento dos aços elétricos em diversos aspectos. As vantagens e limitações do método, assim como o potencial de outras técnicas de ICME, na área, são discutidas.

Aug 7, 2018

By Cláudio Antunes de Oliveira

Este trabalho tem como objetivo demonstrar uma aplicação prática da técnica de reconciliação de dados no diagnóstico das medições que compõe uma malha de distribuição de gás BFG – Blast Furnace Gas. Falhas comuns de medição tais como saturação e congelamento da indicação afetam a qualidade da informação e este tipo de detecção faz parte da proposta de diagnóstico. Será abordado o desenvolvimento de um algoritmo que implementa a técnica de reconciliação, bem como a elaboração de uma matriz de diagnóstico no InfoPlus.21. Os principais indicadores deste diagnóstico são armazenados na base de dados do InfoPlus.21 visando consultas históricas e monitoramento contínuo das medições. Os dados obtidos demonstraram que a técnica de reconciliação de dados pode contribuir para identificação de falhas e agregar confiabilidade às medições.

Jul 30, 2018

By Felipe Fardin Grillo

Neste trabalho foram elaboradas escórias de aluminato de cálcio para refino de aço e comparadas com uma mistura industrial contendo fluorita em sua composição. As escórias foram analisadas por meio do software ThermoCalc e testadas em um banho metálico de aço SAE 1020 a 1600oC. O experimento foi conduzido em um forno de dissiliceto de molibdênio, sob atmosfera de argônio. Foram retiradas amostras até 30 minutos de experimento. Os resultados obtidos indicam que é possível obter até 78,7% de eficiência na remoção do enxofre utilizando escórias de aluminato de cálcio com 83,22% de fase líquida, mostrando que estas escórias cumprem o mesmo papel de dessulfuração das escórias com fluorita.

Oct 30, 2017

By Érico França

A CBMM aplicou aços microligados ao nióbio de alta resistência mecânica para a fabricação de containers de caminhões que transportam grãos na região do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba, com o objetivo de reduzir o peso desses equipamentos e possibilitar o aumento da carga útil transportada. O novo projeto reduziu em 10% o peso do container e também aumentou seu volume útil de 27 m3 para 29 m3. O investimento teve retorno com apenas 8 dias de operação com o novo projeto transportando arroz. Também foram obtidos ganhos no transporte de milho e soja com o retorno do investimento em 21 e 56 dias de trabalho respectivamente. O trabalho mostra os aços utilizados e as principais alterações nos projetos desses componentes.

Aug 16, 2017

By Érico França Oliveira e Silva

O conceito de utilização de aços microligados de elevada resistência mecânica nas estruturas automotivas como forma de reduzir peso, aumentar desempenho, reduzir o consumo de combustível e proporcionar maior segurança, já está bem difundido na indústria mundial. A CBMM vem desenvolvendo um projeto com a equipe da Unicamp que compete na Fórmula SAE como um meio de difundir o conceito da aplicação dos aços microligados para aqueles que serão a próxima geração da tecnologia automotiva. O projeto foi iniciado em 2011 e praticamente todas as peças do protótipo foram trocadas de aço AISI A36 para vários tipos de aços microligados com limite de escoamento superiores a 700MPa. Esse trabalho apresenta exemplos de componentes onde as reduções em massa atingiram até 32%.

Aug 7, 2018

By Julio César de Oliveira Melo, Giuliano Felippe Soares, André Dias Leite

A resolução de problemas na operação industrial é algo complexo e precisa ser baseada em dados, muitas vezes diversos e não estruturados. Este trabalho traz uma abordagem em big data para dar visibilidade dos problemas em sistemas industriais, trazendo insights que permitam sair da intuição para assertividade, contruibuindo, assim, para redução do tempo de detecção e resolução de problemas.

Oct 1, 2019

By Eder Lúcio de Castro Martins

A Mina de Morro Agudo da Votorantim Metais está localizada na cidade de Paracatu (MG). A mina compreende um depósito de zinco e chumbo e atualmente o método de lavra empregado é o de Câmara e Pilares. O estudo geometalúrgico empregado na unidade tem por objetivo avaliar a performance das câmaras de lavra submetidas a testes de bancada correlacionando características mineralógicas com as etapas de beneficiamento. O minério é constituído predominantemente pelos minerais minério esfalerita (ZnS) e galena (PbS). O trabalho vem sendo desenvolvido com amostras de testemunhos de sondagem e representam as câmaras de lavra dos diversos níveis e regiões da Mina. Além dos testes de bancada que compreendem etapas de moagem, granuloquímica e flotação, as amostras são submetidas às análises químicas e mineralógicas. Foram determinados estatisticamente as classes de teores de alimentação dos testes, com o objetivo de realizar comparações de indivíduos que pertencem à mesma população. As câmaras de lavra são classificadas pelo rendimento geometalúrgico de acordo com a performance da variável recuperação metálica. De acordo com os resultados dos testes em bancada e sua respectiva classificação geometalúrgica, é possível traçar estratégias para que o planejamento de lavras e a usina de beneficiamento possam trabalhar em sinergia, de forma a maximizar o valor econômico de determinada frente de lavra.

Aug 17, 2017

By Lucas Andery Reis

No processo de beneficiamento mineral, a moagem é o último estágio da etapa de cominuição de minérios responsável pela redução das partículas à liberação do mineral a ser concentrado nos processos subsequentes. Um problema presente nesse processo é a moagem em excesso do material, que aumenta a potência consumida na moagem, dificulta a recuperação das partículas muito pequenas nas etapas de concentração e prejudica a operação de filtragem do processo de pelotização por entupimentos ocasionados pelo material mais fino do que o especificado. Para melhorar o desempenho da moagem e reduzir seu custo operacional, se faz necessário estudar estratégias de controle adequadas que controlem melhor as diversas variáveis existentes nesse processo. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi utilizar um simulador de circuito de moagem com o intuito de comparar o desempenho da planta sendo controlada por controle clássico (PID), que é amplamente utilizado em circuitos de moagem, e por controle preditivo por modelo (MPC), que é aplicado em uma camada acima dos PIDs. Foi possível concluir que o circuito de moagem sendo controlado por MPC obtém melhor desempenho do que o PID, possibilitando trabalhar com as variáveis mais próximas de seus limites ótimos de operação.

Oct 30, 2017

By Sayonara Soares de Freitas Carneiror

A extração de alumina por digestão ocorre em meio reacional entre a pasta de bauxita e licor cáustico aquecido. Este aquecimento ocorre em uma série de trocadores de calor, que utilizam vapor saturado produzido em caldeiras de gás natural. Aproximadamente vinte minutos após a passagem pelos trocadores, o licor alimenta o reator e a mistura entre este fluido quente e a pasta fria deve atingir uma temperatura pré-definida de digestão. O controlador tradicional não era capaz de integrar o circuito entre os produtores e consumidores de vapor, por causa do deadtime do processo que gera a necessidade de um modelo robusto para ser acoplado à lógica de PID, mais a questão da não-linearidade do processo de transferência de calor. Este artigo apresenta a metodologia e os resultados de uma aplicação de tecnologia baseada em lógica Fuzzy em trocadores de calor para controle da temperatura reacional. A ferramenta do projeto é uma plataforma de controle avançado que não necessita de modelos fenomenológicos e é capaz de lidar com sistemas não-lineares. A média da temperatura de digestão ficou 0,4°C mais próxima do setpoint e a variabilidade reduziu em 61%, o que permitiu a redução em 3,2% no consumo específico de vapor.

Aug 17, 2017

By Caio Oliveira Biondi

A lixiviação de zinco é um processo contínuo que ocorre através da adição de ácido em uma série de tanques, com objetivo de extrair o zinco do material de origem. O ácido deve ser adicionado de forma progressiva para evitar a formação de compostos indesejados e também a formação de espuma decorrente da reação do ácido com o carbonato. O grande desafio do processo é acertar os pontos corretos de adição de ácido para que a lixiviação ocorra com o maior rendimento possível, pois tanto o excesso quanto a falta de ácido prejudicam essa etapa. Com o objetivo de aumentar o rendimento global do processo, a solução de controle avançado baseada em lógica Fuzzy da I.Systems, o Leaf, foi aplicado para substituir o controle tradicional PID e/ou manual. O Leaf foi capaz de reduzir a variabilidade do pH nos tanques em até 25%, fazendo com que fosse possível operar mais tempo no ponto ótimo. Isso permitiu que o rendimento global da etapa de lixiviação aumentasse 0,24%, além de melhoria qualitativa na etapa seguinte de sedimentação. O ganho financeiro proporcionado pela economia de concentrado silicatado foi de 375.000 reais por ano para a Votorantim Metais.

Oct 30, 2017

By Lucas Andery Reis

Em uma usina de processamento mineral podem existir dezenas de controladores que alteram automaticamente variáveis como taxa de minério, vazão de polpa, nível de caixa, quantidade de insumos, etc. Esses controladores existem para manter o processo em seu estado mais produtivo com o mínimo de ação humana. Para que este sistema de controladores funcione adequadamente, é preciso que estes sejam avaliados e sintonizados periodicamente. Devido à grande quantidade de controladores, diversos métodos de avaliação e inúmeras técnicas de sintonia, a tarefa pode se tornar extremamente complexa, confusa e longa. Por esta razão, nesse trabalho é proposta a aplicação da abordagem Seis Sigma DMAIC para gerenciar de forma eficiente e concisa as atividades de avaliação e sintonia de controladores industriais. A aplicação foi realizada na SAMARCO Mineração S.A. em Mariana/MG e os resultados comprovam a importância da abordagem proposta.

Oct 30, 2017

By Ricardo Tadeu Meneses Sodré

Laminadores de Tiras a Quente (LTQ) são equipamentos que realizam a transformação de placas de aço em bobinas laminadas de aço. Após a fabricação da bobina é necessário à marcação de todas as bobinas laminadas para possibilitar a identificação e rastreabilidade da bobina. A Arcelormittal Tubarão possui uma máquina de marcar automática robotizada que realiza essa identificação. Ocorrendo falha na máquina de marcar a identificação das bobinas passam a ser realizadas manualmente pelo operador, que não possui a mesma velocidade da marcação robotizada, ou seja, imediatamente ocorre perda de produção e após alguns minutos o gargalo se torna insustentável causando a parada do Laminador de Tiras a Quente. Um estudo minucioso foi desenvolvido através da elaboração de um diagrama de blocos funcionais (DBF), levantamento do histórico de falhas e tempos de manutenção, criação das curvas de confiabilidade e mantenabilidade e dos blocos de confiabilidade (RBD) para realização de simulações. Este estudo permitiu direcionar os esforços para os modos de falhas que mais impactavam na produção, reduzindo significativamente as falhas da máquina de marcar. Para sustentabilidade do resultado os planos de manutenção e inspeção foram revisados utilizando a Manutenção Centrada em Confiabilidade (RCM). O estudo proporcionou um aumento de produção de 15.207 ton/ano.

Aug 7, 2018

By Sidiney Nascimento Silva

O presente trabalho teve como principal objetivo avaliar, em escalas laboratorial e industrial, a viabilidade técnica e financeira da aplicação da escória de Aciaria LD (EAC), em combinação com a escória granulada de Alto-Forno (EAF), à produção de Cimento Portland CP III. O projeto de pesquisa em questão foi desenvolvido pela CSN, através de Convênio de Cooperação Técnica e Econômica com a Escola de Engenharia de Lorena, EEL, da Universidade de São Paulo, USP, e compreendeu as seguintes etapas: i) caracterização físico-química e mineralógica da escória de Aciaria LD da CSN; ii) desenvolvimento do processo adicional de beneficiamento da EAC para aplicação na produção de cimento; iii) testes laboratoriais visando a avaliar a viabilidade técnica; iv) testes industriais com a finalidade de validar os testes laboratoriais e selecionar a formulação de melhor desempenho; v) estudo de viabilidade financeira; e vi) implantação do projeto. A aplicação da escória de Aciaria LD da CSN na produção de Cimento Portland CP III, em combinação com a escória de Alto-Forno e clínquer, é viável técnica e financeiramente. Isso traz reflexos positivos para o aumento da competitividade do negócio Cimento, aumenta a recuperação de metálicos para reciclagem nos processos siderúrgicos da UPV (negócio Siderurgia) e reduz passivos ambientais.

Aug 16, 2017

By Fábio Luiz dos Santos

As ligas de alumínio, em particular, apresentam certas restrições quando submetidas ao processo de união por soldagem. Isto se deve, principalmente, por apresentarem elevada condutividade térmica, elevada contração na solidificação e elevada solubilidade de hidrogênio. Levando em conta estes aspectos, o processo de soldagem FSW apresenta grande potencial para esta aplicação, visto que, é autógena, realizada sem fusão do material e sem utilização de escórias ou gases de proteção. A partir deste conceito, o objetivo do presente trabalho é avaliar a união de chapas finas de alumínio da liga 3105 H26, com espessura de 0,7mm. Para realização dos testes, foram analisados fatores como: penetração da ferramenta nas chapas processadas, ângulo de ataque, tipo de ferramenta e modo de controle de penetração (posição ou força). Os resultados indicaram que o modo de controle por força se mostrou o mais indicado para chapas finas, e que o regime transiente no início de soldagem foi a parte mais crítica para controle da qualidade da junta soldada.

Aug 16, 2017

By Yukio Shigaki

Tendo como objetivo a melhoria contínua dos processos de laminação de produtos planos, foi elaborado um projeto de aplicação de modelos matemático-numéricos para a simulação dos laminadores de tiras a frio da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). A premissa principal é a de que esses modelos permitirão relacionar as diversas variáveis operacionais com o perfil emergente da tira e, baseado na variação da coroa entre a entrada e a saída, estimar a qualidade da sua planicidade. O presente trabalho apresenta os principais modelos aplicados, informações sobre os ensaios realizados para tomada dos dados industriais e alguns dos primeiros resultados com foco no perfil e planicidade. Resultados preliminares indicaram a modificação da coroa dos cilindros de trabalho do Laminador de Encruamento, levando à redução da quantidade de tiras com ondulado lateral. Também foram obtidos resultados satisfatórios na simulação das cadeiras do Laminador de Tiras a Frio no. 1, que é composto de cadeiras 6-high e 4-high.

Oct 30, 2017

By Dimas Henrique Barros Andrade, Roberto Abreu Alencar

O algaraviz é uma parte importante do sistema de sopro de um Alto-Forno, utilizado para direcionar o sopro e combustíveis injetados para a ventaneira, por conseguinte o interior do forno. O algaraviz consiste em uma caraça metálica revestida de material refratário com resistência ao calor e uma camada de isolante térmico entre o refratário e a carcaça. Falhas em serviço de algaravizes costumam a gerar grandes danos materiais, financeiros e com grande risco à vida dos operadores, por isso o controle e inspeção da integridade estrutural e térmica dos algaravizes é de suma importância. A inspeção nos algaravizes é realizada a fim de se detectar precocemente pontos quentes que são indicativos de falhas estruturais no algaraviz. Portanto este artigo foi feito um modelo numérico de transferência de calor, a fim de se averiguar as condições do algaraviz, de forma a verificar se o algaraviz em condições normais de operação mantem as condições térmicas. O modelo revelou resultados satisfatórios de forma que em comparação com resultados de inspeções em peças em operação se obteve um erro de cerca de 8%.

Oct 1, 2019

By Jorge Luis Braz Medeiros

As ligas de Alumínio ASTM 2014, caracterizam-se por apresentarem elevada resistência mecânica, quando comparadas a demais ligas de Alumínio. Este comportamento está associado ao tratamento térmico de Solubilização e envelhecimento, sendo que no envelhecimento artificial existem diferentes curvas de avaliação do limite de resistência, limite de escoamento, alongamento etc. Neste trabalho serão apresentados os efeitos da cura de revestimento de Politetrafluoretileno, realizado a 230ºC, nas propriedades mecânicas e na dureza, destas ligas, após a condição preliminar de solubilização. O Politetrafluoretileno confere baixo coeficiente de atrito e acabamento diferenciado, sendo comparado seu efeito com processos de anodização.

Aug 7, 2018

By Wen Xuan

Concentrados ?midos de minério de ferro podem se congelar durante o inverno e ficarem presos nos vagões de transporte, dificultando o descarregamento e a operação. Este problema vem sendo observado nas minas de Kryvyi Rih, Ucrânia e Mont-Wright, Canadá, onde o minério de ferro possui respectivamente 10,5% e 3,5% de umidade e, durante os invernos rigorosos, as temperaturas podem chegar a valores abaixo de -20°C. Nestes locais, uma grande quantidade de energia e tempo tem sido gasta para aquecer e descongelar os vagões. Este artigo mostra que polímeros superabsorventes, como o poliacrilato de sódio, podem evitar o congelamento e facilitar as operações de descarregamento e manuseio, além de possuír fácil aplicação, sendo eficientes quando aplicados apenas no fundo dos vagões, sem a necessidade de se misturar o polímero com o concentrado de minério de ferro.

Aug 17, 2017

By Antônio Donizetti Giuliano, Fernando Codelo Nascimento, Viviane Tavares de Moraes, Cilene Cláudia Diógenes, Erivan Cardoso Rocha

Nos lagos ornamentais geralmente tem-se a dificuldade em controlar o crescimento de algas, pois existe a incidência de luz e a disponibilidade de nutrientes provenientes da ração fornecida aos peixes, os quais propiciam o crescimento e o desenvolvimento das algas. Uma alternativa de tratamento é o processo oxidativo avançado (POA) existente, a ozonização, com o objetivo de propor um processo de tratamento de água para controlar a proliferação de algas em um lago ornamental sem prejuízos à comunidade aquática, vivente no lago. A metodologia utilizada foi o estudo de caso do lago que envolveu as seguintes etapas: construção do lago ornamental; definição do sistema de tratamento; monitoramento de parâmetros como: a demanda bioquímica de oxigênio (DBO), a cor, o pH, a temperatura, a amônia (NH3) e o oxigênio dissolvido (OD) do lago durante três meses; aplicação do ozônio para controlar a proliferação de algas e monitoramento dos mesmos parâmetros durante o processo de ozonização. Dentre os principais resultados encontrados citam-se: a redução de 170 unidades de Cobalto platina (PCU) da cor esverdeada da água do lago; descimento de 60% da DBO; aumento de 16% da concentração de OD e a redução de 80 a 100% da concentração de NH3, eliminando assim odores desagradáveis e melhorando a qualidade da água. Por meio dos resultados obtidos conclui-se a aplicação de ozônio em lagos ornamentais é uma alternativa para a manutenção aquática e melhoria da qualidade da água..

Oct 2, 2019

By Renato Drescher Subtil

A tecnologia de cominuição de minérios através de Prensas de Rolos de Alta Pressão vem se destacando nos diversos segmentos da mineração, o que faz com que as usinas de pelotização de minério venham introduzindo Prensas de Rolos em seu processo produtivo. Apesar dos benefícios dessa mudança, observa-se pouco conhecimento da influência das variáveis intervenientes ao processo de prensagem e sua relação com o Ganho de Superfície Específica. Essa compreensão é fundamental para a maximização do desempenho de prensagem. Esse artigo utiliza Redes Neurais Artificiais (RNA) para predição dos resultados no Ganho de Superfície Específica e quantifica a relevância de cada variável no processo de prensagem. Os valores preditos gerados pela RNA obtiveram ótima aproximação com os dados reais, o que indica que utilização de RNA possibilita a intervenção proativa no processo produtivo podendo resultar em uma melhoria de desempenho da prensa.

Aug 17, 2017