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By Sérgio Wilibaldo Garcia Scherer

O Balanço Energético Nacional do MME informa que em 31/12/2012, o carvão mineral representa 73% dos recursos e reservas nacionais de energia fóssil. A partir de 1960 foram realizados estudos e experiências que resultaram na implantação da Aços Finos Piratini (AFP), uma mini usina integrada para aços especiais pela rota tecnológica “Redução Direta a redutor sólido / Aciaria Elétrica”, na cidade de Charqueadas/RS. A unidade Sl/RN (forno rotativo) operou de 1973 a 1990, com carvão local com até 35% de cinza. O processo atraiu a atenção mundial: em 1974 foi feito um teste industrial bem sucedido com linhito briquetado alemão; em 1975 o ILAFA realizou em Porto Alegre seu Seminário Internacional sobre Redução Direta; equipes da África do Sul e da Índia foram treinadas na AFP. A Índia é atualmente a líder mundial na produção de ferro esponja a carvão. O trabalho apresenta um modelo de usina integrada, autosuficiente em redutor e energia elétrica, à base de carvão não coqueificável, produzindo tarugos. Além disso, apresenta outras possibilidades de emprego do carvão mineral nacional em siderurgia, tais como a injeção de finos nos altos fornos e seu emprego no processo COREX. As perspectivas futuras estão delineadas em documento do Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE) do MDIC, que coloca metas para 2022 e 2035.

Aug 1, 2018

By Jan Krull

A high productive coke making process in connection with stringent emission control has clearly become a demand of plant operators and stakeholders. Further to this, availability, quality and coal costs are key concerns for the iron and steel industry in its efforts to optimize raw material cost. Today, the optimization of raw material cost in integrated steel works has further gained priority. Coking coal reflects up to 20% of the cost of steel. In top charged batteries coal preparation and blending is one of the concerns to lower coal cost by maximizing the percentage of non-coking coals in the blend. Stamp charging technology is technologically and economically an effective solution in the process of pre-carbonisation. Paul Wurth’s jumbo top charged oven as well as proven stamp charging technology have recently set new benchmarks in Europe, India and Brazil in terms of productivity, stability and emission control.

Aug 1, 2018

By Paulo César Lemes de Almeida

No projeto da usina da VSB, em Jeceaba – MG estão contemplados dois altos-fornos de 350 m3 de volume útil e uma máquina de lingotar gusa (MLG) com capacidade de 150 t/h. Um destes altos-fornos já está pronto para o início de operação. Visando realizar os testes a quente da MLG a aciaria da VSB tem produzido aço com alto teor de carbono para testar o equipamento. Realizaram-se 07 etapas de testes que possibilitaram a implantação de algumas melhorias na MLG, coletar dados sobre a logística de movimentação de panelas, estimar perdas térmicas do gusa e treinar o pessoal para a operação. Nesta contribuição técnica descrevem-se os testes realizados e as modificações decorrentes.

Aug 1, 2018

By Nilson Nedes de Paula

Este trabalho visa apresentar os resultados de um estudo de correlação envolvendo concentração magnética nas escalas bancada-piloto e piloto-industrial. Os testes que sustentam este estudo foram realizados no CPT (Centro de Pesquisas Tecnológicas da Vale). A correlação entre as escalas piloto-industrial tende a ser direta, uma vez que, concentradores magnéticos piloto possuem os mesmos mecanismos de atuação de um industrial. Por outro lado, entende-se que a correlação entre as escalas bancada-piloto não seja tão direta assim, necessitando de um entendimento/conhecimento maior para descrevê-la. Aproveitou-se este trabalho também para estudar uma forma de melhorar o modelo atual utilizado pelo CPT em interpretações mineralógicas voltadas para concentração magnética. A metodologia deste trabalho foi dividida em seis etapas distintas: escolha das amostras, amostragem industrial, caracterização das amostras, interpretação mineralógica, testes piloto, testes de bancada e análise de correlação. Em relação aos resultados, este trabalho confirma a interpretação mineralógica como uma boa ferramenta para estimar recuperação mássica e qualidade de concentrado em processos de concentração magnética, e que modelo utilizado atualmente pelo CPT apresenta melhores resultados em relação à modificação proposta neste trabalho. Os testes piloto apresentam resultados praticamente idênticos aos resultados da industrial, confirmando que a correlação entre as escalas piloto-industrial é direta. Por fim, este trabalho confirma que é possível correlacionar os resultados de bancada com os resultados da piloto. Os gráficos de correlação apresentam R2 superior a 0.77, podendo se basear na utilização de equações de regressão para estimar resultados piloto, a partir dos resultados de bancada. Entretanto, entende-se que é necessário realizar teste complementares, uma vez que, o espaço amostral (número de amostras estudadas) foi pequeno.

Aug 1, 2018

By Gilvandro Bueno

Os controles dos processos de cominuição estão normalmente associados à redução de granulometria e geração de superfície específica, usualmente utiliza-se peneiramento para medição de granulometria e permeabilímetro de Blaine para superfície específica, estes métodos são largamente utilizados para este fim. O método on line por difratômetros a laser também pode ser empregado para estas medições na indústria, como se trata de uma tecnologia recentemente adaptada para ao processo de Pelotização, foi necessário validar o equipamento e determinar equações de correlação de leitura com os equipamentos existentes. O trabalho consistiu em realizar uma série de amostragens cujas amostras foram analisadas no equipamento industrial a laser, em seguida analisadas em laboratório. As equações de correlações obtidas foram inseridas no equipamento industrial de medição on line por laser tornando a leitura familiar aos obtidos pelas análises de laboratório, onde foi possível garantir confiabilidade para tomadas de decisões.

Aug 1, 2018

By Bruno Deves Flores

A aplicação e viabilidade de uso de aglomerados constituídos de carvão e minério de ferro, denominado Ferro-Coque, vêm recentemente sendo proposta como alternativa inovadora para a redução das emissões de CO2 e consumo de energia no alto-forno. No presente estudo visou-se investigar o comportamento de carbonização de aglomerados produzidos a partir de 3 diferentes carvões e minério de ferro. Briquetes de carvão/minério foram produzidos em laboratório. Esses briquetes foram submetidos à carbonização em forno laboratorial e em termobalança. As amostras de Ferro-Coque produzidas foram caracterizadas via microscopia ótica e eletrônica. Realizou-se também a caracterização mecânica dos briquetes através de ensaios de compressão e tamboramento. Os experimentos termogravimétricos permitiram uma avaliação detalhada das perdas de massa devido a cada uma das etapas de carbonização. As características morfológicas revelaram diferenças importantes entre os diferentes briquetes testados. A resistência mecânica dos briquetes mostrou uma dependência importante, com a temperatura e tipo de carvão utilizado.

Aug 1, 2018

By Jean-Paul Simoes

The development of the blast furnace over the last years lead to a substantial increase in production capacity and productivity. This development triggered an evolution of the cooling systems in order to cope with the raising heat loads. The excellent protection of the shell by copper staves allowed blast furnace operators to achieve campaign lifetimes of more than 20 years. However in recent years some blast furnaces have experienced severe wear of the copper staves due to abrasion. The influences of the blast furnace design as well as of the operation conditions on this premature wear have been analysed and the mechanisms leading to the wear will be explained. New developments in the copper stave technology are part of the solution for avoiding premature wear during periods with less favourable conditions. The protection mechanisms made available by the new design extend the inherent protection mechanisms of copper staves to these periods. BFXpert® system is the ideal tool for the monitoring of the process data, the process models and the recommendations given by Sachem® support the operator in choosing efficient operation points. The charging with a Bell Less Top® (BLT) allows an accurate controlling of the blast furnace with regard to the optimization of the gas distribution. High performance operation together with long campaign lifetimes are thus made possible.

Aug 1, 2018

By Cláudio Batista Vieira

Nos últimos dez anos grande atenção tem sido dada a tecnologia de realidade virtual, sendo sua aplicação cada vez mais marcante para o desenvolvimento de ambientes virtuais imersivos em diferentes áreas. Nesse trabalho é apresentada uma descrição da plataforma inovadora em realidade virtual de uma planta industrial de produção de ferro-gusa verde. O modelo 4D do alto-forno a carvão vegetal contempla o projeto detalhado de engenharia dos equipamentos e a partir da integração de softwares e hardwares foi modelado um ambiente tecnológico em realidade virtual de alto grau de realismo. Essa plataforma foi customizada para ser utilizada como Indústria-Escola de Educação Profissional para escolas técnicas, universidades, institutos de pesquisa, indústrias e museus. A Usina-Escola Siderúrgica utiliza um sistema de blended learning, agregando assim as vantagens existentes tanto na modalidade do ensino presencial tradicional, como na abordagem do ensino a distância.

Aug 1, 2018

By Mathias Woydt

The tribological and mechanical properties of binderless and metal-bonded niobium carbides (8 or 12 vol.-% of Cobalt, 12 vol.-% of Fe3Al) are presented. Rotating disks made of niobium carbide bearing hard metals were mated against alumina (99.7%) under unlubricated (dry) unidirectional sliding tests (0,1 m/s to 12,0 m/s; 22°C and 400°C) as well as in oscillation tests (f= 20 Hz, ?x= 0,2 mm, 2/50/98% rel. humidity, n= 105/106 cycles). Microstructure and phase compositions were determined as well. The tribological data obtained were benchmarked with different ceramics, cermets, hard metals and thermally sprayed coatings, where NbC bonded with 8% and 12% Co presented above 8 m/s the lowest wear rates so far in such a benchmark. Binderless NbC (HP-NbC1) and the metal bonded NbCs exhibited low wear rates under dry sliding associated with high P?V load carrying capacities. NbC-based hard metal bonded with 12 vol.-% of Fe3Al resulted in a higher hardness level than for 12 vol.-% cobalt. The tribological profile established revealed a strong position of NbC bearing materials under tribological considerations and for closed tribosystems against established reference tribo-couples.

Jul 31, 2018

By Companhia Siderúrgica Nacional - CSN

Balanço Energético Global 2013

Jul 31, 2018

By Roberto Balarini Junior

Tribological behavior of Si3N4 balls sliding against Al2O3 discs in water was investigated by studying the influence of parameters such as initial surface roughness and circular axial run-out of the discs. The objective was to relate these parameters with the occurrence of the phenomenon known as ultra-low friction coefficient (ULFC), which is characterized by µ < 0.01, including the correlation with running-in duration. As a general trend, greater initial surface roughness and circular axial run-out resulted in greater running-in duration. In addition, it was verified that a mixed lubrication regime (hydrodynamic and boundary) is required to guarantee the occurrence of ULFC by comparing the calculated minimum film thickness with the composite roughness of the worn surfaces. Also, ICQ-OES analysis of the water after the tests indicated that a silicon concentration greater than 1.3 mg/l should be fundamental for the occurrence of µ < 0.01.

Jul 31, 2018

By Lucia Vieira

Kelvin probe force microscopy (KPFM) can be used to monitor electrostatic charges on the surfaces of materials. In this paper, we describe the use of KPFM to evaluate the electrostatic effect induced by silver nanoparticles incorporated as clusters in diamond-like carbon (DLC) films, before and after scratching. The results are compared to those obtained for DLC films without silver nanoparticles. Raman spectroscopy was used to identify the DLC signature, and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) was used to confirm the presence of silver in the film. The morphology of the DLC film containing silver was investigated using scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The findings suggest that the incorporation of silver nanoparticles in amorphous materials could offer new options for electrostatic energy storage on the surfaces of these materials.

Jul 31, 2018

By Claudio José Martins da Silva

A planta siderúrgica da TKCSA possui em seu sistema de distribuição de gás dois flares (bleeders) que possuem funções distintas durante o regime normal de operação. O flare 2 é responsável por queimar o gás de alto forno de baixo poder calorífico, gerado no início do processo de partida do alto-forno até que o gás atinja as características adequadas para o aproveitamento e ser direcionado para o gasômetro. Já o flare 1 trabalha em conjunto com o gasômetro no processo de controle de pressão e vazão excedente de gás, quando da redução intempestiva de consumo de gás de alto forno. O presente trabalho apresenta a solução implantada pela TKCSA para garantir, sob quaisquer condições de fornecimento de energia elétrica, a operação dos equipamentos elétricos e de todo o sistema de automação e controle operacional dos flares. Podemos dizer que a operação do flares torna-se autônoma e relação ao sistema elétrico e sistema de automação e controle da distribuição de gás de alto forno. O sistema implantado promoveu uma elevação na segurança operacional dos flares, já que, a autonomia operacional impede o apagamento da chama eliminado a possibilidade de lançamento de gás cru na atmosfera.

Jul 31, 2018

By Cermets

Ti(C,N)-based cermets offer good high temperature strength, perfect chemical stability, excellent wear resistance, and relativly better machinability. In the present work, the tribological behaviors of Ti(C,N)/SiC sliding pairs lubricated in water and seawater were evaluated using a ball-on-disk tribometer. The experimental results show that a relatively low friction coefficient (about 0.025) can be obtained when lubricated with artificial seawater at the sliding speed of 200 mm/s, while the date is about 0.2 in purified water. The wear surface profiles and the lubricants collected after running-in process for the high/low friction conditions were compared. In addition, the effect of salt molar concentration of the lubricant on the Ti(C,N)/SiC friction properties was investigated. It was found that the smooth and flat surface is the premise to gain the low friction. At the same time, the proper concentration of silica colloid, which is affected by the salt ions, is also an essential one. Moreover, the high sliding speed (200 mm/s) is beneficial to achieve low friction.

Jul 31, 2018

By Magda Moreira Pinto

Durante a fabricação do aço as grandes siderúrgicas possuem usinas térmicas integradas aos seus processos industriais. Uma operação bastante comum na indústria siderúrgica é a geração de vapor, normalmente utilizado para a produção de trabalho mecânico em turbinas (vapor superaquecido) ou em processos de aquecimento, nos quais se emprega o vapor saturado. Estes vapores de processos também podem ser utilizados na geração de energia elétrica. Para isto, foi importante assegurar a qualidade da água e do vapor de baixa pressão (VBP) enviado para Termelétrica. Foi com este intuito que a TKCSA se preocupou em padronizar o (VBP) gerado na Caldeira Auxiliar da área de Utilidades e Caldeiras da Aciaria. O desafio era transformar o (VBP) na mesma qualidade do vapor produzido nas caldeiras recuperadoras de calor (HRSG). O procedimento adotado foi á modificação no tratamento químico, a instalação de uma monitoração química contínua e eficiente para assegurar os parâmetros químicos dentro da especificação técnica recomendada pelo EPRI - Electric Power Research Institute, Inc. Com este tratamento foi controlada as dosagens químicas, a operação da caldeira e a geração dos efluentes líquidos para o tratamento químico ambiental. Contudo foi possível tornar um mecanismo dinâmico e econômico para a empresa viabilizando a utilização do vapor na termelétrica.

Jul 31, 2018

By Jesús A. Carlos Cornelio

Since their discovery in 1991 Carbon nanotubes (CNTs) have attracted much interest due to their remarkable mechanical, thermal, electrical, chemical and optical properties. In connection with their mechanical properties, CNTs have been studied in various forms for tribological applications including their use as lubricant additives for oil and water. In this paper the tribological properties of CNTs (SWCNTs and MWCNTs) when used as lubricant additives are studied under rolling-sliding conditions in a twin-disc testing machine. The tests were performed using 5% of creepage and pressures of 0.8 GPa and 1.1 GPa. Used functionalized nanotubes were modified with carboxylic acid ultrasonically dispersed at different concentrations (0.01, 0.05%). The results indicated that the presence of carbon nanotubes leads to a decrease in both friction coefficient and wear rate for both systems studied (oil and water).

Jul 31, 2018

By Priscilla Pessin Coppo

The prevention of dental enamel wear has particular relevance for preventive and restorative purposes in dentistry. The wear damage can increase due to salivary disorders and/or parafunction (bruxism); antagonists incisal surfaces become flat and coincident. This study aims to investigate the wear behavior and the related mechanisms in sliding pairs of conformal incisal enamel, with similar values of hardness and fracture toughness, with different applied normal loads and lubricated conditions. Bovine incisors, under pin on flat configuration, were tested in two lubrication condition (dry or with natural saliva) and two applied normal loads (8 and 16 N). The worn surfaces were investigated by 3D profilometry and SEM. The analysis of worn surfaces indicated mechanisms of brittle fracture, but with different severities. Under a normal load of 16 N and dry condition, wear is controlled by a brittle process: microcracking with flake-like wear particles, which results in high friction coefficient (> 0.85), wear rate and wear volume. On the other hand, under a normal load of 8 N and natural saliva, wear took place in the interprismatic region, with consequent exposure of prisms and fracture in localized regions. In this case, the friction coefficient was 16% lower and the wear volume was one order of magnitude lower. Under 8 N and natural saliva, the wear was greater than in the dry condition, probably due to tribochemical reactions.

Jul 31, 2018

By Caio Luca Joppert

O objetivo do trabalho foi estudar a possibilidade de ajustar as características do biogás produzido a partir da fermentação de vinhaça de modo a torná-lo intercambiável com o Gás Natural (GN), ou um GN substituto (GNS) com características que permitam introduzi-lo na rede de distribuição. São considerados aspectos normativos e técnicos associados à composição química e comportamento durante processo de combustão visando o atendimento aos requisitos normativos estabelecidos para o GN. O trabalho considera a vinhaça, rejeito da produção de etanol a partir da cana-de-açúcar, como fonte para produção do biogás em razão da grande disponibilidade deste resíduo do setor sucroalcooleiro. O Estado de São Paulo (ESP) é tratado com destaque, uma vez que este concentra a maior parte da produção do setor sucroalcooleiro no Brasil. Cálculos de razões de mistura tratada com gases de ajuste foram realizados para verificação das proporções necessárias que viabilizam a utilização da mistura como GNS, tendo como referência especificações da ANP. Os resultados do estudo indicam que a alternativa de geração e beneficiamento de biogás da vinhaça é uma opção tecnicamente viável de conversão de fração considerável deste resíduo do setor sucroalcooleiro em gás com características similares ao GN. Ademais, a alternativa proporciona a valoração do conteúdo orgânico do resíduo, com redução da contaminação dos solos no processo de reaproveitamento dos nutrientes nos processos de fertirrigação.

Jul 31, 2018

By Hugo M. Checo

Friction-reducing textures for lubricated mechanisms have received much attention since the advent of microtexturing techniques. In this work we consider the piston ring/liner contact, numerically simulating the rings as they slide against a textured liner. This situation has not been sufficiently analyzed because its numerical complexity is much greater than that of texturing the rings. Further, we consider the actual typical geometries of oil-control, wiper and compression rings, under realistic loads and velocities. The results show the possibility of friction reduction when the texture on the liner is properly designed, identifying starvation alleviation as a crucial intervening mechanism.

Jul 31, 2018

By Francisco Vitor Vasques Barbosa

Após 10 anos da aprovação da portaria 598 do Ministério do Trabalho, e ter realizado Laudo de Inspeção em mais de 60 sites industriais de grande porte, a PDCA Engenharia tem sido envolvida no processo de adequação do sistema de gestão de manutenção e operação das instalações elétricas de seus clientes. O relatório de inspeção preconizado no item 10.2.4.g da NR-10 estabelece a obrigatoriedade de se levantar os aspectos não conformes, estabelecer um plano de adequação definindo responsáveis e prazo de execução. Com os efetivos de manutenção reduzidos, nossos clientes passaram a envolver a PDCA na implementação das ações de adequação. Este trabalho consiste entre outras coisas na identificação das intervenções críticas de operação e manutenção das instalações elétricas (15 a 20 no máximo por site), analisá-las do ponto de vista dos riscos elétricos e adicionais associados a cada etapa de execução, estabelecer as medidas de controle necessárias para a mitigação destes riscos, redigir procedimentos e treinar o pessoal envolvido. Outros procedimentos devem trabalhar a eliminação dos riscos para os trabalhadores não autorizados (leigos), que interajam indiretamente em instalações elétricas e serviços com eletricidade. Apresentamos um resumo desta experiência recente com clientes da área Química/Petroquímica e da área de Logística.

Jul 31, 2018