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By Antonio Favia, Carsten Sowa, Spencer Diehl, Maria Carolina Campos, Christian Green, Marco Tulio, Olaf Schulz

Casting fluxes are one of the key factors to guarantee a good performance of the continuous casting process. Fluxes are added over the liquid steel in the mold, where carbon in the flux reacts with any air present, to form a reducing atmosphere of CO (g) to protect molten steel from oxidation. Then the oxide components form the sintered layer and they melt to form a liquid flux pool. Liquid slag from the pool infiltrates into the mold/strand channel and lubricates the newly-formed, steel shell. It was very common in the past that the addition of casting flux in the mold was made manually by the continuous casting strand operator, where the addition uniformity would mainly depend on the attention of the Operator in process and the addition standard would change from one operator to another, may causing variability on the continuous casting quality parameters. This paper presents improvement of continuous casting parameters such as, stability of flux thickness and reduction of dust in the continuous casting process, with the use of flux distribution mechanism in two continuous casting machines from two different steel plants.

Oct 1, 2019

By Aldo Henrique de Almeida Barbosa

Dentre os revestimentos galvanizados a quente, o galvannealed (GA) destaca-se por possuir uma estrutura composta por fases Fe-Zn, o que lhe confere excelente desempenho na aplicação em peças de alta solicitação. A qualidade do revestimento GA é governada principalmente pelo tratamento de galvanneling, tendo em vista seu efeito na formação dos compostos Fe-Zn. A influência desse tratamento é ainda mais pronunciada em aços com características de bake hardenability (BH), pela presença de elementos que alteram a sua reatividade. Nesse estudo, foram avaliados os efeitos das condições de galvannealing na formação do revestimento GA sobre aços BH. Para tal, ciclos de galvannealing variando-se a temperatura de aquecimento entre 530°C e 580°C foram simulados em escala de laboratório. Além dos ciclos completos, foram também realizadas interrupções do tratamento ao longo da etapa de encharque, através de resfriamentos bruscos das amostras, com o objetivo de avaliar a microestrutura do revestimento ao longo de todo o tratamento. Os resultados permitiram determinar os mecanismos de formação e crescimento dos compostos intermetálicos Fe-Zn que constituem o revestimento galvannealed, e correlacioná-los com as características do produto final, de maneira a estabelecer faixas adequadas de processamento desse material.

Jul 30, 2018

By Paulo Sergio Olivio Filho

A aspersão térmica é utilizada para produzir revestimento quando há necessidade de aumentar a vida útil de sistemas e peças, podendo ser também utilizada na recuperação delas, em alguns casos. Com o intuito de compreender melhor o processo de aspersão térmica por chama a pó, o objetivo deste trabalho é analisar os fatores influentes no aumento de espessura depositada pelo processo, utilizando o delineamento de experimento de Taguchi para avaliar os fatores e níveis dos fatores que geram as melhores condições de aplicação para o revestimento. Para isto, foram escolhidos três fatores de controle com três níveis cada um, dos quais foi possível seu controle em laboratório. A deposição foi realizada em chapas de aço SAE1020, e revestida com pó de alumínio não atomizado. A seção transversal dos revestimentos foi analisada por microscópio ótico. Os resultados dos experimentos foram analisados através de estatística descritiva, gráfica e análise pelo delineamento de Taguchi, baseada na análise de Sinal/Ruído. Sendo evidente que os fatores do processo são estatisticamente significativos: número de passes, fluxo de nitrogênio e a taxa de alimentação de pó. Esta análise se mostrou eficaz, gerando os resultados esperados para otimização dos parâmetros do processo.

Aug 8, 2018

Os mais importantes processos de redução de minério de ferro em fornos de cuba convivem, com maior ou menor intensidade, o problema de precipitação de carbono no interior de seus reatores. Para melhor conhecer os efeitos dos parâmetros operacionais desses processos sobre as cinéticas simultâneas de redução das pelotas de minério de ferro e de precipitação de carbono, foi definido um programa cooperativo entre a Samarco e o Grupo de Siderurgia da PUC-Rio. O presente trabalho é a parte 1 deste programa, que analisou o comportamento de pelotas RD nas temperaturas de 500, 700 e 900 °C, vazões de 60 e 90 NL/min e pressões de 1,2 e 2,5 atm, quando reagiram com os gases de topo e sopro típicos das regiões superiores (Zona de Redução-ZR) dos fornos de produção de ferro esponja (DRI). O tratamento dos resultados obtidos nos testes programados pelo método estatístico fatorial, permitiu identificar as cinéticas concorrentes e propor um modelo global baseado no principio da superposição. Finalmente, utilizando as curvas “Grau de Reação Global-GR versus tempo”, mostrou correlações plenamente compatíveis com os dados experimentais levantados e plena viabilidade de aplicação a outros processos de produção de ferro primário.

Aug 1, 2018

By Alessandro Martins Duarte, Gabriela Patrícia Gomes, Christiano de Paula Boaventura, Hélio Braz Loss, Janeir Ribeiro Dutra

Para produção de aço em uma usina integrada o gusa líquido é parte predominante na composição da carga metálica, porém, levando em consideração a sua composição típica e para otimização do processo é necessário que haja um tratamento precedente ao carregamento do convertedor. Teores elevados de silício carregados em convertedores para produção de aço carbono e elétricos provocam um maior consumo de fundentes para neutralizar a sílica gerada durante o processo e maior instabilidade, por outro lado teores muito baixo não fornecem um balanço térmico favorável para utilização de sucata. Diante disso é necessário trabalhar com uma faixa de silício que atenda o mínimo necessário para que se tenha um balanço térmico favorável. Este projeto teve por objetivo modelar a dessiliciação através da adição de um agente dessiliciante e sopro de oxigênio na panela, trabalhando com um teor de silício final entre 0,20% a 0,50 %. A dessiliciação do gusa é realizada em 2 etapas, sendo a primeira quando o gusa é transferido do carro torpedo para a panela e a segunda etapa com sopro de oxigênio. O projeto conseguiu reduzir em 44% a quantidade de corridas fora da especificação, reduzindo dessa forma o consumo de fundentes no convertedor.

Oct 1, 2019

By Larissa Agrizzi Ronqueti

The effect of coiling temperature on selective oxidation behaviour of binary and ternary iron-based model alloys containing different contents of Si or Mn were investigated by SEM and SIMS. The experiments were carried out with a temperature ranging from 450 °C to 700 °C, under N2-5%H2 gas flow with a Dew Point of -3.3°C, for different durations. SEM images of binary iron-based model alloys revealed a decrease of grain boundary oxidation depth with increasing Silicon or Manganese content. At 530°C and 600°C SIMS results showed no Silicon diffusion toward surface, contrary to the results analyzed for Fe-x%Mn. Tests results and Wagner’s theory application (specific cases Fe-0.2%Si and Fe-0.5%Si) showed that grain boundary oxygen diffusion coefficient “DoGB” is almost 60 to 70 times faster than oxygen bulk diffusion coefficient. These results helped to broaden knowledge of single-element effects on grain boundary oxidation, in addition, will contribute of the future works in new steels with complex alloy compositions.

Aug 17, 2017

By Eduardo Reis de Oliveira

As ligas fundidas de Alumínio são uma excelente opção para substituir os materiais convencionais devido às suas excelentes propriedades mecânicas. Assim, o uso destas ligas nas indústrias aeroespacial e automobilística estão em uso crescente. As propriedades mecânicas finais das peças são muito dependentes da macro e microestrutura, que são resultantes do processo de solidificação. Portanto, o controle dos processos de solidificação de ligas permite maximizar as propriedades mecânicas de um componente mecânico. Os parâmetros de processo que podem interferir na estrutura final de uma liga são amplos. Tem-se como exemplo: composição da liga, taxa de resfriamento, modo de extração de calor, condições de fusão e tratamento do metal líquido e temperaturas envolvidas durante a fundição. O objetivo deste trabalho foi estudar uma liga binária de Al-Mg usando a técnica solidificação unidirecional. As macroestruturas e microestruturas obtidas foram correlacionadas com parâmetros térmicos tais como: velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (?). E os espaçamentos dendrítico secundários (?2) com a microdureza HV. A composição da liga analisada foi Al-Mg com 3% de Mg e com patamares de superaquecimento (?TV) variando em 20, 40 e 60ºC.

Oct 30, 2017

By Aline Raquel Vieira Silva

A seleção e o emprego de materiais para serviços sob tensão e temperaturas elevadas envolvem diversos problemas e, portanto o estudo dos mecanismos de deformação plástica por fluência se torna extremamente desejável. Os aços ferríticos vêm sendo extensivamente usados na indústria, em componentes críticos de plantas petroquímicas e de geração de energia devido principalmente à sua elevada resistência à fluência. Em tais circunstâncias, a deformação por fluência é importante na determinação do tempo de vida do componente. Dentre os aços resistentes a altas temperaturas, a escolha pelos aços ferríticos Cr-Mo se destaca pela excelente resistência à fluência, tenacidade e resistência à corrosão, além de uma expansão térmica relativamente baixa, o que os tornam mais atrativos em aplicações com ciclos térmicos. O desenvolvimento desses aços ocorreu através de modificações na composição química, dando origem a diferentes gerações de aços com o objetivo de aumentar a resistência à fluência. A deformação por fluência até a ruptura varia com a temperatura, tensão e tempo de exposição devido à precipitação, alteração de morfologia e distribuição de precipitados. Visando compreender o desempenho dos aços ferríticos Cr-Mo em aplicações de alta temperatura a nível microestrutural, foi realizado o estudo dos mecanismos de deformação plástica por fluência desses aços, pertencentes à norma ASTM A-335, submetidos a tratamento térmico de 500ºC a 600ºC.

Aug 7, 2018

By Arnaud-Guilhem de Loze

Este artigo apresenta uma ferramenta de simulação computacional desenvolvida com o objetivo de auxiliar a adoção de melhores práticas de controle do forno durante períodos sem produção. O sistema desenvolvido permite simular as temperaturas do revestimento refratário de um forno de tratamento térmico de tubos em função da evolução da temperatura da atmosfera interna em diferentes cenários. O simulador foi desenvolvido baseado em um modelo matemático dinâmico validado, que utiliza um sistema de equações de transferência de calor discretizadas. Realizou-se a validação desta ferramenta computacional com a utilização de dados reais de uma campanha de medição de temperaturas. A comparação dos resultados apresentou pequeno erro entre simulação e valores reais coletados. A utilização desta ferramenta auxiliou a definição de estratégias de controle do forno durante períodos improdutivos, possibilitando redução do consumo de energia e retomada da produção com garantia da qualidade do produto.

Aug 17, 2017

By Breno Totti Maia, Luiza Siqueira de Magalhães, Vanessa Rodrigues de Medeiros Santos, Inamara Amanda Souza Santos, Brenda Caroline Gurgel, Aline Lima da Silva

O sucesso da utilização do método de reparo/prevenção de refratários de convertedores LD chamado Slag Splashing tem relação com as propriedades físico-químicas da escória, em especial a sua viscosidade. Através de uma simulação termodinâmica feita no software FactSage que tomou como base a equação de Einstein-Roscoe utilizando uma escória de composição representativa de uma escória industrial, junto de uma simulação a frio utilizando soluções representando escórias com variadas frações sólidas, foi possível correlacionar a viscosidade do modelo a frio, avaliando a possibilidade de transposição de resultados desse modelo para a prática industrial em escórias com frações sólidas de até 20%, sendo que acima desse valor um modelo mais assertivo deve ser restabelecido. Por simulação física a frio em um modelo de conversor de escala de 1/10 em relação aos conversores de 340 toneladas da Ternium Brasil, utilizando soluções representativas de escórias industriais com frações sólidas de 10 a 40%, avaliou-se a influência da viscosidade na intensidade na projeção de escória durante o processo do Slag Splashing, deixando claro o efeito da fluidez ou da alta viscosidade na altura, localização e qualidade das projeções.

Oct 1, 2019

By Geraldo Lúcio de Faria

Amostras de aço baixo carbono (aço ABNT 1015) foram submetidas a tratamentos termoquímicos de cementação sólida fazendo-se uso de duas fontes distintas de carbono. Amostras do aço foram empacotadas em uma mistura de pós constituída pela fonte de carbono e cal hidratada e tratadas a 1000oC por 8 horas. As fontes avaliadas foram um tipo de carvão vegetal e uma remessa de coque de baixa qualidade metalúrgica. Realizados os tratamentos termoquímicos, as amostras cementadas foram devidamente caracterizadas por microscopia óptica e pela aplicação de ensaios de microdureza Vicker. Duas amostras cementadas foram, na sequência, submetidas a tratamentos térmicos de têmpera em água fazendo-se uso de duas temperaturas de austenitização (860ºC e 920ºC) e também foram caracterizadas. Observou-se que no processo de cementação sólida, a peça cementada com carvão vegetal apresentou melhores resultados do que a cementada com coque de baixa qualidade. Com carvão vegetal, a camada cementada se mostrou mais espessa e homogênea em todo o perímetro das amostras. A amostra cementada com o coque de baixa qualidade apresentou, além da menor espessura de camada cementada, heterogeneidades grosseiras no perímetro da peça.

Oct 30, 2017

By Natália Caixeta Rocha

O Terminal Integrador de Santa Luzia (TISL) recebe materiais de origem siderúrgica (fio máquina, bobinas, fardos e chapas grossas) dos clientes Arcelor Mittal Monlevade, Aperam e Usiminas por via ferroviária e os armazena até que sejam despachados para os clientes finais, por via rodoviária. O fluxo inverso (recebimento rodoviário e escoamento ferroviário) é realizado para o cliente Gerdau (tarugos e vergalhões) e para o minério da Usiminas. Os fluxos ferroviários são realizados por vagões Gôndolas, GDE e Plataformas, os quais possuem um ciclo dimensionado para o atendimento ao volume orçado anual, sendo um importante indicador de performance para o TISL, assim como o ciclo de permanência rodoviária. Inicialmente, o tempo de permanência de vagões e carretas estava muito acima da meta determinada e, com o objetivo de reduzir o tempo destes ciclos, foi desenvolvido um projeto de aumento produtividade no terminal. O projeto teve como base a implantação da cultura TPS na busca pela melhoria contínua dos processos, juntamente com a estruturação apresentada na metodologia do PCDA, resultando em grandes ganhos em produtividade.

Aug 17, 2017

By Eduardo de Oliveira Diniz

“Excelência no atendimento aos clientes” é uma máxima declarada como busca constante em todos os segmentos de mercado, inclusive no de aços longos, negócio da ArcelorMittal Monlevade. Com foco neste objetivo, muitas vezes, a empresa se volta para o mercado na tentativa de mapear as necessidades dos clientes. Após identificá-las, e absorvê-las, acaba-se criando complexidades em processos tanto em produtos quanto em serviços. A cada internalização de demanda, segue-se a rotina sob a ameaça de transformar o processo de atendimento em algo confuso e desatualizado, além de não haver segurança de que o cliente está satisfeito de fato. Este trabalho mostra o histórico recente de uma expressiva evolução do atendimento aos clientes da unidade de Monlevade, resultado obtido através de análises, utilizando a metodologia PDCA, que orientaram a uma nova estrutura da equipe de atendimento na Gerência de Logística, implicando em reformulação de acompanhamentos/controles de processos e intensificação dos contatos com pessoas envolvidas com atendimento aos clientes dentro e fora da planta. Com isso, foi possível superar, de forma consonante, a proposta da Logística Central de implantação de uma “Célula de Atendimento” em cada unidade da ArcelorMittal. Conclui-se que é necessário rever periodicamente a rotina de processos internos de modo a buscar um equilíbrio entre as necessidades dos clientes, complexidades geradas e resultado dos índices de atendimento.

Aug 16, 2017

By Isabella Rissari da Silva Lana

Os primeiros instantes da fabricação de aço são extremamente importantes no que se diz respeito á qualidade superficial e interna do produto. No processo de lingotamento contínuo em uma Aciaria, existe o distribuidor, este a princípio exercia apenas a função de reservatório intermediário do aço líquido, ficando entre a panela e o molde, distribuindo o fluxo aos veios para que se tenha uma solidificação mais controlada. Atualmente o distribuidor exerce outras funções, como a melhoria na limpidez do aço. Um dos mecanismos utilizados para que haja essa melhoria no distribuidor, é o difusor de argônio. Este mecanismo ocorre através de uma cortina de gás inerte com capacidade de flotação de inclusões de classificações endógenas e/ou exógenas. Esse trabalho tem como objetivo testar e comparar o desenvolvimento do difusor de argônio e identificar sua eficiência na limpidez do aço. A técnica adotada para determinação da eficácia do difusor foi através da retirada de amostras no distribuidor e molde durante o processo de lingotamento contínuo, essas amostras foram analisadas no laboratório para que fosse determinada através de métodos indiretos, a medição de alumínio total. Constatou-se que os tipos de aço usados nos testes, tem capacidade de chegar ao lingotamento contínuo já com altos teores de limpidez, mas, mesmo assim, a quantidade de inclusões de alumina observada no molde apresentase bem mais baixa no veio com difusor de argônio.

Aug 16, 2017

By Edmilson Renato de Castro

Apresentam-se o processo e o protótipo de forno para a produção de ferro gusa por redução carbotérmica estimulada por micro-ondas de minério de ferro, na forma de pelotas auto-redutoras. O forno de redução com potência regulável de até 15 kW de micro-ondas de 2.45 GHz foi especialmente projetado e construído para este processo. A estrutura do forno é em aço inoxidável e utiliza três geradores de micro-ondas focados para o centro de um aplicador cilíndrico. Com esta configuração conseguiu-se produzir um campo eletromagnético de alta densidade energética. A carga de pelotas auto-redutoras, com massa em torno de 20 g foi reduzida em um cadinho de carbeto de silício. A montagem do forno dispõe de uma balança elétrica adaptada para suportar o cadinho de redução. O presente forno dispõe de controle e medida da potência fornecida e refletida, permitindo medir a energia de micro-ondas efetivamente aplicada à carga. Esta característica permitiu realizar balanços de massa e de energia além de determinar a evolução da taxa de reação através da medida contínua da massa das pelotas sob redução, ao longo do tempo de processamento. Obtiveram-se curvas cinéticas de redução carbotérmica de minério de ferro incentivada por micro-ondas e de seu consumo de energia durante o processo.

Aug 1, 2018

By Mário Andrean Macedo Castro

Este trabalho teve por objetivo analisar o efeito da incorporação do rejeito de minério sulfetado de cobre em três formulações argilosas para cerâmicas estruturais. Os corpos de prova foram sinterizados em temperaturas que variaram de 900 a 1000°C, com patamar de queima de 2 horas, com o objetivo de determinar suas propriedades tecnológicas, tais como: absorção de água, densidade aparente, porosidade aparente e retração linear de queima, bem como o ensaio mecânico para a determinação do módulo de ruptura à flexão. Os resultados mostraram que as formulações obtidas apresentaram propriedades adequadas quanto à introdução do rejeito, apesar de que nenhum deles obteve valores melhores em relação à formulação sem o rejeito.

Aug 16, 2017

By Julio Cezar de Sousa Zorzi

Aços com teor de Mn entre 15% e 30% apresentam ductilidade excepcionalmente alta para sua elevada resistência mecânica, devido à ocorrência de transformação de fases (efeito TRIP) e/ou à formação de maclas de deformação (efeito TWIP) na microestrutura predominantemente austenítica. A adição de Mn ajuda a manter a austenita até a temperatura ambiente, evitando a sua decomposição após o recozimento aplicado depois da laminação a frio. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da temperatura de recozimento na microestrutura e nos valores de propriedades mecânicas de um aço com 17% de Mn, por meio de simulações piloto das etapas de processamento industrial utilizando dilatômetro e simulador termomecânico do Centro de Pesquisa da Usiminas. Observou-se que o aumento na temperatura de encharque durante o ciclo térmico de recozimento contínuo promoveu a reversão completa da martensita a’ para austenita. Além disso, a alteração desse parâmetro praticamente não afetou o limite de resistência e o alongamento total do aço, embora tenha reduzido significativamente o limite de escoamento.

Jul 30, 2018

By William Naville

Produtos de consumo em massa causam um grande impacto ambiental, destaca-se que as empresas podem se beneficiar com ações, como a inclusão de objetivos de redução de impacto ambiental e sustentabilidade, nas etapas de desenvolvimento, projeto e seleção de materiais sem aumento nos aspectos econômicos. Três produtos de consumo em massa foram estudados: escova de dentes, embalagem de marmita e blister de medicamentos. Por meio de estimativas e simulações, utilizando-se a ferramenta de energia incorporada do software Eco Audit ®, determinou-se o consumo de energia incorporada e as emissões de CO2 para o uso de alguns materiais em potencial. Simultaneamente, considerou-se nos requisitos funcionais e geométricos a preocupação com o meio ambiente na etapa de projeto. O resultado foi que estes produtos de consumo em massa geram um grande impacto ambiental e a seleção de materiais em conjunto com os requisitos funcionais e geométricos, tendo como objetivo adicional uma redução do impacto ambiental, gera redução do gasto de energia incorporada e consequentemente a redução nas emissões de CO2.

Oct 30, 2017

By Priscila Alves da Silva Machado

A busca por pesquisas que provem soluções e inovações que utilizam parte de tais resíduos vem ganhando grande destaque. O poli (tereftalato de etileno) é um polímero termoplástico, e é o material base para produção de embalagens plásticas que são comercializadas mundialmente. Sabe-se que é de grande volume os resíduos sólidos provenientes de tais embalagens plásticas. Com o objetivo de solucionar um problema ambiental e verificar a viabilidade técnica, foram fabricados em proporções de 0%, 5%, 10% e 15% m/m, materiais compósitos de base cimentícias reforçados com fibras de poli (tereftalato de etileno) provenientes de resíduos de garrafas plásticas (PET), posteriormente amostras passaram por caracterizações mecânicas. Destacou-se um aumento das resistências a compressão axial e diametral do material produzido com fabricação de adição de poli(tereftalato de etileno). Tais resultados referente a resistência foram positivos, propondo assim a utilização do polímero na composição de novos compósitos.

Oct 30, 2017

By Breno Totti Maia

O presente trabalho teve por objetivo uma análise de parâmetros geométricos de bicos de lança em operação e uma extrapolação para situações futuras. Foram determinadas as principais relações trigonométricas e, a partir disso, verificada a possibilidade de “coalescência”. Os principais resultados mostram que círculo primitivo dos bocais (PCD) não tem qualquer influência nas relações trigonométricas do bocal, limitado pelo ângulo de saída divergente. Bicos com até 04 furos e pequeno ângulo com a vertical podem promover a coalescência e bicos com mais furos afastam essa possibilidade assim como a relação entre número de furos e ângulo entre dois bocais adjacentes. O presente trabalho mostrou uma importante ferramenta para determinação de condições para desenvolvimento de novos bicos de lança.

Aug 17, 2017