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By Wilson Alexander Hormaza Rodriguez

O desenvolvimento da indústria automobilística exige inovações na área de materiais de engenharia assim como de processos. A partir desta necessidade, as propriedades dos aços baixo e médio carbono podem ser melhoradas com a precipitação e refino de grão associado à adição de pequenas quantidades de elementos formadores de nitretos, carbonetos e carbonitretos. Aços baseados nestes princípios podem classificar-se como aços microligados, apresentando elevados níveis de resistência mecânica e tenacidade sem aumentos significativos nos custos de fabricação. No entanto, um dos métodos de obtenção de estruturas refinadas na indústria é mediante o processamento termomecânico com o propósito de se atingir uma microestrutura predeterminada. Assim o refino obtido é baseado no controle da cinética de nucleação e crescimento de grão. Neste trabalho foi estudado o efeito do forjamento a morno no refino de grão de um aço microligado. Inicialmente, as amostras foram aquecidas a 550°C, deformadas através de um processo de forjamento (40%, 60% e 80%) e resfriadas em água. Em seguida foram recozidas na região subcrítica por tempos variando de 1 min a 10 min e novamente resfriadas em água. A evolução microestrutural, assim como o comportamento mecânico deste aço, foram avaliados através de microscopia óptica, eletrônica (varredura e transmissão) e testes de dureza. O processo de forjamento mostrou-se eficaz na obtenção de uma microestrutura refinada associada a uma recristalização da ferrita.

Aug 7, 2018

By Isadora Pereira Nunes

O objetivo deste trabalho é estudar o efeito do recobrimento de níquel-nióbio por eletrodeposição na resistência à fadiga de um aço carbono SAE 1020. Os corpos de prova para os ensaios de fadiga foram extraídos de barras de diâmetro igual a 7,94 mm (5/16’’). Os ensaios de fadiga foram realizados por flexão rotativa com carregamento em balanço. Foi empregada uma velocidade de rotação de aproximadamente 1500rpm. Foram realizados ensaios de dureza do aço e da camada depositada de Ni-Nb. Análises microestruturais do aço e das fraturas de fadiga foram realizadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os ensaios de fadiga foram realizados de forma a se obter curvas S-N (curvas de Whöler). Foram realizados três ensaios para cada carregamento. Foi observado que o recobrimento de Ni-Nb proporcionou tendência ao aumento do limite de resistência à fadiga do aço.

Aug 17, 2017

By Rodrigo Cesar de Miranda

A importância de descrever o processo de beneficiamento por um modelo matemático tem sido apresentada por vários pesquisadores. O principal benefício é o controle e a otimização do processo dentro de uma situação industrial. O modelo seria capaz de prever determinada variável de controle do processo a partir de dados conhecidos. Assim, a simulação dinâmica representa um marco no campo da otimização de processos minerais. Essa tecnologia de simulação tem uma ampla aplicação no estudo de processos, o que permite a obtenção do seu conhecimento e domínio operacional. Além disso, possibilita melhores definições nas etapas de projeto, além de realizar uma análise de confiabilidade mais realista. O presente trabalho consiste em realizar uma análise de confiabilidade, através da simulação dinâmica, para entender como as paradas não-programadas influenciam a produção de uma planta de beneficiamento de ferro. Ainda, visa entender o desempenho fenomenológico dos equipamentos de acordo com a entrada de diferentes tipos de minérios e também como são suscetíveis a condições climáticas.

Aug 17, 2017

By Bruno Nazário Coelho

O ensaio mecânico de microdureza Vickers consiste em aplicar uma força sobre a superfície de materiais e induzir uma deformação plástica localizada. Por meio da análise das dimensões da impressão gerada em função da carga aplicada, determina-se um parâmetro denominado microdureza. Este ensaio tem sido muito difundido para o desenvolvimento de pesquisas e para análises de controle de qualidade devido às suas diversas aplicações, que incluem a determinação de durezas de fases específicas, a identificação da existência de precipitados, o controle de qualidade de juntas soldadas, a caracterização de tratamentos térmicos superficiais, entre outras. Entretanto, um problema associado a esta técnica é a influência do operador sobre as medidas realizadas. Com o objetivo de eliminar esta dispersão de resultados, este trabalho se propôs a desenvolver um software que, por meio de análise de imagens, identifica automaticamente as impressões na superfície das amostras e determina as suas dimensões. O software foi desenvolvido na linguagem C++, fazendo uso da biblioteca multiplataforma OpenCV. Os dados utilizados para a sua calibração foram provenientes de ensaios em amostras de aços, ferros fundidos, ligas de alumínio e de cobre. Os resultados comprovaram a capacidade do software de realizar medições com boa precisão e excelente reprodutibilidade, mas há a necessidade de melhorar os critérios de identificação das impressões, aplicando, por exemplo, técnicas de aprendizado de máquina.

Aug 7, 2018

By Neussias Inocêncio Henrique

O processo de coqueificação em uma Coqueria do tipo Heat Recovery é baseado na queima da matéria volátil presente no carvão, principal combustível para aquecimento dos fornos. A Combustão dos gases tem que ocorre dentro da câmara primaria (interior do forno) e na câmara secundaria (Sole Flue). Devido a algumas interferências no processo de coqueificação não ocorre a queima completa dos gases no forno e com isso a combustão terciária ocorre nos coletores de gases (equipamento destinado apenas para transporte dos gases de combustão). Com a queima dos gases nos coletores temos o aumento de temperatura no interior do duto e como a estrutura refratária não foi projetada para suportar esse limite máximo de temperatura acontece a contração e posteriormente colapso do refratário causando perdas em todo o processo. Os principais benefícios após a aplicação dessa técnica é a redução no tempo de reparo, aumento do rendimento de aplicação da massa refratária e prolongamento na vida útil desse equipamento.

Aug 17, 2017

By Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzin

Steel production process generates waste, among which is the electric arc furnace dust (EAFD). This waste has varying amounts of zinc, which is principally contained in the minerals zincite (ZnO) and franklinite (Fe2ZnO4). The presence of Zn is capable of economically motivating the recycling of this residue and facilitating the co-processing of the remaining material. The zinc content in EAFD and the presence of zincite, however, have significant influence on the application of hydrometallurgical recovery processes (economic alternatives to the Waelz process). In this study, based on the computational thermodynamic tool FactSage, theoretical considerations are made on the conditions for the formation of zinc-containing minerals found in EAFD. Through thermodynamic analysis, the best conditions for obtaining a high fraction of ZnO were analyzed, which favor the hydrometallurgical processes for EAFD treatment. A classification of dust depending on the phases present in the EAFD is suggested as a guide for the feasibility analysis for the use of a hydrometallurgical process.

Jul 30, 2018

By Arnaud-Guilhem de Loze

Este artigo apresenta um modelo matemático desenvolvido para o estudo das temperaturas dos refratários dos fornos de tratamento térmico de tubos de aço em períodos sem produção. Nesses períodos, o forno é desligado ou conservado em temperatura reduzida, visando economia de energia. O modelo matemático desenvolvido utiliza equações discretizadas para o cálculo da evolução das temperaturas em pontos internos do revestimento refratário em função da evolução da temperatura da atmosfera interna do forno. O modelo foi validado em campanhas de medições experimentais. Vários termopares foram instalados em diferentes profundidades do material refratário, e a evolução de temperaturas nestes pontos foi coletada durante duas semanas. A comparação entre modelo e medidas apresentou erro relativo considerado pequeno para todos os diferentes cenários. O modelo permitiu definir a condição de regime quase permanente do forno para garantir retomada do estado produtivo sem problemas de qualidade do produto. E auxiliou também o desenvolvimento de melhores práticas de controle do forno considerando a melhoria da qualidade dos produtos e economia de energia. O estudo foi considerado bem sucedido, e sua aplicação em outros fornos está sendo estudada.

Aug 17, 2017

By Rafael César de Souza

A distribuição de gás de Aciaria, gerado no processo de produção de aço, tem como finalidade que a energia térmica recuperada seja utilizada nos seguintes processos da TKCSA: - Aquecimento dos regeneradores dos Altos Fornos e Planta de PCI através do fornecimento de um Mix Gas composto de gás de Alto Forno, gás de Aciaria e gás natural; - Fornecimento de gás combustível associado ao gás de Alto Forno para as turbinas a gás da Termoelétrica, para que a energia térmica seja convertida em energia mecânica e finalmente em energia elétrica; - Fornecimento de gás combustível para o forno de ignição da Sinterização e os fornos de aquecimento de panelas da Aciaria. - Fornecimento de gás combustível associado ao gás natural para uma caldeira que tem como finalidade a produção de vapor de processo. Sendo um processo extremamente importante dentro do sistema de distribuição de Utilidades e termos como diretriz a redução de custos operacionais e obtenção de benefícios ambientais, foram desenvolvidas várias ações para aumentar a capacidade de distribuição do gás de Aciaria, sendo que tais ações proporcionaram um incremento de 20% na capacidade de distribuição do gás de Aciaria.

Aug 17, 2017

By Hugo Montalvão Gontijo

Sistemas de controle avançado são utilizados em diversas etapas do processo de produção de pelotas de minério de ferro, tais como moagem, pelotamento e forno de endurecimento. O trabalho visa demonstrar as etapas para implementação de um sistema de controle avançado Metso OCS-4D© em um forno de endurecimento do tipo Straight Grate visando padronizar a operação, aumentar a produção, reduzir o gasto energético e reduzir a variabilidade da qualidade das pelotas queimadas.

Aug 17, 2017

By Kenneth Williams

Economic drives dictate the exploitation of formerly less attractive ore bodies located close to or even beneath the water table. These ores can cause handling problems and expensive downtime of processing equipment due to their increased adhesive characteristics and are colloquially termed as “wet and sticky” ores. In order to gain a better understanding of the causes of poor handleability, experimental test methods for wall and inter-particle adhesion within bulk solids samples were developed and validated. The results confirmed that adhesion of bulk solid to equipment surfaces is mainly governed by capillary pressure. It can therefore be described using the Young-Laplace equation, which implies that adhesion is primarily dependent on the interfacial water between bulk material and the adhesion partner. Accordingly, the governing material parameters of adhesion are its capillarity and permeability, as these two characterize water transport to or from the interface of the adhesion partners. Furthermore a threshold for the classification of a material as wet and sticky based on the measurements of adhesion has been proposed.

Aug 17, 2017

By Pedro Augusto David Machado

The hot metal produced in small blast furnaces runs with a highly heterogeneous charcoal. The result is a significantly higher hot metal chemical composition variation, especially for the silicon content, which varies from 0.4 to 1.5% in Mini Blast Furnaces - MBFs, designed to feed an EAF and/or a BOF. These MBFs operate with frequent variation in their productivities to feed preferably only one of the steelmaking reactors, that is, EAF or BOF. The hot metal suitable amount, chemical composition and temperature, to be delivered at the steelmaking vessel, become the major concerns in the integrated operation MBF to EAF or BOF. In order to cope with those undesirable frequent variations, a solution has been proposed based on the existing technologies of oxygen jets and ladle refining techniques adapted to a hot metal ladle or to a Torpedo Car. The proposed technique is not only able to adjust hot metal temperature and chemical composition, but it also generates the adequate conditions for refinement from P and S, as well as “cleaning” hot metal ladles and Torpedo Cars by melting pig iron skulls. Therefore, this new technique development results in high hot metal yield, an adequate chemical composition and bigger campaign of hot metal ladle.

Aug 17, 2017

By Lucas Tedesco Bolzan

Blindagens contra armas de fogo são de grande importância para proteção do homem, no contexto atual de violência urbana e conflitos armados. Destacam-se os sistemas de blindagem multicamada (SBMs), constituídos por materiais diferentes, pelo seu bom desempenho e menor peso. Um SBM típico é constituído de uma camada cerâmica frontal, uma segunda camada de compósito e uma camada posterior de metal dúctil. Apesar de serem tipicamente fabricados em materiais sintéticos, uma alternativa é a utilização de compósitos reforçados com fibras naturais como segunda camada. Este trabalho tem como objetivo verificar a eficiência de SBMs que utilizam compósitos de poliéster com 30%vol. de fibras ou tecido de sisal. Foram realizados ensaios balísticos com munição 7,62 mm, e verificou-se que os SBMs com fibras e tecido de sisal se enquadram no critério da norma internacional (NIJ 0101.06), de resistir ao impacto balístico e imprimir deformação menor que 44 mm no material de referência (plastilina), além de manterem sua integridade após o impacto.

Aug 17, 2017

By Raissa Santos Salgado

O refino primário através dos convertedores BOF representa uma etapa fundamental na fabricação do aço. Em meio a um mercado desafiador e competitivo, estabilidade operacional e inovações são necessárias para alcançar qualidade e preços razoáveis. Com o intuito de estudar o sopro combinado através de um modelo físico, similar com convertedor da thyssenkruppCSA 330t, foi utilizada uma análise visual associada a métodos colorimétricos para mensurar a penetração do jato e a melhor configuração de ventaneiras. Com base nesses métodos, encontrou-se a distância banho-lança que reduz o tempo de mistura com menor probabilidade de slopping. A partir dos resultados obtidos no modelo a frio, os parâmetros foram recalculados para a prática industrial.

Oct 30, 2017

By Edgar Apaza Huallpa

Os aços inoxidáveis duplex (AID), apresentam em geral uma microestrutura composta de austenita e ferrita em proporções aproximadamente iguais. Para ter o controle dos processos de fabricação e desempenho é importante conhecer sua evolução microestrutural, devido à precipitação de fases intermetálicas como sigma (s) e chi (?), que causam grave deterioração das propriedades mecânicas do material. Neste trabalho foi estudada a evolução da fase sigma (s) durante tratamentos térmicos em temperaturas intermetálicas (800°C-900°C) de amostras do aço inoxidável duplex tipo SAF2205 (DIN 1.4462/UNS 31803). Foi observada uma gradual redução da intensidade do sinal do ruído de Barkhausen com o aumento do tempo de tratamento térmico, indicando uma redução na fração de fase ferromagnética. Para tempos de tratamento de 24 horas, o sinal de Ruído de Barkhausen está quase totalmente inserido dentro do ruído de fundo da medida, indicando haver uma fração volumétrica bastante reduzida de ferrita. Por meio da produção de amostras padrão para calibração, essa pode ser uma via de avaliação não destrutiva de componentes submetidos em campo a temperaturas nas quais se formam fases intermetálicas.

Aug 8, 2018

By Hongshuang Di, Tianyu Zhang, Huiqiang Huang

A CMnSiAl transformation induced plasticity (TRIP) steel was used to study the effect of retained austenite on room-temperature mechanical properties. The steel plates with retained austenite were obtained by hot rolling, cold rolling and subsequent continuous annealing. The starting and finishing temperature of hot rolling are between Ac1 and Ac3. Reduction ratio of cold rolling is 75%. The continuous annealing is carried out at different intercritical temperatures. The relationship between work hardening exponent and retained austenite was discussed. The results show that, the Ac1 and Ac3 were much high because of the alloy elements, and the temperature range between them was wide. Due to the high hot rolling temperature, the grains was hereditarily refined as a result of dynamic recrystallization. Annealing at intercritical temperature of 930 ºC, retained austenite with relatively high stability reached a maximum volume fraction of 25%, a maximum total elongation of 30.2% and a best ultimate tensile strength × total elongation of 20.1 GPa·%. Instantaneous work hardening exponent reflects strengthening mechanisms at different strain stages. The TRIP effect of retained austenite is the main mechanism during deformation. With retained austenite of sufficient amount and high stability, continuous work hardening was observed in the tensile specimen of 930 ºC.

Oct 1, 2019

By Eustaquio Vieira Junior

O Alto-Forno 2 da thyssenkrupp CSA, no Rio de Janeiro, iniciou sua primeira campanha em 16 de dezembro de 2010. No decorrer de sua campanha, verificou-se problemas de deslocamento de staves de ferro fundido, deformação dos staves de cobre e desgaste acentuado do refratário do top cone. Na análise dos eventos adotou-se a inspeção por vídeo endoscopia e em seguida foram tomadas algumas ações para recuperação e preservação do Alto-Forno 2, sendo estendidas também do Alto-Forno 1. Dentre as ações de preservação dos Altos-Fornos destaca-se a projeção robotizada de material refratário, shotcrete, visando reduzir o desgaste acentuado dos staves e deterioração de suas tubulações de refrigeração. O trabalho apresenta o detalhamento das técnicas utilizadas e seleção de materiais assim como os preparativos operacionais que garantiram o bom desempenho do Alto-Forno 2 nos momentos que antecederam a parada e após seu retorno à operação, mostrando que a atividade é viável do ponto de vista técnico e financeiro.

Oct 30, 2017

By Leandro Augusto Viana Teixeira, Márcio Francisco Dill Junges, Adauto Caldara

Innovation in the mining industry is critical when facing ever growing challenges, like the need to increase safety, reduce social and environmental impact, deal with commodities price fluctuations among others. However, successful innovation is not only the product of technological innovation, but it is also dependent on Innovation Management, which consists of changing the way a company fosters innovation, creating a new structure able to leverage technology knowledge and the ability to convert this knowledge in value. This paper presents a restructure option for innovation that focus on R&D development linked to business needs and company strategy. This new system was approached based on four fundamental blocks for innovation management (Approach, Organization, Resources and Metrics), showing how the technology master plan and a management tool are able to bring together all aspects necessary for the proper operation of the system. The new system confirmed the importance of having the initiatives organized as innovation roadmaps, connecting techno-scientific development with the company needs through the use of KPIs that are relevant to the business.

Oct 3, 2019

By Ulysses Forastieri de Matos

A injeção de combustíveis auxiliares pelas ventaneiras dos altos-fornos vem se mostrando, nas últimas décadas, como uma técnica de redução do consumo de combustíveis e conseqüente redução de custo de produção de gusa. Uma das últimas técnicas de injeção de combustíveis auxiliares pelas ventaneiras, utilizada por algumas usinas siderúrgicas integradas a coque, no Brasil, nos últimos anos, é a injeção de carvão pulverizado e gás natural simultâneamente, aqui chamada de co-injeção. O presente trabalho apresenta os resultados obtidos na utilização desta modalidade de injeção em escala industrial.

Aug 1, 2018

By Alei Leite Alcantara Domingues

A microscopia óptica é uma ferramenta importante para o entendimento dos processos envolvidos na produção do minério de ferro e seus aglomerados. Nos laboratórios em que esse tipo de análise é feita, tem-se geralmente um microscópio de luz refletida e um operador treinado que leva diversas horas para concluir uma única amostra. Nesse trabalho serão mostrados exemplos de resultados de minérios de ferro, sínter e pelotas obtidos em um sistema de microscopia óptica automática com análise de imagens. No estudo do minério de ferro foram determinados a composição mineralógica quantitativa, morfologia das partículas e tamanho dos cristais. Na microscopia de sínter foram determinados a quantificação de fases, porosidade, textura, recristalização de hematita e morfologia das ferritas. Nas pelotas produzidas com minério de ferro foram feitas análises de quantificação de fases, distribuição e quantificação dos poros e evolução microestrutural dos grãos. A implantação de um sistema de microscopia óptica automática com análise de imagens permite que análises sejam feitas em menor tempo, com maior reprodutibilidade possibilitando que a técnica seja implantada em áreas de produção que exijam respostas mais rápidas.

Oct 30, 2017

By Jorge Magalhães Ávila de Paula

A aplicação de materiais metálicos exige que os mesmos sejam submetidos a etapas de conformação mecânica. Estes procedimentos elevam significativamente a densidade de descontinuidades, alterando a morfologia dos grãos, assim como o estado de tensão induzida na estrutura. Os materiais submetidos a processos de conformação, em especial aos de conformação a frio, são submetidos, após a deformação, a um tratamento térmico denominado de recozimento de recristalização, cujo objetivo é recuperar a estrutura e recristalizar os grãos. Neste contexto, estudou-se a viabilidade de aplicação da técnica de calorimetria diferencial (DSC), como ferramenta para a determinação da temperatura de início de recristalização de aços. Para a execução deste trabalho, foram utilizados amostras de aço SAE1010 que foram deformadas a frio e em seguida submetidas a rampas de aquecimento em um equipamento DSC. A técnica de DSC evidenciou apenas o início do fenômeno de recuperação do material. Algumas amostras deformadas foram submetidas a tratamentos térmicos de recozimento de recristalização a 500°C, 600°C e 700°C. A partir da caracterização microestrutural e de ensaios de microdureza, calculou-se os valores de k e n do modelo de Avrami para as amostras tratadas a 600°C e 700°C, obtendo-se após isto a energia de ativação para as deformações de 69,6% (199,5KJ) e 87% (178,4KJ). À 500°C, as amostras não se recristalizaram, confirmando esta temperatura abaixo da crítica para as deformações estudadas.

Aug 16, 2017