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By Lucas Sanches Magalhães

A utilização de resíduos industriais é dificultada, na maioria das vezes, pela presença de determinados elementos, como por exemplo, o ferro, justificando assim a sua remoção. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar a sulfatação de um resíduo proveniente da flotação de um minério de ferro e subsequente lixiviação deste resíduo sulfatado. A composição mineralógica da amostra inicial foi obtida por DRX e MEV sendo possível identificar quartzo (SiO2), hematita (Fe2O3) e muscovita (KAl2Si3AlO10(OH,F)2). De acordo com a análise química, os teores dos elementos principais foram: Fe (12,65%), S (4,02%), e Al (0,62%). Na sulfatação, realizada à 250ºC durante 4 horas, foi estudada a influência da relação ácido sulfúrico/amostra (0,1:1; 0,2:1; 0,7:1; 0,8:1; 0,9:1 e 1:1) na extração do ferro. A lixiviação foi conduzida com 5% de sólidos do material sulfatado, sendo avaliada a interferência da temperatura de lixiviação (25°C e 90°C) e do tempo de duração dos ensaios (15min, 30min, 60min, 120min, 180min e 240min). Pelos resultados obtidos observou-se que o tempo de lixiviação foi um parâmetro insignificante. A máxima extração de ferro foi encontrada sulfatando o resíduo na relação ácido/amostra 1:1 e posteriormente realizando a lixiviação deste resíduo sulfatado a 90°C por 30 minutos, alcançando 85,64% de extração do Fe.

Aug 17, 2017

By Fábio Rogério do Carmo

O ar soprado é uma das principais utilidades responsáveis pelo processo de transformação do minério de ferro em gusa no Auto Forno. Para que ocorra o processo de redução o ar soprado é superaquecido nos regeneradores dos autos fornos a uma temperatura de 1.300°C. Este energético é fornecido na CSN-UPV pelos turbos sopradores da Central Termoelétrica nº 2 (CTE#2), área dos Motos Sopradores 1 e 2 e os turbos sopradores n°1 e 3 da CTE#1 que operam com a velocidade reduzida 24 horas soprando para atmosfera e consumindo vapor de 30Bar. Devido à obsolescência do sistema de ar soprado da CTE#1, alto custo de operação e risco para a segurança operacional, este trabalho apresenta o estudo do problema em questão, a metodologia utilizada para desativação do ar soprado da CTE-1 e a redução de custo.

Sep 25, 2017

By Álvaro Lúcio

This paper outlines the DPC process as na economic and environment friendly option for the use of cultivated forest as a source of raw material for metallurgical charcoal.The DPC process was specially developed to bring logistic, environmental, technical, economic and global energy efficiency when compared to termal1 the existing biomass carbonization process. The DPC process utilizes the volatile materials (condensable and non condensable) as a source of the energy required by the carbonization process guarantying its complete combustion. As result the DPC process avoids the burning of termal1 the loaded wood, obtaining a higher charcoal to biomass yield, and avoids the emission to the atmosphere of polluting gases. Gases emitted by the carbonizing wood have na energy termal1e enough to dry the wood soon after its harvesting. By avoiding the storage in the field during na average of 150 days, the resulting economy is quite significant. As a termal1e1 the higher charcoal to biomass yield na termal1e1e economy is obtained through the reduction of the cultivated forest term. This paper emphasizes the economic advantages of the DPC process.

Aug 16, 2017

By Mayworm Luiz, Mantovanelli Mauro, Merisio Everaldo, Oliveira Edgar Adrian, Vieira Estéfano Aparecido, Kaneda Kazuyuki

Os filtros da estação de tratamento de água do circuito spray da planta de lingotamento contínuo apresentam problemas de desempenho quanto a vazão, gerando perda de produtividade do processo de produção de placas da ArcelorMittal Tubarão. Na etapa de filtração da água de recirculação utilizada no circuito de spray, ocorre redução da vazão com o tempo de operação não atendo a necessidade do processo. Existe uma divergência de especificação de projeto uma vez que o projeto original visa tratamento de água potável e não água do sistema direto de lingotamento, uma água com alta concentração de sólidos em suspenção e óleos&graxas. Para recuperar a vazão da água filtrada, é necessário aumentar a frequência de contra lavagem, melhorando a passagem da água e limpando os leitos, porém a alta frequência de contra lavagem torna-se uma complicação para operação da ETA, não garantindo a estabilidade da operação. O objetivo deste trabalho foi identificar e propor soluções para os problemas de vazão dos filtros de forma a garantir a especificação nominal de projeto (1380 m³/h / 5 filtros) e consequente estabilidade operacional do sistema. Foram feitas avaliações em laboratório para identificar a composição ideal do leito filtrante assim como sua distribuição granulométrica, além de modificações internas do filtro e das crepinas utilizadas no sistema de contra lavagem. Após as modificações, o filtro está operando por quase um ano conforme especificação, garantindo a vazão de filtração e prolongando o tempo de contra lavagem de 6/6 horas para 15/15 horas.

Oct 1, 2019

By Fernando Kameoka

Desde o final da década de 90, com o desenvolvimento de novos parâmetros industriais para a fabricação de produtos eletroeletrônicos criou-se o conceito de obsolescência programada. Como consequência deste comportamento mercadológico e novos parâmetros de consumo, o volume de resíduos de equipamentos eletroeletrônicos gerado pelo descarte indiscriminado de produtos ainda em condições de uso tem atingido patamares alarmantes, tornando-se assim um grave problema ambiental. Com a Política Nacional de Resíduos Sólidos, estudos sobre a logística reversa dos resíduos provenientes de equipamentos eletroeletrônicos revelam-se promissores devido à presença de metais com alto valor de mercado, o que viabiliza economicamente os processos de reciclagem destes resíduos. Quando se trata da recuperação de metais e de reagentes, as rotas envolvendo etapas hidrometalúrgicas oferecem um grande benefício em relação às soluções existentes devido à não liberação de gases tóxicos durante o processo. No entanto, para a recuperação de cobre e alguns metais nobres as rotas hidrometalúrgicas tradicionais têm-se mostrado ineficientes devido à presença de ferro nos resíduos. Por esta razão, este trabalho tem como objetivo realizar estudo cinético da lixiviação de ferro de forma seletiva para a recuperação de outros metais. Foi analisado o processo de lixiviação em ácido sulfúrico na concentração de 2M, variando tempo e temperatura, com o intuito de avaliar a extração seletiva do ferro e viabilizando assim os processos subsequentes de recuperação de cobre e metais nobres através de extração sólido-líquido ou líquido-líquido. Os resultados apontam para extrações de ferro em solução de ácido com índices de pureza acima de 95%.

Aug 16, 2017

By Gustavo Borges Tiboni

The erosive wear caused by the impact of solid particles against a surface is a tribological phenomenon present in many segments of the industry, such as transportation, aerospace, mining, power generation, among others. The most usual method to set the wear rate is by measuring the mass loss of the material. In order to apply one technique with potential to determine the rate of erosion wear, this study developed a dedicated equipment and conducted preliminary erosion tests monitored by non-destructive testing known as acoustic emission technique (AE). This can be defined as a technique able to detect mechanical waves generated by the release of elastic energy accumulated in the material. Erosion tests were performed in order to evaluate the ability of equipment to collect data from AE and to correlate these data with the wear of the samples. Samples of low carbon steel eroded by the impact of angular aluminum oxide particles suspended in air at three different velocities: 45, 57 and 67 m/s. The impact angle between the particles and the sample was set at 30 degrees and the test temperature at approximately 20°C. The wear rate has changed with the velocity in accordance with the kinetic energy of the particles and the AE parameter RMS showed sensitivity to the variation of particle impact velocity and to the wear of the sample eroded. The rate of AE signals collected over time correlated with the flow of particles striking the sample, and with the parameters of energy, rise time and duration of the signal.

Jul 31, 2018

By Rafael Malagutti Leandro

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência do tempo e temperatura de tratamento térmico de solubilização no tamanho de grão e na fração de ferrita de um aço inoxidável dúplex UNS S31803 (SAF 2205). A chapa do aço em estudo foi laminada com 22% de redução de espessura antes de ser solubilizada a 1.000°C, 1.100°C e 1.200°C, por tempos de até 96 h. A fração de ferrita das amostras foi obtida por medidas magnéticas em ferritoscópio e por estereologia quantitativa. Já o tamanho de grão foi determinado por estereologia quantitativa de imagens obtidas por microscopia óptica. Observou-se o aumento da fração de ferrita em função da temperatura de tratamento, como esperado, e foi realizado comparativo entre as duas técnicas de determinação da fração de ferrita com simulações de equilíbrio em Thermo-Calc®. O intercepto médio das amostras solubilizadas a 1.000°C manteve-se praticamente constante em todos os tempos de solubilização estudados, em aproximadamente 9 micrômetros; após 5h de solubilização a 1.100°C, e após 30 min a 1.200°C, contudo, observou-se significativo crescimento de grão nas amostras.

Aug 7, 2018

By Luiz Gabriel da Silva Nascimento

Foi fabricada uma matriz hipoeutética de Al-2%Ni e adicionado nela concentrações de 0,5; 1,0; e 1,5 % de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM). A fabricação do material estudado aconteceu por fundição e resfriamento unidirecional brusco originado grãos predominantemente colunares. Os ensaios mecânicos mostram que concentrações maiores de nanotubo na matriz provocam acréscimo na propriedade mecânica e que em áreas mais distante da base extratora de calor a microdureza aumenta. Na amostra que contém 1,5% de nanotubos o valor da microdureza em áreas da posição P1 distante 5 mm da interface metal/molde é aproximadamente de 120 HV, já em áreas da posição P5 distante 45 mm, se aproxima de 210 HV. A resistência a tração é influenciada pela adição de NTC. A matriz possui uma resistência a tração de 64 Mpa, enquanto que a adição de 1,5% de NTC eleva esse valor para 135 MPa.

Aug 17, 2017

By Rachel Santos Mendes

O objetivo deste trabalho foi analisar o refinamento da liga Al AA1070 deformada via ECAP (Equal Channel Angular Pressing) pela rota A em dois passes consecutivos. O material foi prensado a frio e a deformação verdadeira acumulada foi de 2,38. A caracterização microestrutural foi realizada com o auxílio da técnica de MEV. E a evolução da textura foi analisada através da técnica EBSD. A avaliação do comportamento mecânico da amostra foi realizada através do ensaio de microdureza de Vickers. Os resultados mostraram uma intensa redução no tamanho de grão após o 1º passe, seguido de um decréscimo considerável no 2º passe. A orientação encontrada na textura inicial evoluiu de {1 1 0} para {5 13 1} após o 2º passe. O comportamento mecânico apresentou um estado estacionário entre o 1º e 2º passe devido à ocorrência do fenômeno de recuperação dinâmica. Concluiu-se que um refinamento considerável foi obtido.

Aug 8, 2018

By Wujian jun

In the process of wire rod production, the rolled wire products must be cooled from the red-hot state to the normal temperature state. How to cool the wire rod after rolling is one of the key links of product quality control in the whole wire rod production process. In this paper, combined with the closed-loop transformation project of controlled cooling temperature of Xuanhuan iron and steel group co., LTD., the closed-loop related controlled cooling equipment (including water cooler, valve table, etc.), nozzle layout and process layout of water tank, and closed-loop software control system of controlled cooling temperature of high-line are analyzed and designed. Closed-loop system design USES temperature of cooling water cooling and water cooling two temperature closed loop regulating circuit, through temperature feedback and feedforward to achieve the uniformity of temperature adjustment, in order to prevent occur due to temperature closed loop control function with the phenomenon of a steel before and after the temperature difference is bigger, system Settings have "absolute temperature regulation" and "relative temperature regulation" selection mode. The system has a self-learning mode, which can modify the temperature feed forward formula. In addition, this paper takes the hard wire 82B rod as the test object, and studies the process parameters and the comprehensive mechanical properties of the rod before and after the water cooling system reform. The research results show that the temperature closed loop system, can ensure the rolled piece temperature control precision of plus or minus 10℃, enhances the stability of wire rod cleaner performance. It can reduce water consumption by about 186m3/h and improve the utilization rate of cooling water.

Oct 1, 2019

By Patrícia Mundim Campos Faria

The process of particle size reduction by grinding is inherently inefficient and involves high capital and operating costs. In particular, ball milling is one of the important unit operations in the iron ore pelletizing process. The mill product, due to its physical properties, determines the efficiency of subsequent stages of classification, filtration and pelletizing, thus impacting the quality of iron ore pellets. The work demonstrates the application of the population balance model in the optimization of a full-scale ball mil circuit grinding pellet fines with the aim to evaluate the optimal solids concentration to improve iron ore pellet quality. Initially, detailed experimentation was carried out in a 25.4 cm diameter batch mill and a relationship for mill scale-up using a linear population balance model in wet grinding systems was established. The selection and breakage parameters and the specific selection functions were determined for pellet feed iron ore. It was possible to identify the non-normalizable nature of the breakage functions of the ore studied, which were modeled properly. Afterwards, as a result of incorporating the specific selection functions and breakage functions into the linear population balance model, it was possible to predict product size distributions in the pilot and plant scale mills (0.416 and 5.18 m diameter, respectively) from data obtained in the 25.4 cm diameter mill. Finally, with this scale-up procedure it was possible to appraise the plant scale optimization via laboratory scale grinding mill tests. The effects of changing percent solids were assessed in order to improve the industrial mill performance and the optimal value should be in the range from 76 to 80%.

Aug 1, 2018

By Brunno Spinelli Pimentel

Ambientes contendo H2S e CO2 impõem condições severas a componentes fabricados em aços, já que estes podem sofrer corrosão com perda de propriedades mecânicas e falha das instalações. Uma preocupação é a quantificação dos fenômenos envolvendo difusão do hidrogênio atômico, o qual (seja pelo gás H2 em interfaces ou pela interação com ligações atômicas ou discordâncias) pode causar redução nas energias superficiais de fraturamento prejudicando ductilidade e tenacidade. Neste cenário, este trabalho investiga a fragilização por hidrogênio em um aço microligado API 5L X65 sour obtido de um tubo de diâmetro externo 32” e espessura de parede 20,6 mm fabricado pelo processo UOE. Amostras longitudinais e transversais de tração (ASTM E8/E8M) foram extraídas e imersas em solução saturada com H2S. O eletrólito empregado foi a solução A (ácido acético contendo cloreto de sódio) da norma NACE TM0284-2011, fazendo-se purga com N2 e injeções de H2S. Os tempos de imersão foram de 0, 96 e 360 horas, sendo os ensaios de tração realizados após doze dias do término da imersão. Os resultados não revelaram efeito estatisticamente relevante na resistência mecânica, na evolução tensão-deformação e tampouco no módulo de tenacidade. Entretanto, foi observado maior espalhamento dos resultados advindos de amostras submetidas a H2S. Esse comportamento sugere que o hidrogênio influenciou no micromecanismo local de fraturamento, mas com inexpressivo comprometimento das propriedades monotônicas macroscópicas. Tal desempenho pode ser fruto da microestrutura com grãos refinados e do baixo nível de inclusões encontrado, indicando poucos e uniformes sítios de ancoramento de hidrogênio irreversível.

Aug 8, 2018

By Belmira Benedita de Lima

Estudos no sistema Nb-B mostram a fase Nb5B6 com formação peritética a partir do líquido, porém sua estabilidade abaixo de 2.000°C não é comprovada experimentalmente. Há também dúvidas sobre a ocorrência da fase Nb2B3 neste binário. Este trabalho tem como objetivo o estudo da estabilidade das fases Nb5B6 e Nb2B3 nas temperaturas de 1.400°C e 1.800°C. Amostras com composições nas estequiometrias Nb5B6 e Nb2B3 foram produzidas através de fusão a arco assim como confeccionadas a partir de misturas de pós de B e NbB. Pastilhas com composição Nb5B6 foram produzidas com e sem adição de semente da fase Nb5B6. Os tratamentos térmicos em 1.400°C foram realizados por até 10h enquanto aqueles em 1800°C por até 1h, todos em atmosfera estática de argônio. As microestruturas das amostras, tanto no estado bruto de fusão como após tratamento térmico, foram caracterizadas por difração de raios X (XRD). Os resultados confirmam a formação fase Nb5B6 a partir do líquido e nas amostras produzidas via metalurgia do pó. A fase Nb2B3 não é observada nas amostras no estado bruto de fusão e nas amostras produzidas via metalurgia do pó tratadas termicamente a 1.800°C, porém, esta fase se estabiliza nas amostras produzidas via metalurgia do pó tratadas a 1.400°C, indicando sua estabilidade com formação peritetóide a partir das fases Nb3B4 e NbB2, abaixo de 1.800°C.

Aug 8, 2018

By Samuel Filgueiras Rodrigues

An austenitic stainless steel ISO 5832-9 was deformed in a torsion test machine over the temperature range of 1,000°C – 1,200°C and strain rates of 0.05, 0.1, 1.0 and 5.0s-1. The Steel plastic behavior was studied by analyzing the flow curves shapes and using the constitutive equations under the conditions of thermomechanical treatment. The curves initially presented an increase in stress characterized by hardening work, followed by a drop in stress to an intermediate level that reached or not, for certain conditions, the steady state softening. The plastic flow curves of ISO 5832-9 steel displayed in three different ways: (i) Curves with continuous softening presenting plastic instability for low temperatures and high strain rates; (ii) curves type flat, here after the peak there is little variation of stress with strain presenting softening mechanism by higher contribution of dynamic recovery at low temperatures and low and intermediate strain rates; (iii) curves with softening after the critical deformation favored by high temperatures and low strain rates. These behaviors indicate the influence of the stacking fault energy (SFE) and precipitated particles on the softening kinetics of this steel.

Aug 8, 2018

By Robson Aguiar de Macedo

O estudo de ligas livres de Pb envolvendo o emprego de junções metálicas sob altas temperaturas tem recebido atenção especial, sendo desenvolvidas novas ligas com qualidade e desempenho adequados. Ligas Bi-Ag consistem em alternativas promissoras para a substituição das ligas de solda contendo Pb para tais aplicações, por isso devem ser melhor caracterizadas sob o aspecto de estruturas brutas de fusão. Assim, o presente trabalho objetiva investigar a liga hipoeutética Bi-1,5%Ag (%em peso) solidificada unidirecionalmente sob regime transitório de fluxo de calor. Será analisada a influência dos parâmetros térmicos de solidificação como velocidade de solidificação (VL), taxa de resfriamento (?) gradiente de temperatura (G) na microestrutura e na evolução de dureza da liga citada. Para determinação do perfil de dureza, foram realizados ensaios de dureza Vickers. Para obtenção e caracterização das microestruturas presentes no fundido Bi-1,5%Ag, fez-se o uso da microscopia ótica e da fluorescência de raios-x. Uma estrutura de dendritas facetadas de Bi circundadas pelo eutético Bi-Ag prevaleceu ao longo do lingote Bi-1,5%Ag. Verificou-se um aumento gradativo dos espaçamentos dendríticos primário (?1) e secundário (?2) à medida que a distância da base refrigerada foi aumentada. Em geral, os valores de dureza diminuíram para maiores valores de ?1 e ?2.

Aug 7, 2018

By Gilmar Zacca Batista

The present work is a part of a comprehensive program that aims to evaluate the girth welding procedures for heavy wall API 5L X65 pipes produced for sour service applications. This article describes the results of toughness, strength and sour resistance of girth welds produced with different welding consumables. The methodology applied included girth welds production with GTAW process for root pass using ER70S-6 consumable and FCAW process for filling passes using E71T- 1CJ and E91T1-GM-H4 consumables. Mechanical tests of Charpy, CTOD, tensile, hardness and stress corrosion cracking were also performed. The E71T-1CJ resulted in a girth weld with tensile and yield strength around 7% lower than the pipe. However, according to the papers analyzed at this study, a value up to 10% of undermatching could be acceptable. The CTOD and Charpy tests showed good toughness and weld metal embrittlement was not observed. The hardness and the stress corrosion cracking tests demonstrated that the consumable ER70S-6 is suitable for sour service. All properties evaluated met the requirements specified by the onshore pipeline standards, showing that the consumables ER70S-6, E71T-1CJ and E91T1-GM-H4 are suitable for the welding of heavy wall X65 pipe with sour service and toughness requirements. If an overmatching is required, the E91T1-GMH4 shall be used to assure a strength overmatching and prevent plastic strain concentration at the weld metal. The results provided by this paper can be used for consumable selection and for welding procedure qualification of pipelines construction when heavy wall API 5L X65 are used for sour gas transportation.

Aug 16, 2017

By Flávia Tereza dos Santos Fernandes Tolomelli

Este trabalho teve como objetivo estimar as temperaturas de transformação de fases por meio de termodinâmica computacional (A1 e A3), dilatometria (Ac1 e Ac3) e monitoramento do resfriamento ao ar após passes de laminação a quente em escala piloto (Ar3 e Ar1). Objetiva ainda descrever a evolução microestrutural da austenita em um aço baixo C microligado ao Nb onde se almeja a produção de um aço ferrítico-bainítico, coletando-se amostras após cada passe de laminação através do congelamento da microestrutura por intermédio de resfriamento em salmoura com o objetivo adicional de verificar a ocorrência de recristalização entre passes.

Jul 30, 2018

By Mauro Araújo Medeiros

Os aços inoxidáveis dupex tem sido largamente empregado em vários setores da industria principalmente em virtude da sua boa combinação entre suas propriedades mecânicas e resistência a corrosão. Um aço inoxidável duplex DIN W. Nr. 14462 foi submetido a ensaios de torção a quente com taxas de deformação de 0,3; 0,5; 1; 3 e 5 s-1 a temperaturas que variou entre 1.000 e 1.150°C. As amostras deformadas foram analisas através de microscopia ótica. As configurações das curvas de escoamento plástico foram analisadas em termos dos parâmetros de fluxo localizado como um mecanismo de acomodação da deformação durante a torção a quente. As microestruturas reveladas mostraram que o comportamento plástico do material é influenciado pela disposição inicial das partículas de austenita na matriz ferrítica e a queda de tensão após o pico esta relacionada à ocorrência de fluxo localizado na matriz ferrítica associado à fragmentação das partículas de austenita durante o processamento, bem como aos fenômenos de recuperação e recristalização dinâmica, típicos dos aços inoxidáveis duplex.

Aug 8, 2018

By Xiaowei Du, Xitao Wang, Xuekun Shang

The deformation behaviors under both tensile and compressive forces and microstructure evolutions of cast SA508-4N steel were investigated at elevated temperatures. True stress-strain data were obtained from hot deformation experiments performed on a Gleeble-3500 thermal-simulator under different temperatures (750-1200C) and strain rates (0.001-10 s-1). The reduction of area decreases as a function of temperature from 750C to 900C and then increases. At 1200C, the reduction of area reaches more than 99% with the strain rates of 0.5 s-1 and 1.0 s-1. The dynamic recrystallization under compressive stress occurs at 800C under low strain rate and a complete dynamic recrystallization can be observed when the temperature reaches above 1100C. A “two-stage” flow stress constitutive model concerned with dynamic recovery and dynamic recrystallization was established based on the true stress-strain data. This model shows good agreement with experiment results. Moreover, we developed a dynamic recrystallized grain size model to describe the average grain size after complete dynamic recrystallization.

Oct 1, 2019

By Mariana Carla Mendes Rodrigues

The present study deals with the effects of strain rate on the functional behavior of NiTi thin wires. The samples, in the austenitic condition at room temperature, were mechanically cycled 20 times by loading up to 6% strain followed by complete unloading, at 25°C. Four different quasi-static strain rates were assessed: 1x10-4, 1x10-3, 1x10-2 and 5x10-2s-1. The functional properties are described by means of critical stress to induce martensite, stress at maximum strain, energy dissipated per cycle and residual strain. The sensitivity of repeated cyclic deformation to strain rate is also analyzed in terms of phase stability. The results show that the fluctuation in the loading plateau, due to non-homogeneous transformation, increases with increasing strain rate. During cycling, it is observed that higher strain rates result in lower critical stress to induce martensite after the 5th cycle. However, the stress at maximum strain is higher at high strain rates, regardless the number of cycles. The accumulation of residual strain also increases with the strain rate due to the higher applied stress. During unloading, both the elastic deformation of stress-induced martensite and the reverse transformation seem to overlap at high strain rates. The dissipated energy behavior changes between the 1st and 20th cycle. No martensite is stabilized after training, but the intensity of the X-ray diffraction peaks of austenite increases with strain rate, as a result of stress relaxation.

Aug 17, 2017