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By Juan Garcia de Blas, Allan Ribeiro de Souza

uso do método dos elementos finitos (MEF) para uma determinação mais realística da resistência estrutural de aços estruturais sob a ação do incêndio vem crescendo à medida que um número maior de países vem adotando os códigos baseados em desempenho no lugar dos tradicionais códigos prescritivos. O algoritmo MEF interpreta o comportamento termomecânico do aço através do emprego de modelos constitutivos. Os modelos constitutivos convencionais usados na engenharia de incêndio são de natureza empírica e abordam de forma dissociada os fenômenos do encruamento plástico e da fluência. Este trabalho apresenta em linhas gerais um modelo constitutivo unificado baseado fisicamente na cinética de deformação plástica resultante do deslizamento de discordâncias, encruamento e recuperação dinâmica inspirado nas contribuições de Kocks, Mecking e Estrin. O modelo proposto tem a sua estrutura matemática modificada para condições de temperatura variável, isto é, para cenários de incêndios.

Oct 1, 2019

By Bruno Aguiar do Prado

Atividades industriais, especialmente relacionadas ao segmento de MMM, têm força econômica considerável além de significativa relevância no cotidiano da população. Neste contexto a disseminação da importância do uso sustentável dos recursos energéticos vem sendo um grande destaque. Diante da necessidade em se atingir a eficiência energética de forma plena, a indústria tem investido em infraestrutura e equipamentos que tem o objetivo de disponibilizar as informações de consumos e demandas de equipamentos e linhas de produção através de medidores inteligentes e conectividade entre as "ilhas" de informação espalhadas no site. A fim de relacionar e disponibilizar os dados obtidos e transformá-los em informação existem diversos softwares com a capacidade de gerar e correlacionar KPIs e análises, evidenciando gaps, direcionando melhorias e até mesmo dar suporte à priorização de investimentos. Esse tipo de abordagem é de extrema importância para que se possam alcançar economias significativas para todas as operações do segmento de MMM.

Aug 16, 2017

By Matheus Sexto Alexandre Pereira

Controle e centralização de informações referentes ao processo industrial são imprescindíveis e considerando-se que na cadeia de suprimento o maior valor agregado costuma estar na produção, faz todo sentido investir em sistemas que possibilitem a otimização do fluxo, controle e qualidade do processo. O novo Sistema de Controle de Panelas (SIPAN) implantado na CSN permitiu monitorar em tempo real todo o ciclo operacional utilizando novas tecnologias de desenvolvimento de software web, além de melhorar o gerenciamento, comunicação com outros sistemas e rastreabilidade de todo o processo. O sistema implementado conseguiu melhorar a qualidade de informação para a equipe tornando mais rápida e assertiva a tomada de decisão.

Jul 30, 2018

By Leidy Julieth Hernández Buitrago

Uma grande quantidade de poeiras e fumos contendo óxidos de ferro, zinco, alumínio, cálcio, chumbo, magnésio e cádmio são habitualmente gerados durante a produção do aço em usinas siderúrgicas semiintegradas. Processos hidrometalúrgicos e pirometalúrgicos têm sido desenvolvidos para o tratamento da poeira de aciaria elétrica (PAE). O processo Waelz, que recupera parte destes resíduos por meio de reações metalúrgicas de redução e oxidação em um forno rotativo, é uma tecnologia de destaque empregada para a recuperação dos metais voláteis, e tem sido a mais usada nos últimos 40 anos. Neste trabalho, foi realizado um estudo termodinâmico do processo Waelz, visando à otimização das condições metalúrgicas necessárias para garantir a recuperação dos metais voláteis (em especial zinco), de forma a assegurar a minimização de impactos ambientais e maximização de opções de processamento para a recuperação do zinco contido. As variáveis cinéticas foram estudadas por meio da execução de uma serie de 6 experimentos, englobando os principais fatores do processamento, tais como: tipo de redutor e tempo/temperatura de processamento. Também foi avaliado o comportamento mecânico das pelotas para cada formulação. Caracterizações por meio de microscopia eletrônica com microanálise via EDS, difração de raios X, fluorescência de raios X, análise granulométrica a laser, resistência à compressão, porcentagem de matéria volátil, carbono fixo e cinzas foram empregados.

Aug 17, 2017

By Laís Couto dos Santos

A corrosão é definida como sendo um conjunto de fenômenos de deterioração dos materiais em consequência de reações entre o material e o meio. Em instalações metálicas, tais processos são monitorados através de cupons de perda de massa. Quando o ataque se evidencia pela formação de cavidades com pouca perda uniforme, ele é denominado corrosão por pites. As empresas de monitoramento de corrosão adquirem cupons de diferentes fornecedores, e pouco se observa quanto ao tipo de processamento durante a fabricação, a composição química, a microestrutura, entre outros parâmetros e o quanto, podem alterar a confiabilidade dos resultados. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de cupons aço carbono, relacionando a composição química, densidade de inclusões e pites de corrosão presente em cupons. Na caracterização foram envolvidas as análises química e microscópica. Os cupons foram ensaiados em loop de corrosão tendo como fluido a água potável. Para determinar a densidade, área e profundidade dos pites de corrosão foram adotados as normas NACERP0775 e ASTM G46-94. Foi observada uma relação direta entre o teor de enxofre e a densidade de inclusões e, consequentemente, entre a densidade de pites presente nos cupons, após ensaio em loop de corrosão.

Aug 17, 2017

By Laís Couto dos Santos

A corrosão é definida como um conjunto de fenômenos de deterioração progressiva dos materiais em consequência de reações eletroquímicas. Em determinadas instalações metálicas, tais processos são monitorados através de cupons de perda de massa. Quando tal fenômeno se evidencia pela formação de cavidades com pouca perda uniforme, consistindo em um processo de corrosão puntiforme, ele é denominado corrosão por pites. As normas ASTM G46-94 (2005) e NACE RP0775 (2005) recomendam caracterizar a corrosão por pites através da densidade, tamanho, profundidade e taxa de corrosão por pites. Entretanto, essa é uma avaliação subjetiva e o fator humano pode ter influência significativa na obtenção dos resultados. No presente trabalho, cupons de corrosão comerciais foram expostos à corrosão em câmera de imersão no período de três meses, tendo como fluido a água potável. O objetivo principal foi avaliar a influência do fator humano nos parâmetros de corrosão puntiforme. Foi realizada uma análise comparativa dos resultados obtidos por três diferentes operadores. As alterações encontradas se mostram significativas, entretanto, tais variações não modificaram o nível de classificação dos cupons segundo as normas.

Aug 17, 2017

By Bruno Leonardy Sousa Lopes

Este trabalho tem como objetivo mostrar a correlação entre as fases constituintes do aço superdúplex SAF 2507 na junta soldada por processo MIG-MAG, considerando os efeitos da energia de soldagem nas propriedades mecânicas e de corrosão. Os resultados mostraram que a energia de soldagem causou mudanças no balanço das fases a/?, na formação pontual da fase s nos contornos de grãos ferriticos e mudanças de microdureza e tenacidade nas regiões da zona fundida (ZF) e zona termicamente afetada (ZTA), além de promover o aumento da fase ? e do índice de resistência à corrosão por pite (PREN?), quanto maior energia de soldagem. Entretanto, a tenacidade na ZF diminuiu mesmo com maior formação da fase ?, coalescimento dos grãos ferriticos, elevando a microdureza na ZTA sob baixa energia de soldagem. Assim, espera-se que estes resultados permitam estabelecer diretrizes para procedimentos de reparo em aços superdúplex sob processo de soldagem

Aug 17, 2017

By Carolina Machado de Castro Amaral

A necessidade de treinamento é uma realidade nas indústrias. A qualificação de operadores é importante para garantir segurança e prevenir perdas econômicas. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é desenvolver e avaliar um simulador de treinamento de operador. O estudo de caso é um moinho vertical, comumente utilizado na indústria de cimento. Nessa direção, passou-se pela construção de um supervisório, pela modelagem e simulação dinâmica de um moinho vertical e, por fim, pela elaboração e execução de um treinamento. Para tal, foram construídos três cenários de situações anormais, além da consideração da operação normal. Ainda em relação à metodologia, treinaram-se dois grupos de alunos com métodos distintos de ensino: o primeiro recebeu apenas um treinamento teórico, através de uma apresentação multimídia; e o segundo, após esse treinamento teórico, recebeu um treinamento prático, ou seja, do tipo aprender fazendo, a partir do contato direto com o simulador de processos. De modo geral, percebeu-se que o contato com a prática possibilitou um maior entendimento da operação do moinho vertical, do grau de dependência entre as variáveis de entrada e de saída, e das variáveis utilizadas para a recuperação do processo à operação normal, contribuindo ainda para uma maior fixação do conhecimento teórico. Esse trabalho é resultado de uma parceria UniversidadeEmpresa, cujas atividades foram desenvolvidas por um grupo de alunos de graduação em Engenharia Química.

Aug 17, 2017

By Gabriel Grasselli Lorençon

Com a crescente utilização de aços inoxidáveis duplex na indústria petroquímica, química, de celulose e entre outras, motivada em grande parte pelas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão apresentadas por estes materiais. Por se tratar de um material com altos teores de elementos de liga e ser composto por duas fases, ferrita e austenita, se faz necessário grandes cuidados na sua soldagem e um aprimoramento dos conhecimentos deste material quando submetido a este processo. Para tal, o presente trabalho denota um estudo da microestrutura de um aço inoxidável duplex após a sua soldagem pelo processo MIG pulsado, sendo aplicada uma energia durante a soldagem de 1,0kJ e adotada uma temperatura entre os passes de soldagem de 150oC. Também foram analisados os percentuais de ferrita e austenita, foi efetuada a contagem de fases do metal base e também da zona afetada pelo calor (ZAC). Foram encontrados na ZAC além da fase austenita secundária, uma fase intermetálica que possivelmente se trata de nitretos de cromo. Apesar do metal base estar com uma proporção ferrita/austenita aproximadamente igual, na ZAC houve um desbalanceamento entre as fases, onde a predominância foi de grãos de ferrita.

Aug 17, 2017

By Rosana Vilarim da Silva

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um compósito permeável formado por uma matriz de polipropileno reforçada com resíduos de construção e demolição (RCD). Inicialmente foi feita a limpeza, peneiramento e caracterização do RCD. O compósito foi conformado na forma de placas pelo processo de compressão a quente. O RCD foi misturado com os grânulos do polímero e a mistura disposta em um molde que foi fechado e comprimido com carga de 1 ton e mantido na temperatura de 210oC por 10 min. Foram conformadas placas permeáveis e impermeáveis variando-se o percentual dos constituintes e granulometria do RCD. Para a caracterização foram realizados ensaios de permeabilidade e flexão em três pontos. As placas permeáveis apresentaram elevado grau de permeabilidade, muito superior aos requisitos mínimos para concreto. Foi constatado que a distribuição granulométrica tem influência na resistência mecânica e permeabilidade do compósito. O aumento do teor de granulados finos promoveu aumento nas propriedades mecânicas em flexão sem perda da permeabilidade. Com a impermeabilização das placas e consequente redução de vazios as propriedades mecânicas em flexão praticamente triplicaram. Analisando os resultados de uma forma geral pode-se concluir que há margem para melhorar o desempenho mecânico do compósito sem perda da permeabilidade.

Oct 30, 2017

By Pedro Cunha Alves, Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Julio Aníbal Morales Pereira, Antônio Cezar Faria Vilela

A limpeza e a reoxidação de um aço SAE 1055 modificado foram avaliadas durante a sua produção em uma aciaria elétrica. Escória A no sistema óxido CaO-SiO2-MgO-Al2O3-CaF2 (CSMA-F) e escórias B e C no sistema óxido CaO-SiO2-MgO-Al2O3 (CSMA) foram analisadas. Duas amostras de aço foram coletadas em ambiente industrial: forno panela e barra laminada. ASPEX Explorer foi utilizado para obter informações sobre as inclusões, organizando-as por composição química, tamanho, densidade e tipo. FactSage v7.2 calculou as inclusões formadas durante a solidificação do aço, fração líquida e sólida das escórias e viscosidade da fração líquida. Após o refino secundário, o tipo mais comum de inclusão encontrada foram os aluminatos de cálcio. Na barra laminada, o espinélio foi o tipo de inclusão mais frequente, indicando um possível produto de reoxidação. Sua formação pode ser causada devido a interação com os materiais utilizados no distribuidor e molde. A redução da temperatura também favorece a formação de espinélios, como demonstrado pelo FactSage. As inclusões de espinélio foram analisadas pelo método Função de Densidade Populacional (PDF), que identificou que as corridas A1, A2, C1 e C2 apresentavam inclusões de espinélio formadas por reoxidação. Uso de escória no sistema CSMA é indicado já que eventos de reoxidação foram diminuídos nas corridas B1 e B2. No entanto, é necessária uma análise mais profunda dos materiais utilizados no distribuidor e molde para melhorar a limpeza do aço SAE 1055.

Oct 1, 2019

By Gabriela Pereira de Miranda

Este estudo teve por objetivo avaliar a soldabilidade a pontos entre os aços 22MnB5 e Dual Phase da classe de 800 MPa de limite de resistência (DP800), ambos com 1,8 mm de espessura. A intenção foi determinar os parâmetros adequados de soldagem para esse tipo de junta soldada, que vem sendo progressivamente utilizada na estrutura de veículos automotores, em virtude do uso crescente de peças fabricadas a partir do aço 22MnB5, submetido ao processo de estampagem a quente (hot stamping). Foram avaliadas as propriedades mecânicas através de ensaios estáticos de cisalhamento e de tração cruzada, em juntas soldadas produzidas a partir da variação do tempo de soldagem e da força aplicada pelos eletrodos. Percebeu-se que as juntas confeccionadas com o tempo de soldagem com múltiplos pulsos (9/2/9/2/9 ciclos) e a força de 5,0 kN obtiveram os melhores resultados em cisalhamento. Em contrapartida, os corpos de prova produzidos com a força de 6,5 kN atingiram os maiores valores em tração cruzada. Independentemente dos parâmetros aplicados, todas as condições avaliadas permitiram alcançar o valor mínimo de carga de ruptura necessária para garantir a qualidade de uma junta soldada a ponto entre os aços avaliados.

Aug 16, 2017

By Anand Kumar Agrawal, Kinzel Klaus Peter, Lorenzo Micheletti, Cristiano Castagnola, Horst Kappes, Andre Oliveira, Björn Rösner, Philippe Bermes

Blast furnaces are widely employed today for iron production all around the world, with a total production of around 1.2 billion tons per year. Its operating principle, which relies on usage of coke to reduce the ore, to ensure the permeability in the reaction vessel, to maintain its flexibility of operation and acceptability for varying qualities of iron ores. The blast furnace route is widely considered as the most economic and efficient route of iron production, however it is based on fossil energy carriers. The blast furnace route has undergone significant developments in terms of energy efficiency in the last decades, which led to a substantial reduction in the use of fossil reduction materials. Being an energy intensive process, competitiveness and cost saving in the blast furnace plant was always strongly related to the saving of energy and hence reduction of CO2 emissions. In addition to this, EU emissions trading system (EU ETS) as a cornerstone of the EU's policy in response to climate change has set new “challenges” for iron production in Europe. Paul Wurth has always been deeply involved in the development of energy saving technologies for blast furnaces. In the following a review of energy saving achievements developed in the last decades will be presented and the potential of available CO2 saving technologies will be summarized. Additionally, an outlook about the potential of future technologies, concepts and their impact on the blast furnace and the steel plant’s energy balance will be discussed. Finally, the replacement of carbon by hydrogen as reduction agent in the steel plant will be reviewed, with special focus on a comparison of costs and incentives.

Oct 1, 2019

By Paula Aliprandini

Os minérios limoníticos de níquel apresentam na sua composição metais como ferro, níquel e cobalto, sendo o primeiro o elemento majoritário. A presença majoritária de ferro prejudica a separação dos demais metais que possuem interesse comercial. Para remoção do ferro, técnicas hidrometalúrgicas são usadas. A extração por solventes é uma técnica com foco na separação seletiva de metais. Neste trabalho, foi preparada uma solução sintética baseada nas concentrações dos metais presentes na lixiviação de um minério limonítico de níquel. A solução foi colocada em contato com o extratante Cyanex 272. Este extratante é conhecido pela sua seletividade ao ferro em valores de pH próximos a 2,0. As amostras foram analisadas utilizando a técnica de Espectroscopia de Fluorescência de Raios X por Energia Dispersiva (EDX). Após concluídos os ensaios foi encontrado que durante a extração do ferro, o cobalto foi coextraído junto, mesmo em pHs entre 0,5 e 2,0, indicando que a presença do ferro altera o comportamento do cobalto.

Aug 17, 2017

By Johannes Münzer

Regeneradores são elementos importantes em uma usina siderúrgica. Eles são os responsáveis pelo aquecimento do ar de sopro aplicado no alto-forno a partir do aproveitamento da energia contida nos gases do processo de produção de ferro gusa. Dessa forma, os regeneradores estão diretamente associados ao processo siderúrgico. Durante do seu ciclo de trabalho, o qual se denomina campanha, problemas podem ocorrer devido a variações operacionais indesejadas, falhas de projeto, entre outros fatores. Num ambiente onde o tempo cessante de um equipamento gera enormes custos, a solução é desenvolver soluções customizadas que minimizem essa interrupção. Cada uma das partes do regenerador tem funções únicas e consequentemente soluções únicas, que visam o reparo no estado da arte com menor custo.

Aug 17, 2017

By Fábio de Oliveira Braga

A descoberta de óleo e gás no Pré-Sal transformou o Brasil em um dos grandes possuidores de reservas de petróleo no mundo e aumentou as expectativas de produção em águas profundas. Apesar da euforia, alguns desafios têm o potencial de inviabilizar a exploração do Pré-Sal: a complexa logística offshore, as dificuldades de acesso ao reservatório, as condições físico-químicas do poço e de subsuperfície. As condições impostas pelo ambiente são relevantes, devido aos altos teores de contaminantes, alta temperatura e pressão, que exigem materiais de alto desempenho. O objetivo deste trabalho é revisar os avanços que podem contribuir para superar as condições físico-químicas do Pré-Sal. Verificou-se que a solução deste problema pode envolver três tipos de abordagem: O desenvolvimento de ligas resistentes à corrosão (LRC), a adição de agentes modificadores do meio corrosivo (inibidores) e modificações no projeto dos equipamentos. Espera-se, portanto, que a utilização conjunta das diferentes abordagens proporcione a viabilidade de longo prazo da produção no Pré-Sal.

Aug 17, 2017

By Foluke Salgado de Assis

Este trabalho visa apresentar os resultados obtidos através de ensaios balísticos realizados em sistemas de blindagem multicamada. Seguindo as especificações da norma americana NIJ 0101.06, foram realizados ensaios utilizando munição de calibre 7,62x 51 mm, que possui velocidade acima de 800 m/s. A blindagem multicamada utilizada possui como camada frontal uma pastilha hexagonal cerâmica (alumina dopada com 4% de nióbia), segunda camada de compósito de matriz poliéster reforçada com tecido de juta e como terceira camada uma placa de alumino 5052 H34. A utilização de compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais em substituição às fibras de aramida é de grande interesse, pois além de desempenharem a mesma função no sistema de blindagem, possuem um valor de mercado bem menor. Os resultados de profundidade de indentação na plastilina foram satisfatórios visto que atenderam a norma NIJ 0101.06 e utilizando a técnica de microscopia eletrônica de varredura, verificou-se que o compósito poliéster-juta capturou os fragmentos através do mecanismo de incrustação mecânica.

Aug 17, 2017

By Sara Silva Ferreira de Dafé

Os aços com um alto teor de Mn (15-30%) e os elementos de liga, Si e Al, apresentam plasticidade excepcional devido à geração de maclas de deformação (efeito TWIP) ou múltiplas transformações martensíticas (efeito TRIP). Este trabalho avaliou a evolução microestrutural, a formação da textura e sua influência sobre o comportamento mecânico de um aço contendo 17%Mn-0,06%C laminado a frio com reduções de 45% e 90%, e recozimentos a 700°C durante tempos diferentes. A microestrutura foi analisada por microscopia óptica e eletrônica de varredura, EBSD e difração de raios X. A redução um frio favorece a formação da martensita a'. No aço recozido estão presentes as fases martensita a? e e e austenita. O limite de escoamento e de resistência à tração alcançaram 750 e 950 MPa, respectivamente, com o alongamento total de 45%, confirmando sua alta capacidade de encruamento. A reversão da martensita para austenita ocorre simultaneamente com a recristalização desta.

Aug 8, 2018

By Juliana Satie Watai

Foi estudado o efeito do método de incorporação de pó de serra em PP/EPDM/talco, nas propriedades mecânicas e térmicas do compósito final. Os três métodos de incorporação foram: pré-mistura, por tamboreamento, de todos os componentes com injeção subsequente; alimentação em separado da fibra, da matriz polimérica e compatibilizante em extrusora dupla rosca co-rotacional, com injeção subsequente; pré-mistura, por tamboreamento, de todos os componentes, alimentação conjunta em extrusora dupla rosca co-rotacional, com injeção subsequente. A adição de fibras conferiu maiores valores de temperatura de deflexão ao calor (HDT), resistências à tração e à flexão, módulo de Young e menores resistência ao impacto e deformação em relação à matriz. Para o mesmo teor de fibras, o método de alimentação conjunta apresentou os maiores valores de resistência à tração e flexão, módulo de Young, e HDT, e maior queda na resistência ao impacto. O método com dois alimentadores apresentou maior deformação e maior resistência ao impacto. Análise termogravimétrica revelou menor teor de fibra incorporado, para o método com dois alimentadores em relação aos outros métodos. A análise de micrografias obtidas por MEV não revelou diferenças significativas na adesão entre fibra e matriz, quanto ao método de incorporação.

Aug 8, 2018

By Pedro Etchevarne, Santiago Margot, Oscar Baglivo, Roberto Musante, Daniel Costoya, Maria Soledad Oreggioni

Durante 2017, a operação do AF#2 da Ternium Argentina exigiu alterações da basicidade binária em uma ampla faixa entre 2.0 a 2.7 e no teor de MgO. Esta faixa de trabalho motivou o estudo das propriedades metalúrgicas do sinter e sua interação com outros componentes materiais da carga do Alto-Forno. Além disso, foi testado e analisado a influência de duas qualidades diferentes de granulado. Para entender os efeitos da composição química, um conjunto de testes de redução-desintegração foram desenvolvidos. Aliando com perfis isotérmicos (ISO 4696-1), perfis variáveis de temperatura e composição de gás, com intuito de simular a redução no AF. As propriedades sob alta temperatura também foram avaliadas por meio de ensaios de amolecimento e fusão, compondo a carga sinter, pelota e minério granulado. Utilizando amostras de sinter de diferentes basicidades e teores de MgO. Os resultados obtidos e sua influência no comportamento dos altos-fornos são analisados no presente trabalho.

Oct 1, 2019