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By Bruno Pinheiro da Silva

Controlar a distribuição de carga do Alto Forno é fundamental para o controle de processo, e através de sua otimização, dentre as mais variadas configurações operacionais, busca-se lograr da estabilidade do processo e aproveitamento do gás no interior do reator. Para tal, utiliza-se um sistema de carregamento, sendo o mais usado na atualidade o do tipo Bell Less Top com calha rotativa. Durante o carregamento do forno as partículas passam pela calha rotativa, resultando em abrasão dos elementos de desgaste que por sua vez, altera a geometria da mesma, gerando alterações na trajetória das partículas carregadas e a mudança de trajetória pode perturbar a marcha do Alto Forno. Nesse contexto, a boa condição da calha passa a ser um fator essencial para a manutenção da estabilidade operacional. O presente trabalho, aplica o método dos elementos discretos (DEM) para caracterizar os efeitos do desgaste da calha na trajetória do material descarregado, podendo assim avaliar melhor os distúrbios na estabilidade do Alto Forno, e com isso a indicar o melhor momento para troca da calha.

Oct 30, 2017

By Lívia Silvestre Andrade

Uma das rotas mais importantes de produção do Fe-Nb para aplicações siderúrgicas é a aluminotermia. Para que o processo seja eficiente, é necessário projetar adequadamente a escória, para garantir a mínima retenção de metal na escória e reduzir as perdas, assim como determinar a carga da aluminotermia considerando os balanços de massa e de energia. Neste trabalho, os efeitos das adições de CaO e CaF2 sobre as características das escórias do processo são determinados através da termodinâmica computacional. Um balanço de massa e um balanço de entalpia são formulados, de modo a verificar se as quantidades dos diversos materiais adicionados são adequadas e se as temperaturas de fim de processo são razoáveis. Verifica-se que, a partir de uma carga hipotética formulada, há espaço para melhorias importantes balanceando-se corretamente as adições de CaO e CaF2. Além disto, verifica-se a influência do teor de Mg contido como impureza no Al empregado como redutor, observando-se que seu efeito é bem menos significativo do que inicialmente esperado por diversos operadores.

Oct 30, 2017

By Ian James McDonald

Each year, approximately 400 million tons of blast furnace slag is produced worldwide with a tapping temperature of around 1,500°C. It is normally used as a substitute for cement clinker or as an aggregate material in road construction. Currently, the slag is granulated in wet-granulation plants using large volumes of water and to date, it has not been possible to utilise the remnant heat energy of the molten slag, which amounts to approximately 1.8 GJ of energy per ton. However, in an R&D project currently underway led by Primetals Technolgies and industrial partners, a new dry atomising technology is being investigated to use air to cool molten slag and recover the lost heat energy. The resultant pelletised slag fulfils the same criteria as wet-granulated slag for use in the cement industry. Phase 1 of the project has now been completed where a technical plant was set up at the University of Leoben in 2012. A series of dry-slag granulation campaigns were carried out using remelted blast furnace slag. The elevated offgas temperatures and the quality of the slag product as verified by the FEhS Building Material Institute have shown the process suitability as an industrial application and the decision was taken to escalate the project from large laboratory scale to a full size pilot plant. The phase 2 development of this plant is now underway and is scheduled for installation at the site of an industrial partner in early 2016 where full slag flow will be fed directly to the plant from Blast Furnace ‘slag runners. This paper will show the development path taken to date and the planned route to our goal in 2016 of being the first to industrialise the ‘game changing’ process of dry Slag Granulation with Heat Recovery from the slag.

Aug 16, 2017

By Giulio Antunes de Medeiros, Leonardo Martins Silva, Giselle de Mattos Araújo, Rayla de Souza Caldas

To analyze the direct reduction of self-reducting briquettes producted with different electric arc furnace dust contents, three sets of homogeneous mixtures were produced with elephant grass biomass, iron ore, cement and furnace dust in increasing levels, which were submitted to thermogravimetric tests in muffle furnace and TGA furnace at variable temperatures and times. The curves of degree of reduction were obtained and the reduced briquettes were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The results showed that the reducibility of the agglomerates is diminished by the increase of furnace dust, with variations of this result at higher temperatures. The observed microstructures were spherical particles, porous structure or whiskers. Based on XRD results, it was considered probable that the decrease of the degree of reduction with the increase of furnace dust content is related to the reaction between hematite and zincite, which is expected to be controlled by zinc diffusion.

Oct 1, 2019

By Jetson Lemos Ferreira

A Usiminas vem procurando fornecer aços de menor espessura ao mercado automotivo, com graus de resistência cada vez mais elevados, destacando-se os Advanced High Strength Steels (AHSS). Contudo, até então, a aplicação desses aços tem sido destinada basicamente em aplicações em peças de segurança e de reforço estrutural dos veículos. Visou-se nesse estudo avaliar, em escala laboratorial, a aplicabilidade em painel exposto de um AHSS referente ao grau DP450 em termos de conformabilidade e de desempenho, tendo como referência aços Interstitial Free (EC180) e Interstitial Free High Strength (IFHSS220). Foi verificado que o aço DP450 apresenta características mecânicas favoráveis ao processo de estampagem de componentes automotivos expostos. Para fatores que podem limitar sua utilização, tais como a flangeabilidade e o retorno elástico, foram propostas alternativas de processamento, as quais resultaram na maximização da conformabilidade do material e em melhor fixação de forma. Em termos de aplicação, verificou-se que o aço DP450 exibiu uma resistência à indentação, avaliada pela profundidade da impressão permanente, em torno de 43% e 31% superior à dos aços EC180 e IFHSS220, respectivamente.

Aug 17, 2017

By Natália de Oliveira Roque Maciel

Atualmente uma das maiores preocupações da humanidade está relacionada as questões ambientais, o que tem motivado a pesquisa e o desenvolvimento de materiais provenientes de recursos renováveis e ambientalmente amigáveis. A despeito disso, este trabalho objetiva comparar a resistência de compósitos desenvolvidos com fibras naturais e, portanto, ambientalmente amigável e de compósitos desenvolvidos com fibras de vidro, que por sua vez apresentam impactos ambientais desde a fabricação até o descarte. Foram fabricados 13 corpos de provas para amostras contendo 0% de fibra, 30% de fibra de curauá e 30% de fibra de vidro na matriz epoxídica e ensaiado na máquina de tração. Os resultados obtidos apresentam valores bastante superiores para as amostras contendo fibras de vidro, contudo, ao relacionar a tensão do compósito com a respectiva densidade da fibra, foi possível constatar que os compósitos com fibras naturais chegam a apresentar resultados superiores aos compósitos fabricados com fibras de vidro. É possível concluir, portanto, que do ponto de vista da propriedade mecânica em questão é possível substituir as fibras de vidro por fibras de curauá.

Aug 17, 2017

By Hiroshi Ichikawa

In 2013, Nippon Steel & Sumikin Engineering Co., Ltd. (hereafter referred to as NSENGI), Tenova HYL and Danieli have entered into an agreement to combine ENERGION DR technology into blast furnace technology and/or with syngas technologies. This new alliance will allow the three companies to combine research and development activities with their respective expertise in ENERGIRON DR technology, Blast Furnace technology and Syngas (by-pro gas and coal gasification) technology, with the ultimate objective to develop breakthrough iron making technologies and create such EPC projects. This paper introduces the concepts and the features of our breakthrough technologies of combining of ENERGIRON DR technology, Blast Furnace technology and Syngas technology.

Aug 16, 2017

By Luciana Vilarinho Ramos de Carvalho

O objetivo deste estudo foi desenvolver um modelo matemático capaz de prever as propriedades mecânicas de uma barra redonda laminada a quente em aço ao carbono, em termos de limite de escoamento e limite de resistência, considerando equações consagradas na literatura e dados industriais de processo. Foram utilizados os parâmetros de processo da laminação, tais como temperatura, deformação, taxa de deformação e tempo entre passes, e a composição química do aço SAE 1020. Os resultados calculados pelo modelo apresentaram boa concordância com os resultados medidos nas amostras, com diferença percentual de 3,34% para limite de escoamento e 2,14% para limite de resistência, além de mostrar-se adequado para previsão da evolução microestrutural, considerando as equações de recristalização estática e dinâmica. A utilização deste modelo pode levar à redução de custos com ensaios de tração e atender à demanda crescente dos clientes por estas informações nos certificados de qualidade.

Oct 30, 2017

By João Paulo Ferreira Santos

Neste trabalho foram obtidos nanocompósitos híbridos constituídos por nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) e por nanofibras eletrofiadas de nylon 6 em uma matriz epoxídica. Os MWCNT foram funcionalizados com grupamentos carboxílicos e dispersos através de ultrassom na resina epoxídica. A composição resultante foi disposta de maneira alternada com mantas de nanofibras de nylon 6 para formar estruturas compósitas na forma de sanduiches, as quais foram termicamente curadas. Medidas de resistividade elétrica das estruturas obtidas mostraram que uma percolação elétrica entre 0,05% e 0,5% (v/v) de MWCNT foi alcançada. Do ponto de vista mecânico, a incorporação de MWCNT na matriz epoxídica resultou em aumentos de módulo de elasticidade (26%) e na resistência a ruptura (19%), porém, devido a presença de aglomerados de nanocargas, a deformação na ruptura e a resistência ao impacto foram severamente reduzidas para 71% e 33%, respectivamente. Por outro lado, a adição de nanofibras de nylon 6 para formar um híbrido, mostrou-se, bastante promissora ao levar a aumentos de 8% na resistência ao impacto sem ocasionar perdas de módulo elástico, na resistência à ruptura e na deformação na ruptura.

Aug 8, 2018

By Helênio Resende Silva Júnior

PT. Krakatau-POSCO coke making plant, located in Cilegon, Indonesia, is the results of the know-how and experience of Paul Wurth (PW) in coke making field. The plant has a capacity of 1,321,000 t/y of gross coke achieved by two coke oven batteries with 42 top charging Paul Wurth “Jumbo” ovens each. PW “Jumbo” oven with a useful volume of 78,92 m3 allows decreasing drastically the number of pushing/charging operation per day with a consequent reduction of the diffuse emissions. Gas treatment plant with a capacity of 88000 Nm3/h has been designed in collaboration with DMT GmbH & Co. KG, adopting the latest technologies with specific design know-how. PT. POSCO-Krakatau plant has been successfully commissioned and started-up in October 2013. The present paper will highlight the main technology features applied in PT. Krakatau-POSCO project for both coke oven and gas treatment plants.

Aug 17, 2017

By Joaquim Luiz Monteiro de Barros

Com base na atual situação de restrição de disponibilidade e do custo da energia no Brasil, sistemas tipo Heat Pipe (tubos de calor) tendem a ser cada vez mais utilizados na recuperação do calor dos gases de exaustão nos processos de produção de gusa, para o pré-aquecimento de ar/gás, aumentando a eficiência energética global do sistema e reduzindo o consumo de combustível. Esta tecnologia agrega uma série de vantagens, quando comparada com os trocadores de calor tradicionais, pois possui um design compacto, transferência de calor uniforme em toda a área de troca térmica, alto grau de vedação, de forma a evitar o risco de vazamento e mistura/contaminação entre os fluidos quente e frio.

Sep 25, 2017

By Lindaura de Souza Cândido d'Avila

O presente trabalho teve o intuito de avaliar, em planta piloto, a influência da perda de pressão de sucção dos gases de exaustão nos parâmetros de produtividade da sinterização, consumo específico de combustível, rendimento da mistura total e qualidade do sínter. Foram realizados testes com diferentes valores de pressão de sucção dos gases de exaustão controlados em 1.200, 1.000 e 800mmH2O. A partir dos resultados dos testes avaliados foi possível verificar a influência da perda de pressão de sucção dos gases de exaustão no desempenho do processo de sinterização e seu impacto na qualidade do sínter produzido. Os resultados demonstraram que com o aumento crescente da perda de pressão de sucção dos gases de exaustão ocorreu significativa queda de produtividade da sinterização, queda dos valores de índice de degradação sob redução (RDI), queda do consumo de combustível e aumento dos valores de índice de redutibilidade (IR), rendimento da mistura total e teste de tambor (TI).

Aug 17, 2017

By Gabriel Pessoa Vilas Boas

O presente artigo apresenta um estudo sobre a mistura do nióbio em chapas de alumínio pelo processo Friction Stir Welding (FSW), levando em consideração o efeito de forjamento envolvido na soldagem. O processo FSW, consiste em utilizar uma ferramenta rotativa que em contato com o material a ser soldado gera atrito, provocando aumento de temperatura e deformação plástica. O aquecimento gerado é abaixo do ponto de fusão dos materiais envolvidos, por isso é considerado como solda em estado sólido. Para alcançar os objetivos desta pesquisa, conta-se com a colaboração da Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM), que forneceu amostras de Nióbio Metálico em cavaco para proceder aos experimentos deste artigo. A amostra adquirida foi triturada manualmente, em seguida, cominuido em moinho de bola para obtê-lo em forma de pó, viabilizando, assim, a inserção na junta a ser soldada. O nióbio foi colocado entre dois metais de base de Al-Mg 5052F que foi soldado pelo processo FSW, em uma máquina adaptada para esse processo. Após a soldagem foi feito a metalografia na seção transversal onde observou-se uma boa mistura do nióbio no metal soldado. Além disso, foi analisado a microestrutura formada e a composição química através do microscópio eletrônico de varredura (MEV).

Oct 30, 2017

By Célia Aparecida Lino dos Santos

Os métodos convencionais e os mais recentes de proteção contra a corrosão (revestimentos metálicos aplicados por eletrodeposição, deposição química (electroless), deposição química em fase vapor, deposição física de vapor e aplicação de tintas) empregados paras as ligas de aço-carbono também são empregados para as ligas à base de TR-Fe-B. Essa proteção torna-se necessária, uma vez que essas ligas possuem microestrutura muito mais complexa que as dos aços-carbono e apresentam em sua composição metais de terras raras os quais são intrinsicamente susceptíveis à corrosão. Os revestimentos utilizados são, no geral, constituídos de metais mais nobres do que as ligas, sendo por isso de extrema importância que sejam mantidos íntegros durante o manuseio individual dos ímãs e durante a sua montagem, ou, o posicionamento nos diversos dispositivos em que eles são empregados atualmente. O rompimento do revestimento implicará a diminuição da vida útil dos dispositivos.

Oct 30, 2017

By Lincoln Silva Gomes

Processos metalúrgicos durante soldagem provocam tensões residuais em peças soldadas. Recentemente foi observado um efeito de redistribuição das tensões residuais de soldagem num período de até duas semanas após o termino do processo de soldagem. Existe hipótese nossa que esta redistribuição das tensões está associada a mudança na microestrutura que ocorre no material após do processo de soldagem. Para provar esta hipótese, uma simulação física dos ciclos térmicos do processo de soldagem foi realizada utilizando a simulação física termo-mecânica (GLEEBLE). Através da técnica de microscopia eletrônica de varredura associada a técnica de difração de elétrons retroespalhados (MEV–EBSD) foi observada a variação da misorientação dos grãos e mudanças na microestrutura do material nos primeiros dias após soldagem, acompanhada de redistribuição das tensões residuais.

Aug 17, 2017

By Karina Aparecida Martins Barcelos Gonçalves

A evolução da microestrutura e propriedades mecânicas de dois aços inoxidáveis duplex foram estudadas via microscopia óptica e de varredura, ensaios de dureza e tração. As amostras dos aços inoxidáveis duplex foram laminadas a frio com percentual de 18,50 e 62% para o aço S32304 e 21,52 e 64% para o aço S31803. As amostras com 62 e 64% de redução foram recozidas a uma temperatura de 1055ºC com 20 s de encharque. Os resultados mostraram o efeito da deformação a frio na espessura das lamelas de ferrita e austenita, sendo este mais pronunciado na austenita. O aço inoxidável duplex S31803 apresentou maiores valores para o limite de escoamento e dureza devido ao maior percentual de molibdênio e nitrogênio, elementos que atuam como endurecedores por solução sólida.

Aug 17, 2017

By Jan Knobloch

Inter Stand Cooling (ISC) can increase productivity of a HSM and improve final mechanical properties of the strip. Constant Target Exit Temperature can be ensured for the whole strip length eliminating skid marks and other temperature oscillations of the transfer bar. The paper deals with advanced control module of ISC. Essential mathematical models of the control system is introduced and basic functionality is explained. Temperature model is based on FEM. Mechanical and thermal properties of the strip are calculated from chemical composition using neural network. Further on an experimental possibilities for investigation and design of ISC cooling headers will be shown. In conclusion practical experience with ISC on various HSM will be discussed.

Jul 30, 2018

By Andreza Menezes Lima

Dispersões de óxido de grafeno foram caracterizadas com respeito ao tamanho de cristalito e número de camadas, a partir do emprego das técnicas de difração de raios X, espectroscopia Raman e microscopia de força atômica. Todas as análises forneceram valores menores que dez camadas de carbono e concordantes com o reportado por outros autores. Os métodos de difração de raios X e microscopia de força atômica permitiram obter valores mais próximos, em comparação ao obtido por espectroscopia Raman.

Oct 30, 2017

By Carlos André Ruy Carneiro

Em virtude da necessidade de produção de aços cada vez mais restritivos com relação às faixas de composição química, torna-se necessário o desenvolvimento contínuo de novas ferramentas para o controle do processo de fabricação do aço via aciaria à oxigênio. Neste cenário, propôs-se o desenvolvimento de um modelo de controle dinâmico para os Convertedores LD da Aciaria 1 da Usiminas - Usina de Ipatinga, utilizando o resultado da análise dos gases de exaustão, em conjunto com ferramentas matemáticas de ajuste e análise de dados. Neste trabalho é apresentado o modelo de previsão de carbono construído a partir das curvas das análises dos gases, das quais foram obtidos matematicamente os pontos de interesse: análises instantâneas, a interseção das curvas do CO e do CO2 e o ponto máximo da curva do CO2. O modelo foi desenvolvido utilizando redes neurais e validado utilizando dados históricos do processo.

Jul 29, 2018

By Alexandre Silva Guimarães

Investigou-se a extração seletiva de Ca e Mg do licor sulfúrico concentrado de Ni visando sua purificação. Observou-se que a mistura sinérgica dos extratantes D2EHPA + ácido naftênico apresenta maior afinidade na extração de Ca em pH = 5. Comportamento oposto foi verificado pelo extratante Cyanex 272, cuja preferência de extração é pelo Mg para 5 = pH = 6. A cinética de extração de Ca e Mg é rápida atingindo o equilíbrio em menos de 6 minutos. A purificação do licor de Ni requer a utilização de 2 circuitos de extração em operações estagiadas. No primeiro circuito, Ca pode ser removido do licor empregando-se o sistema orgânico D2EHPA (10% v/v) + ácido naftênico (20% v/v). O pH ótimo é 3,5, no qual foram extraídos 72% de Ca (ßCa/Ni = 40) em uma contatação. No segundo circuito, o licor deve ser submetido a uma extração de Mg pelo Cyanex 272 (20% v/v). O pH operacional propício é 5,5 com extração de 66% de Mg (ßMg/Ni = 16, uma contatação). O licor purificado de Ni pode ser encaminhado à etapa de eletrorrecuperação almejando-se a obtenção de Ni metálico.

Oct 30, 2017