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By Karl Berger

The paper gives a comprehensive overview of the historical development of various metal rolling technologies and also describes the influence to industrial and socio-economic developments. The rolling of steel, in particular of rails, beams, rebar, strip and plate has enabled the large scale transport and travel, the building of bridges and buildings, the manufacturing of ships and cars. All this has changed the face of the world significantly. Further the paper approaches technological highlights in the design, manufacturing, drive and control of modern mills and the various types developed to create industrial economic units for the different markets and customers’ requirements. An outlook of future challenges is as well discussed in the paper. Various solution approaches for the rolling technologies, from continuous improvement of existing plants to more radical new concepts like endless rolling, near net-shape casting and rolling are approached. A positive conclusion is drawn that rolling technologies will remain a valuable area for engineers with scientific and economic challenges, but also a clear vision for positive contribution to further industrial and social development.

Jul 30, 2018

By Altemar Dettogne do Nascimento

A Máquina de Lingotamento Contínuo nº 1 da ArcelorMittal Tubarão (AMT), com capacidade nominal de 1,8 milhões de toneladas/ano, teve seu start up em 1995. A máquina é curva com raio de 10,5 m. São produzidas placas de 200, 225 e 250 mm, largura de 800 a 1650 mm e velocidade até 1,7 m/min. Em Abril de 2012, a Máquina parou para uma reforma geral. A empresa Italiana Danieli Davy Distington foi contratada para fornecer a engenharia, fabricação e entrega dos equipamentos no período de 12 meses. No ano anterior à parada da máquina, foi realizado um site survey, o que possibilitou a elaboração de um planejamento detalhado de todas as atividades. A reforma da máquina teve como objetivos principais: correção do alinhamento da máquina, substituição de estruturas oxidadas, implantação de novas tecnologias e redução do tempo de exposição dos operadores a ambientes agressivos (alta temperatura, projeção de aço, queda de cascão da panela e material particulado) através da implantação da sala remota de controle dos veios. A máquina foi colocada em operação em 10 de agosto 2012 após ter completado, sem desvios, as fases de instalação e testes. Este trabalho mostra as fases de desenvolvimento deste projeto, os resultados das tecnologias implantadas e os testes de performance para diferentes famílias de aço.

Jul 29, 2018

By Felipe da Silva Siqueira, Aline Cristine Lemos Duarte, Weslley Luiz da Silva Assis, André Luiz Moraes Alves, Guilherme Dias da Fonseca, Paulo Rangel Rios, Daniel Gomes de Souza dos Santos

Com o aumento da complexidade dos materiais metálicos, duas ou mais fases produto podem nuclear simultaneamente durante uma transformação de fase. A nucleação de novos grãos pode ocorrer por saturação de sítios ou por taxa constante. Neste contexto, esse trabalho busca estudar a influência da transformação simultânea com nucleação por taxa constante de duas fases produto na cinética, na microestrutura e na distribuição do tamanho de grão em uma região tridimensional. A efeito de comparação, também foi realizado o estudo de reações em que uma fase nucleia por saturação de sítios e a outra fase, por taxa constante e ambas iniciam sua transformação no instante inicial, de forma simultânea. Os resultados obtidos computacionalmente foram comparados às equações analíticas, apresentando ótima concordância entre os modelos. Foi observado que parâmetros microestruturais como tamanho médio de grãos e morfologia das interfaces podem auxiliar o pesquisador a identificar o tipo de nucleação, seja por saturação de sítios, seja por taxa constante.

Nov 8, 2019

By Fabio Da Costa Garcia Filho

Durante os processos de beneficiamento de alumina, no processo Bayer, é gerado um resíduo insolúvel denominado lama vermelha. A incorporação de resíduos industriais em cerâmica vem sendo utilizada atualmente na busca de matérias-primas alternativas, e também buscando uma destinação ambientalmente correta aos resíduos que poluem. O objetivo deste trabalho foi utilizar planejamento experimental para estudar a absorção de água em cerâmica incorporada com lama vermelha. Foram tomados pontos experimentais, cujos teores dos materiais utilizados variaram de 0 a 100%, e as formulações queimadas a 950°C. A argila verde e as misturas contendo maiores percentuais da mesma apresentaram menores valores de absorção de água e retração linear de queima. O modelo matemático que mais se ajustou foi o cúbico especial. Os resultados obtidos no planejamento de misturas mostram que para as três regiões experimentais propostas, o modelo cúbico especial foi o que mais se ajustou aos resultados reais, e que este é estatisticamente o melhor modelo matemático e deve ser usado para avaliar a absorção de água.

Oct 30, 2017

By Tiago Ramos Ribeiro

A redução do ferro é a etapa da produção de aço que mais consome energia e emite CO2. Os processos de redução direta são uma alternativa ao tradicional alto forno devido ao uso de H2 no gás de redução e consequente menor emissão de CO2. Existem duas tecnologias principais, Midrex e Energiron (ou Hyl) que representam 80% da produção mundial de ferro esponja. Uma revisão das patentes publicadas por estas duas empresas foi realizada e foi possível descrever o funcionamento dos processos, os desenvolvimentos ao longo dos anos e evidenciar as diferenças. Ambos os processos são baseados em fornos de cuba onde os gases de redução fluem em contracorrente ao minério aquecendo-o e reduzindo o ferro. Os gases de redução são gerados pela reforma catalítica de metano. A reforma no processo Midrex é realizada principalmente pela reação com CO2, e no processo Energiron com H2O. Há uma versão sem um reformador separado, o processo Energiron ZR. Neste processo o gás natural é injetado conjuntamente com H2O e CO2 no reator de redução e o ferro recém reduzido funciona como catalizador das reações de reforma.

Aug 16, 2017

By Pedro Henrique Teshima Shioga

Quando processos de engenharia de superfícies multifuncionais que combinam fases de propósito orientadas são aplicados a substratos moles, uma combinação de alta resistência ao desgaste, suporte de alta carga e baixos coeficientes de atrito podem ser obtidos. Neste estudo, os efeitos de diferentes camadas nitretadas no comportamento tribológico de revestimento Diamond-Like-Carbon (DLC) depositado sobre aço SAE 1040 são investigados. A nitretação foi conduzida sob diferentes temperaturas e misturas de gases para criar três camadas de nitretos distintas: duas camadas de compostos com predominância de fases e e ?’ e uma camada de difusão. Todas as superfícies foram então revestidas com DLC, depositado via Plasma-Enhanced-Chemical-Vapour-Deposition (PACVD). As fases de nitreto foram analisadas utilizando difração de raios-X e a topografia da superfície foi analisada por interferometria de luz branca e microscopia eletrônica de varredura. O comportamento tribológico foi investigado utilizando esfera e plano com movimento alternado com carregamento incremental até a falha do filme DLC. Os testes tribológicos indicaram que o melhor desempenho foi alcançado por uma específica combinação de dureza, rugosidade superficial e tipo de nitreto. A melhor capacidade de mancalização entre o revestimento DLC e o substrato mole foi alcançada quando a camada de nitretos constitui-se apenas de uma camada de difusão.

Aug 16, 2017

By Melânea Almeida Ramalho Medeiros

A liga de níquel 718 encontra aplicações variadas nas indústrias aeronáutica, aeroespacial, óleo e gás e nuclear em função da excelente combinação entre resistência e ductilidade. As diferentes formas de processamento utilizadas para sua elaboração tendem a unir processos de deformação com temperatura, a fim de melhorar as propriedades mecânicas do material. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo a caracterização e investigação do efeito de rotas de processamento termomecânicos distintas, avaliando a repercussão na fração de contornos especiais, dos carbetos (Nb,Ti)C e nas propriedades mecânicas do material endurecido por precipitação.

Aug 17, 2017

By Sandra Lúcia de Moraes

O Brasil figura como uma das grandes potências minerais do mundo, sendo esse setor de grande valia para a economia brasileira por gerar milhares de empregos diretos e indiretos. Apesar de sua importância econômica e social, a atividade da mineração ocasiona uma grande geração de rejeitos. O país é detentor de um robusto arcabouço legal, com uma série de regulamentações a respeito do meio ambiente no setor mineral, sendo que 14 delas são específicas para rejeitos da mineração. No entanto, o acidente ocorrido com a barragem da Samarco em 2015 trouxe novamente à pauta a temática dos rejeitos, o que tem instigado uma série de discussões na cadeia da mineração. Neste trabalho, os autores procuraram caracterizar três aspectos: o cenário atual da cadeia produtiva da mineração, a problemática da geração de rejeitos e o nível de desenvolvimento tecnológico que visa o seu aproveitamento. Esse conteúdo está estruturado em duas partes. A primeira parte, retratada neste documento, analisa a cadeia produtiva da mineração e a dinâmica que caracteriza a participação de seus vários atores, assim como as formas de aumentar os investimentos em processos de recuperação de rejeitos.

Oct 30, 2017

By Bráulio Campagnaro Santana

Na indústria da mineração, a liga Fe-Cr-C destaca-se como um revestimento duro em chapas de desgaste objetivando aumentar a vida útil do ativo. Três ligas, duas delas contendo Fe-Cr-C, sendo uma com aproximadamente 28% (p) de Cr e outra com 38% (p) de Cr e uma terceira liga com 24% (p) de Cr e 7,0% (p) de Nb foram levadas a ensaios de desgaste abrasivo roda de borracha conforme norma ASTM G65-04, além de medições de dureza, microdureza e caracterizações microestruturais. Constatou-se que os revestimentos contendo Nb, depositados com uma ou duas camadas de solda, possuem maior resistência ao desgaste abrasivo, seguidos pelos com maior teor de Cr. Os revestimentos que possuem maior fração volumétrica de carbonetos, finamente distribuídos na matriz, apresentaram os melhores resultados na resistência ao desgaste. Analisando no microscópio confocal 3D os revestimentos contendo Cr, notou-se que os mecanismos de desgaste são do tipo microcorte e microssulcamento, enquanto naqueles contendo nióbio prevalece o desgaste por rolamento em boa parte da superfície. A liga contendo Nb apresenta o melhor desempenho na resistência ao desgaste abrasivo em relação às demais, e se torna viável economicamente sua aplicação na indústria.

Oct 30, 2017

By Afonso Garcez de Azevedo

As primeiras argamassas utilizadas em construções pelo homem continham em sua composição, materiais argilosos. Porém, por ser um material com muitas cargas elétricas livres, as argilas reagem constantemente com a água, ocasionando grande variação linear que acaba causando fissuração nas argamassas feitas com esse material. Assim, para solucionar esse problema, passou-se a utilizar cal hidratada no lugar dos materiais argilosos. Dessa maneira, mesmo não sendo composta por argila, a argamassa mantém sua trabalhabilidade. Nesse cenário, o presente trabalho teve como objetivo balancear estequiometricamente a cal hidratada e as argilas estudadas, para utilizar essas quantidades em argamassas para revestimento, barateando assim o material. Para encontrar esse balanceamento estequiométrico calculou-se a massa molar para um mol de cal hidratada e para um mol teórico de argila. Assim foram estipuladas algumas proporções possíveis de balanceamento da equação de reação cal+argila. Além disso, foram confeccionados corpos de prova, variando as quantidades de argila e cal, para realização de ensaios de capilaridade, a fim de comprovar a eficácia dos resultados encontrados no balanceamento teórico.

Oct 30, 2017

By Wagner da Silva Lima

Um Sistema Piloto de alimentação de biomassa foi instalado em paralelo ao sistema de alimentação de coque em uma caldeira leito fluidizado circulante movida a coque de petróleo na Unidade Fabril da Votorantim Metais em Niquelandia, GO. Quatro experimentos foram realizados utilizando os alimentadores de coque (limitados a capacidade de mistura da pá-carregadeira) e o sistema piloto instalado que tem capacidade de 30 m3/h de cavaco de eucalipto. A substituição energética chegou a 19%, bem acima dos 10% determinados pelo fabricante utilizando o sistema atual de alimentação de combustível na caldeira. O potencial de redução de custo do vapor varia de 4 a 7%.

Aug 17, 2017

By Hana Livia Frota Coelho

Durante a laminação a quente a superfície de aço é exposta ao ar e água, sendo esta última utilizada para controlar a temperatura dos rolos e/ou a taxa de refrigeração do aço. Esta exposição leva à formação de uma camada de óxido na superfície das barras, que pode facilitar ou dificultar a corrosão, servindo como uma barreira ou como um caminho para íons presentes na atmosfera e, além disso, causar modificações nas propriedades mecânicas. O objetivo do presente estudo é avaliar o efeito do processo de resfriamento após laminação a quente sobre o desempenho de vergalhões de aço microligado frente a propriedades mecânicas e a formação da camada de óxidos. Os vegalhões produzidos com diferentes métodos de resfriamento tiveram análise de microestrutura, tração, microdureza, dobramento, espessura da carepa formada, análise de corrosão e foram expostos à atmosfera. O progresso da corrosão foi avaliado pela observação visual do produto de corrosão formado sobre a superfície das barras. A morfologia da camada de óxido após o processo de laminação foi estudada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As amostras que tiveram uma taxa de resfriamento maior, 63%P e 100%P, tiveram também um aumento nas propriedades mecânicas. A amostra 100%P foi a que obteve melhor comportamento frente ao ensaio de corrosão. Além disso, verificou-se que a camada de óxido inicial nas barras de aço, que são relacionados com o processo de fabricação, possuiam aderência diferente ao vergalhão, sendo a melhor condição observada nas amostras 63%P e 100%P.

Oct 30, 2017

By Adriana Amaro Diacenco

Neste trabalho, os procedimentos para modelagem de estruturas de compósitos do tipo sanduíche que incorporam materiais viscoelásticos são apresentados. A análise numérica foi desenvolvida utilizando a Teoria de Deformação Cisalhante de Primeira Ordem (FSDT), que é implementada em um elemento Serendipity retangular contendo oito nós e cinco graus de liberdade. A incorporação do amortecimento para os modelos de elementos finitos em compósitos de placas laminadas é feita usando a abordagem de módulo complexo e a resolução numérica das equações resultantes do movimento são aspectos particularmente relevantes dos procedimentos de modelagem. Após as discussões de vários aspectos teóricos, as funções de resposta em frequências (FRF's) são calculadas para placas laminadas de compósitos com camada viscoelástica.

Aug 17, 2017

By Daniel Andrade Paes de Lima, Gerson Evaristo de Paula Júnior, Beatriz Fausta Gandra

The gradual reduction of the sinter feed size has been a complicating factor in the maintenance of sintering productivity. In addition, pellet feeds have been used for chemical correction. Because of this, it is necessary an effective cold agglomeration step in sintering to keep the ironmaking competitiveness. Thus, in the present paper, four different technological routes for cold agglomeration with sinter feeds (drum mixer, intensive mixer + drum, double drum and HPS - Hybrid Pelletized Sinter) were evaluated in pilot scale and their impacts on the indicators of the sintering and the sinter quality was obtained. It was found that the best results on granulation index and, consequently, productivity were obtained in the route using HPS. However, the sinter from this process was the most fragile among the analyzed ones. The performance of the double drum process was superior to the intensive mixer from the point of view of productivity and sinter quality.

Oct 1, 2019

By Rafael Cerqueira Lima

Os atuais desafios da Indústria do Aço e Minérios têm feito que empresas busquem otimizar seus processos de tal forma a produzir com a máxima qualidade e com o menor custo possível. Um processo estável possui baixos Índices de Paradas Não- Programadas, sejam de origem Operacionais ou por Falhas de Equipamentos. O presente artigo descreve a análise realizada em um processo de Sinterização onde em uma de suas etapas havia níveis insatisfatórios de Falhas e de Entupimento de Material. O objetivo principal deste artigo é apresentar os resultados obtidos com a modificação neste processo através da Substituição de um Table Feeder por um Alimentador de Correia e Melhorias realizadas em uma Balança Dosadora.

Aug 17, 2017

By Hugo de León Carvalho Cedro

O presente trabalho tem como objetivo avaliar os efeitos da degradação da superfície de lentes de contato via métodos ópticos. Sendo biomateriais, as lentes estão em contato direto com estruturas sensíveis do corpo humano e seu uso surge da necessidade de reduzir enfermidades, propiciando melhora da acuidade visual e proteção ocular. Outro aspecto relevante é que as lentes se tornam uma nova estrutura refrativa de entrada da luz no globo ocular, e desse modo devem manter características de transmitância compatíveis com a córnea. Com o uso das lentes, é esperado uma degradação natural das propriedades ópticas e superficiais da mesma. Para avaliarmos essa degradação, foi planejado um experimento com um ensaio de degradação. O ensaio de degradação visa comparar o efeito de diferentes soluções simuladoras sobre a superfície das lentes tóricas: solução extrema de acetato de potássio 5% pH5, solução fisiológica usada pelo fabricante do tipo Boston Simplus multiação e solução de água ultrapura obtida de um dispositivo milli-Q (controle). O efeito da degradação foi analisado através do estudo das variações da topografia e da transmitância da lente.

Oct 30, 2017

By Marcela Alves Silva

Os aços inoxidáveis duplex - AID são ligas de Fe-Cr-Ni com no mínimo de 10,5% de Cr, promovendo uma película superficial aderente de Cr2O3, com proteção a corrosão e proporção microestrutural de austenita e ferrita próximas a 50%, potencializando as propriedades mecânicas e resistência à corrosão.Possuem boa soldabilidade, porém pode provocar um desbalanceamento microestrutural e a precipitação de fases deletérias, acarretando o declínio das propriedades, principalmente na zona afetada termicamente – ZTA. Desta forma o presente trabalho tem como objetivoavaliar à influência da energia de soldagem sobre a ZTA da junta soldada de AID, comparando soldas realizadas pelo processo TIG e FCAW levando em consideração o balanceamento das fases ferrita e austenita. Para tanto, foram realizadas soldas com parâmetros comumente utilizados nas indústrias em geral. As amostras apresentadas foram soldadas de acordo com o padrão da Thermon Indústria Mecânica, uma das colaboradoras deste projeto. Conclui-se que a comparação entre os dois processos distintos resultou em fatos já esperados, embasado na revisão bibliográfica, onde o corpo de prova soldado pelo processo TIG apresentou menor região propensa a fragilizações, menor ZTA. As frações de austenita e ferrita em cada corpo de prova foram similares nesta região.

Aug 17, 2017

By Gustavo Nucci Franco

A indústria do aço passa por seu pior período no Brasil e as empresas vêm buscando soluções para minimizar custos e garantir as operações com menos recursos. Ponto importante nessa busca de ganhos potenciais, a Logística vem, assim, merecendo uma atenção especial. Este trabalho apresenta esforços da AM Juiz de Fora, em parceria com a Franco Arbeit Engenharia, para reduzir o tempo de permanência de veículos em sua unidade e, com isso, evitar custos com o pagamento dos novos valores de permanência. Para isso, foram utilizadas modernas ferramentas de Simulação em Computador para que as soluções mais adequadas pudessem ser implementadas com sucesso.

Aug 17, 2017

By Eduardo Christo Saltoratto

Foram realizados tratamentos térmicos de têmpera e revenimento para aumentar a tenacidade do material, aço NM87 designação 1045, uma vez que ele apresentava, no estado inicial, baixa absorção de energia. Com o material mais tenaz foi obtida uma melhor faixa de energia para cálculo das incertezas. Foram feitos corpos de prova com variações nas medidas laterais, de comprimento e profundidade do entalhe e ensaiados na temperatura ambiente para determinação das incertezas do tipo A e B. Com as incertezas determinadas pelos métodos estatísticos e não estatísticos, foram feitos ensaios, variando-se a temperatura, para obter dados de ductilidade (energia absorvida, expansão lateral e percentual de área dúctil) em relação a temperatura e com esses dados determinar-se a temperatura de transição dúctil – frágil e sua incerteza.

Aug 17, 2017

By Jeferson Preti

Este trabalho apresenta a análise, o projeto e o desenvolvimento de um manipulador robótico industrial de baixo custo para linhas de produção. O aparato proposto possui potencial para contribuir na melhoria das condições de utilização de células robóticas no cenário industrial nacional, auxiliando na superação dos desafios existentes na implantação de células robóticas por pequenas e médias empresas, nomeadamente, custos de implantação, manutenção e reprogramação/reconfiguração. O manipulador robótico industrial foi projetado considerando uma estrutura metálica leve de baixo custo, com elementos mecânicos de precisão média e não dedicados, facilmente encontrados no mercado nacional. Além disso, o manipulador robótico foi projetado para ser capaz de alcançar velocidades médias provendo tempos de ciclo de operação quase equivalentes aos apresentados por robôs polares articulados convencionais, nas mesmas aplicações. O sistema de controle foi concebido para não empregar o dispendioso sistema convencional de hardware centralizado de controle de eixos, sendo esta operação realizada por algoritmo computacional executado no mesmo PC responsável pela gestão e integração dos processos. Assim, a operação emprega dispositivos acionadores descentralizados considerando o envio dos sinais de referência diretamente aos acionadores, possibilitando a compensação das restrições dos esforços da estrutura com recursos de suavização de trajetórias. A integração com o usuário foi projetada para possuir uma interface gráfica de manipulação amigável e que permita facilmente os processos de operação, manutenção e de reconfiguração. Fornecendo ainda, recursos de supervisão, histórico de falhas e assistência remota. Por fim, um protótipo do manipulador robótico industrial proposto é apresentado demonstrando as principais características construtivas e operacionais.

Jul 30, 2018