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By Susanne Hahn

The Siemens VAI software model DynaPhase calculates thermodynamic properties depending on the chemical analysis of steel. It can be used online together with Siemens VAI’s secondary cooling model SIMETAL Dynacs 3D which is a unique feature. Offline it can be used to investigate the thermodynamic properties of steel grades and therefore supports the development of new grades. The core of DynaPhase is a substitutional solution model for the Gibbs free energy to calculate multi-component phase diagrams. The parameters of this model are determined by employing the CALPHAD approach. This model is combined with a microsegregation model to account for the interdendritic solidification process. New DSC (differential scanning calometry) measurements of the department of metallurgy of the Mining University of Leoben have been used to improve the DynaPhase database for high Al or Si concentrations. By comparing this experimental data to calculations it has been found that some of the widely used commercial software tools do not describe the ternary system FeAlC for high aluminum concentration correctly. In this paper we will show how thermal properties of high Al grades change with the optimized database and what impact this has on the secondary cooling of continuous casting, e.g. how the solidus point shifts on the strand. Moreover we will show that the online use of DynaPhase has many advantages for the production. Since DynaPhase uses the actual chemical analysis of the steel grade and not just concentration ranges or averaged concentrations it is possible to optimize the cooling strategy during casting for the actual chemical analysis of the actual heat.

Jul 30, 2018

By Rodrigo Camargos Barroso

Os fenômenos de solidificação no lingotamento contínuo são altamente dependentes da velocidade de lingotamento e das condições de extração de calor do molde. Por sua vez, equipamentos como os agitadores eletromagnéticos, alteram significativamente o escoamento na região do molde, influenciando o perfil térmico e ajudando na redução do calor de superheat. Simular simultaneamente o escoamento, o transporte de energia e a solidificação é um dos objetivos deste trabalho. O modelo emprega o software Ansys/Fluent e é aplicado ao lingotamento contínuo de moldes redondos. Como resultado, obteve-se os mapas de temperatura e a espessura de casca na saída do molde para diferentes velocidades de lingotamento e correntes de agitação. Experimentos realizados em planta buscam comprovar as previsões do modelo. Espera-se, por fim, criar um padrão operacional no lingotamento contínuo buscando otimizar o uso do agitador eletromagnético em função da velocidade de lingotamento e da temperatura de superheat.

Jul 30, 2018

By Francisco de Assis Altera

Os custos com reparos e substituições de peças, que são submetidas a trabalhos que proporcionam desgastes dos mesmos significam elevadíssimos gastos para as empresas. Os testes de campo geralmente são caros, além de necessitarem de um longo tempo para serem completados. A partir do momento que se notou a necessidade do desenvolvimento de materiais com maiores resistências ao desgaste começou a ser feitas várias pesquisas na área de desgaste abrasivo. De acordo com trabalhos realizados, pode-se concluir que existe uma grande variedade de parâmetros que influenciam os mecanismos de desgaste de maneira geral. Neste trabalho estudou-se o coeficiente de atrito bem como a resistência ao desgaste por abrasão em dois tipos de materiais, sendo uma amostra com revestimento de níquel e uma amostra revestida com liga binária de níquel com 7,3% de cobalto. O enfoque principal foi centrado na taxa de desgaste por abrasão, caracterizado pelo atrito de partículas entre dois corpos em contato. Como material abrasivo foi utilizado uma suspensão de diamante com diferentes granulometrias e foram aplicadas cargas diferentes, totalizando oito ensaios. Nestes, foi possível observar que maiores desgastes estão diretamente relacionados com material de maior dureza, abrasivo de maior granulometria e menor carga aplicada.

Aug 16, 2017

By André Wulff Hirano

O Alto Forno 01 da ThyssenKrupp CSA entrou em operação em 12/07/2010 dando inicio a uma etapa em que o Brasil recebeu sua mais recente usina integrada, sendo um marco no modelo de planta compacta com o nível de capacidade instalada de 5 milhões ton/ano de placas. O modelo de controle de fluxo gasoso centralizado e com baixa marcha periférica havia se mostrado não adequado. Desse modo, foi implementado um monitoramento de indicadores para auxiliar na avaliação e controle de nível térmico e de distribuição de gás. Logrou-se obter uma estabilização da marcha do Alto Forno resultando em um melhor desempenho nas condições de escoamento, melhor rendimento de gás e, por consequência, redução do Fuel Rate, além de uma otimização no custo de carga metálica. Este trabalho mostra o desenvolvimento das práticas operacionais e de controle que permitiram essa evolução nos resultados.

Aug 1, 2018

By Eduardo Reis de Oliveira

O alumínio por suas excelentes características físico químicas é empregado na indústria civil, automotiva, naval e aeroespacial. As características mecânicas dos sistemas solidificados dependem do arranjo microestrutural, mais especificamente do tamanho de grão, espaçamentos celulares ou dendríticos, das heterogeneidades de composição química, do tamanho, forma, distribuição das inclusões e das porosidades. A fusão de metais e, consequentemente, a solidificação, são etapas importantes na obtenção dos metais. Neste estudo iremos investigar a solidificação vertical ascendente em regime transiente do sistema Al-Mg. Está análise investigou experimentalmente o efeito das composições e dos superaquecimentos nas microestruturas solidificadas. Durante a fabricação dos lingotes, foram mapeadas a solidificação de cada liga. As microestruturas obtidas evidenciaram um aspecto essencialmente dendrítico, verificados através da microscopia óptica. É estabelecido no trabalho uma comparação entre os espaçamentos dendríticos primário (EDP ou ?1) e secundário (EDS ou ?2) em relação adição de 1, 3 e 5% de Mg e com patamares de superaquecimento (?TV) variando em 20, 40 e 60ºC.A variação do superaquecimento e da composição química dos lingotes teve influência nos espaçamentos dendríticos, verificados nas medições transversais e longitudinais dos lingotes. Para cada posição analisada foram obtidas uma média dos valores e o respectivo intervalo de dispersão.

Oct 30, 2017

By Antônio Carlos Simões de Santana Filho

Este trabalho propõe a utilização de simulação computacional adotando princípios de volumes finitos para avaliação do escoamento gasoso em torre de apagamento de coque. Tal simulação poderá fornecer dados, favorecendo a aplicação de tecnologias para redução e controle de emissões de material particulado no período do banho do coque, assim como estimar as variações e características da pluma emitida com a instalação de dispositivos de controle ambiental. Neste estudo são destacados os principais fatores para aplicação da simulação computacional, considerando as condições de contorno; modelos de evaporação; propriedades termofísicas e previsão de saída. Como variáveis de entrada para o modelo apresentado, foram selecionadas a concentração e granulometria do material particulado de vapor d’água da torre de apagamento de coque, através de ensaio de isocinética; as características físico-químicas da água de apagamento; as condições estruturais da torre de apagamento de coque e ciclos de apagamento de coque. Para validar a proposta apresentada, são mostrados resultados baseados nas simulações com o modelo computacional proposto.

Oct 30, 2017

By Francisco Belmino Romero, Walney Silva Araújo, Vitória Lima de Souza, Edilberto Rocha Silveira, Adriana de Oliveira Sousa Leite

O uso de inibidores verdes na corrosão do aço carbono SAE J403 1020 configura-se como uma alternativa econômica e ambientalmente acessível, pois, em relação aos inibidores comerciais geralmente utilizados, são de fácil obtenção, já que são adquiridos a partir de vegetais, portanto, não oferecem risco ao meio ambiente. Assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o uso das folhas de aroeira como inibidor de corrosão para o aço carbono SAE J403 1020, o qual é bastante utilizado na indústria e possui baixa resistência à corrosão. A escolha da aroeira se deu devido ao fato de a planta ter origem no Brasil e abundância no Nordeste do País, principalmente no Ceará. Para análise, foram utilizados como meio corrosivo: H2SO4 0,1 M, NaCl 3,5% e NaCl (ph = 4,0); as concentrações do inibidor foram: 50, 200, 500 e 1000 ppm. Em relação aos ensaios eletroquímicos, utilizou-se: Potencial de Circuito Aberto (OCP), Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e Curvas de Polarização Linear (CP). Dessa forma, por meio da análise das técnicas mencionadas, conseguiu-se obter o comportamento do inibidor em relação ao material e ao meio, bem como avaliar qual o melhor meio para a utilização da aroeira como inibidor verde de corrosão.

Mar 1, 2019

By Mariana Boger Netto

Na fabricação de aços, uma das funções do refino secundário é a remoção das inclusões não metálicas geradas durante o processo. A viscosidade da escória influencia sobremaneira nas trocas de massa entre banho metálico e escória, sendo, portanto, uma de duas propriedades mais importantes. Em vista disso, este trabalho tem como objetivo estudar escórias de refino secundário quanto à sua viscosidade, analisando os principais fatores que influenciam esta propriedade. A partir de dados de composição química de amostras de escória de uma qualidade de aço comercial, foram feitas simulações termodinâmicas utilizando o software FactSage. Foram obtidas informações sobre as fases presentes no processo, frações sólida e líquida, ponto de saturação de MgO e viscosidade efetiva da escória. Com base nesses resultados, concluiu-se que o aumento da basicidade tende a aumentar a fração sólida e a viscosidade, mas ao chegar à sua saturação de sólidos, o aumento da basicidade age na parte líquida da escória, quebrando as cadeias de silicato nela presentes e diminuindo a sua viscosidade. Além disso, percebeu-se que a viscosidade efetiva dessas escórias é bastante elevada devido à presença de altas frações sólidas, podendo resultar em problemas para o aço estudado.

Aug 16, 2017

By Marcelo Ito

Este artigo pretende apresentar a solução adotada para aumentar a disponibilidade da planta de moagem de carvão em 6,6% na unidade Barro Alto, membro do grupo Anglo American Brasil, substituindo o combustível utilizado no Gerador de Gás Quente (GGQ), com ganhos de R$ 161.000,00 por mês. Motivado pelas complicações técnicas envolvidas no uso de óleo combustível pesado, como a baixa confiabilidade do arranque do GGQ, falhas constantes no ignitor, baixa eficiência de queima, alta geração de CO, incrustações de cinzas a jusante do equipamento, além dos impactos frequentes na estabilidade do perfil térmico dos fornos rotativos devido à falta de carvão pulverizado para os queimadores, aos riscos de segurança associados aos procedimentos de limpeza das cinzas e à redução no tempo de vida dos componentes periféricos como refratários, mangas do filtro e instrumentos. No final do estudo, a aplicação de um novo queimador de GLP levou aos resultados mais rentáveis.

Oct 30, 2017

By Géssica Seara Faria

Na produção de bobinas laminadas a quente, além da força aplicada pelos cilindros de laminação sobre a tira para promover a redução de espessura, o material é também submetido a tensões avante e a ré, durante o seu bobinamento e desbobinamento, que devem ser inferiores ao limite de escoamento do material conforme sua temperatura de trabalho. Este estudo trata da caracterização das tensões de escoamento do aço elétrico de grão orientado com 3,2 % de silício em altas temperaturas. A necessidade do estudo surgiu devido a ocorrência do defeito estiramento durante processo de laminação a quente de acabamento em laminadores reversíveis tipo Steckel, defeito este que consiste no estreitamento da largura da tira em regiões localizadas. Isto acontece em função do desconhecimento do limite de escoamento real do material nas temperaturas de trabalho. Os ensaios foram realizados em máquina de tração a quente, em temperaturas previamente determinadas. Através dos resultados dos ensaios, foram determinadas as curvas tensão x deformação do aço e valores limitantes de tensão conforme variação da temperatura, para que o processo não exceda o limite de escoamento do material.

Aug 16, 2017

By Rafaela Pereira Batista

O consumo de refratário na produção de aço é parte significativa no custo de produção. Por este motivo, é usual nas aciarias a oxigênio empregar os processos de slag splashing e slag coating, visando à formação de uma camada de escória sobre o refratário de MgO-C. Os dois procedimentos diferem, principalmente, pelo seu objetivo: o slag splashing visa a proteção do revestimento como um todo, enquanto o slag coating busca proteger principalmente o fundo do conversor e as ventaneiras do sopro combinado. Para a efetividade destes processos, é necessário adequar a escória para que a camada formada resista a temperatura e condições do processo, seja compatível quimicamente com o refratário e tenha boa aderência ao tijolo do forno. Este trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento de um modelo matemático que orienta quanto a adição para o tratamento do revestimento refratário do conversor pela projeção de escória.

Oct 30, 2017

By Francisco Coutinho Dornelas

Este artigo pretende contribuir na compreensão da produtividade de mão de obra por meio de análise do setor de produção de aço da América Latina. A discussão teórica fundamenta-se em Tangen (2005), que demonstra como o termo produtividade embora muito utilizado é vagamente definido e mal-entendido e que o conceito mais largamente aceito é a relação entre saída (output) e entrada (input). Nesse contexto, realizou-se um estudo com setor siderúrgico da América Latina com dados do ano de 2015. A pesquisa foi realizada entre Março e Agosto de 2016 com os principais gestores de engenharia industrial e/ou de recursos humanos das empresas, onde se procurou identificar relação entre a produção de aço bruto (saída) e a mão de obra empregada diretamente envolvida no processo de produção, isto é, equipes de operação e manutenção, do quadro próprio e de terceiros, excluindo-se todo o demais efetivo bem como o pessoal afastado por férias e por outros motivos, acrescido de horas extraordinárias trabalhados no período, medido em termos de t/FTE. Os resultados mostraram uma produtividade mediana de 1534 t/FTE, variando dependendo de a empresa ter rota integrada ou semi-integrada e produtora de aços planos ou longos. A contribuição deste estudo reside na proposição de uma metodologia de cálculo de produtividade de mão de obra na produção de aço, possibilitando comparação entre diferentes segmentos desta indústria, outras empresas e regiões do mundo, além de permitir acompanhar sua evolução ao longo do tempo.

Oct 30, 2017

By Daniel Rossi

Em aciarias elétricas, o consumo dos insumos tem impacto importante na composição do custo final do aço, dos quais se destaca o consumo de energéticos utilizados no forno elétrico a arco, que pode representar até 30% do custo operacional de uma aciaria. Para quantificar o aporte desses diferentes tipos de energia é utilizado o indicador de consumo de energia total FEA + FP, que associa fatores de equivalência a cada tipo de energético de forma a transformar sua unidade de medida para a unidade base de kWh/t. Nesse trabalho foi realizado um teste no formato de projeto de experimentos, variando-se as vazões de gás natural e/ou oxigênio em um dos modos de queimador e em três modos de lança a fim de modificar suas proporções O2/GN e avaliar o impacto no consumo de energia total.

Jul 30, 2018

By Dimas Pereira Coura, José Geraldo da Silva Moreira, Eder Quental de Araújo

O território brasileiro devido a sua localização na região tropical, possui um grande potencial para aproveitamento de energia solar. O objetivo deste trabalho é dimensionar um sistema que aproveite a energia solar por tecnologia fotovoltaica no setor siderúrgico, o qual é um dos maiores consumidores de energia elétrica da indústria. O estudo é voltado as usinas siderúrgicas integradas a coque, e se baseia no aproveitamento de área instalada em telhados de galpões, para o qual foi definido uma área padrão para facilitar a análise, definição de ângulo de inclinação dos painéis, quantidade utilizada, análise de interferências e posteriormente realizado viabilidade do sistema considerando as diferentes taxas de irradiação de acordo com a localização geográfica de cada usina.

Aug 1, 2019

By Natal Nerímio Regone

Pelo processo de anodização forma-se uma camada de óxido sobre o substrato de alumínio através de um processo eletrolítico. Após a anodização do alumínio, pode-se colori-lo para obter um bom acabamento externo, aliado a maior durabilidade. O objetivo deste trabalho foi determinar as condições de anodização e colorimento por corrente contínua e pulsada no alumínio, e avaliar as vantagens da anodização e colorimento em função das propriedades do filme. A camada de óxido de alumínio e o revestimento colorido foram caracterizados por potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica, e por espectroscopia de impedância eletroquímica. Pela solução utilizada na eletrodeposição obteve-se uma cor marrom sobre a camada anódica. As medidas eletroquímicas mostraram que a anodização e o colorimento processados por corrente pulsada tiveram melhores resultados de resistência a corrosão.

Aug 8, 2018

By Izabela Diniz Duarte

O controle da temperatura do aço líquido desde o refino secundário até o lingotamento é condição essencial para alcançar alto nível de qualidade do produto final e economia de energia, o que permite ressaltar a importância de se determinar as perdas térmicas na panela. Entre outros fatores este trabalho buscou identificar a importância relativa das perdas térmicas para o revestimento refratário e através da escória. A temperatura, espessura da camada de escória, temperatura do revestimento refratário, propriedades físicas e características de convecção foram os fatores considerados. Cálculos numéricos que quantificam essas perdas.

Jul 30, 2018

By Leandro Rocha Lemos, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Iara Patricia Vieira de Oliveira, Paulo Santos Assis, Lorena Cristina Amorim Moura

O coque fica exposto a diferentes solicitações mecânicas do tipo impacto, abrasão e compressão, desde o desenfornamento até o seu consumo no Alto-Forno. Para evitar que o coque sofra uma acentuada degradação, é exigido que o mesmo apresente uma elevada resistência mecânica a frio. Para monitorar tal parâmetro, utiliza-se principalmente o teste de tambor, porém este contempla apenas a degradação por impacto e abrasão. Neste contexto, este trabalho desenvolveu uma metodologia para avaliar a resistência mecânica à compressão, inicialmente em partículas individuais de coque, apontando quais seriam as granulometrias mais resistentes. Os coques foram transformados em corpos de provas e testados em máquina de ensaio universal. Os resultados apontam que a tensão média de ruptura cresce com o aumento da granulometria. Posteriormente, foi avaliado a resistência mecânica à compressão em leito de coque, onde foi possível simular em uma prensa hidráulica, a pressão que a coluna das cargas exerce sobre o leito de coque no Alto-Forno e, posteriormente, correlacionou a compressão com o teste de tambor e se obteve excelentes resultados.

Oct 1, 2019

By Lóren Kelly de Paula Inácio, Witor Wolf, Renata de Oliveira Melo, Dagoberto Brandão Santos, Graziele Gianini Braga Maria, Nayara Aparecida Lopes Viana

Os aços inoxidáveis duplex combinam as propriedades mecânicas da ferrita com a resistência à corrosão da austenita. Quando submetido a tratamentos térmicos, pode haver precipitação de fases secundárias que prejudicam a resistência mecânica e à corrosão. O objetivo desse trabalho é avaliar a ocorrência de fases secundárias em um aço inoxidável duplex 2205 de grão ultrafino laminado a frio e submetido a temperaturas de recozimento de 600°C a 950°C por diferentes tempos (300-86400 s). Para identificação e quantificação das fases, foram utilizados microscopia eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados e difração de raios-x. As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaios de tração e teste de microdureza Vickers. A presença de fase  e  foi observada junto ao carboneto de cromo, M23C6. A fase  foi confirmada apenas depois do tratamento à 800°C. De modo geral, o aumento do tempo de recozimento leva à uma maior precipitação das fases secundárias. À medida que a precipitação ocorreu, houve aumento da fração volumétrica de austenita e redução da fração de ferrita. Embora a resistência mecânica tenha aumentado, no geral, as propriedades mecânicas, como ductilidade, são prejudicadas pela precipitação.

Oct 5, 2019

By Alexandre Rodizio Bento

A competitividade do setor automotivo exige maior agilidade na gestão de ferramentas de usinagem. Para atender esta necessidade flexibilizar e automatizar o processo de gestão de armazenagem é fator primordial. As ferramentas de usinagem muitas vezes têm custo elevado e a necessidade de controle constante é imprescindível no setor automotivo. A padronização de armazenagem aliada a um equipamento específico para controlar ferramentas surge como uma opção. Pois, a troca de produtos deve ser ágil durante a fabricação para evitar perdas e máquinas ociosas no chão de fábrica. Assim, suprir esta necessidade com velocidade é essencial e de suma importância para a integração entre os departamentos de produção e logística. Neste cenário, a tecnologia de armazenagem permite agilizar e flexibilizar a gestão de ferramentas de usinagem, além de possibilitar ganhos de produção. Neste trabalho, apresenta-se a substituição do processo manual de armazenagem de ferramentas de usinagem baseado em caixas e prateleiras, por um sistema com tecnologia de armazenagem vertical. Esta substituição permite automatizar o controle de ferramentas, reduzir o custo de estoque e flexibilizar a troca de produtos na produção. Os resultados deste processo permitem garantir a melhor gestão das ferramentas de usinagem, evitar paradas nas linhas, reduzir custos operacionais e manter estoques em perfeito equilíbrio, entre o aumento de produtividade e a redução de custos.

Aug 8, 2018

By Edney da Silva Dias, Leticia Fuchs, Walter Coan, Rodrigo Deperon, Eduardo Kuhl, Fernanda Jansen, Micael Leandro

O objetivo deste trabalho é apresentar um projeto desenvolvido para maximizar a taxa de ocupação dos veículos que carregam na ArcelorMittal Vega, por meio da utilização de programação linear combinada com métodos de automação de processos robóticos (RPA - Robotic Process Automation), de modo a atender todas as premissas do modelo de expedição de cargas, tais como: restrições de clientes, capacidade máxima por tipo de veículo e distribuição de volumes para as transportadoras de acordo com as metas acordadas. O uso de ferramentas de otimização e automação, integradas ao ERP (Sistema Integrado de Gestão Empresarial), utilizado pela empresa, permite realizar o processo de programação de transportes em massa, obedecendo multicritérios. A ausência de ferramentas que auxiliem neste processo, impacta diretamente na produtividade, na capacidade intelectual dos recursos alocados, na taxa de ocupação dos veículos, na capacidade de expedição da fábrica e no nível de serviço ao cliente. Visando aumentar a eficiência nos processos, melhorar a taxa de ocupação da capacidade dos veículos e consequentemente a capacidade de expedição, foi implementada a solução para aperfeiçoar o processo de programação de cargas e agregar valor ao negócio quanto a entrega ao cliente final.

Oct 1, 2019