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By Karl Berger

Today we are talking about Industry 4.0, as the latest revolution of industrial processes and progress, considering that the steam engine (Industry 1.0), railways and cars, mass production in the 1920th (2.0), Industrial Automation (3.0), and finally integrated manufacturing, integrated communication, and internet (4.0) can be seen as the state-of-the-art situation in industry, nowadays. Similar to the Industry progress, we can approach the rolling process of material, which started about 150 years ago in a very basic way. Steam engine- and belt driven-mills were very operators’ intensive, brutal and risky to operate. Mechanical improvements brought throughput, safety and quantity, as also quality of the products. The rolling of steel, in particular of rails, beams, rebar, strip (focus in this paper) and plate has enabled the large scale transport and travel, the building of bridges and buildings, the manufacturing of ships and cars. From single stands to continuous rolling trains the production and quality of mills increased significantly. From ingots and blooms to slabs, we have to admit a big jump in which has changed the face of the world significantly. Thin Slab Rolling has revolutionized the output and the throughput of rolling mills (Generation 3.0 to 5.0). Finally, Endless Rolling, has boosted the quality and quantity of rolling mill processes and permitted nowadays to enter in market niches which were not thinkable a decade ago. Mastering the automation and applying reliable systems (mechanical and electronically) of drives, actuators and sensors, as also communication and information interchange to all levels of automation are the success factors of such complex mills, we call herein after “Rolling Mills of Generation 6.0”.

Aug 16, 2017

By Hormando Leocadio Júnior

A otimização operacional no setor de desbaste da Linha de Tiras a Quente da Usiminas, Ipatinga, proporcionou redução do tempo de processamento dessa etapa, criando-se condições para aumento das temperaturas dos esboços na entrada do Trem Acabador (TA). Desse modo, para manutenção das temperaturas de acabamento dos laminados dentro da faixa de controle desejada, seriam necessárias menores velocidades de laminação no TA. Com a finalidade de garantir temperaturas desejadas na entrada do TA, que possibilitem adequadas velocidades, foi desenvolvido um sistema de controle de temperatura de esboço, que é acionado e desligado automaticamente na região inicial (topo), na extensão necessária do esboço. Esse sistema permitirá uma ampla exploração da nova condição de desbaste em menor tempo, com menor variabilidade da temperatura de entrada no TA, prevenindo ocorrências de estiramentos e de carepa, por temperatura alta nos topos e baixas nas bases dos laminados, maior uniformidade de propriedades mecânicas dos produtos, assim como aumento na capacidade produtiva.

Jul 30, 2018

By Leticia dos Santos Aguilera

Nanopartículas magnéticas são amplamente empregadas em diversas áreas devido as suas propriedades superparamagnéticas, e vem sendo estudadas por todo o mundo com potencial em campos como biomedicina e tratamento de efluentes. Nesse experimento as propriedades de ferritas mistas de manganês e zinco foram testadas e avaliadas com base na sua concentração de zinco em cada composto, usando como fator de comparação suas velocidades médias de arraste em um tanque de ondas graduado na presença de um campo magnético externo. O processo procura viabilizar um método de análise que sugira possível coerência com resultados observados em outro método de caracterização magnética, a magnetometria por amostra vibrante. Tais resultados apresentaram maior magnetização de saturação para as amostras de Mn0,5Zn0,5Fe2O4 assim como foi observado maior velocidade de arraste nas amostras de mesma estequiometria.

Oct 30, 2017

By Cyro Takano

A tecnologia de autorredução apresenta um grande potencial por apresentar características de alta velocidade de redução e de eficiência energética, resultando em economia de energia e em alta produtividade na produção de metal primário. Têmse dois processos consolidados de aglomeração. A utilização de cimento como aglomerante, com cura a frio que formam hidratos que conferem resistência, apresenta problema principal de sofrer degradação às temperaturas na faixa de 800 a 1000 °C, devido à decomposição dos hidratos. O outro processo é o de utilização das propriedades do carvão de alta fluidez e tratá-lo termicamente para que sirva de redutor e aglomerante. Este processo não é o de cura a frio, porém diminui consideravelmente a quantidade de escória em comparação com a utilização de cimento. O objetivo deste trabalho é o de analisar, na literatura técnica, os aglomerantes alternativos e iniciar os ensaios para verificar os comportamentos de resistência mecânica, principalmente a quente. Em função dos resultados a etapa seguinte será a de projetar um processo que seja compatível com resistência mecânica a quente. A análise resultou em sugestões para os ensaios. Os resultados preliminares, com utilização de bentonita e ácido bórico estão indicando resistência a quente das pelotas melhores que as obtidas com a utilização de cimento.

Aug 17, 2017

By José Roberto de Olveira, Anna Paula Littig Berger, Caio Vaccari Silva, Victor Bridi Telles, Felipe Fardin Grillo, José Roberto de Oliveira

No presente trabalho foi proposto uma análise da eficiência de desfosforação de uma mistura padrão M1 e outras cinco misturas, onde foi realizada variação da massa de mistura adicionada ao sistema (60,70 e 80g), temperatura de trabalho (1350ºC e 1350ºC ajustada) e metodologia de adição. Os testes experimentais foram realizados a uma temperatura de 1400°C, com agitação de 450 RPM, em um forno de resistência. Para a análise das propriedades da escória, foram realizadas simulações através do software de termodinâmica computacional FactSage 7.2 e análises de imagens obtidas da superfície do cadinho ao final dos experimentos no software Quantikov. A mistura M1 apresentou melhor desempenho do que as misturas em todas as situações estudadas, sendo observado que melhores condições experimentais foram a utilização de 70g de mistura, a uma temperatura de 1400ºC, com a metodologia padrão de adição de toda a massa da mistura no início do experimento.

Oct 1, 2019

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 Thiago Augusto Ávila

A limpidez de aços e a diminuição de problemas de lingotabilidade em aciarias tem sido alvo constante de esforços de engenheiros na siderúrgica. O bom entendimento dos efeitos do processo e as suas respectivas particularidades garantem a redução de ocorrências de inclusões e má lingotabilidade. Dentre os principais aços de construção mecânica com maior ocorrência de problemas de inclusões e lingotabildade estão os aços “Baixo Si” e aços com faixa de S e acalmados ao Al e Si/Mn. Entre os parâmetros de análise, a ordem de adição de ligas, definição de temperatura de lingotamento e a estabilidade térmica e química, são os de maior influência na quantidade de inclusões e problemas de lingotabilidade. Para aços baixo Si, a pré-desoxidação com Al, auxiliada por maiores temperaturas de lingotamento, confere inclusões líquidas no inicio do processo promovendo a maior remoção destas. Da mesma forma, aços com S e Al são beneficiados pelo aumento da temperatura de lingotamento, mas fortemente afetados pela estratificação térmica do aço na panela, quando é elevado o teor de S e Al nestes. Sendo assim, o tempo de espera e o estado térmico da panela e distribuidor passam a ser um fator importante para redução da estratificação térmica bem como a redução de problemas com macroinclusão e má lingotabilidade.

Jul 30, 2018

By Patrícia de Fátima Rodrigues

Neste trabalho, a técnica de ensaios de torção a quente foi utilizada na simulação física do processo de laminação a quente do produto fio-máquina. Foram realizados ensaios em dois tipos de aços, a saber, um aço baixo carbono (BC) e outro aço ultrabaixo carbono (UBC). A realização dos ensaios de torção a quente, sob condições próximas ao processamento industrial, ou seja, utilizando parâmetros de processo como taxa de deformação, temperatura e tempo entre passes, fornecidos pelo fabricante do laminador, possibilitou evidenciar os mecanismos de amaciamento destes aços. Foram obtidas as curvas de escoamento para as condições propostas e realizadas análises metalográficas para avaliar as microestruturas resultantes. A partir dos resultados obtidos pode-se concluir que ambos os aços apresentaram bom desempenho na laminação do fio-máquina. Em particular, o aço ultrabaixo carbono mostrou-se capaz de suportar as condições de processamento impostas nas simulações, o que torna viável sua possível aplicação no mercado de produtos de aços longos.

Aug 16, 2017

By Rodrigo Alberto Moreira Gomes

Para a purificação do níquel laterítico explorado na mina localizada em Niquelândia/GO, pela Votorantim Metais Níquel (VMN), utiliza-se solução amoniacal durante a etapa de lixiviação do minério, seguindo a rota hidrometalúrgica de produção. A amônia é recuperada em torres de destilação por arraste com vapor vivo, para ser reutilizada em um novo ciclo de produção. Este trabalho apresenta a aplicação de uma tecnologia baseada em lógica Fuzzy no conjunto de 6 torres de recuperação de amônia, com o objetivo de controlar as alimentações de solução a ser purificada e de vapor. A plataforma de controle avançado utilizada, Leaf, foi desenvolvida pela I.Systems Automação Industrial, empresa localizada em Campinas/SP, e não necessita da criação de modelos matemáticos fenomenológicos para geração e sintonia dos controladores. Com a automatização da operação das torres, o consumo de vapor da unidade foi reduzido em 3,5% e a intervenção manual foi reduzida.

Sep 25, 2017

By Ariel José Assayag do Lago

O presente trabalho teve por finalidade analisar as tensões residuais, através da técnica de difração de raios-X, em amostras de cobre submetidas à laminação em temperatura ambiente. Foram obtidos e comparados os resultados de um software comercial com um software projetado pelos autores. O comportamento das tensões principais das amostras laminadas foi comparado com o resultado do material no estado recozido. Uma tendência de aumento de tração trativa no interior da amostra foi identificada. Os resultados obtidos seguiram um comportamento dentro do previsto pela bibliografia e os dois softwares utilizados acusaram valores similares, ratificando a aplicabilidade do método de difração assim como a funcionalidade do software desenvolvido.

Oct 30, 2017

By Diego Ruben Martin

Este trabalho objetivou comparar, por meio de experimentos desenvolvidos em uma fundição, através da adição de três inoculantes diferentes (IM-22 com FeSi-Ba/Zr, G 20 com FeSi-Ba) e IMSR 75 com FeSi-Sr), para observar as características da vida util de ferramentas na usinabilidade das peças, microestrutura e propriedade mecânica. A metodologia da pesquisa se baseou em analisar principalmente pelo processo de fresamento o ferro fundido cinzento GG-25 inoculado diferentemente, denominado de acordo com a Norma DIN EN 1561. As formas de avaliação dos resultados terão como base uma análise quanto ao desgaste da ferramenta, acabamento superficial, análise microestrutural, composição química e propriedades mecânicas do material da peça. Os resultados mostraram que dentre os inoculantes aplicados o com Sulfeto de Estrôncio (SrS) apresentou-se mais estável termodinamicamente que as amostras inoculadas com os outros dois inoculantes, pois ele levou a uma variação da energia livre de Gibbs mais negativa e portanto mais favorável a formação de núcleos com raio crítico (rc) maiores, o que permitirá uma solidificação com nucleação heterogênea. Todavia o respectivo inoculante também foi mais eficiente na formação de uma microestrutura mais estável, com maiores quantidades de células eutéticas e vida útil do inserto mais longa quando usinado.

Aug 16, 2017

By Charles Hudson Martins de Vasconcelos, Isaque Alan de Brito Moura, Mônica Aline Magalhães Gurgel, Tatiane Santos Ferreira, Andersan dos Santos Paula

Aços bifásicos ou Dual Phase são caracterizados por uma microestrutura ferrítico- martensítica, a qual consiste em uma matriz de ferrita equiaxial com 10 a 20% de martensita dispersa na forma de ilhas. Neste trabalho, utilizaram-se amostras de aço baixo C, micro adição de Nb e Mo, na condição laminada a frio (BFH). As simulações físicas nesse material, em escala laboratorial, foram conduzidas com o objetivo de avaliar a evolução microestrutural após redução de espessura através de laminação a frio e recozimento intercrítico com temperatura de encharque de 800 °C e permanência por 180 segundos na temperatura máxima, seguido de resfriamento sob duas proposições: em água (criticar a fração de austenita formado no encharque em função do potencial para recristalização da ferrita) e ao ar (inferir na formação de ferrita epitaxial e subsequentes transformações bainítica e/ou martensítica no decurso do resfriamento). Utilizando o auxílio da microscopia eletrônica de varredura (MEV), observaram-se que para obtenção da microestrutura característica de um aço DP seria necessário o ajuste dos parâmetros de recozimento em função do percentual de redução na laminação a frio, ou seja, aumentando o percentual de redução do material é necessária a diminuição da temperatura ou do tempo de encharque para que sejam obtidos resultados adequados as características de um aço DP.

Oct 26, 2019

By Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzin

A produção siderúrgica em usinas semi-integradas gera vários tipos de resíduos dentre os quais as carepas. No presente trabalho estuda-se o comportamento físicoquímico em altas temperaturas de briquetes autorredutores elaborados com carepa e finos de carvão vegetal produzidos no Rio Grande do Sul, objetivando sua introdução no processo produtivo de aciaria elétrica. Ensaios realizados em laboratório com briquetes industriais confeccionados com estes resíduos demonstraram a potencialidade de utilização destes briquetes autorredutores em processos siderúrgicos via forno elétrico a arco (FEA).

Aug 16, 2017

By Wainer da Silveira e Silva, Marco Antonio Teixeira, Robisom Damasceno Calado, Carlos Alberto Chaves, Tone Takayama Filho

A preocupação com o adequado tratamento de resíduos industriais surgiu com o conceito de desenvolvimento sustentável criado pelo Clube de Roma e contribuiu para o uso racional dos recursos naturais ao longo dos últimos 50 anos. A preocupação com a produção responsável e uso judicioso de recursos naturais priorizou a reciclagem de materiais na agenda das empresas, tornando-se numa atividade de alta relevância, vital para a sustentabilidade econômica e ambiental. Este trabalho aborda os aspectos técnicos, econômicos e ambientais da reciclagem de resíduos contendo zinco através do estudo de caso de reciclagem de resíduos gerados no processo de fabricação de aço em Forno Elétrico, denominado pó de Aciaria Elétrica (PAE). A indústria ainda está em busca de tecnologias para redução da geração e reciclagem desse resíduo. A relevância do estudo está na utilização da Análise Hierárquica de Processo (AHP) para avaliação e seleção da melhor alternativa, entre várias, para tratamento e reciclagem do PAE. Como resultado, demonstrou-se a eficácia do uso da metodologia no empreendimento de reciclagem de resíduos contendo zinco implantado pela Votorantim, em Juiz de Fora, Minas Gerais.

Nov 12, 2019

By Thiago Ribeiro Abdou

O presente trabalho visa caracterizar um compósito polimérico de matriz epóxi reforçado com fibras de carbono HTS40 E13 3k TohoTenax® para avaliar o potencial de reutilização das fibras de carbono. As técnicas de caracterização utilizadas foram a microscopia eletrônica de varredura para análise superficial do compósito antes e depois da degradação térmica, análise por Energy Dispersive Spectroscopy para verificar os elementos químicos presentes no produto final e a termogravimetria para determinar a influência da temperatura e do tempo de tratamento na degradação da matriz polimérica. O presente estudo mostra que a matriz polimérica do compósito utilizado inicia o processo de degradação a 250°C e que a 500°C é possível obter um material de reforço intacto e livre da matriz polimérica com apenas traços residuais da resina e o tempo de tratamento térmico em um patamar isotérmico não influencia a taxa de degradação.

Aug 16, 2017

By Mateus Alves Segundo Paulino

A espumação de escória pode ser definida como sendo o aumento na espessura da camada de escória que ocorre devido à evolução de bolhas de CO(g) durante a operação do forno elétrico a arco. Um dos maiores benefícios obtidos com a espumação da escória no forno elétrico a arco é a diminuição dos custos com eletricidade. O presente trabalho tem por objetivos estudar por meio da termodinâmica computacional alguns tópicos do sistema quaternário CaO-SiO2-FeO-MgO (CSFM) importante na siderurgia pela conexão com o tema espumação de escória, que são: (i) composições de saturação das fases sólidas ‘MgO’ e ‘CaO’ e (ii) a viscosidade efetiva de um ponto particular deste sistema.

Aug 7, 2018

By Fábio de Oliveira Braga

Um sistema de blindagem multicamada consiste de uma camada frontal de cerâmica, uma camada intermediária de fibras sintéticas ou de material compósito, e uma camada posterior de um metal dúctil. Recentemente, há o interesse em substituir as fibras sintéticas por fibras naturais, por suas propriedades adequadas, menor custo e peso. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de compósitos de matriz poliéster reforçados por fibras naturais de Curauá em blindagens multicamada. Placas com 0, 10, 20 e 30% vol. de fibras integraram a blindagem que sofreu impacto balístico com munição 7.62 mm, e o dano foi avaliado pela indentação característica em plastilina e por uma análise microscópica das superfícies de fratura. Foi mostrado que a blindagem resiste ao impacto balístico, atendendo à norma NIJ-0101.04 para o nível de proteção III. Além disso, as fibras de Curauá são responsáveis por manter a coesão do compósito após o impacto balístico, e o compósito por dissipar parte da energia do projétil por mecanismos como delaminação, trincamento da matriz, fratura e descolamento das fibras.

Aug 16, 2017

By Patrik Bloemer

Reliable and accurate furnace bath level data during the melting process is invaluable for good decision making and furnace optimization, while obtaining such information rapidly and safely on a regular basis is of paramount importance. This paper shows how a melting process problem was identified as a concern, how a solution was sought and how a real-time measurement system was tested by simple modification to an existing temperature sampling manipulator. Also how, with furnace power on or off, taking reliable hot heel, fill and running levels could be used to assist melting control, aid decision making and improve safety.

Jul 30, 2018

By João Júnio Pereira Lino

Este trabalho tem como objetivo demonstrar a influência da laminação de desbaste durante o processo de laminação termomecânica de um aço microligado ao Nb, Ti e V, obtido em um laminador Steckel, nas suas propriedades mecânicas. Duas variações do plano de passe para realização da laminação de desbaste foram propostas. As variações consistiram na diferenciação da redução passe a passe de forma a obter diferentes refinamento de grão ao fim do processamento de desbaste. O processamento de um aço com composição química adequada à obtenção de propriedades mecânicas compatíveis com o grau LNE380 especificado na norma ABNT NBR 6656 é demonstrado. Foram alcançados limites de escoamento a 0,2% de deformação e a resistência à tração na condição 1 de 459MPa 563MPa e na condição 2 de 505MPa e 601MPa respectivamente, sendo que na condição 2 foram obtidos acréscimos de em torno de 40MPa em ambos LE e LR.

Oct 30, 2017

By Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzin

A produção siderúrgica em usinas semi-integradas gera resíduos de processo, dentre os quais pó de aciaria elétrica (PAE). A presença de zinco e os custos crescentes para a disposição deste resíduo são fatores de motivação para sua reciclagem ou incorporação em outros materiais. Entretanto, fatores como o teor de zinco e as espécies minerais existentes, têm influência no processamento do PAE. Adicionalmente, a presença de outros elementos como o chumbo, cromo e o cloro muitas vezes afetam de modo determinante os processos de reciclagem ou aproveitamento. Neste estudo, após análise, são feitas considerações acerca da influência da composição do PAE em processos piro e hidrometalúrgicos de reciclagem. Complementando o trabalho, são feitas simulações sobre o possível comportamento de algumas espécies químicas do PAE em processos de reciclagem, com auxílio da ferramenta termodinâmica computacional FactSage.

Aug 7, 2018