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By Claudemir Ribeiro

A lança de injeção de carvão pulverizado (PCI) é um método consolidado na indústria siderúrgica, que possibilita a redução do consumo de carvão vegetal ou de coque de carvão metalúrgico enfornado, além do ganho de produtividade. A seleção de materiais adequados para a lança de injeção é de suma importância para agregar ainda mais valor ao método. A finalidade deste trabalho é nortear a seleção das ligas aplicadas em alta temperatura, visando o melhor custo benefício, por meio das análises da resistência à corrosão, fluência e estabilidade estrutural. Foram realizados testes em uma usina siderúrgica chinesa com as ligas Sandvik 253 MA™ (UNS S30815) e UNS S32109. A experiência demonstrou como as siderúrgicas podem obter ganhos com a seleção adequada da liga. O custo-benefício do 253MA que é ligado ao Cério, Silício e Nitrogênio, mostra-se como uma ótima alternativa para o processo de injeção de carvão, devido a sua alta resistência à oxidação, à fluência e à erosão. Outras ligas como UNS S30403, UNS S31009 e UNS N08810, que são muito utilizadas em alta temperatura nas indústrias em geral, também foram analisadas como comparativo.

Aug 17, 2017

By Túlio Moreira Campos

A tecnologia da Prensa de Rolos se encontra cada vez mais presente em circuitos de cominuição na indústria mineral. No caso de minérios de ferro itabiríticos, essa tecnologia está sendo aplicada de forma pioneira no projeto Minas-Rio, atualmente em fase de ramp-up. O trabalho compara o desempenho das Prensas de Rolos do circuito Minas-Rio sob diferentes condições de operação em relação às previsões obtidas pelos três principais modelos matemáticos disponíveis na literatura: Morrell / Lim / Shi / Tondo (1997), Torres & Casali (2009) e Dundar et al. (2013). A comparação foi realizada considerando o ajuste dos modelos a um caso base, sendo os demais testes simulados a partir dos parâmetros ajustados para esse. A comparação entre os modelos foi realizada com base nas previsões de potência consumida, capacidade e distribuição granulométrica do produto. Em geral, foram obtidas boas previsões da distribuição granulométrica do produto com os diferentes modelos, embora o modelo de Morrell / Lim / Shi / Tondo tenha superestimado a finura do produto em alguns dos testes. Além disso, foi observada uma boa correspondência entre a potência experimental e a simulada para os três modelos na maioria dos testes industriais. Entretanto, a capacidade prevista pelos modelos de Morrell / Lim / Shi / Tondo e Torres & Casali foi subestimada em todos os casos em relação aos valores experimentais.

Aug 17, 2017

By Gustavo Henrique Bolognesi Donato

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de critérios objetivos para a garantia de validade da mecânica da fratura elasto-plástica monoparamétrica, utilizando o parâmetro integral J como descritor dos campos de tensões, deformações e deslocamentos à frente de um defeito do tipo trinca. O mais importante na vertente monoparamétrica da mecânica da fratura é garantir que os campos de tensões no corpo de prova laboratorial sejam comparáveis com os existentes em uma estrutura real para cujo projeto as propriedades retiradas do corpo de prova serão utilizadas (conceito este denominado similitude). Para estabelecer critérios objetivos para a existência de similitude, esse trabalho comparou os campos de tensões obtidos de estruturas de referência sob alta triaxialidade de tensões (MBL) com aqueles obtidos de corpos de provas de mecânica da fratura em escala de laboratório. A matriz de análise permitiu a determinação dos limites de deformação M para geometrias C(T), SE(B) e SE(T) de diversas configurações e para uma faixa de propriedades de material característica de aços estruturais aplicáveis a vasos de pressão e dutos. Os resultados demonstram a baixa restrição à plasticidade de corpos de prova SE(B) e SE(T) com trincas rasas e os efeitos de profundidade de trinca e espessura nos resultados de M. Ainda, alguns comportamentos inesperados foram evidenciados, como no caso em que (para condições particulares de profundidade de trincas) corpos de prova mais finos apresentaram maior restrição a plasticidade do que amostras mais espessas. Sendo assim, o trabalho oferece uma base objetiva para que a similitude seja garantida nas avaliações de integridade estrutural baseadas na mecânica da fratura elasto-plástica suportada pela integral J, seja com seus valores críticos (Jc) ou curvas J-R.

Aug 17, 2017

By Matthias Wörndl

A indústria siderúrgica demanda um acabamento superficial de excelente qualidade em placas (slabs), antes de seu processamento em laminadores. O limite da temperatura de fresagem de 300°C exigia um esfriamento com posterior reaquecimento, gerando elevadas perdas energéticas. A empresa austríaca Maschinenfabrik Liezen com ampla experiência na fabricação de fresadoras de grande porte até 300°C desenvolveu e fabricou uma revolucionaria fresadora de alta capacidade (600.000 ton/ano), para operar de forma contínua em 800°C; nesse desenvolvimento de hardware e software foram também incorporadas várias otimizações operacionais e ambientais, sendo o destaque a fresagem modulada/inteligente, com precedente relevamento topográfico e termográfico para a localização dos defeitos superficiais, para a posterior fresagem com profundidade variável para a minimização de material retirado e simultânea eliminação dos defeitos localizados.

Aug 17, 2017

By Luciano França Rocha

A medição online de umidade de finos de minério de ferro sempre foi uma informação muito desejada nas plantas de pelotização de minério de ferro. Controlar a umidade do pellet feed produzido pela unidade de filtragem além de possibilitar maximizar a produção deste setor da planta garante uma maior estabilidade no processo de pelotamento e de endurecimento. Para conseguir entregar esta medição à sala de controle, iniciamos um projeto utilizando a metodologia Design For Six Sigma para desenvolver uma forma de medição desta grandeza. Inicialmente foi feita uma revisão bibliográfica sobre o assunto. Posteriormente, foram realizadas visitas técnicas que eliminaram algumas possíveis tecnologias de medição. Finalmente, foram avaliadas as tecnologias de Absorção de RF e medição por um braço robótico para serem avaliadas. O primeiro teste industrial foi realizado com um medidor de absorção de RF que não apresentou bons resultados. A faixa de interesse de medição é muito estreita (9% a 11% de umidade). Esse fato exige uma boa precisão do equipamento para que a medida tomada do processo seja útil e sua incerteza não ocupe toda a faixa. Como nenhuma das tecnologias de medição online existentes no mercado se mostrou precisa suficiente para a aplicação, a alternativa foi utilizar um braço robótico para coletar, secar e medir a umidade através do método tradicional feito por um robô. Esta última alternativa se mostrou robusta e adequada ao controle de processo da unidade de filtragem, produzindo resultados confiáveis e precisos.

Jul 30, 2018

By Gabriela Moreira Lana

A radiação solar apresenta uma enorme variedade de aplicações de engenharia, dentre elas, a conversão em energia térmica em concentradores solares. Os tubos absorvedores dos concentradores solares podem ser recobertos por cromo negro, com o objetivo de otimizar a absorção energética e a durabilidade. Esse trabalho é parte de um estudo complexo sobre esse tipo de recobrimento. Foram desenvolvidos filmes de cromo negro por eletrodeposição sobre aço inoxidável AISI 304 e tratados termicamente a 600°C por 2 horas. Os filmes foram caracterizados antes e depois do tratamento térmico, utilizando-se microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios X a baixo ângulo de incidência (GAXRD). Além do cromo, observou-se deposição de cobalto e elementos residuais do banho eletrolítico. O estudo da estrutura cristalina mostrou formação de óxidos após tratamento térmico. Microestruturalmente, foram observados filmes com estrutura lamelar ou nodular. O estudo permitiu sugerir modificações do banho eletrolítico, do substrato e métodos adicionais de caracterização.

Aug 17, 2017

By Artur Frederico Fonseca da Cruz

Com a necessidade urgente e constante de aumento da competitividade no cenário atual da mineração, mostra-se fundamental o desenvolvimento constante de novos parâmetros de processo combinados a uma estratégia de manutenção focada não só na disponibilidade dos ativos, e sim no desempenho dos equipamentos. No que tange ao processo de pelotização neste trabalho foi dado foco especificamente na configuração de perfis de queima no forno de grelha móvel, onde foram testados quatro perfis e fixado o perfil nº 04 otimizado via sistema de otimização de processo para níveis de produções diferentes, equilibrando qualidade e consumo específico de gás natural, no período anterior e posterior à parada fria. A partir daí foram analisados parâmetros de qualidade, produção e processo, comparando-os entre antes e após a parada fria. Foram registradas melhoras nos índices de qualidade e redução de aproximadamente 13,50% do consumo específico de gás natural e 10,80% de redução no consumo específico de energia elétrica de ventiladores por níveis de produção.

Aug 17, 2017

By Elaynne Rohem Peçanha

Com o objetivo de estudar a interação da hematita com biorreagente de flotação (Bacillus subtilis), foram realizados experimentos de ângulo de contato. Após a interação com o biorreagente, a superfície da hematita apresentou uma hidrofobicidade apresentando um valor de 46,0º. Os experimentos de potencial zeta mostraram uma interação acentuada entre o reagente e o mineral na faixa de pH alcalina com deslocamento do ponto isoelétrico da hematita. Ensaios de microflotação foram conduzidos em tubo de Hallimond modificado, em pH 6, com uma recuperação de, aproximadamente, 80%. As teorias DLVO e X-DLVO foram aplicadas para avaliar as energias de interação entre o reagente e os minerais. As duas teorias foram capazes de prever a interação que ocorre entre o biorreagente e a hematita. Os resultados evidenciaram o uso promissor do reagente na flotação direta de hematita.

Aug 17, 2017

By Raquel Dei Agnoli

Membranas a base de polímeros perfluorosulfonados, como o Nafion® (DuPont), vêm sendo extensivamente usadas como membrana de troca protônica em células a combustível. Contudo, o elevado custo e a baixa condutividade em temperaturas superiores a 80oC restringem o uso destes dispositivos. Em opção ao uso da membrana Nafion®, membranas a base da blenda polindeno sulfonado/polifluoreto de vinilideno (SPInd/PVDF) foram desenvolvidas, investigando o efeito da composição na performance das membranas. As membranas foram produzidas por evaporação de solvente da solução dos polímeros precursores. As blendas foram caracterizadas por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial. A caracterização das membranas eletrólito envolveu medidas de grau de inchamento, capacidade de troca iônica e condutividade protônica. Foi possível observar que o PVDF confere boa resistência mecânica e aumento da estabilidade térmica das membranas. Membrana com 50% em peso de PVDF apresentou a maior condutividade protônica (1,89.10-3S.cm-1). Membranas de SPInd reforçadas com PVDF mostraram resultados promissores para uso como eletrólito em células a combustível.

Aug 17, 2017

By Jarinson Ribeiro Rodrigues

Os aços resistentes à abrasão da classe 450 HB foram desenvolvidos para operações em ambientes onde ocorre desgaste excessivo, sendo estes aços martensiticos de elevada dureza e uma difícil soldabilidade. Este trabalho propôs-se a otimizar os parâmetros de soldagem do processo FCAW (Flux Cored Arc Welding) através da análise do projeto de experimentos (Design of Experiments - DOE) utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta (Response Surface Methodology – RSM). Após a determinação dos parâmetros de soldagem ideais, foi realizado a caracterização mecânica e metalúrgica de uma junta soldada com estes parâmetros a fim de certificar-se das propriedades da junta com parâmetros de soldagem otimizados.

Aug 16, 2017

By Aldo Henrique de Almeida Barbosa

A demanda do setor automobilístico por aços revestidos destinados à conformação a quente vem crescendo substancialmente nos mercados brasileiro e mundial, por eles possuírem boa conformabilidade e, após conformação, terem sua resistência significativamente aumentada. A busca por alternativas de revestimentos para essa aplicação está focada no revestimento galvannealed (GA), visando garantir a sua integridade durante o processo direto de conformação a quente. Nesse trabalho, foram desenvolvidos, em escala de laboratório, ciclos de recozimento e de galvannealing para o aço 22MnB5-GA, visando tornar o revestimento GA capaz de suportar as aplicações de conformação a quente para a indústria automobilística. Foram avaliados, também em escala de laboratório, tratamentos de austenitização desse aço. As melhores condições, tanto de produção do revestimento quanto do tratamento térmico para conformação a quente, foram validadas industrialmente. Os resultados mostraram a viabilidade de se utilizar o aço 22MnB5-GA em aplicações de conformação a quente, com excelente qualidade superficial, propriedades mecânicas e microestrutura do substrato ajustadas à aplicação, inexistência de trincas no aço, boa aderência e aparência da camada de tinta e, também, bons desempenhos em termos de resistência à corrosão e de soldabilidade.

Aug 17, 2017

By Thales Renó Grilo

O presente trabalho teve como objetivo analisar as diferentes microestruturas do aço inoxidável duplex UNS S32304 obtidas pelo processo de soldagem Gas Metal Arc Welding (GMAW). As regiões do metal base, zona fundida e zona afetada pelo calor foram investigadas nos corpos de prova com diferentes aportes térmicos. As microestruturas obtidas foram caracterizadas utilizando-se a microscopia óptica (MO). As imagens de Mo obtidas na zona afetada pelo calor mostram que a fração de austenita aumentou com o aumento do aporte térmico. Este aumento está relacionado ao alto teor de cromo e molibdênio presentes no metal de adição utilizado na soldagem. Na zona fundida, a fração de austenita de widmansttaten foi observada com maior frequência na microestrutura do corpo de prova soldado com o aporte térmico de 1,87KJ/mm. Essa maior fração de austenita de widmansttaten observada para o aporte térmico de 1,87KJ/mm está relacionada com o maior tempo de permanência em altas temperaturas deste corpo de prova em relação aos outros corpos de prova investigados. Vale ressaltar que a adição de nitrogênio também promove a formação desta fase. De modo geral, os resultados da metalografia quantitativa mostram que a porcentagem de ferrita foi superior a 65% nas zonas termicamente afetadas e fundidas.

Aug 17, 2017

By Cynara Christ Klippel

A formação de uma escória adequada é essencial para a reação de desfosforação, pois ela deve ser capaz de absorver e reter o fósforo em sua estrutura. Este trabalho tem como objetivo a avaliação do processo de desfosforação de ferro-gusa tomando como base os resultados obtidos na análise química da mistura inicial e escória final, uma vez que as condições finais do metal são determinadas por sua escória. As misturas utilizadas são a base de CaO-FeO e a temperatura de tratamento foi de 1400ºC. Inicialmente o estudo será realizado usando os modelos da literatura e posteriormente com uso de ferramentas de termodinâmica computacional. Será também determinado um modelo para prever a eficiência destas misturas.

Aug 17, 2017

By Fabrício Silveira Garajau

O sopro de oxigênio é a principal operação durante o processo de refino de aço em aciarias BOF (Basic Oxygen Furnace). Este sopro é feito por uma lança de injeção de oxigênio através de bocais supersônicos, que devem ser dimensionados para as condições específicas de operação, como por exemplo, vazões e pressões de oxigênio, altura de banho, altura da lança em relação ao banho, etc. O mau dimensionamento destes bocais tem influência direta no tempo e eficiência de processo, além de comumente resultar em desgaste prematuro dos bocais e na retirada do bico de operação. Este tipo de falha tem sido observado em bicos da Vallourec Brasil. No presente trabalho será apresentada a metodologia de estudos e resultados de análise metalográfica em amostras de um bico de lança usado pela da empresa, além de simulações CFD (Computational Fluid Dynamics) realizadas para se caracterizar o mecanismo de desgaste dos bocais. Estas informações foram utilizadas como base para o redimensionamento dos bocais, objetivando conter os impactos causados pelo desgaste.

Aug 17, 2017

By Marcelo Cervantes Del Rio Baptista

Nos últimos anos a indústria siderúrgica no Brasil vem sofrendo um processo lento e cruel de encolhimento de sua participação no PIB, em decorrência de diversos fatores políticos e econômicos. Apesar do grande esforço por parte das empresas, a capacidade de produção de aço pouco cresceu neste período, permitindo que as despesas cresçam mais rápido do que as receitas. Esses fatores têm mostrado aos profissionais do setor que a mudança do cenário só ocorrerá ao se produzir com o máximo de eficiência. O objetivo deste trabalho é demonstrar que a lubrificação tem grande participação no aumento da produtividade e redução de custos da manutenção. Em suma, será apresentado um estudo sobre como a lubrificação correta influencia no aumento da produtividade das siderúrgicas. Com base nos resultados dos testes realizados em duas grandes empresas do setor, este trabalho demonstra o aumento significativo de performance no Mandril da bobinadeira e mancais dos convertedores, após estudo detalhado da lubrificação.

Aug 17, 2017

By Taciana Rezende Pereira

O aço 10B06 é utilizado na produção de fio máquina para trefilação. Por ser produzido em aciaria elétrica, o teor de nitrogênio desse aço é elevado, o que pode causar envelhecimento por deformação, resultando em aumento de resistência e queda de ductilidade. Reduzir o teor de nitrogênio livre é uma forma de minimizar esse efeito, o que é feito pela adição de boro. O presente trabalho teve como objetivo realizar uma caracterização mecânica e microestrutural de materiais com teores de boro variando de 55 a 112ppm’s. Nas propriedades mecânicas obtidas no fio máquina, foi observada uma redução do limite de resistência com o aumento do teor de boro, evidenciando o seu efeito em minimizar o envelhecimento. Na análise metalográfica, as microestruturas apresentaram-se similares para todos os testes. Nas imagens do reagente Le Pera foram identificadas três fases, austenita retida e/ou martensita, ferrita e perlita. A presença de martensita não era esperada nesse aço. O que pode ter potencializado a sua formação é a presença de boro livre, que pode causar aumento da temperabilidade. Nos próximos passos desse trabalho serão feitas outras análises para confirmar esse resultado, como microdureza, MEV-EDS e detalhamento do processo produtivo do fio máquina.

Aug 17, 2017

By Ycaro Jorge Maia da Costa

O desenvolvimento de estruturas com dimensionamento confiável requer o monitoramento de seus materiais, entretanto alguns processos de fabricação muitas vezes induzem modificações em seu comportamento mecânico. Isso faz com que as estruturas sejam menos confiáveis podendo causar redução da vida útil. Um dos processos onde isso acontece é a soldagem. Seu aporte térmico, modifica a microestrutura do material de tal forma a gerar três regiões mecanicamente distintas na junta soldada: Metal de Solda (MS), Zona Afetada pelo Calor (ZAC) e Metal de Base (MB), fazendo com que haja concentração de tensão na região afetada. Este trabalho se deteve em analisar o comportamento mecânico de uma junta soldada de aço inoxidável AISI 304 em comparação com o mesmo material não-soldado através da identificação dos gradientes de deformação, utilizando da Correlação Digital de Imagens (CDI) aplicada ao ensaio de tração. Os resultados provaram a capacidade da técnica de CDI em identificar campos de deformação mesmo em materiais anisotrópicos, como uma junta soldada.

Aug 17, 2017

By Ana Luiza Chaves de Oliveira

Com o avanço do conceito de sustentabilidade e as novas legislações ambientais, percebemos um crescente aumento da responsabilidade ambiental. As empresas cada vez mais investem em coletas seletivas, tratamento dos resíduos, etc., buscando minimizar os impactos ambientais, preservar os recursos naturais e assegurar a sustentabilidade. Tendo como objetivo apresentar uma solução integrada para a reciclagem e reaproveitamento dos resíduos refratários após o uso. Este trabalho propôs a produção de três classes de argamassas secas e úmidas através da utilização de reciclados. Foram realizadas quatro etapas (identificação visual das matérias-primas, cominuição, formulação/produção e acompanhamento durante a estocagem). Procurando avaliar o potencial dos reciclados o acompanhamento será realizado através da variação reológica e da determinação da força ligante após a fabricação e durante a estocagem (período de 12 meses). Os resultados evidenciaram que há potencial de reaproveitamento dos reciclados tanto na produção de argamassas secas e quanto úmidas sem que ocorra perda de suas propriedades reológicas, químicas e termo-mecânicas.

Aug 17, 2017

By Bruno Vidal de Almeida

A campanha dos refratários à base de carbono aplicados como revestimento de trabalho de diversos equipamentos siderúrgicos depende da soma de diversos fatores como resistência à corrosão, resistência à oxidação do carbono, estabilidade termomecânica, entre outros. Durante a etapa de aquecimento inicial de revestimentos refratários novos ocorre a oxidação prematura do carbono presente no revestimento refratário, reduzindo a vida útil do revestimento precocemente. Para reduzir a oxidação precoce do carbono foi desenvolvido um novo coating cerâmico que atua como uma eficiente barreira física, reduzindo o contato do oxigênio da atmosfera de aquecimento com o carbono presente no refratário. O coating desenvolvido possui uma fase ligante com pega química ativada termicamente e possui como carga refratária um composto sílico-aluminoso com elevada estabilidade térmica. Os resultados laboratoriais de avaliação de desempenho revelaram que com a aplicação do novo coating desenvolvido reduz-se a oxidação prematura do carbono em até 77% e elevase a vida útil do revestimento em alguns casos em até 15%. O coating desenvolvido revelou possuir excelente desempenho quanto a proteção do refratário MgO-C contra a oxidação do carbono que ocorre durante a etapa de aquecimento de equipamentos com refratários novos, comprovando sua aplicabilidade em diversos equipamentos siderúrgicos que possuem revestimentos refratários à base de carbono.

Aug 17, 2017

By André de Albuquerque Vicente

Foram estudadas as cinéticas de oxidação a altas temperaturas ao ar de um aço inoxidável austenítico laminado e de quatro juntas soldadas produzidas através do processo MIG/MAG com diferentes gases de proteção, dentro de um projeto que visava estudar o comportamento de juntas soldadas de aços inoxidáveis austeníticos a altas temperaturas. Utilizou-se o metal base 253MA, o consumível de soldagem 22.12.HT e diferentes concentrações de gases de proteção: 100% Ar, Ar + 2% CO2, Ar +4% CO2 e Ar + 20% CO2. Para cada mistura gasosa, foi soldado um corpo de prova. Observou-se aumento no teor de carbono e consequente diminuição da resistência à oxidação a altas temperaturas ao ar nas juntas soldadas com gases de proteção com maiores concentrações de CO2.

Aug 17, 2017