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By Santiago Faucher

Molten slag from pyrometallurgical furnaces is tapped at high temperature, carrying a large amount of thermal energy. But the common slag dumping and water granulation methods used for slag treatment do not permit energy recovery. Furthermore, water is present in these processes and while operations are designed to minimize risks of steam explosions, from the contact of slag with water, these common slag handling practices have never been inherently safe. Common handling practices do permit some slags to be sold, but often in low volumes at low prices. Dry granulation offers advantages over these common slag handling practices, including the production of by-products, the recovery of thermal energy, and the eliminated consumption and safety hazards of water. For these reasons, there have been various studies in dry granulation and heat recovery, but most have never been brought to commercial scale due to scalability and cost challenges. Ecomaister- Hatch has developed and brought to commercial scale a reliable and simple dry granulation and heat recovery technology. Here we review common slag handling practices, the developments in dry slag granulation over the last three decades, introduce the Ecomaister-Hatch dry slag granulation process, and elaborate on future applications of the technology in the processing of argon oxygen decarburization and blast furnace slags.

Aug 17, 2017

By Jaiza Bernardo de Oliveira, Iasmim Ariane Silva, Pedro Henrique Medeiros Câmara

The process of manufacturing pig iron in the blast furnace industrial units has the consequence of the generation of slag, a waste that can be produced in high quantity and present damages to the environment, when not reused. In the composition of this tailings, it is sometimes possible to find the presence of metals harmful to nature, such as manganese, which has an important and widespread utility in the metal industries, but still, the slag ends up not being used as a potential source of this element. Knowing this, the slags were subjected to crushing and grading steps to separate the aliquots. These were applied in the tests of technological characterization of the material, from MEV, EDS, Soxhlet and analysis of liberation degree by digital microscope, finding data of several analyzes. Having said that, the objective of this paper is to demonstrate, through the characterization of the slag, that this material has in its composition metallic elements, focusing on manganese, that can be reused in order to avoid the generation of environmental liabilities harmful to the environment. The results show a manganese content with a degree of release greater than 80% in bands from 48 #, which were divided by density and thus allow the gravimetric separation of the material in question.

Oct 3, 2019

By Breno Totti Maia

O presente trabalho teve por objetivo uma análise de parâmetros geométricos de bicos de lança em operação e uma extrapolação para situações futuras. Foram determinadas as principais relações trigonométricas e, a partir disso, verificada a possibilidade de “coalescência”. Os principais resultados mostram que círculo primitivo dos bocais (PCD) não tem qualquer influência nas relações trigonométricas do bocal, limitado pelo ângulo de saída divergente. Bicos com até 04 furos e pequeno ângulo com a vertical podem promover a coalescência e bicos com mais furos afastam essa possibilidade assim como a relação entre número de furos e ângulo entre dois bocais adjacentes. O presente trabalho mostrou uma importante ferramenta para determinação de condições para desenvolvimento de novos bicos de lança.

Aug 17, 2017

By Fábio de Oliveira Braga

A descoberta de óleo e gás no Pré-Sal transformou o Brasil em um dos grandes possuidores de reservas de petróleo no mundo e aumentou as expectativas de produção em águas profundas. Apesar da euforia, alguns desafios têm o potencial de inviabilizar a exploração do Pré-Sal: a complexa logística offshore, as dificuldades de acesso ao reservatório, as condições físico-químicas do poço e de subsuperfície. As condições impostas pelo ambiente são relevantes, devido aos altos teores de contaminantes, alta temperatura e pressão, que exigem materiais de alto desempenho. O objetivo deste trabalho é revisar os avanços que podem contribuir para superar as condições físico-químicas do Pré-Sal. Verificou-se que a solução deste problema pode envolver três tipos de abordagem: O desenvolvimento de ligas resistentes à corrosão (LRC), a adição de agentes modificadores do meio corrosivo (inibidores) e modificações no projeto dos equipamentos. Espera-se, portanto, que a utilização conjunta das diferentes abordagens proporcione a viabilidade de longo prazo da produção no Pré-Sal.

Aug 17, 2017

By Sara Silva Ferreira de Dafé

Os aços com um alto teor de Mn (15-30%) e os elementos de liga, Si e Al, apresentam plasticidade excepcional devido à geração de maclas de deformação (efeito TWIP) ou múltiplas transformações martensíticas (efeito TRIP). Este trabalho avaliou a evolução microestrutural, a formação da textura e sua influência sobre o comportamento mecânico de um aço contendo 17%Mn-0,06%C laminado a frio com reduções de 45% e 90%, e recozimentos a 700°C durante tempos diferentes. A microestrutura foi analisada por microscopia óptica e eletrônica de varredura, EBSD e difração de raios X. A redução um frio favorece a formação da martensita a'. No aço recozido estão presentes as fases martensita a? e e e austenita. O limite de escoamento e de resistência à tração alcançaram 750 e 950 MPa, respectivamente, com o alongamento total de 45%, confirmando sua alta capacidade de encruamento. A reversão da martensita para austenita ocorre simultaneamente com a recristalização desta.

Aug 8, 2018

By Pedro Cunha Alves

A cada ano a demanda por aços limpos aumenta, tornando o controle de inclusões cada vez mais importante. Durante o refino secundário de aços, ocorrem a eliminação de impurezas, ajuste da composição química e ajuste da temperatura do aço líquido. A remoção de inclusões não-metálicas geralmente ocorre nessa etapa, sendo realizada pela escória. Neste trabalho, foi definido um planejamento de experimentos para que numa segunda etapa, os conhecimentos obtidos possam ser comparados e transferidos para a prática industrial. Inicialmente, foi feita uma revisão da literatura sobre experimentos realizados em fornos de laboratório com amostras de aços e escórias focados na remoção de inclusões. Depois de analisados diferentes arranjos experimentais propostos, alguns trabalhos selecionados foram analisados com respeito às inclusões e às escórias presentes. Finalmente, no planejamento proposto, definiu-se que os experimentos serão realizados em forno resistivo com passagem de argônio. As amostras serão fundidas em cadinhos de MgO na temperatura de 1600ºC e, após 90 minutos nesta temperatura, as mesmas serão resfriadas em água. Alguns parâmetros que poderão ser estudados são a população de inclusões, viscosidade efetiva da escória, teor de oxigênio total e composição de inclusões ao longo do tempo.

Oct 30, 2017

By Caroline Gomes de Oliveira

A busca por materiais que atendam as demandas ambientais que vem surgindo com o passar dos anos abre um importante mercado para a aplicação de fibras naturais. Além de biodegradáveis e provenientes de fontes renováveis, as fibras naturais possibilitam a produção de materiais compósitos de baixa densidade e com boas propriedades mecânicas. Para aumentar ainda mais essas propriedades, estuda-se o uso de tecidos de fibra natural em vez das fibras alinhas. As principais vantagens desta nova configuração são o reforço em mais de uma direção ao mesmo tempo e o fato de serem mais compactos, viabilizando a incorporação de uma fração maior de material de reforço. O presente trabalho investigou a resistência ao impacto de compósitos de matriz poliéster reforçados com tecido puro de rami, que é uma das fibras lignocellusosicas mais resistentes encontradas até hoje. Os corpos de prova foram reforçados com 1, 2 e 3 camadas de tecido e foram ensaiados num pêndulo de impacto Izod. Concluiu-se com base nos resultados que o aumento da fração volumétrica de tecido aumenta a resistência ao impacto dos compósitos.

Aug 17, 2017

By Letícia dos Reis Gonçales

A liga AZ91D apresenta 9%pAl e 1%pZn e pode ser submetida a tratamento térmico de solubilização seguido de envelhecimento para melhoria de propriedades mecânicas por meio de precipitação da fase beta-Mg17Al12. Esta fase, porém, pode ter efeitos distintos sobre o comportamento de corrosão da liga. Buscando estudar a influência do tamanho de grão da matriz alfa e a presença de precipitados beta sobre a resistência à corrosão da liga AZ91D, este trabalho utilizou lingotes com estrutura bruta de fusão na obtenção de amostras solubilizadas, laminadas a frio e então envelhecidas, para subsequente análise microestrutural e do comportamento de corrosão. A solubilização ocorreu a 445ºC por 24h e foi efetiva em dissolver quase completamente a fase beta. A laminação levou a uma redução de 20% da espessura das amostras e de 400 para 130 µm o tamanho de grão médio, após envelhecimento. O envelhecimento feito a 200ºC em 2 e 24h permitiu a precipitação de fase beta em maior quantidade e melhor distribuição por contornos de grão em relação às amostras fundidas ou solubilizadas. Ensaios de imersão foram realizados, apontando uma leve queda na taxa média de corrosão quando se lamina a amostra, enquanto as amostras solubilizadas (sem fase beta) mostraram maior susceptibilidade à corrosão. Assim, é possível indicar que o refinamento de grãos é benéfico ao formar uma rede de proteção em ligas de magnésio AZ91D, apesar de introduzir defeitos gerados pela laminação.

Aug 17, 2017

By Marcelo Braga dos Santos

Visando o estudo da sinergia entre abrasão e corrosão concebeu-se um novo instrumento, permitindo a medição das forças que atuam sobre o contacto. O dispositivo consiste de um equipamento de micro-abrasão por esfera fixa dotada de uma célula de carga de três eixos, e uma célula eletroquímica. Uma membrana protetora flexível foi desenvolvida para isolar a célula de carga, situado no exterior da célula eletroquímica, da amostra no interior da célula. Uma solução corrosiva com partículas abrasivas é continuamente alimentada no contacto entre a amostra e a esfera. Os ensaios de abrasão-corrosão foram realizados simultaneamente em aços inoxidáveis e ferríticos. Também foram executados ensaios de micro-abrasão e corrosão separadamente para avaliar a capacidade do equipamento nos estudos da sinergia entre a micro-abrasão e a corrosão. Para as três condições de ensaios (micro-abrasão, corrosão e abrasãocorrosão) o equipamento se mostrou eficiente em evidenciar a variação nas propriedades do material com excelente repetibilidade. Para os aços austeníticos, as mudanças nas condições de carregamento nos ensaios de abrasão-corrosão induziram variações significativas nas curvas de polarização. A capacidade única de acompanhar as forças que atuam sobre o contato dos processos de abrasão-corrosão pode abrir caminho para novas descobertas sobre o estudo da sinergia na abrasão-corrosão, em especial, a dissipação de energia na interface quantificada através do coeficiente de atrito.

Aug 16, 2017

By Marcus Wolter Ferreira

O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia para aprovação de tubos com alta resistência a colapso de acordo com os requisitos da norma internacional API5CT grau N80, produzidos por tratamento térmico de tempera e revenimento, utilizando fornos de indução em tubos fabricados pelo processo de soldagem com resistência elétrica em alta frequência (ERW/HFIW). Neste trabalho são exploradas as principais propriedades mecânicas e dimensionais de um tubo de revestimento com diâmetro externo de 177,8 mm e parede 8,05 mm grau N80 processado para atingir alta resistência a colapso, onde serão apresentados os resultados do processo de qualificação para validação de sua produção em série.

Oct 30, 2017

By Pedro Cunha Alves, Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Julio Aníbal Morales Pereira, Antônio Cezar Faria Vilela

A limpeza e a reoxidação de um aço SAE 1055 modificado foram avaliadas durante a sua produção em uma aciaria elétrica. Escória A no sistema óxido CaO-SiO2-MgO-Al2O3-CaF2 (CSMA-F) e escórias B e C no sistema óxido CaO-SiO2-MgO-Al2O3 (CSMA) foram analisadas. Duas amostras de aço foram coletadas em ambiente industrial: forno panela e barra laminada. ASPEX Explorer foi utilizado para obter informações sobre as inclusões, organizando-as por composição química, tamanho, densidade e tipo. FactSage v7.2 calculou as inclusões formadas durante a solidificação do aço, fração líquida e sólida das escórias e viscosidade da fração líquida. Após o refino secundário, o tipo mais comum de inclusão encontrada foram os aluminatos de cálcio. Na barra laminada, o espinélio foi o tipo de inclusão mais frequente, indicando um possível produto de reoxidação. Sua formação pode ser causada devido a interação com os materiais utilizados no distribuidor e molde. A redução da temperatura também favorece a formação de espinélios, como demonstrado pelo FactSage. As inclusões de espinélio foram analisadas pelo método Função de Densidade Populacional (PDF), que identificou que as corridas A1, A2, C1 e C2 apresentavam inclusões de espinélio formadas por reoxidação. Uso de escória no sistema CSMA é indicado já que eventos de reoxidação foram diminuídos nas corridas B1 e B2. No entanto, é necessária uma análise mais profunda dos materiais utilizados no distribuidor e molde para melhorar a limpeza do aço SAE 1055.

Oct 1, 2019

By Bruno Valladão Fraga

Esse trabalho tem como objetivo apresentar a estratégia adotada para a migração dos sistemas de otimização de processo dos três Altos Fornos da ArcelorMittal Tubarão. O desenvolvimento dos novos sistemas é baseado no Plano Diretor de Tecnologia de Automação (PDTA) que definiu a arquitetura, tecnologias e elaborou o Framework como base das aplicações. Para a migração dos sistemas foi elaborada uma especificação detalhada de todos os módulos e funcionalidades existentes, permitindo dessa forma a criação de uma camada com as principais regras de negócios relativas ao processo para serem reutilizados em todos os Altos Fornos. Essa camada deu origem ao Framework dos Altos Fornos. Os resultados obtidos já podem ser vistos nos três sistemas migrados para a nova plataforma, com um alto desempenho e estabilidade, garantido dessa forma a segurança operacional objetivada.

Aug 17, 2017

By Caroline Gomes de Oliveira

As fibras lignocelulósicas representam vantagens econômicas, técnicas e ambientais em comparação com as fibras sintéticas, como fibra de vidro por exemplo, quando se considera as alternativas de reforço aos compósitos. A fibra natural usada no presente trabalho é a fibra de eucalipto, que é largamente cultivada em território brasileiro. Este trabalho tem como objetivo avaliar uma análise estatística da correlação entre o diâmetro e a densidade da fibra de eucalipto. Para isso, foi aplicado o método de Weibull. O diâmetro foi obtido por meio de medições em projetor de perfil, enquanto a densidade utilizou determinações precisas da massa e do volume de fibras. Os resultados revelaram uma dependência inversa entre o diâmetro da fibra de eucalipto e sua densidade

Aug 17, 2017

By Alexandre Furtado Ferreira

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um modelo matemático de conservação de massa e energia tendo como base a medição intermediária da sublança (Modelo Dinâmico). O modelo utiliza como dados de entrada informações sobre massa e composição da carga metálica, valores adicionados de fundentes na corrida e as informações obtidas com a medição intermediária aos 88% do sopro de oxigênio calculado pelo Modelo Estático. O algoritmo foi desenvolvido em C# e está integrado na rede de Nível 2 da CSN. Os resultados de acerto simultâneo de temperatura e carbono final de sopro obtido pelo modelo dinâmico foram superiores ao Modelo Estatístico até então utilizado. Tal fato permitiu a redução do ressopro decorrentes de imprecisão do modelo e ganho em produtividade.

Aug 17, 2017

By Kengo Usui

The energy consumption of Iron-making, especially Blast Furnace (BF), is very large. In order to maximize the utilization of limited resource, it is essential to reduce energy consumption and recovering waste energy in BF. This paper introduces energy saving equipment based on NSENGI’s over 80 BF construction experiences since 1963. The first is the technology for the Top Charging System for low fuel-rate operation. One of the important factors to achieve such operation, the burden should be charged uniformly. Since 1974, NSENGI have developed and delivered over 80 Top Charging equipments for such purpose and nowadays, developed new type Top Charging equipment with improvement of charging precision. The second is the technology for Solely BFG Operation in Hot Stove, which means no use of other fuel gas such as LDG, COG. It is realized by high combustibility of NSENGI’s Top-Combustion Hot Stove with Metallic Burners, and large amount of heat recovery of Waste gas Heat Recovery system with heat medium. The third is the technology for effective energy recovery in TRT. With NSENGI’s latest Gas Cleaning System “Multi-Vessel Electrostatic Precipitator" (MVEP), TRT will be able to generate higher electrical energy by approx. 30% than that of wet-type. In comparison with dry bag-type, MVEP allows temperature fluctuation which lead to generate higher electrical energy by approx. 10% NSENGI therefore, will be able to accept and meet your request widely.

Aug 1, 2018

By Breno Totti Maia

In the present paper, a new energy balance equation was developed, considering the slag phase, in order to define the effects of jet penetration and determine a new value for the factor K. The factor K measure the resistance to momentum transference between exit nozzle and metallic bath. The experiments were performed based on the same conditions of the article used as a comparison. The results showed the same behavior between the experiments and it was possible to determine a new value for the factor K, which changed from the unit order for the metal phase system to hundredths order for the metal and slag phase systems. These results are considered unprecedented.

Aug 17, 2017

By Andreas Jungbauer

The Chinese steel producer Rizhao Steel is now focusing on the highly attractive local and export markets for high-quality, thin-gauge strip products. The first line of five Arvedi ESP plants began operations in the spring of 2015. The new casting-rolling complex is designed for a total annual production capacity of 11 million tons of highquality, ultra-thin, hot-rolled strip products with widths of up to 1,600 mm and thicknesses down to 0.8 mm. The energy consumption and related costs are reduced by up to 45% compared with conventional casting and rolling processes. This also means a major reduction in CO2 emissions. During the project phase, the plant personnel from China received extensive training at the licensor’s plant – Acciaieria Arvedi S.p.A. in Italy – to prepare them to deliver the best operational performance with the new state-of-the-art endless casting-rolling facility. The plant setup, the training and support program, as well as the latest results from the start-up are presented in this paper.

Aug 16, 2017

By Daniel Mesquita Duarte

A configuração física de equipamento do sistema de desenfornamento do laminador Morgan na unidade Resende, que é preparado para laminação em dois veios, torna o controle de GAP entre barras muito complexo. O sistema de controle original era suscetível a variações, acarretando na limitação do GAP mínimo na entrada do laminador em cinco segundos. Tendo como base as fontes de variação do projeto original, foi desenvolvido um novo sistema de controle que reduziu as variações em até 1700 %, reduzindo o GAP mínimo de cinco para dois segundos. No que tange à questão do GAP mínimo, o novo sistema de controle garante uma tolerância de 0,1 segundo. Este novo sistema pode ser dividido em duas partes: o controle e correção do GAP entre o forno e a primeira gaiola, e a correção de GAP no trem desbastador.

Jul 30, 2018

By Pedro Forastieri de Almeida Prado

A fim de recuperar-se todos os materiais presentes em painéis fotovoltaicos, o emprego de solventes orgânicos para promover a dissolução da fração polimérica e liberação dos componentes é uma alternativa ao tratamento térmico tradicional. Com o objetivo de verificar-se o impacto dessa etapa na recuperação de prata, o metal de maior valor presente nos painéis de silício cristalino, comparou-se taxas de recuperação de prata para rotas distintas de separação de materiais e cominuição: uma rota por dissolução do encapsulante através de solventes e uma rota por tratamento térmico e destruição do encapsulante. Utilizando-se o isopropanol como solvente, ainda foi analisada a contribuição da cominuição para a liberação da prata. Os ensaios de lixiviação foram realizados com soluções de 5M HNO3, analisando-se as concentrações de prata por ICP-MS. O processo de calcinação foi realizado em forno a 480°C, a dissolução do encapsulante realizada com isopropanol e a cominuição realizada em moinho de facas. Foi concluído que a separação com isopropanol não afetou a quantidade de prata lixiviada na etapa de recuperação de metais. Além disso identificou-se que a cominuição não seria necessária sob as condições de lixiviação utilizadas, já que poderia potencialmente contribuir para perda de prata no processo.

Oct 30, 2017

By Otávio da Fonseca Martins Gomes, Renata Hiraga de Vasconcellos Cruz

Maghemite is a mineral formed from magnetite oxidation at low temperatures, an intermediate term of the magnetite-hematite series. Maghemite could be misidentified as magnetite by X-ray diffraction, and/or as hematite by spot chemical analysis. Nevertheless, non-stoichiometric magnetite was detected and quantified in samples of Brazilian soils and iron ores by the Rietveld method refinement of its structure. The results were confirmed by optical microscopy and Raman spectroscopy, thus validating the method. X-ray diffraction with the refinement of the isomorphic substitution of Fe2+ by Fe3+ along the magnetite-maghemite solid solution could help to suitably characterize maghemite in iron ores.

Oct 3, 2019