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By Gilberto Thiago de Paula Costa

Este artigo apresenta o SALF, um software nacional desenvolvido para simular o processo de laminação a frio de chapas através do método dos elementos finitos. O programa utiliza a formulação implícita/rígido-plástica em suas análises. Simulações retiradas da literatura foram realizadas com o software, sendo os materiais simulados alumínio e aço, com espessuras de 3,0 mm e 1,0 mm, reduções de 5% e 30% e atrito de 0,06 a 0,15. Os resultados do SALF ficaram bem próximos dos resultados descritos na literatura. Desta forma, a partir de agora, as siderúrgicas nacionais têm uma ferramenta nacional para simular o processo de laminação a frio, a qual pode auxiliar na melhoria de seus processos e produtos.

Aug 17, 2017

By Diego Pacheco Wermuth

O presente trabalho apresenta os resultados do estudo e aproveitamento de cinzas leves da queima de carvão mineral em termelétrica, como reforço para o Compósito de Matriz Metálica de cobre. Foram estudados diferentes percentuais de cinzas leves como reforço para o cobre, sendo misturados estes pós através de misturador “duplo v”, compactando os pós em diferentes pressões e sinterizando os corpos de prova obtidos pela compactação. A amostra sinterizada que apresentou a maior dureza entre todos os corpos de prova sinterizados, atingindo 89 HV, foi utilizada como base para a formulação e obtenção de novos corpos de prova, que foram estudados sob condições de moagem dos pós por moinho de bolas e moagem de alta energia. A fabricação do compósito seguiu os padrões industriais do processo de Metalurgia do Pó, como a mistura e moagem dos pós, compactação dos pós e sinterização em atmosfera controlada. Foi realizado o estudo das propriedades mecânicas do compósito formado por cobre e cinzas leves, que comprovou o aumento da dureza para 122 HV. Este trabalho proporciona uma nova aplicação para as cinzas leves, utilizando estes resíduos de usinas termoelétricas como matéria prima para reforço mecânico na composição de peças à base de cobre na indústria metalúrgica.

Aug 17, 2017

By Afshin Sadri

Uma das principais razões para o reparo de altos-fornos é a perda do revestimento refratário, principalmente nas regiões da soleira e onde são feitos os furos de corrida. A operação intensa dos altos-fornos pode resultar em desgaste e deteorização extensiva do material refratário. Isto pode, então, afetar a continuidade das operações e a vida útil do forno. Novo-Lipetsk (NLMK) e a Hatch desenvolveram uma abordagem sistemática para monitorar a condição do revestimento da soleira dos altos-fornos usando Acousto Ultrasonic-Eco (AU-E), um sistema de ensaios não-destrutivos desenvolvido pela Hatch. Inspeções contínuas e periódicas dos altos-fornos revelaram áreas com deterioração acelerada do material refratário, formação extensa de “elefant foot” e acelerado desgaste do refratário, assim como fissuras e outras anomalias. Para prolongar a vida do forno, mantendo a intensidade de suas operações, algumas modificações, tais como a melhoria da qualidade do coque e da limpeza das placas de resfriamento e adição de óxido de titânio, entre outras medidas, foram recomendadas e aplicadas. Este trabalho demonstra como esforços coordenados entre a NLMK e a Hatch resultaram no prolongamento da vida útil de um alto-forno

Aug 17, 2017

By Rafaela Pacheco Malvão dos Santos

O gusa pode ser dessulfurado em carros torpedos ou em panelas de transferência, já que a dessulfuração do gusa é termodinamicamente favorável, devido as condições redutoras e interação do enxofre e carbono. Dessa maneira, neste trabalho, busca-se avaliar a literatura disponível para fornecer subsídios a elaboração de um modelo matemático para a cinética do processo de dessulfuração usado em escala industrial. Foram realizados testes industriais e coletadas amostras de escória e de gusa em quatro momentos do processo de dessulfuração. Dentre os modelos cinéticos disponíveis o modelo de Oeters, foi selecionado por sua simplicidade e adequação às condições da CSN. Com os dados obtidos na amostragem, derivou-se um modelo adaptado do modelo de Oeters para a uma equação de previsão do teor de enxofre ao longo da dessulfuração em carro torpedo.

Aug 17, 2017

By Márcia Maria da Silva Monteiro Pereira

Flúor é muito usado em pós de molde aplicados no lingotamento contínuo de aços. Embora o flúor seja importante no comportamento de fusão, infiltração da escória e cristalização do filme de escória, ele tem algumas desvantagens uma vez que o flúor reage com a escória, produzindo substâncias como NaF e SiF, as quais, por sua vez, reagem com a água no resfriamento secundário, formando HF. Estas desvantagens levam a severa corrosão do maquinário e risco para a saúde dos funcionários da usina. Por isto, é necessário remover o flúor dos fluxantes. Pó fluxante para lingotamento de placas livre de flúor está sendo desenvolvido como resultado de uma parceria entre fornecedor de pós fluxantes e a siderúrgica. Relacionado a isto, matérias primas alternativas para substituir F na composição dos pós fluxantes foram investigadas. Pesquisas indicaram B2O3 como substituto em potencial de flúor para escórias de molde. Os testes industriais, feitos em uma siderúrgica brasileira, foram realizados com o objetivo de analisar seu comportamento durante a operação de lingotamento contínuo em aços de baixo carbono. Parâmetros tecnológicos como: absorção de inclusões, espessura da piscina líquida, consumo de pó fluxante e índice de erosão da válvula submersa foram monitorados durante o lingotamento contínuo com o objetivo de avaliar o desempenho do pó e de fornecer informações sobre sua influência na qualidade da superfície do aço. Os testes industriais de lingotamento de aços baixo carbono revelaram uma boa qualidade de superfície e redução na erosão da válvula submersa. Outros parâmetros estão em estudo.

Jul 30, 2018

By Andre Luis de Zorzi Marin

O corte a plasma de aço inoxidável tem história relativamente nova em comparação com outros meios de corte de metais. Frequentemente os usuários de corte plasma se deparam com questões específicas ao corte do aço inoxidável, como qualidade de corte, velocidade de corte, custo operacional e alterações nas propriedades metalúrgicas. Nos últimos vinte anos as tecnologias aplicadas no corte plasma do aço inoxidável tem evoluído com resultados atrativos nos últimos cinco anos. Estas tecnologias versam com alterações na mistura dos gases de plasma e de proteção, ou ainda, na mudança dos bicos de corte plasma buscando melhor constrição do arco plasma, e a devida seleção de gases em função da espessura de corte. Este trabalho foi desenvolvido através de revisão bibliográfica das principais tecnologias apresentadas pela indústria nas últimas duas décadas para o corte de aço inoxidável com plasma, e testes laboratoriais de corte com as últimas tecnologias de corte. Entre os resultados estão a redução até a eliminação da escória pós-corte, uma borda de corte menos arredondada, melhora na coloração da superfície e diminuição da zona afetada pelo calor na peça de trabalho. A importância do trabalho se dá pelo aumento da participação do uso do aço inoxidável dada a sua importância para a economia, em especial nos setores de energia, processamento de alimentos, papel e celulose e transportes que necessitam de melhorias no corte deste metal e suas ligas.

Jan 16, 2018

By Ruediger Holz, Tommaso Settimo, Luciano Vignolo

Optimized CAPEX, OPEX, new products, yield and product quality in new process equipment as well as by upgrading of existing facilities are the key factors for success and profitable operation. For this, innovation in processes and design is crucial. Danieli can support their clients by offering innovative and well-thought-out process equipment and upgrade solutions. In 2018, Danieli has put into operation a complete cold processing complex in Turkey, which includes a new continuous pickling tandem mill featuring latest generation of market oriented technologies. In this line, dedicated to run a broad range of size and grades (IF to AHSS as DP1000), the highly efficient Turboflow® pickling process was selected. This technology already proved its efficiency and ability in former applications handling ultra-thin gauges at speeds even exceeding 400 m/min in the pickling tanks. The 5-stand 6-high OSRT tandem mill features important developments, like actuators to improve significantly strip flatness and a special air knife arrangement on the tandem mill exit side to generate perfect strip surface cleanliness. In galvanizing lines, the zinc pot is the most effective area to reduce costs in operation and consumables and increase the product quality. Danieli has spent significant efforts in developing most advanced technology for the wiping process. A fully integrated system solution has been designed to perform a wiping process with high quality, economy, accuracy and productivity. Center part is the newly developed X-Jet / Compact X-Jet air knife, added by new generation electromagnetic stabilizer as well as robotic systems to reduce human intervention and health risks in this area. This technological package is ideal also for upgrade of existing lines, typically generating a return of investment less than 1 year. On top, Danieli has developed advanced automation systems including L2 and L1 controls to achieve outstanding product performances.

Oct 1, 2019

By Leandro Ramos Rodrigues, Jorge Emil João da Penha Júnior, Sérgio Valle Júnior

Esse artigo apresenta a estratégia adotada pela ArcelorMittal Tubarão referente extração de dados de pesagens realizadas pelas pás carregadeiras de forma automática. Para isto, foi desenvolvido um hardware que coleta e envia os dados por meio de uma comunicação de dados 3G/4G para o ambiente de nuvem da Microsoft por meio do produto Microsoft Azure IoT Hub, após isto os dados são enviados para o sistema de balanças rodoviárias da ArcelorMittal Tubarão. A Implantação da solução trouxe uma redução de 17% do tempo do recurso da contratada e 9% do tempo do recurso próprio, além de aumentar a confiabilidade do processo de consolidação dos dados de pesagem das pás carregadeiras.

Oct 1, 2019

By José Raphael Olegário França

Os vergalhões CA50 bitolas finas 8,00 mm a 16,00 mm, em rolos produzidos via Stelmor são os produtos de maior demanda da CSN aços longos. Estes produtos sofrem tratamento térmico de resfriamento ao ar forçado via esteira transportadora de espiras, após serem laminados e espiralados. Devido a parâmetros e características do próprio processo o produto final apresentava heterogeneidade nas propriedades mecânicas que era causada por um resfriamento diferenciado das espiras, gerando reprovação na inspeção da qualidade. Através do uso de pirômetros para monitorar a temperatura das espiras e uma otimização do resfriamento com defletores do fluxo de ar ao longo da esteira transportadora, tornou-se possível reduzir a heterogeneidade das propriedades mecânicas, assim como a elaboração de ferramentas que ajudam na parametrização do Stelmor.

Aug 16, 2017

By Matheus Martini

A escória de aciaria LD é um coproduto abudantemente gerado através da metalurgia primária e secundária, sendo que após seu resfriamento e beneficiamento pode ser aplicado em diversos setores, mas que necessita ser submetido a processo de envelhecimento para minimização da expansão. Em geral, no Brasil, o Método PTM-130/78 é o mais utilizado para avaliar o potencial de expansão, entretanto o método leva 14 dias para obtenção dos resultados. Por meio de uma cooperação técnico-econômica entre a CSN e a EEL-USP, o método de expansão foi correlacionado com as fases identificadas e quantificadas por Difratometria de Raios-X e Método de Rietveld, respectivamente, além de compreender o mecanismo de expansão. Análises de regressão múltipla permitiram ajustar modelos matemáticos com 97,0% de ajuste e uma redução no tempo de ensaio de 14 dias (336 horas) para 7 horas.

Aug 16, 2017

By Noan Tonini SImonassi

Fibras de rami (Boehmeria nivea) estão entre as lignocelulósicas naturais com potencial para utilização em compósitos poliméricos. O presente trabalho avalia a resistência ao impacto deste tipo de compósito. Corpos de prova normalizados foram confeccionados com percentuais de até 30% em volume de tecido de rami alinhadas ao longo de todo o comprimento. As fibras foram embutidas sob pressão em matriz de resina poliéster do tipo ortoftálica curada à temperatura ambiente por 24 horas. Os corpos de prova foram ensaiados em pêndulo de impacto Izod e as superfícies de fratura analisadas por microscopia eletrônica de varredura, MEV. A resistência ao impacto aumentou exponencialmente com a quantidade relativa de tecido de rami reforçando o compósito. Este desempenho foi associado à dificuldade de ruptura imposta pelas fibras bem como ao tipo de trincas resultantes da interação tecido de rami/matriz de poliéster que ajuda a absorver a energia do impacto.

Aug 17, 2017

By Rafael Amboss Pinto

O objetivo do SHTPN (Solution Heat Treatment after Plasma Nitriding) é a adição de nitrogênio em solução sólida na superfície, formando austenita durante o tratamento térmico de solubilização, possibilitando a obtenção de martensita de nitrogênio após o resfriamento. Foram ensaiadas amostras nas condições: de fornecimento (microestrutura ferrítica); nitretada (com camada de compostos); após SHTPN (martensita não revenida); e SHTPN seguido de quatro temperaturas de revenimento (martensita revenida). Os ensaios tribológicos foram realizados em placa contra esfera de metal duro, movimento recíproco. Os mecanismos de desgaste foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e as profundidades das pistas foram medidas em rugosímetro 3D. A condição de maior resistência ao desgaste foi a nitretada. Entretanto, a superfície desgastada destas amostras apresentou microtrincas. O comportamento tribológico da amostra revenida a 600°C foi similar ao observado para amostra no estado de fornecimento, pois apresentaram predominância do mecanismo de adesão, com grandes deformações plásticas na superfície. Todas as outras condições apresentaram menores profundidades de desgaste do que o estado de fornecimento, com mecanismos predominantes transitando de abrasão para adesão com o aumento da temperatura de revenimento. Na amostra após SHTPN, a baixa capacidade de deformação plástica da camada martensítica não revenida causou fratura do material nas laterais da pista, o que não ocorreu para as condições revenidas.

Aug 8, 2018

By Larissa Mitie Ihara

Foram encontrados vários casos de falha de engrenagens de redutores de grande porte, aplicados em turbogeradores em usinas de cogeração. Este trabalho tem como objetivo a análise de falha dessas engrenagens bihelicoidais. Engrenagens operam sob condição de carregamento cíclico variável, logo seus principais modos de falha são fadiga de contato e por flexão de dentes. A engrenagem estudada, fabricada em aço 18CrNiMo7-6, foi utlizada em campo e apresentou fratura em dois dentes. Realizou-se uma análise de espectrofotometria para confirmação da composição química do material base. Uma análise microestrutural foi realizada utilizando microscopia óptica, revelando que a microestrutura corresponde a martensita com austenita retida. Foi feito um perfil de microdureza no plano transversal do dente, que indicou uma camada cementada efetiva de 2.150 µm e dureza de 715 HV0.1 na superficie. Foi feita uma fractografia macroscópica para determinação das caracteristicas da fratura, o que permitiu identificar marcas de praia e deltas de rio. Aliado a isso, foram feitas imagens por microscopia eletrônica de varredura, determinando o local do início da trinca. A partir dessas evidências, pôde-se concluir que o mecanismo de falha predominante foi fadiga por flexão de dente.

Aug 17, 2017

By Geraldo Lúcio de Faria

O sucesso do transporte ferroviário depende, entre outras coisas, da integridade física dos componentes metálicos empregados na via permanente. Um dos mais importantes é o trilho, pois falhas catastróficas deste componente podem gerar graves acidentes. No intuito de desenvolver aços com bom desempenho para esta aplicação, estudos têm sido desenvolvidos para se entender os efeitos de composição química e histórico de processamento termomecânico sobre a microestrutura e propriedades mecânicas dos aços. Neste contexto, este trabalho caracterizou microestruturalmente dois aços de aplicação ferroviária, sendo um Standard e um Premium. Amostras representativas destes aços foram submetidas a ensaios dilatométricos e a cinética de transformação de fases austenita-perlita foi investigada. Por meio dos resultados obtidos, foi possível concluir que o aço Premium estudado possui microestrutura mais refinada e que este efeito é devido, principalmente, à menor concentração de Mn em sua composição química. O menor teor de Mn facilita a nucleação de cementita eutetóide, possibilitando a formação de perlita em tempos mais curtos e temperaturas mais baixas do que no aço Standard. Isto possibilita que o aço Premium, em seu processo de fabricação, possa ser resfriado a taxas mais elevadas do que o Standard sem formação de martensita, justificando sua estrutura mais refinada.

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 Hou Xuan

O objetivo deste trabalho foi estudar os parâmetros de lingotamento contínuo e os seus impactos na qualidade superficial do tarugo e principalmente relacionados às trincas superficiais. Alinhado com a literatura de solidificação do aço, a velocidade de lingotamento e a refrigeração secundária foram os parâmetros focados no trabalho devido a sua forte influencia na geração e propagação das trincas superficiais do tarugo. Os parâmetros de processo foram comparados com os utilizados nas outras usinas de aços especiais que são benchmarking em qualidade superficial e as boas práticas aplicadas no equipamento da Gerdau Pindamonhangaba. O resultado deste trabalho gerou uma redução de 40% no sucatamento por trincas superficiais em barras laminadas.

Jul 30, 2018

By Foluke Salgado de Assis

Este trabalho visa apresentar alguns resultados obtidos através de ensaios balísticos realizados em sistemas de blindagem multicamada. Seguindo as especificações da norma americana NIJ 0101.06, foram realizados ensaios utilizando munição de calibre 7,62x 51 mm, que possui velocidade acima de 800 m/s. A blindagem multicamada utilizada possui como camada frontal uma pastilha hexagonal cerâmica (alumina dopada com 4% de nióbia), segunda camada de compósito de matriz poliéster reforçada com tecido de juta e como terceira camada uma placa de alumino 5052 H34. A utilização de compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais em substituição às fibras de aramida é de grande interesse, pois além de desempenharem a mesma função no sistema de blindagem, possuem um valor de mercado bem menor. Com os resultados obtidos do ensaio balístico, os valores foram associados com o seu comportamento dinâmico utilizando o método do casamento de impedâncias.

Aug 17, 2017

By Carlos Bruno Eckstein, Cayo Vinicius da Silva Lima, Gabriela Ribeiro Pereira, Thiago Tôrres Matta Neves, Clara Johanna Pacheco, Laudemiro Nogueira Junior, Luiz Henrique de Almeida

Aços austeníticos HP atualmente são os materiais utilizados em tubos de fornos de reforma a vapor devido as suas propriedades superiores a altas temperaturas de operação. Por causa da exposição a ambientes oxidantes durante o serviço, na parede externa dos tubos é formada uma complexa camada de diferentes óxidos e, adjacente a esta, se forma região empobrecida de cromo. A presença de uma resposta magnética nesta região influencia diretamente o desenvolvimento de fermentas de inspeção não destrutiva para avaliação magnética da evolução microestrutural em fornos de reforma a vapor. Para caracterizar a resposta magnética desta camada transformada, foi utilizada uma amostra com estado de envelhecimento V utilizando-se a técnica de microscopia Kerr. Foram realizadas análises qualitativas por meio de imagens e análises quantitativas através do levantamento da curva de histerese. Os resultados permitiram identificar regiões com domínios magnéticos e correlacionar o seu comportamento com o valor do campo magnético aplicado.

Oct 29, 2019

By Leandro Gusmão da Silva

Neste trabalho, foram estudados os efeitos da irradiação de uma superfície polida do aço inoxidável tipo ASTM F138 com laser de pulsos ultracurtos. As irradiações foram realizadas variando-se a velocidade de varredura do laser, ou seja, a taxa de sobreposição espacial de pulsos. Foi observado que após a irradiação houve uma visível mudança na coloração da amostra. Também foi verificado que com o aumento da taxa de sobreposição de pulsos a superfície tendeu a tornar-se preta, ou seja, absorvedora de luz. Com essa técnica, pode-se realizar marcações com alto contraste sem que haja formação de camadas de óxidos, nitretos ou alterações microestruturais no metal, o que é importante para um material com a precisão que um implante exige.

Aug 17, 2017

By Patrick Edward Connell

The next generation of the well-established 3-roll Reducing & Sizing Block (RSB), the RSB SCS® is the latest milestone in reducing and sizing technology for SBQ products. It offers enhanced bar quality, improved productivity, mill availability and economy as well as a simplified, safe and environmentally friendly operation. A newly developed modular drive concept of the RSB SCS® grants a smaller footprint in the layout, a reduced oil-lubrication volume and a simplified maintenance schedule. Intelligent engineering leads furthermore to reduced hydraulic functions of the RSB SCS®, which ensures a safe and environmentally friendly rolling. Another integral part of the RSB SCS® is an innovative stand changing concept, which allows automatic stand changing within three minutes. The new RSB SCS® also includes a Fast Remote Control (FRC) which enables the immediate adjustment of the roll gap against the rolling force (under load) within milliseconds. Size changes along the free-size range can also be made within the traditional billet gaps in less than five seconds. At the core of the future-oriented RSB SCS® is a real-time closed-loop control system called Size Control System (SCS®) acting with 3-roll stands adjustable under load (AUL) and / or the heavy duty stands. These features remarkably further improve the rolled tolerances and their reproducibility, and at the same time simplify the operation by means of an automated optimization of the process parameters for the rolled bars.

Aug 16, 2017