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By Afonso Cardoso da Silva, Romeu Thomaz Viana Jr, Emanuelle Garcia Reis, José Herbert Dolabela da Silveira

The Gerdau Ouro Branco Mill, three years after the implementation of its new plate mill, has started to develop high complexity products. The plate mill’s learning curve has been increasingly challenging since products are being developed to their highest grades. This work aims to present the first results of the development of steels of the strength class of 510 MPa produced by TMCP (Thermomechanical Controlled Processing) followed by accelerated cooling. These results show the potential and advantage of the accelerated cooling process regarding to obtain products of high mechanical strength and high toughness, associated with a low equivalent carbon.

Oct 1, 2019

By Luiz Augusto Ferreira de Campos Viana

O processamento de aços ARBL (Alta Resistência Baixa Liga) para fabricação de bens de capital de dimensões avantajadas pode sobrecarregar máquinas operatrizes de indústrias do setor metal-mecânico. Uma rota alternativa para processamento deste material é a conformação do mesmo a temperaturas elevadas (processamento "a morno"), para redução de seu limite de escoamento e consequente diminuição do esforço nos equipamentos. Entretanto as propriedades mecânicas destes materiais devem ser mantidas após seu retorno à temperatura ambiente. Neste trabalho um aço ARBL temperado e revenido foi submetido a 1, 3, 5, 7 e 9 ciclos térmicos, com a soma do tempo de todos os ciclos térmicos igual a 10 horas e temperatura de 580°C. Em seguida ensaios mecânicos de tração, impacto em corpos de prova Charpy-V e dureza Vickers foram executados. A caracterização microestrutural e análises fratográficas dos corpos de prova de tração e impacto foram realizadas por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV). A análise microestrutural revelou o coalescimento de partículas de cementita em todas as amostras. A resistência mecânica dos corpos de prova submetidos a 1, 3, 7 e 9 ciclos caiu. A energia absorvida no ensaio de impacto aumentou para estas amostras. O corpo de prova submetido a 5 ciclos térmicos apresentou endurecimento secundário. A fratografia de todos os corpos de prova ensaiados a tração revelaram fratura dúctil. O mesmo ocorreu para os corpos de prova submetidos ao ensaio de impacto, exceto para os corpos de prova submetidos a 5 ciclos térmicos. Em nenhum dos casos ocorreu descaracterização do material com quedas nos limites de resistência a valores inferiores aos especificados pelo fabricante.

Aug 16, 2017

By Ryoma Fujiyoshi

In this article, the technologies of highly durable MgO-C bricks for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters are demonstrated. On the bases of our recent investigations, wear of scrap impact zone and bottom tuyere are explainable in terms of crack initiation and propagation. Theoretically, crack propagation in brittle material is regarded as generation of new crack surface area. It occurs when the elastic strain energy stored in the material exceeds the energy required to generate a new crack surface area. Since the overall energy consumed for crack propagation until fracture is evaluated by fracture energy, materials exhibiting high fracture energy can be regarded as materials with high fracture resistance. Therefore, two fracture energy-improving technologies for MgO-C bricks were developed. One is matrix reinforcement and the other is carbon bond enhancement. These technologies were applied to bricks for the scrap impact zone and bottom tuyere. As a result of commercial applications, notable decreases in wear rates were recognized for high fracture energy materials for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters.

Oct 30, 2017

By Victor Velho de Castro

O presente trabalho tem por objetivo avaliar a resistência ao desgaste de dois diferentes materiais (três amostras de aço SAE 52100 e três amostras de SAE 1045) em diferentes condições microestruturais, sem lubrificação e com lubrificação (utilizando biodiesel B100, óleo diesel/biodiesel B50 e óleo diesel comercial B7). Quatro amostras foram submetidas a tratamento térmico de têmpera (830°C resfriado em óleo nas amostras de aço SAE 52100 e 850°C resfriado em água nas amostras de SAE 1045) seguida de revenimento (100°C e 200°C nas amostras de aço SAE 52100 e 100°C e 300°C nas amostras de SAE 1045). Os ensaios foram realizados em um tribômetro do tipo pinosobre- disco, com rotação de 300 RPM, 1,5kg de carga e 4400m de distância percorrida, seguindo as recomendações da norma ASTM G99–95, medição da microdureza superficial da pista de desgaste e avaliação da superfície desgastada das amostras com um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Ao final dos ensaios, observou-se a variação da resistência ao desgaste entre os diferentes materiais, diferentes microestruturas e diferentes lubrificantes aplicados no ensaio. Os resultados indicaram uma tendência de diminuição de desgaste nos ensaios realizados com lubrificação de biodiesel B100.

Aug 16, 2017

By Vitor Vianna de Castro Moreira, Danilson Gonçalves de Melo e Silva, Gabriel Augusto da Fonseca

The present work aims to describe the changes made in the operational procedure of the reheating shell furnace, of the hot-rolling of seamless tubes line at Barreiro Plant of VSB, during non-production periods, focusing on reducing natural gas consumption. According to the previous procedure, the furnace was kept at 750°C on these periods, using the main burners. With the new procedure, the furnace is naturally cooled, maintaining only the auxiliary burners with a pilot light turned on, without worrying about the conservation of temperature. Subsequently, the furnace is heated with a rate of 150 ºC/h until it reaches the setpoint temperature of production. This procedure change was successful and didn’t cause operational and security problems. The minimum stoppage time needed for the natural cooling to be economically favorable is 6 hours and 30 minutes. The new procedure reduced the natural gas consumption in 4.500 Nm³, considering 24 hours of stoppage, achieving an estimated annual economy on the thermal energy costs of R$440.000,00 in 2019.

Oct 3, 2019

By Felipe da Silva Siqueira, Weslley Luiz da Silva Assis, Gláucio Soares da Fonseca, André Luiz Moraes Alves, Guilherme Dias da Fonseca, Paulo Rangel Rios

Com o contínuo advento dos materiais aumenta-se as chances de uma dada transformação envolver duas ou mais fases produto. Quando essa transformação de uma fase matriz em duas ou mais fases produto ocorre, ela pode ser simultânea, quando as fases produto iniciam-se no mesmo instante, ou sequencial, quando elas iniciam-se em tempos diferentes. É sabido, pela teoria clássica da nucleação, que a nucleação heterogênea tem vantagens sobre a nucleação homogênea, e que vários sítios podem se tornar preferenciais por favorecerem a nucleação heterogênea. Dois sítios preferenciais bastante presentes são a interface de precipitados e os contornos de grão. Neste contexto, um modelamento analítico e computacional, via cone causal, foi empregado para investigar transformações simultâneas e sequenciais que possuem sítios preferenciais para a nucleação. Considerou-se que uma fase matriz policristalina que possui precipitados esféricos transforma-se em duas fases produto, 1 e 2, onde a fase produto 1 nucleou na interface matriz/partículas e a fase produto 2 nos contornos de grão. Os resultados de simulação tiveram ótima concordância com o modelamento analítico e observou-se que cada sítio preferencial teve um efeito muito distinto nas microestruturas simuladas.

Oct 4, 2019

By Steferson Ferreira de Oliveira

A máquina convencional de usinagem por descargas elétricas (EDM) é utilizada no processo de nitretação por descargas elétricas (NDE), pois permite enriquecer a superfície de um substrato de aço SAE 52100 com nitretos em meio a uma solução dielétrica composta por água deionizada e ureia. O objetivo do presente trabalho é caracterizar as camadas formadas ao utilizar uma solução dielétrica (30g / l) como fonte de nitrogênio e comparar as propriedades obtidas quando se utiliza eletrodo de cobre eletrolítico. As caracterizações das amostras no processo foram por meio das técnicas de microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microdureza Vickers (HV), revelando a formação de uma camada uniforme e endurecida de nitretos, recoberta por uma camada branca (Zona Refundida), como comprovado por difração de Raio-X (DRX) a formação de compostos com nitrogênio. As camadas formadas no eletrodo peça temperado e revenido foram mais espessas do que as que formaram no eletrodo peça esferoidizado. Para avaliar o desempenho do processo de usinagem, foram utilizados parâmetros como taxa de remoção de material (TRM), taxa de desgaste do eletrodo ferramenta (TD) e desgaste volumétrico (DVR).

Oct 30, 2017

By Ariella Vianna Fontes

A integridade estrutural das tubulações existentes em plantas de extração de óleo e gás é um dos grandes desafios na área de ensaios não destrutivos, visando garantir a segurança e eficiência da produção. Os dutos de plástico reforçados com fibra de vidro (PRFV) tem, progressivamente, substituído as ligas metálicas tradicionais por apresentarem alta resistência mecânica e a corrosão além de baixo peso específico. Todavia as conexões de vários trechos desses dutos, realizadas por juntas adesivas, podem apresentar defeitos como a falta de adesão e a falta de adesivo, tornando-se pontos propícios ao colapso. Até o momento ainda não há uma metodologia de ensaio não destrutivo consolidada capaz de avaliar a integridade das juntas adesivas. O presente trabalho apresenta a caracterização qualitativa e quantitativa dos defeitos típicos encontrados em juntas adesivas do tipo “ponto e bolsa” utilizando as técnicas de ultrassom e microtomografia. Os resultados mostraram que a técnica de ultrassom é promissora no que tange a detecção de defeitos em juntas adesivas, ainda que com limitações. A microtomografia mostrou-se adequada para caracterização qualitativa e quantitativa dos defeitos visto que esta permite analisar a estrutura interna do material.

Oct 30, 2017

By Niédson José da Silva

Ligas com memória de forma (LMF) são materiais ativos que apresentam como característica a resposta a impulsos externos, recuperando deformações aparentemente plásticas. Esses materiais têm forte potencial aplicativo como atuadores termomecânicos em diversos setores industriais, sendo de interesse o aperfeiçoamento de suas propriedades termomecânicas. A conformação mecânica do ECAE (Equal Channel Angular Extrusion) resulta em melhorias quanto às propriedades mecânicas destas ligas. Esta melhoria está relacionada à redução de tamanho de grãos devido ao cisalhamento interno que estes sofrem ao passar pelos canais interceptantes, apesar de não ocorrer nenhuma alteração na área da seção transversal do corpo de prova. Neste trabalho, realizou-se a fabricação de ligas com memória de forma da família NiTi e da matriz para a extrusão em canal angular. A conformação mecânica foi realizada numa máquina de ensaios universal. O resultado desse estudo foi a observação da melhoria das propriedades mecânicas e alteração das temperaturas de transformação, as quais são essenciais para a utilização do efeito de memória de forma. Essa análise se torna relevante quando da aplicação desse tipo de material em situações em que se requer elevada resistência mecânica aliada a eficácia dos fenômenos de memória de forma.

Aug 8, 2018

By Henrique de Araújo Resende

Em função do aumento constante da produtividade nos laminadores e linhas de processo de usinas siderúrgicas e de alumínio, está cada vez mais evidente a necessidade de aumentar as campanhas de produção dos mandris de bobinadeiras e desbobinadeiras, reduzir as paradas de manutenção das linhas além de minimizar ao máximo os custos com reparo e fabricação. Para isso, é importante conhecer os diversos projetos de mandris utilizados nos últimos anos, os maquinários envolvidos na fabricação e reparo desses equipamentos além de estar atualizado quanto às novas tecnologias que poderão ser aplicadas. Para possibilitar o entendimento descrito acima, este material será divido em 3 partes: Projetos SMS de mandris no Brasil; Condições de fabricação e reparo; Novas tecnologias. A SMS possui 58 mandris em operação hoje no Brasil estratificados entre os seus principais clientes, desde linhas de decapagem e laminação a quente até a saída do produto final após os laminadores a frio na galvanização e linhas de pintura e corte. Com isso, é possível estabelecer uma análise técnica do desempenho de cada equipamento e sobressalente de forma bem estruturada. Esse é o principal objetivo desse trabalho.

Aug 16, 2017

By Afonso Rangel Garcez de Azevedo

Este trabalhou lidou com a avaliação de amostras de tijolo de argila para alvenaria estrutural com adição de resíduo cerâmico cujas dimensões nominais são 11,5x39,0x19,0 cm. As amostras foram queimadas nas temperaturas 700°C e 800°C. Elas foram coletadas em uma fábrica de cerâmica vermelha em Campos dos Goytacazes, RJ, Brasil. De um lote, a amostra contendo 20 tijolos de alvenaria já queimada em seu forno a 700°C foi coletada, e também a amostra contendo 20 tijolos de alvenaria do mesmo lote secos apenas pelo ar, que foram queimadas em um forno de mufla a uma temperatura de 800 ° C. As amostras foram submetidas aos testes recomendados pela ABNT NBR 15270: 2005 para determinar suas propriedades geométricas, físicas e mecânicas. A ABNT NBR 15270: 2005 recomenda formulações específicas para determinar a resistência à compressão característica (fbk) da alvenaria de tijolos de argila que, para ser classificada, deve ser de pelo menos 3 MPa. Portanto, também usamos o Método Gráfico de Probabilidade e o Método da Máxima Verossimilhança para estimar os parâmetros de distribuição para comparar os resultados obtidos nos testes realizados.

Oct 30, 2017

By Carlos Roberto Silva Mamede

A flotação é um dos principais processos de concentração, tendo sido empregada há mais de um século, viabilizando a obtenção industrial de diversos bens minerais, como sulfetos, óxidos, fosfatos, carvão, sais, platinas e outros. Na indústria de minérios de ferro, a flotação reversa de quartzo tem sido empregada com sucesso para obtenção de concentrados (pellet feed) com elevados teores de ferro (próximos de 69%) através de células mecânicas e colunas de flotação. Amidos de milho ou mandioca como depressores, aminas como coletores e hidróxido de sódio como modulador de pH são os principais reagentes atualmente empregados nos circuitos de flotação de minérios de ferro. O esgotamento das reservas de elevados teores de ferro, levando a necessidade de concentração por flotação de minérios de baixos teores, a necessidade de otimização de custos operacionais e a maximização da recuperação metálica são os alguns dos desafios da indústria de minérios de ferro. Além disto, a variedade mineralógica e a ampla faixa granulométrica (0,300 mm a 0,010 mm) são outros desafios desta indústria. O estudo de coletores de flotação mais seletivos para os diferentes tipos de minérios de ferro pode contribuir para aumento da seletividade desta operação unitária.

Aug 1, 2018

By Anna Paula Littig Berger

O objetivo deste artigo é analisar a influência das fases presentes nas misturas iniciais e finais na eficiência de desfosforação do ferro-gusa. Foram realizados 8 experimentos no forno de resistência, na temperatura de 1400°C, e além disso foram feitas simulações no software FactSage 6.4. Como resultado, obteu-se que as misturas DP3 e DP4 são as mais eficientes, possuindo tanto na mistura inicial quanto na final saturação em CaO, ou seja, atividade do CaO igual a 1; atividade de FeO maior possível e maior quantidade de fase líquida possível. As misturas com fases sólidas DP5 a DP8 apresentaram menor eficiência de desfosforação, pode-se concluir então que as fases sólidas diminuem a eficiência de desfosforação em processos reais, apesar de reterem mais fósforo no equilíbrio.

Aug 17, 2017

By Isadora Dias Perez

Com a preocupação ambiental, econômica e social perante o descarte de metais oriundos da mineração, busca-se por métodos alternativos e sustentáveis de tratamento e recuperação. Dessa forma, o processo escolhido foi o de troca iônica e o estudo investiga a adsorção do Co2+, Cu2+ e Ni2+ por meio da resina quelante Purolite S950. A resina foi escolhida pela sua capacidade de adsorção dos metais de transição de uma solução ácida. Portanto, o trabalho tem como objetivo investigar o efeito da variação do pH 0,5-2,0, considerando o tempo de contato de 120 min a 25 ºC. Os ensaios foram executados em batelada e as amostras analisadas pela técnica de espectrometria de fluorescência de raios-x de energia dispersiva (EDX). Por meio dos ensaios realizados, foi concluído que a resina quelante Purolite S950 utilizada no estudo foi capaz de remover os metais, destacando a extração de 96,3 % Co2+, 94,8 % Cu2+ e 75,3 % Ni2+, quando a solução estava condicionada em pH 2,0.

Oct 30, 2017

By Osmar Roberto Bagnato

Este trabalho apresenta um estudo do desgaste de insertos e tensões residuais em diferentes estratégias de entrada de ferramenta no fresamento da liga Ti-6Al-4V. Esta liga possui propriedades mecânicas que a torna ideal para aplicações onde é necessária uma ótima relação resistência-peso. O objetivo é reduzir o desgaste dos insertos no processo de fresamento e analisar as tensões residuais na usinagem da liga Ti-6Al-4V. A integridade superficial do material após a usinagem deve ser conhecida já que esta liga é utilizada em aplicações criticas. Quatro estratégias de entrada foram estudadas, sendo que no faceamento foi utilizada a entrada por rolagem e a frontal reta e no fresamento de cavidade foi utilizado mergulho reto e em rampa. Em todos os ensaios foram utilizados os mesmos parâmetros de usinagem. As tensões residuais foram medidas por difração de raios-X (Luz Sincrotron), pelo método sin²?, utilizando um difratômetro de raios-X instalado no LNLS. No faceamento a estratégia por rolagem mostrou uma importante redução do desgaste e uma pequena redução da tensão residual quando comparada com a estratégia frontal reta. No fresamento de cavidades a estratégia de mergulho reto mostrou um inesperado aumento do desgaste e uma significativa redução da tensão residual quando comparada com o mergulho em rampa. Todas as tensões residuais encontradas foram compressivas. As tensões residuais encontradas em todos os experimentos se mostraram favoráveis a aplicações sujeitas à fadiga.

Aug 8, 2018

By Priscila Batista Dias Santos

A ovalização é uma alteração indesejável na forma de bobinas laminadas a quente (BQs), que pode ocorrer durante seu resfriamento e que dificulta o processamento posterior. Esse fenômeno pode estar relacionado a diversos fatores, entre os quais se destacam, especialmente em aços com carbono equivalente mais alto, alterações associadas à decomposição da austenita durante o resfriamento da BQ. Neste estudo foi investigado, utilizando simulações por dilatometria, o efeito das condições de resfriamento após a laminação a quente nas transformações de fase de aços C-Mn propensos à ovalização. Os resultados obtidos mostraram que as condições de resfriamento afetam não só a microestrutura final, mas também a cinética de decomposição da austenita dos aços avaliados, indicando que é possível reduzir o índice de ocorrência de ovalização de BQs desses aços por meio de alterações na temperatura de bobinamento.

Oct 30, 2017

By Elena Kalinin Toss

Inúmeras indústrias necessitam de sistemas de tratamento de água que favoreçam o processo de descarte de seus efluentes, além do aproveitamento do reuso de água. A mineração e siderurgia podem apresentar rejeitos com metais, que necessitam de tratamentos econômicos e sustentáveis. A biossorção é um exemplo de técnica que vem ganhando interesse em diversas áreas da pesquisa. O objetivo do estudo foi avaliar a porcentagem de remoção de íons de níquel de uma solução monoelementar de cloreto de níquel II (NiCl2+) em pH 2, 4 e 6. Para isso, utilizou-se um sistema de batelada, e 1g de consórcio bacteriano liofilizado (sem ser autoclavado) isolado de amostra de terra. Os resultados indicaram que a eficiência da biossorção foi maior para o pH 6, e que o consórcio bacteriano foi eficiente na remoção de íons de Ni2+.

Oct 30, 2017

By Eustáquio Vieira Junior

O Alto-Forno 3 da Usiminas, em Ipatinga, possui três regeneradores de câmara de combustão interna e passou por sua última reforma em 1999. Nessa reforma, não foram realizadas alterações de projeto nos regeneradores, sendo somente substituídas as fiadas superiores da parede de partição entre as câmaras de combustão e de regeneração e do checker, que se encontravam desgastadas. No decorrer de 2007 e nos anos seguintes, verificou-se a queda de tijolos refratários na região localizada acima do queimador cerâmico do Regenerador 7. Durante o processo investigativo, adotou-se a inspeção por videoendoscopia a partir de 2010. Face à deterioração da região onde se concentravam as quedas de tijolos e à postergação da reforma do Alto-Forno 3, decidiu-se pelo reparo a quente deste regenerador. O trabalho apresenta o histórico das ocorrências no Regenerador 7, as intervenções anteriores ao reparo, o planejamento e os resultados obtidos a partir da operação com dois regeneradores e o desempenho dos regeneradores do Alto-Forno 3 após o reparo a quente no Regenerador 7, mostrando a eficiência do reparo realizado.

Aug 2, 2018

By Paulinelli Santos Rocha

A frota de equipamentos retro escavadeiras 345 CAT é responsável pela infraestrutura das minas do complexo Mariana, e este Projeto foi desenvolvido devido a baixa confiabilidade que estes equipamentos estavam apresentando. Foi desenvolvido um Projeto de seis sigma para aumentar a confiabilidade do equipamento que é medido pelo indicador MTBF, calculado pela fórmula: horas trabalhadas/ocorrências corretivas. O trabalho foi desenvolvido através de ferramentas de análise e solução de problemas no período de outubro/2012 a agosto/2013. O MTBF médio da frota era 29,39 horas sendo o benchmark de 47 horas. Foi utilizado o método da lacuna para estabelecimento da meta. Após definido a meta foi utilizada ferramentas de priorização dos focos mais relevantes. Para os focos encontrados foram utilizados análise de variabilidade e cartas de proporção, sendo cada causa classificada e priorizada, definido as ações e implantadas. Foi acompanhado o indicador de MTBF e implantados controles de rotina e padronização com o intuito de alcançar o resultado. Por fim, a meta estabelecida foi alcançada, chegando ao MTBF médio da frota de 42,50 horas.

Aug 8, 2018

By Mariana Beatriz dos Reis Silva

A influência do tempo entre passes na evolução microestrutural de dois aços austeníticos, F138 (sem nióbio) e ISO 5832-9 (com nióbio), foi investigada através ensaios de torção a quente em condições industriais. Análises foram realizadas através de microscopia ótica e eletrônica de transmissão, EBSD e microdureza. Menores tempos entre passes produziram menores tamanhos de grãos e de precipitados. Microestruturas mais refinadas induziram a maiores microdurezas. O aço ISO 5832-9 apresentou maior resistência que o F138. Precipitações de TiNbN, após o encharque, e de NbCrN e NbN (5%), durante o processamento, foram observadas no aço ISO 5832-9. Ambos os materiais sofrem recristalização dinâmica, partículas grosseiras (> 200 nm) atuaram como partículas de reforço e partículas menores (< 50 nm) no ancoramento dos contornos de grãos e discordâncias no ISO.

Jan 16, 2018