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By André Luis de Oliveira

O Alto Forno 3 (AF3) da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) é o equipamento muito importante no processo siderúrgico da Usina Presidente Vargas (UPV), situada em Volta Redonda (RJ), por responder por mais de 70% da produção de gusa da UPV. Na produção de gusa é gerado o Gás de Alto Forno (GAF), subproduto de alta relevância, pois este gás sai do topo do AF3 com grande pressão e cinética, energia essa passível de utilização. Em 2007 a CSN, optou por adquirir um equipamento denominado “Top Pressure Recovery Turbine” (TRT), capaz de aproveitar tal energia para gerar energia elétrica. Em 2013, a equipe de supervisores da KHI – Kawasaki Heavy Industrie, fabricante da turbina, veio para o Brasil para realizar no equipamento os testes a frio e a quente para na seqüência vir a operá-lo. Ocorre que fatores alheios ao objetivo desta apresentação impediram a equipe da KHI de partir o equipamento no tempo previsto, bem como de retornar ao Brasil para dar seqüência nas atividades. Em novembro de 2013 a CSN definiu por partir o equipamento com recursos próprios, sendo este o foco do trabalho. A presente contribuição técnica vem mostrar o trabalho desenvolvido internamente pelo grupo técnico a fim de finalizar o projeto e colocar a Turbina de Topo (TRT) em operação, fato este dado total ênfase pela direção da empresa devido ao cenário nacional de crise energética em que os valores de energia estavam no limite máximo permitido pela legislação e impactando diretamente nos custos da empresa.

Sep 25, 2017

By Mateus Sotelo Menezes

A família de aços avançados de alta resistência – AHSS contempla uma variedade de materiais que são utilizados principalmente na indústria automotiva. Os aços bifásicos incluem-se nesta classe e são assim denominados devido a sua microestrutura composta por ferrita e martensita. Apresentam alta resistência mecânica associada à ductilidade, o que permite a aplicação de grandes esforços em pequenas áreas sem que ocorra fratura. Este trabalho visa verificar, através de caracterização metalográfica, ensaios de tração e anisotropia, as propriedades mecânicas do aço DP600 para trabalho a frio. A curva tensão-deformação de engenharia para este aço foi estabelecida através de ensaios de tração até a ruptura do corpo de prova. Foram obtidos valores médios de 330 MPa para o limite de escoamento, 589 MPa para o limite de resistência à tração e 20% de alongamento. Os índices de anisotropia também foram verificados através de ensaios de tração. Estes resultados foram comparados com valores encontrados na literatura. De um modo geral, as chapas ensaiadas resultaram em uma diferença de valores de aproximadamente 10%, possibilitando sua utilização a frio.

Aug 16, 2017

By Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzin

O cloro no processo de aciaria elétrica tem sua principal fonte nas contaminações de origem orgânica existentes nas matérias-primas usualmente empregadas, principalmente na sucata. Apesar dos atuais níveis de cloro não perturbarem a fabricação do aço nas mini-mills, a presença deste elemento e dos compostos por ele gerados tem influência deletéria nos aspectos laborais, ambientais, de manutenção das instalações e na reciclagem das poeiras de aciaria. Neste trabalho, com base na integração de dados da literatura, da indústria e de propriedades físicas, químicas e termodinâmicas das substâncias envolvidas é feita uma avaliação qualitativa da passagem do cloro na aciaria elétrica e sua distribuição nas diversas correntes de massa de saída do processo. Foi concluído que a maior parte do cloro que entra no FEA deixa o sistema concentrando-se nas emissões do processo, principalmente nas poeiras de aciaria, sob a forma de cloretos alcalinos.

Oct 30, 2017

By Daniel Rossi

Em aciarias elétricas, o consumo dos insumos tem impacto importante na composição do custo final do aço, dos quais se destaca o consumo de energéticos utilizados no forno elétrico a arco, que pode representar até 30% do custo operacional de uma aciaria. Para quantificar o aporte desses diferentes tipos de energia é utilizado o indicador de consumo de energia total FEA + FP, que associa fatores de equivalência a cada tipo de energético de forma a transformar sua unidade de medida para a unidade base de kWh/t. Nesse trabalho foi realizado um teste no formato de projeto de experimentos, variando-se as vazões de gás natural e/ou oxigênio em um dos modos de queimador e em três modos de lança a fim de modificar suas proporções O2/GN e avaliar o impacto no consumo de energia total.

Jul 30, 2018

By Mateus Gomes Rossi

O estudo de recursos e caracterização de jazidas de minério de ferro é de extrema importância frente à demanda mundial deste bem mineral. A ocorrência de minério de ferro em Bodoquena, MS, desperta interesse sobre a viabilidade técnica e econômica deste recurso. A mineralização de ferro está associada à Formação Puga, caracterizada por metadiamictitos, quartzitos e filitos. Este minério de ferro possui matriz magnetítica de granulação muito fina, variando de 0,01 mm a, em raros casos, 0,2 mm, demandando moagem ultrafina para sua liberação. O beneficiamento do minério, realizado por separação magnética de baixa intensidade e flotação reversa, gerou produto magnetítico concentrado com teores de 64,9% de Fe, recuperando cerca de 47% do Fe contido e obtendo baixo teores de P (0,01- 0,04%), SiO2 (±4,5 %) e Al (±1,8%). A redução carbotérmica do minério se mostrou eficaz mediante a pelotização sem aglomerantes químicos, utilizando-se de coque de carvão mineral na composição de pelotas auto-redutoras. O produto final foi uma pelota reduzida a ferro metálico com pequenos resquícios não reduzidos e escória.

Aug 16, 2017

By Marcelo Ito

Este artigo pretende apresentar a solução adotada para aumentar a disponibilidade da planta de moagem de carvão em 6,6% na unidade Barro Alto, membro do grupo Anglo American Brasil, substituindo o combustível utilizado no Gerador de Gás Quente (GGQ), com ganhos de R$ 161.000,00 por mês. Motivado pelas complicações técnicas envolvidas no uso de óleo combustível pesado, como a baixa confiabilidade do arranque do GGQ, falhas constantes no ignitor, baixa eficiência de queima, alta geração de CO, incrustações de cinzas a jusante do equipamento, além dos impactos frequentes na estabilidade do perfil térmico dos fornos rotativos devido à falta de carvão pulverizado para os queimadores, aos riscos de segurança associados aos procedimentos de limpeza das cinzas e à redução no tempo de vida dos componentes periféricos como refratários, mangas do filtro e instrumentos. No final do estudo, a aplicação de um novo queimador de GLP levou aos resultados mais rentáveis.

Oct 30, 2017

By Eustáquio de Souza Baêta Júnior

O aço delta-TRIP é um conceito recente, sendo desenvolvido nos últimos dez anos com o intuito de aliar boa resistência mecânica e ductilidade. Este aço é multifásico, contendo ferritas d e a, austenita, bainita e/ou martensita. O efeito TRIP (Transformação Induzida por Plasticidade) é influenciado pela proporção entre essas fases, que por sua vez tem relação com a quantidade dos elementos de liga. Este trabalho busca uma composição química que permita adequada proporção entre as fases, otimizando as microestruturas através de métodos computacionais. Essas microestruturas são projetadas para conter na temperatura do eutetóide entre 10% e 50% de austenita, entre 10% e 70% de ferrita alfa e entre 20% e 80% de ferrita delta. O software ThermoCalc foi utilizado para prever as frações dos microconstituintes, gráficos da variação dos elementos de liga pelas faixas de interesse dos microconstituintes foram utilizados para mapear cada condição que leva a microestrutura desejada. Resultados indicam que o volume das fases projetado é encontrado para determinadas proporções entre os elementos de liga, maiores concentrações de Al e Nb combinados com C permitem a ocorrência ou não de carbonetos e outras fases em menores quantidades.

Oct 30, 2017

By Nestor Ferreira Carvalho

Com o intuito de garantir a segurança das pessoas, meio ambiente e o patrimônio das empresas, os vasos de pressão e caldeiras instalados no Brasil devem ser protegidos por válvulas de segurança, cuja função é evitar que o equipamento seja pressurizado acima da pressão de projeto. A escolha do melhor local para instalação dessas válvulas deve levar em consideração, além dos itens usuais de projeto, os esforços gerados quando da abertura dessas válvulas. Esse artigo, faz uma análise da fratura, com o propósito de determinar as causas básicas da falha e evitar sua repetição. A análise foi realizada com o apoio de literaturas sobre fractografia e fadiga.

Aug 16, 2017

By Fernanda Lourenço Fábia de Lima

O presente trabalho estuda a corrosão seletiva em chapas de aço inoxidável dúplex UNS S31803 (SAF 2205) imerso em solução de 1 mol. L-1 HCl a 60°C, com o intuito de extrair a fase ferrita, para se obter austenita e então criar padrões desta fase, gerando resultados mais confiáveis na sua quantificação, através das técnicas de difratometria de raios-X (DRX) e de espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Este estudo foi realizado com 6 amostras, nas quais a temperatura de solubilização variou de 1.000°C até a 1.250°C, a fim de se obter diferentes frações volumétricas de ferrita, podendo assim avaliar o comportamento de extração desta fase de cada amostra pela sua perda de massa em função do tempo de imersão. Os produtos de corrosão obtidos no ataque seletivo foram analisados pelas técnicas de DRX e EDS, onde se constatou o fenômeno de corrosão seletiva. Nas amostras solubilizadas foram feitas quantificações de fases pelas técnicas de DRX, estereologia quantitativa e ferritoscópio e verificou-se que todas apresentaram resultados distintos sendo que a que mais se aproximou da condição de equilíbrio calculada por Thermo-Calc foi a técnica de estereologia quantitativa.

Aug 7, 2018

By Allison de Sá Barreto Ferreira

O objetivo deste trabalho consiste em estudar o perfil térmico da carcaça metálica inferior do Forno Elétrico a Arco (FEA) durante o processo de produção de aço, sugerindo adição de aletas na geometria a fim de obter maior troca de calor e diminuição na temperatura de trabalho da carcaça metálica inferior do FEA. Assim, analisou-se a influência do ciclo térmico do processo por meio de acompanhamento termográfico e simulações computacionais via Método de Elementos Finitos. Posto isto, as modificações propostas, depois de testadas e analisadas por meio de um acompanhamento termográfico, denotaram eficiência de tal maneira que resultou em uma diminuição de aproximadamente 60ºC da temperatura na carcaça metálica inferior do FEA.

Oct 30, 2017

By Edelink Efrain Tinoco Falero

Na indústria siderúrgica integrada, geram-se vários tipos de coprodutos, dentre estes escoria granulada de alto forno, os pós de aciaria extraídos nos sistemas de despoeiramento a úmido e a seco do conversor LD e o pó de coletor de alto forno. Em relação aos pós, são principalmente portadores de unidades de ferro e carbono, podendo conter também zinco, o que os tornam alvos de estudos e inovações que buscam recuperar ou reciclar estes elementos. No presente estudo foram concebidos briquetes autorredutores usando os pós finos-F e grossos -G, oriundos de um sistema de despoeiramento a seco de aciaria LD, nas proporções percentuais, F – G, de 50-50 e 70-30, misturados com pó de coletor de alto forno. Utilizando como aglomerante o cimento ARI, foram avaliadas as resistências à compressão dos briquetes em diferentes tempos de cura e determinadas suas metalizações nas temperaturas de 1100°C e 1150°C, em tempos que se estenderam até 45 minutos. Adicionalmente, as capacidades dos briquetes de alterarem a temperatura do aço liquido quando adicionados ao banho, foram avaliadas utilizando-se o balanço térmico do sistema briquete-aço liquido, bem como considerados os potenciais de oxidação do processo e o estabelecimento de um sequenciamento termodinâmico para as reações. Os resultados mostraram que os aglomerados autorredutores possuem alta capacidade refrigerante quando adicionados ao aço liquido, o que os enquadra como possíveis materiais alternativos à sucata e pelotas no controle da temperatura do aço nos convertedores LD. Além disso, a alta cinética de metalização do Fe mostrou ser também viável o uso dos briquetes autorredutores na recuperação do metal contido nos resíduos.

Oct 30, 2017

By Roberto Abreu Alencar

Com o barateamento dos custos de implantação e inovações em estruturas geradoras de energias renováveis, nos dias atuais a demanda de instalação de fontes renováveis de energia tem aumentado exponencialmente. Porém como toda estrutura estas estruturas estão condicionadas a falhas de vários tipos. Neste trabalho apresenta-se uma análise de falha de uma peça, de uma estrutura de sustentação de um aerogerador de pequeno porte voltado a micro geração de energia. Para a condução da análise da falha foram realizados analises microscópicas, fractografias, análises macrograficas e modelagem em elementos finitos. Assim as causas das falhas foram identificadas, como má escolha de materiais e alguns erros no projeto da peça.

Oct 30, 2017

By Alessandra Savazzini dos Reis

A telha é um dos principais produtos da indústria de cerâmica vermelha que atende à construção civil. A argila utilizada para fabricação das telhas cerâmicas deve atender a requisitos de qualidade que são influenciados por suas características químicas, físicas, mineralógicas e microestruturais, as quais controlam as propriedades das telhas. Este trabalho visa caracterizar a argila, denominada Guandu, usada na fabricação de telhas cerâmicas. Para esse fim a argila foi submetida a ensaios de FRX, DRX, análise térmica diferencial e termogravimétrica, MEV, limites de Atterberg e granulometria. Corpos de prova foram conformados com a argila, secos a 110ºC e queimados em forno industrial e após isso foram submetidos a ensaios de absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, perda de massa e resistência mecânica. Os resultados evidenciam que a argila apresenta composição química, mineralógica e plasticidade favoráveis para uso na produção de telhas em cerâmica vermelha. As propriedades obtidas nos corpos de prova queimados atendem parcialmente aos requisitos das telhas cerâmicas.

Aug 8, 2018

By Raissa Santos Salgado

Atualmente, a exigência do mercado pela produção de aços de alta qualidade aliada a redução de custos, impulsiona maiores investimentos em novas tecnologias e a busca pelo melhor conhecimento dos processos que ocorrem na usina siderúrgica. O desgaseificador RH tem-se revelado um equipamento fundamental para produção de aços ultra low carbon, tipo cada vez mais solicitado pelos maiores consumidores de aço. Diante disso, este trabalho visa a elaboração de um modelamento matemático das curvas de descarburação e desidrogenação no RH thyssenkruppCSA. A geração dessas curvas possibilitou o estudo do comportamento do teor de carbono e hidrogênio durante o tratamento das corridas no reator. Os resultados demonstram que o teor de carbono médio obtido não está dentro do esperado, conforme previsto pelo comissionamento. No entanto, a desidrogenação pode ser considerada como satisfatória.

Oct 30, 2017

By Leonardo Silva Motta

O carbureto de cálcio tem sido empregado em novas tecnologias para desoxidação e dessulfuração de aços de maneira crescente. A metodologia consiste na realização de um cronograma de projeto contendo dez atividades. Nos últimos anos houve aumento em cerca de 30% na utilização de carbureto de cálcio na metalurgia secundária das usinas brasileiras. Além desse expressivo aumento, vários trabalhos técnicos são apresentados todos os anos atestando as eficiências técnica, energética e financeira do carbureto de cálcio na produção de aço.

Jul 30, 2018

By Mateus Alves Segundo Paulino

No estudo de escórias de fornos elétricos a arco (FEA), o sistema CaO-SiO2-MgOFeO se destaca em importância quando os temas são a proteção aos refratários básicos e a produção de ‘escória espumante’. A importância da obtenção da escória espumante no FEA reside no fato reconhecido de que ela traz diversas vantagens para a produção de aço, tais como: economia considerável de energia elétrica, proteção de painéis, redução de ruído, redução no consumo de eletrodos, etc. Levando-se em conta que diversos fatores ligados à composição química são de grande importância na produção e estabilidade de bolhas de CO, neste trabalho diferentes diagramas de fase são produzidos como ferramentas para a previsão da composição das escórias mais favoráveis para a formação da espuma. São consideradas na investigação algumas características relevantes encontradas no FEA tais como: basicidade da escória, temperatura de 1.600°C e teores de FeO e MgO variáveis (que refletem os diversos níveis de oxidação do banho).

Jul 30, 2018

By Sandro Griza

Neste estudo, analisou-se a fratura de dois pinos suporte de máquina injetora de material polimérico. Os segmentos dos pinos fraturados foram submetidos à análise das fraturas, análise química, análises microestruturais e microdureza. A falha ocorre sempre na mesma posição de encaixe do pino, onde se constatou uma folga superior a folga estipulada no projeto do equipamento. A análise química revelou que o aço usado é um aço para cementação de baixo teor de carbono ligado ao níquel e cromo. A análise de microdureza revelou a presença de uma camada cementada. A análise microestrutural detectou a presença de fases frágeis nos contornos de grão e grande heterogeneidade microestrutural, o que favoreceu a ruptura. A análise da fatura por microscopia eletrônica de varredura revelou aspecto frágil para ambos os pinos, com propagação instável de trinca. A análise de falha indicou que a folga excessiva associada a defeitos metalúrgicos foram os fatores que determinaram a falha.

Aug 16, 2017

By Flávio Túlio Busatto, João Bosco Mendes, Marcio de Souza Lana, Raphael Dias de Medeiros, Gabriel Nazareth G. Alcoforado

The sintering process begins at the ignition stage of the surface layer of the mixture to be sintered. This ignition is performed through the heat supplied by a furnace, called "Ignition Furnace", and this burn must have sufficient heat potential to start the agglomeration process. As a result of the horizontal movement and the flow of air passing through the material, this surface firing front is transported until reaching the lower zones of the bed, thus producing the sinter. The higher the calorific value of the fuel used, the more efficient (lower fuel consumption and higher temperature) is the surface burning, thus raising the mechanical strength of the product during the process. Due to variations in fuel quality, keeping the ignition temperature controlled becomes a challenge, so, in this work, a study on the combustion of coke oven gas (COG) was carried out, evaluating not only its stoichiometric but also the most adequate control strategy, in order to maintain the working temperature and still optimize the yield and quality of the sinter produced. Mathematical knowledge, automation, control and industrial combustion were used in order to achieve the expected results.

Oct 1, 2019

By Matheus Teixeira Fraga

Esse trabalho teve como objetivo avaliar os fenômenos termoplásticos de carvões coqueificáveis e sua relação com o tamanho de partícula. Para isso, dois carvões americanos e um de origem nacional foram amostrados, caracterizados e separados em três tamanhos de partículas. Após a preparação das matérias-primas, ensaios termogravimétricos, de dilatometria e plastometria foram realizados a partir dos diferentes tamanhos de partícula. Os ensaios termoplásticos mostraram que o carvão nacional apresentou propriedades plásticas extremamente desenvolvidas e que a granulometria não afeta essas propriedades. No entanto, para os carvões americanos de alto e médio volátil diferenças importantes foram observadas, que indicam uma redução das propriedades termoplásticas com a diminuição do tamanho de partícula.

Oct 30, 2017

By Natal Nerímio Regone

Pelo processo de anodização forma-se uma camada de óxido sobre o substrato de alumínio através de um processo eletrolítico. Após a anodização do alumínio, pode-se colori-lo para obter um bom acabamento externo, aliado a maior durabilidade. O objetivo deste trabalho foi determinar as condições de anodização e colorimento por corrente contínua e pulsada no alumínio, e avaliar as vantagens da anodização e colorimento em função das propriedades do filme. A camada de óxido de alumínio e o revestimento colorido foram caracterizados por potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica, e por espectroscopia de impedância eletroquímica. Pela solução utilizada na eletrodeposição obteve-se uma cor marrom sobre a camada anódica. As medidas eletroquímicas mostraram que a anodização e o colorimento processados por corrente pulsada tiveram melhores resultados de resistência a corrosão.

Aug 8, 2018