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By Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzin

The steel production in mini mills generates several process residues, among them the electric arc furnace dust (EAFD). This residue has as main elements Fe, O, and Zn, being classified as hazardous by the presence of Pb and Cd. In recent years, a rise in the chlorine content of this residue was observed, motivated by the increased use of scrap with impurities bearing this element. In this work, a qualitative assessment of the presence of chlorine in the electric steelmaking process is made. Complementing it, theoretical considerations based on the computational thermodynamics tool FactSage show the effects of the chlorine on the mineral species in EAFD and on gaseous species in the gas phase (HCl and Cl2). For this study, PVC polymer was used as the chlorine carrier substance which contaminates the EAF charge; presence of other minor elements in the system such as K, Na and Pb were also considered.

Aug 7, 2018

By Vinícius da Silva Madruga

Os processos de lingotamento contínuo e de lingotamento convencional apresentam diferenças na solidificação dos aços, esse fato tem impacto na distribuição, quantidade e forma de inclusões de óxidos e sulfetos. O objetivo desse trabalho é verificar de que maneira tais diferenças influenciam na distribuição dos sulfetos ao longo do aço solidificado de qualidade SAE 1050. Para isso, 20 amostras foram retiradas de eixos forjados e barras laminadas, produtos conformados de origem do lingotamento convencional e do lingotamento contínuo, respectivamente. As amostras foram analisadas em microscópio ótico e microscópio eletrônico de varredura no modo de análise automatizada de partículas. Através das imagens e de dados numéricos obtidos, foi visto que nas amostras de barra laminada há grande quantidade de sulfetos, se analisada na seção longitudinal, em relação às amostras de eixo forjado. Analisando na seção transversal, foram detectados menos sulfetos devido ao alinhamento dos mesmos. Entre as amostras de eixo forjado, a área ocupada pelos sulfetos é maior no pé do lingote, reduzindo em direção à cabeça, apesar de a cabeça apresentar mais sulfetos. Tais diferenças foram atribuídas à taxa de resfriamento, à seção transversal do produto e ao processo, que variam entre os dois tipos de lingotamento.

Oct 30, 2017

By Gilson Teixeira Cornélio

O presente trabalho tem como objetivo aumentar o desempenho dos cilindros de trabalho utilizados para laminação de tiras a frio. A motivação deste é a busca por competitividade do processo de laminação por meio da redução de seus custos e que neste caso será focado no consumo de cilindros, ferramenta que afeta diretamente no custo final do produto laminado. Para atender a esse objetivo foram conduzidas três atividades no laminador de tiras a frio da CSN, dedicado a produção de material para indústria automobilística, as quais foram: i) investigação detalhada do comportamento do cilindro durante sua aplicação o que consiste em identificar as principais causas de consumo dos cilindros que prejudicam seu desempenho. ii) desenvolver o processo de fabricação dos cilindros Villares Rolls para que possam oferecer as propriedades mecânicas adequadas para as causas de consumo. iii) fabricar cilindros para teste e avaliar seu desempenho no laminador, investigando-os para identificar pontos de melhoria. Os resultados indicam que as mudanças propostas e realizadas nos cilindros atendem às solicitações durante sua utilização no laminador uma vez que seu desempenho tem sido 22% superior quando comparado àquelas praticadas atualmente.

Jul 30, 2018

By André Emanoel Poroca Lins

O objetivo principal desse trabalho é produzir compósitos de matriz de alumínio AA1100, reforçado com um material cerâmico, o óxido de zinco (ZnO), utilizando o processo de metalurgia do pó e técnica de moagem de alta energia, compactação uniaxial a frio e sinterização em atmosfera de nitrogênio (N2). Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de raios X (DRX) e difração a laser foram usadas para avaliar as características dos pós processados e dos compósitos sinterizados. Os pós processados foram compactados e sinterizados visando obter pastilhas dos compósitos para a caracterização mecânica via ensaios de microdureza. Validou-se a técnica de Metalurgia do Pó (MP) como uma técnica bem sucedidada para a fabricação desses compósitos.

Aug 16, 2017

By Livia da Silva Mello

O objetivo deste trabalho é demonstrar que a utilização da Metodologia Six Sigma e ferramentas de controle estatístico e gestão, são eficazes para controle processo, redução custos e estabilização de processos em geral. O coque dentre os custos variáveis do Circuito Polimetálicos, representa o maior custo para a unidade de Juiz de Fora e a oportunidade em otimizar sua utilização, foi identificada a partir do levantamento de dados e benchmark realizado. Observou-se que a média do consumo específico de coque grosso + coque fino no Forno Waelz, em 2012 era em média 360 Kg/t de pó de aciaria (PAE) tratado estava muito superior a outras empresas que utilizam a mesma tecnologia para tratamento de resíduos. Definiu-se então como meta do projeto atingir 210Kg/t PAE até 2014. Passando por todas as etapas de um projeto Six Sigma: Definir, Medir, Analisar, Melhorar e Controlar, todas as ações realizadas garantiram uma melhor performance da variável: consumo específico de coque, uma média acumulada em 2013 de 212,3 Kg/t PAE e 181,5 Kg/t PAE em 2014 proporcionando um custo evitado de R$ 11,6MM para a unidade.

Sep 25, 2017

By HaiWen Luo, Bin Hu

A ultra-high strength medium Mn steel with good ductility was designed and manufactured via the combination of warm rolling and V alloying, which produced not only the extensive precipitation of fine VC particles in both ferrite and austenite but also the bimodal size distribution of retained austenite (RA) grains. A substantial increase of yield strength up to 650 MPa was achieved due to the addition of V without deteriorating ductility. The coarse RA grains firstly transformed to martensite during yielding at the much higher stress threshold, followed by a significant work hardening due to dislocations multiplication, twinning-induced-plasticity (TWIP) and transformation-induced-plasticity (TRIP) in the ultrafine RA grains. The best combination of strength and ductility included 1.5 GPa ultimate tensile strength and 28% total elongation. This was achieved due to the sustainable TRIP and TWIP effects in the later straining stage resulting from the ultrafine austenite grains, the latter were reversely transformed from the recrystallized ferrite grains.

Oct 1, 2019

By Maycon Athayde

Samarco produces high quality iron ore pellets processed in straight grate furnaces. This process is essential in order to obtain adequate mechanical strength to the pellet transportation and operation in the reduction reactors. All mechanical properties of the agglomerates are obtained during the stage of firing where the slag and sintering bond happens, thus it is a decisive step to improve the pellet quality. Therefore, the velocity distribution of gas flow within this zone must have homogeneous and even velocity distribution. Hence, it was developed a mathematical CFD model to characterize the gas flow in the burning zone, applying the equations of conservation of momentum, mass and energy and an uneven flow distribution was identified and the gas velocity analyzed and validated through experimental data. On the other hand, on the present paper, an improved firing zone burner were developed and industrially implemented in a way to mitigate the uneven flow pattern detected aided by CFD. Different burner designs, based on CFD analysis, were experimented in order to succeed on the aggressive condition. The combustion was investigated and burner efficiency evaluated and compared with the simulation purposed.

Aug 2, 2018

By Alexandre Silva Guimarães

O presente trabalho avaliou o comportamento de extração dos metais cálcio, magnésio e níquel, contidos em licores sintéticos sulfúricos, utilizando-se o extratante Cyanex 272 (0,64 mol/L) e misturas entre Cyanex 272 (0,64 mol/L) e ácido versático (0,53 mol/L). Os resultados revelaram que a adição de ácido versático ao Cyanex 272 provocou um aumento nas extrações de cálcio, que atingiram cerca de 40% em pH = 5,1, decrescendo com a elevação do pH do licor até atingir aproximadamente em 15% pH = 5,9. As extrações de níquel (em torno de 80% em pH = 7,1) foram favorecidas, enquanto as extrações de magnésio permaneceram em torno de 75-80%, numa faixa de pH entre 6,0 e 7,0, em comparação com a utilização de apenas Cyanex 272 como extratante. O níquel pode ser separado dos metais cálcio e magnésio, pela mistura dos extratantes nas concentrações estudadas, em pH = 5,1, utilizando-se de 2 a 3 estágios de contactação.

Aug 7, 2018

By Jéssica Sobrinho Lopes

No presente artigo objetivou-se, principalmente, promover a síntese e caracterização de biofilmes ecológicos elaborados a partir do amido de batata doce e da crueira de mandioca, utilizando como plastificantes o glicerol e o sorbitol. O amido da batata doce foi obtido através de descascamento, trituração, filtração, decantação e secagem, respectivamente; enquanto a crueira de mandioca foi obtida por doação. Os biofilmes foram confeccionados na proporção de 3 gramas de amido/100 gramas de solução filmogênica, e 30 ou 40 % de plastificante em relação à massa de amido, as soluções foram aquecidas e agitadas à 80ºC, depositadas em placas Petri, e secas em estufa à 50ºC por 24 horas, e à temperatura ambiente. As amostras de biofilmes foram analisadas quanto aos aspectos visuais, solubilidade em água, teor de umidade, resistência química e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Obteve-se 18,16% de rendimento na extração do amido; solubilidade em água e teor de umidade variando, respectivamente, entre 0,03-0,12, e 2,79-11,812%; os filmes mostraram-se insolúveis em clorofórmio, acetona e álcool; e as reações foram confirmadas através de Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier.

Oct 30, 2017

By Andressa Pereira dos Reis Croucillo

O desenvolvimento de impressoras 3D permitiu uma maior produção de peças e próteses médicas provenientes de polímeros termoplásticos como PLA e ABS, para produção de filamentos. Este trabalho avaliou as características mecânicas de próteses impressas, em determinada temperatura, de filamento PLA. Foram impressos diversos corpos de provas, para a realização de testes de tração, verificando que a configuração com densidade 100%, espessura de 0,4 mm e direção de impressão de 45° e 135° apresentou melhor resultado de resistência mecânica. Realizaram-se também, simulações matemáticas para análise de resistência à queda e flambagem. O conjunto de testes físicos e matemáticos determinou que o PLA não atendeu os requisitos para aplicação deste como próteses.

Oct 30, 2017

By Julio César Álvarez Iglesias

Foi desenvolvido um sistema automático para classificação mineralógica e textural de minério de ferro, baseado em microscopia digital, processamento e análise de imagens. O sistema captura imagens em mosaico cobrindo áreas representativas de amostras de pellet feed. As imagens são capturadas tanto em campo claro, que permite discriminação mineralógica por tonalidade, quanto no modo de polarização circular, que revela a orientação cristalina dos cristais de hematita. Diferentes classificadores automáticos discriminam hematitas compactas de não-compactas, partículas policristalinas de monocristalinas, e identificam as partículas como granulares, lamelares e lobulares. Todo o procedimento é automático, sem interferência do operador, e produz um relatório automático contendo as imagens representativas e valores de fração de área das diversas fases e grupos texturais.

Oct 30, 2017

By José Dimas Arruda

O conhecimento do campo de fluxo dentro do molde pode oferecer uma oportunidade de melhorar a limpidez interna do produto final. A técnica PIV foi empregada para avaliar a distribuição de velocidade longitudinal ao longo de uma ampla seção variando da válvula submersa até a face estreita de um molde de lingotamento de placas, bem como a distribuição de velocidade transversal correspondente. Estas informações podem ser utilizadas para avaliar o grau de turbulência interfacial.

Jul 30, 2018

By Ana Clara Petrucelli

O estudo do sopro de oxigênio no EOF é muito complexo e envolve diferentes fenômenos, incluindo o desenvolvimento do jato supersônico, a interação do jato com o ambiente ao seu redor e o banho metálico, onde ocorrem importantes reações. No presente trabalho, diferentes alternativas de desenho de lança e bicos e arranjos desses no interior do EOF são desenvolvidos a interação do jato supersônico com o ambiente do banho metálico foi caracterizada. Para o EOF, o objetivo foi determinar a melhor combinação de variação de injetores e vazões para alcançar o menor tempo de mistura, estabelecendo um novo padrão operacional. Os injetores tiveram pouca relevância no tempo de mistura. Ventaneiras e lanças supersônicas apresentaram os menores tempos de mistura. A lanças supersônicas tem influência nos mecanismos de movimento do banho e projeção de material líquido no EOF, enquanto as ventaneiras afetam o movimento do banho.

Jul 29, 2018

By José Claudio Blanco

A medição de Planicidade sem contato (contactless) para Laminadores a Frio é efetuada com o sistema conhecido como SIFLAT. Os sensores utilizam tecnologia eddy current como medição precisa de amplitude entre o sensor e a chapa na qual será medida a planicidade. Os resultados convertido para valores de planicidade são de alta qualidade e precisão na mediação que serão posteriormente enviadas ao sistema de controle de planicidade. Este sistema é aplicado em laminadores de chapas a frio e linha de processo.

Aug 16, 2017

By Alberto Nei Carvalho Costa

Devido às novas tendências de design de carrocerias de automóveis, as peças pertencentes a estas carrocerias apresentam características de fabricações cada vez mais críticas, principalmente relacionadas ao processo de estampagem. Uma forma de atuar neste processo para evitar perdas de produtividade, principalmente com o rompimento do material, é atuar na lubricidade entre o material e o ferramental do equipamento. A aplicação do óleo lubrificante na bobina de aço é uma forma de atuar na lubricidade, mas devido à criticidade de estampagem que determinadas peças apresentam, somente o óleo lubrificante não é suficiente para este fim. Visando atender essa necessidade, a CSN e seus fornecedores desenvolveram um sistema de lubrificante para seus aços, conhecida como tecnologia de pré-fosfato. Este trabalho tem como objetivo apresentar as vantagens fornecidas pelo aço pré-fosfatizado no que se refere a estampagem crítica de peças automotivas, bem como avaliar o seu impacto no processo de pintura automotiva. Como resultado verificou-se que a camada de pré-fosfato impactou na redução do coeficiente de atrito do aço zincado de forma suficiente para confecção de peças críticas de carrocerias de automóveis. Verificou-se também que o filme de pré-fosfato é totalmente removido na etapa de desengraxe do processo pintura automotivo, não prejudicando as etapas subseqüentes do processo: fosfatização e pintura.

Jul 30, 2018

By Rubson Mação Camporez

Os aços inoxidáveis duplex conferem uma excelente resistência à corrosão e elevada resistência mecânica em um só material devido sua microestrutura bifásica formada pelas fases de ferrita e austenita numa proporção em torno de 50% para cada uma. Esse balanceamento de fases é devido à distribuição controlada de elementos formadores de austenita (gamagênicos) e de ferrita (alfagênicos). No entanto quando submetidos a processos de soldagem sua microestrutura pode apresentar um desbalanceamento de fases além de formação de fases intermetálicas que prejudicam suas propriedades e limitam sua utilização. O presente estudo objetiva comparar dois processos de soldagem autógenos (TIG e topo a topo por resistência) no aço UNS S32304 focando principalmente microestrutura pós-soldagem da zona afetada termicamente e no cordão de solda.

Aug 16, 2017

By Tiago Salzmann Vilela

Durante a produção de arames pelo processo de trefilação diversas falhas superficiais e internas podem ocorrer. Esses defeitos podem ocasionar fratura do arame no processo dos clientes. Um dos defeitos mais clássicos na trefila, denominado “pé de corvo” ou “Chevron”, foi estudado neste trabalho. As principais causas desse defeito estão ligadas à falhas no processo de lubrificação, podendo ser relacionados ao tipo e quantidade de sabão usados durante a trefilação, como também a ocorrência de defeitos no fio máquina empregado e ou, “caminho do arame”. Para esse estudo, diversos defeitos superficiais em fio máquina foram selecionados e então posteriormente trefilados observando a ocorrência do problema nos arames produzidos. Os defeitos superficiais no fio máquina foram coletados de bobinas segregadas no estoque e foram soldados e identificados, a fim de facilitar posterior localização do defeito. A partir do estudo foi possível identificar as causas da ocorrência das falhas por defeito de pé de corvo e propor medidas preventivas que mitigassem o problema.

Jul 30, 2018

By Mario SINNAEVE, Olivier LEMAIRE, Gisèle WALMAG, Sébastien FLAMENT

Many hot rolling mills worldwide face nowadays bonding zone fatigue problems before reaching scrap diameter of the work rolls. This phenomenon is nowadays known to occur in reversing roughing mills both in stainless steel and in carbon steel rolling. The phenomenon can be explained through longer rolling campaigns, inadequate backup or work roll maintenance, harder steel grades or increased throughput by reduced amount of passes to achieve the same thickness. In order to help users in optimizing the roll use, we developed a numerical tool to evaluate and optimize roll maintenance. This paper will review the influence of roll geometries on stresses generated at the roll surface but also at the bonding zone. We will also show how roll geometries can decrease contact fatigue damages by modifying crowning and chamfering procedures, shell thickness, material design or campaign length

Oct 1, 2019

By William Lemos Bevilaqua

No presente trabalho foi avaliado, por meio de ensaios dinamométricos em um motor de combustão interna, o desempenho dos anéis de compressão em diferentes materiais de camisa de cilindro, sob alto regime de carga. Dois materiais foram utilizados nas camisas: Ferro fundido cinzento e um revestimento eletrodepositado de Níquel carbeto de silício. Os ensaios tiveram duração de quatro horas com cada configuração anéis/camisa. Parâmetros de análise, como a rugosidade média (Ra) e o aspecto superficial foram aferidos antes e após os testes. Os resultados apontam que o primeiro anel ensaiado na camisa revestida de Ni-SiC apresentou maior redução de Ra na condição estudada.

Aug 16, 2017

By Roberto Gomes da Silveira Junior, Marcos Cordeiro Fonseca, Geraldo da Conceição Morais, Manoel Gomes de Souza Neto

Sinter maximization in the blast furnaces charge has proven to be the most economically viable way to produce pig iron at Usiminas. This fact has led the company to develop projects aimed at increasing the production of sintering. In this context, the present work shows the recent experience of Sintering Machines 1 and 2 drum mixer exchanging contributing to the increase of operational productivity due to the optimization of the original design. For 13 days was the replacement of the original drum installed in 1974 by a new drum with improvements in the design of the internal and the sprinkling water system. The improvements contributed to the effective formation of micro-pellets and, as a result, increased productivity of Sinter Machines. Several aspects of the project are presented: engineering, planning, safety, manufacturing, technical quality, schedule and a comparison between the parameters of the equipment operation before and after the implantation

Oct 1, 2019