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By Luis Alberto Sfalsin Passos

A aglomeração de minério de ferro para formação de pelotas é um processo dinâmico e seu controle é complexo. No controle manual o operador local é responsável pelos ajustes no processo e o tempo e a proporção de suas atuações dependem da percepção de cada um. Logo, o controle manual do processo é feito de forma individual e não padronizada e frequentemente não atende satisfatoriamente o controle da taxa de crescimento da pelota crua. Este artigo apresenta uma alternativa de controle automatizada, padronizada e otimizada da taxa de crescimento da pelota crua nos discos de pelotização. O “Sistema de Controle Avançado de Processo”, denominado SCAP, consiste em um controle multivariável baseado em ferramentas de controle convencionais e lógica nebulosa, que simula o pensamento humano nas tomadas decisão. As regras foram construídas e fundamentadas em conhecimentos previamente adquiridos por especialistas do processo. Verificou-se após a implantação um aumento do desempenho do processo produtivo. No âmbito das melhorias, destacam-se: redução de pelotas fora da especificação (granulometria), redução do consumo de insumos (agentes aglomerantes, gás natural, entre outros), melhoria na qualidade do produto final e aumento da produtividade.

Aug 1, 2018

By Nathan Fernandes Ignácio, Filipe da Silva Siqueira, Weslley Luiz da Silva Assis, Paulo Rangel Rios

As pesquisas em transformação de fase ganharam novos horizontes a partir dos recentes estudos de Rios & Villa. Eles desenvolveram inéditos modelos analiticamente exatos a partir da geometria estocástica. Estes modelos são exatos para resoluções de problemas de nucleação e crescimento não homogêneos. O presente trabalho visa o estudo da nucleação em clusters, cuja cinética de transformação de fase sólido-sólido diverge consideravelmente daquela prevista pelo modelo JMAK. Nesse tipo de nucleação, os núcleos não estão homogeneamente dispersos na matriz, mas concentrados em regiões preferenciais chamadas clusters. Um dos principais parâmetros dessa nucleação é o número de clusters na matriz. Nesse trabalho, utilizando um modelo estocástico baseado na teoria do Cone Causal, foram simuladas reações de nucleação e crescimento que ocorrem especificamente em forma de clusters esféricos. Foi possível analisar o efeito que a variação do número de clusters provoca na cinética de transformação de fase e comparar os resultados obtidos com o modelo de Rios & Villa. Por meio dessa comparação, é possível observar que o modelo analítico corroborara com os resultados numéricos. Como conclusões principais tem-se que quanto menor o número de clusters, mais lenta é a reação de transformação de fase e que a microestrutura gerada possui características próprias e os resultados podem ser interpretados de maneira errônea se a presença dos clusters não for propriamente detectada.

Nov 7, 2019

By Antonella Rocha Ponseggi

O desenvolvimento dos materiais dos eletrodos (anodo e catodo) e do eletrólito de células a combustível de óxido sólido (SOFC) com o intuito de que estas possam operar de forma estável com combustíveis diferentes do hidrogênio é um objetivo central da pesquisa em SOFC. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é evidenciar as características microestruturais e o desempenho de materiais para uso de combustíveis hidrocarbônicos e alcoóis em SOFC. Neste trabalho são avaliados, à luz da caracterização eletroquímica e elétrica de SOFC unitárias e estruturas em bicamadas anodo-eletrólito, sistemas materiais do tipo Ni/Cu-Céria/YSZ-LSM sob a alimentação de diferentes combustíveis. Os melhores resultados foram obtidos com o uso de hidrogênio ou etanol, mas novos desenvolvimentos em engenharia microestrutural são prementes. Também ficou evidenciado os problemas de degradação e instabilidade advindos da presença de sulfurados no biogás combustível.

Aug 16, 2017

By Luiz Alberto dos Santos, Rayander Martins Pimenta, Gláucia Domingues, Rafael Humberto Mota de Siqueira

Neste trabalho, amostras de NiTi com a composição de 50,9% at. Ni passaram por um tratamento superficial a laser Nd:YAG. O objetivo desde trabalho foi de modificar a superfície das amostras para comparar o parâmetro de rugosidade média (Ra) entre as amostras que sofreram interação do pulso do laser e a amostra que não passou pelo tratamento superficial a laser, já que para algumas aplicações biomédicas a superfície do material precisa ser rugosa. Para tanto, o laser foi utilizado em condições de velocidades de avanço diferentes. A amostra tratada com a menor velocidade de avanço laser, de 12,5 cm.s-1, apresentou uma maior rugosidade (Ra de 210 nm) devido ao maior tempo de contato do feixe com a superfície da amostra e, além disso, observou-se a formação de óxidos na superfície da amostra.

Oct 17, 2019

By Ana Carolina Ribeiro Duarte

A combinação de propriedades apresentada pelos aços perlíticos permite sua aplicação em diversos segmentos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a microestrutura do aço SAE 1070 deformado via trefilação para a fabricação de fiomáquina. O aço foi trefilado a seco por 12 passes com reduções médias entre 15 e 21%. A caracterização microestrutural foi realizada com o auxílio da técnica de microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica. O material teve ainda seu comportamento mecânico avaliado por meio de ensaio de dureza Vickers e ensaio de tração. O material deformado apresentou a estrutura “curling” na seção transversal, enquanto que na seção longitudinal a maioria das lamelas se encontrava alinhadas com a direção de trefilação. Os ensaios de tração e dureza revelaram um aumento considerável da dureza e resistência do material após o processo de trefilação.

Aug 16, 2017

By Ivy Frazão

O presente projeto teve como objetivo a síntese com alta homogeneidade química, utilizando a reações no estado sólido através de moagem úmida, envolvendo alumina em sua fase mais estável (corundum) dopada com íons de estrôncio. Foram utilizados como fonte de Sr2+ tanto óxidos quanto nitratos e carbonatos e variou-se também o meio de moagem (aquoso e alcoólico), a temperatura de calcinação e a concentração de dopante. Para a caracterização do material foram realizadas difrações de raios-x e espectrometria por fluorescência. O potencial catalítico da alumina dopada com Sr2+ é conhecido para reações de transesterificação, e os estudos deste sistema que são encontrados na literatura apontam para a formação de compostos intermediários, porém utilizando diferentes rotas de síntese. Os resultados preliminares indicam que por moagem úmida não há a formação de compostos intermediários.

Aug 8, 2018

By Ivan Kwei Liu Kam

O presente trabalho propõe a carbonetação a laser de ferro puro para a formação de uma camada endurecida na superfície. A formação de uma camada dura permite obter peças com melhores propriedades tribológicas, mas sem alterar as propriedades volumétricas do sólido. Foram realizados experimentos em quatro condições de tratamento a laser, com uso de uma fonte do tipo fibra de Yb:vidro. Análises microestruturais e de dureza mostraram a formação de camada ledeburítica e martensítica, dependendo das condições experimentais, até cerca de 50 µm de profundidade. Análises por calorimetria permitiram, também, verificar que a absortividade do laser na peça variou entre 30 e 46%. Estes resultados mostram que o uso de laser para a carbonetação de peças ferrosas, com a metodologia proposta, permite um alto rendimento, alta dureza da superfície e baixo aporte térmico ao material.

Aug 7, 2018

By Leiner Novaes Arêdes

Após o bobinamento com temperatura controlada, as bobinas são resfriadas até um valor próximo da temperatura ambiente para o processo de decapagem. Há uma bibliografia farta no que diz respeito à temperatura de bobinamento e seus efeitos nas propriedades mecânicas e na microestrutura do aço plano laminado a quente. Contudo, pouco se encontra sobre a influência das taxas de resfriamento pós bobinamento nas propriedades mecânicas e na microestrutura do aço, especialmente nas propriedades finais de materiais que são submetidos à laminação a frio e recozimento. O tempo médio de resfriamento com água é de dois dias. Já o tempo para resfriamento com ar é de sete dias. Estudou-se o efeito das referidas taxas na microestrutura e nas propriedades mecânicas para um determinado aço tanto após a laminação a quente como após a laminação a frio e recozimento.

Jul 30, 2018

By Gustavo Estrela da Silva

O presente trabalho tem por objetivo avaliar a influência da taxa de resfriamento durante a solidificação na formação de diferentes microestruturas de ferros fundidos. Para tal, uma liga de ferro fundido com pequena adição de Si foi fundida em forno de indução e vazada em molde de areia, gerando um corpo de prova dotado de regiões com diferentes espessuras de parede, impondo ao metal líquido vazado diferentes taxas de resfriamento. Foi possível constatar que o aumento da taxa de resfriamento aumenta a tendência de formação de ferro fundido branco, respeitando-se o equilíbrio metaestável Fe-cementita, e que menores taxas de resfriamento priorizam a formação de ferro fundido cinzento (respeitando o equilíbrio estável Fe-grafita). Estudos macrográfico e micrográfico detalham as regiões de ferro fundido branco, mesclado e cinzento, e relacionam as diferentes morfologias obtidas com as taxas de resfriamento impostas.

Aug 8, 2018

By Antônio Donizetti Giuliano, Fernando Codelo Nascimento, Viviane Tavares de Moraes, Cilene Cláudia Diógenes, Erivan Cardoso Rocha

Nos lagos ornamentais geralmente tem-se a dificuldade em controlar o crescimento de algas, pois existe a incidência de luz e a disponibilidade de nutrientes provenientes da ração fornecida aos peixes, os quais propiciam o crescimento e o desenvolvimento das algas. Uma alternativa de tratamento é o processo oxidativo avançado (POA) existente, a ozonização, com o objetivo de propor um processo de tratamento de água para controlar a proliferação de algas em um lago ornamental sem prejuízos à comunidade aquática, vivente no lago. A metodologia utilizada foi o estudo de caso do lago que envolveu as seguintes etapas: construção do lago ornamental; definição do sistema de tratamento; monitoramento de parâmetros como: a demanda bioquímica de oxigênio (DBO), a cor, o pH, a temperatura, a amônia (NH3) e o oxigênio dissolvido (OD) do lago durante três meses; aplicação do ozônio para controlar a proliferação de algas e monitoramento dos mesmos parâmetros durante o processo de ozonização. Dentre os principais resultados encontrados citam-se: a redução de 170 unidades de Cobalto platina (PCU) da cor esverdeada da água do lago; descimento de 60% da DBO; aumento de 16% da concentração de OD e a redução de 80 a 100% da concentração de NH3, eliminando assim odores desagradáveis e melhorando a qualidade da água. Por meio dos resultados obtidos conclui-se a aplicação de ozônio em lagos ornamentais é uma alternativa para a manutenção aquática e melhoria da qualidade da água..

Oct 2, 2019

By Fábio Yamada, Ruano Araujo, Marcelo Fugihara, Matheus Sousa Reis

A evolução internacional do mercado de alumínio requer capacidade das empresas de atender uma demanda crescente e para isso se faz necessária uma gestão logística eficiente. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o fluxo de veículos em uma fábrica de processamento de alumínio através da simulação dinâmica de processos e tecnologia de modelagem. Com isto, propõe-se avaliar a gestão de recursos (equipamentos e operadores), capacidade de estoques, fluxos internos e movimentações de carga na fábrica; assim, pode-se avaliar a necessidade de novos investimentos nestes quesitos. A análise envolve o cenário atual bem como a demanda futura projetada com o acréscimo de um modal logístico anexo à fábrica, que aumentará o fluxo de produtos na empresa. Em síntese, este artigo relaciona-se com os temas: logística, modelagem matemática de processos e melhorias em produtividade.

Oct 1, 2019

By João Luis Moreira

Com o aumento da eficiência dos processos produtivos, faz-se cada vez mais necessária à utilização de técnicas e ferramentas que proporcionem a otimização de processos a fim de se extrair deles a máxima capacidade produtiva, com o mínimo de custo e variação. Neste contexto, observa-se que ações automatizadas, tomadas por sistemas que possuam inteligência pré programadas, são capazes de realizar este feito, inferindo nos processos por meio de ações otimizadas, na medida e hora certa, utilizando regras e ferramentas matemáticas adequadas. A eficácia destas técnicas já são comprovadas na Samarco. Este artigo está voltado para otimização da dosagem de aglomerante na planta 3 de pelotização da Samarco em Ubu com objetivo de reduzir a variabilidade, reduzir o retorno de pelotas cruas, aumentar a quantidade de pelotas na faixa entre 8 a 16mm e, consequente, aumento da produtividade.

Aug 16, 2017

By Kenneth Holmnerg

About 100 million terajoule is used annually worldwide to overcome friction and that is one fifth of all energy produced. The largest quantities of energy are used by industry (29%) and in transportation (27%). Based on our recent studies on energy use in passenger cars, trucks and buses, we concluded that it is possible to save as much as 17.5% of the energy use in road transports in the short term (5-9 years) by effective implementation of new tribological solutions. This equals to annual energy savings of 11.6 exajoules, fuel savings of 330 billion liters and reduction in CO2 emission by 860 million tonnes. In a paper mill, 15-25% of the energy used is spent to overcome friction. The electrical energy used by a paper machine is distributed as 32% to overcome friction, 36% for the paper production and mass transportation, and 32% is other losses. In paper machines, 11% of the total energy used to overcome friction can be saved by the implementation of new tribological technologies. This would result in electrical energy savings worldwide of 130,000 terajoule, economic cost savings of 2 billion euros and CO2 emission reduction of 11 million tonnes annually. An overview of the total energy saving potential by improved tribology in transportation and industry is presented.

Jul 31, 2018

By Cameron Soltys, Hamid Ghorbani, Maher Al-Dojayli

Cooling staves in blast furnaces are used to minimize the process heat loads on steel shell and refractory system. Copper staves are exposed to significant fluctuating thermal loads which may lead to premature stave failures due to cracks, water leakage, bending, abrasion and resultant wear. In this paper, an assessment methodology is presented to evaluate the effect of thermal cycling on copper staves including bending, fatigue and thermal ratcheting. This approach incorporates temperature-dependent copper properties including creep and plasticity to more accurately capture inelastic deformations, damage and fatigue in staves under transient and cyclic thermal loading conditions. Root cause failure assessment and improvements to copper stave design can be assessed using the presented methodology.

Oct 1, 2019

By John Ross Middleton

Based upon 30 years+ experience in the Development, Implementation and Ongoing Support of Computer based Melt Shop Management Systems in about 40 plants in the UK, Europe and the USA, consideration of the overall facilities of a state of the art, comprehensive, Integrated Melt Shop System covering Melting and Secondary processes for all grades of steels and superalloys; the scope of functionality of these systems, covering Raw Materials and Consumables Procurement and Inventory Management, Laboratory Management, Melt Shop Scheduling, Furnace Charge and Additions Optimisation, Level 1.5 to Level 2.5 Materials Optimisation and Process Control Calculations, Process Data Recording, Management of Ladles, Furnace Bodies, Vessels and Moulds, Comprehensive Management Reporting and Integration with Corporate ERP Systems. The second section of the paper reviews the key ‘Success Factors’ to achieve rapid, successful implementation, comprehensive, fast response user support, continuing system improvement and maintaining ‘perfect fit’ of system to operations in an ever changing future technical, operations and business environment.

Jul 29, 2018

By Luiz Henrique Accorsi Gans

First, this works carries an experimental evaluation for austempered ductile iron (ADI) as a gear material. And second, in order to provide a better understanding of the microstructural effect on the stress state of subsurface regions, a finite element method approach was considered using the submodeling tool in ANSYS 11.0. For this, ADI gears were produced from continuous cast iron bars, heat and thermochemical treated and tested in FZG test rig. The results were compared to those of carburized steel AISI 8620 and induction hardened steel AISI 4140 gears. The wear experiments were performed at the temperature of 90ºC with two torque stages: 135 N.m (running-in) and 302 N.m (steady-state). The time for pitting and spalling on the gears surfaces were measured using image analysis. The results showed a very good potential of using ADI for manufacturing gears, replacing induction hardened steels. Also, the ADI gear with smaller nodules showed higher life for pitting. In contact fatigue tests with severe load, the carburized AISI 8620 steel proved more adequate than the austempered ductile iron, showing that the mechanical properties are critical in the resistance to damage in gear contact. The austempered ductile iron with smaller nodule size showed to be very competitive with wear resistance similar to AISI 4140 steel induction hardened. With ANSYS, it was verified that the nodule size affects the gears life independently of the mechanical properties of the matrix. The results showed that the nodules indicate the presence of a concentration stress, but their size doesn’t affect the contact fatigue life as much as the total amount of nodules, regardless of the ductile iron microstructure. The size and number of nodules affects both the nucleation and the propagation stage of cracks. ADIs with higher amount of nodules have a greater wear resistance. Also, compared to the Hertz contact theory (isotropic material), the presence of graphite nodules indicates a non-isotropic material and made the maximum shear stress point moves toward the surface.

Jul 31, 2018

By Maurício dos Santos

Através desta nova tecnologia para mecanismos de válvula gaveta de panela, estamos apresentando um novo conceito de trabalhabilidade, reduzindo o esforço físico do homem, através de um equipamento simples, robusto e de fácil manuseio dos refratários durante as trocas de placas e válvulas.Com este novo conceito para abertura e fechamento do mecanismo, reduzimos de forma expressiva o número de atividades do operador e com isso reduzimos o tempo para liberação da panela, proporcionando para a aciaria, uma maior disponibilidade de equipamento e certamente menor tempo de parada ou perda de sequencial durante a troca dos refratários. Considerando um projeto mais robusto, com menor número de peças sobressalentes, conseguimos reduzir de forma expressiva, o custo de manutenção deste mecanismo, visto que a deformação ou desgaste das peças deste equipamento estão dimensionados para suportar as mais adversas condições operacionais de uma usina siderúrgica. Através de um sistema de molas altamente preciso, garantimos uma pressão uniforme dos refratários, garantindo total segurança durante o processo de lingotamento contínuo, porém com um grande diferencial de segurança, quando comparado a outras tecnologias de mecanismos, ou seja, através de um sistema visual (GAP), o operador poderá avaliar a cada corrida, as condições gerais do equipamento (desgaste, deformação, irregularidades, etc.), tomando a decisão de afastar ou não o mecanismo, antes de liberá-lo para próxima corrida, garantindo assim, uma total segurança do homem e equipamento.

Aug 16, 2017

By Thiago Félix dos Santos

A maioria dos materiais poliméricos sintéticos apresentam superfícies quimicamente inertes, isentas de porosidade e baixa energia de superfície. Este trabalho tem como objetivo realizar a modificação superficial do substrato têxtil de forma a aumentar a sua molhabilidade. Os tecidos de poliéster são hidrofóbicos e, por isso são desconfortáveis aos usuários, pois a fibra não absorve o suor do corpo, outro fator que é prejudicado pela hidrofobicidade da fibra de poliéster é o tingimento das mesmas. Portanto, tratamentos superficiais vêm sendo utilizados para minimizar esse problema e o plasma é uma técnica que se mostra bastante eficaz. O plasma ao interagir com a superfície do substrato provoca alterações químicas e físicas melhorando suas propriedades. Portanto, através do plasma é possível alterar as propriedades físico-químicas das superfícies de tecidos de poliéster, tendo como resultado o aumento da hidrofilidade dos mesmos com o incremento de grupos funcionais polares e o aumento da rugosidade em sua superfície. As amostras foram tratadas em um reator de plasma de barreira dielétrica a pressão atmosférica, em diferentes tempos de tratamento e voltagem. Após as funcionalizações as amostras foram submetidas ao teste de capilaridade, a fim de observar a melhora na hidrofilidade. Todas as amostras tratadas tiveram aumento na molhabilidade, com exceção, as amostras tratadas com 10 kV, onde não houve alteração.

Aug 7, 2018

By Eduardo de Oliveira Diniz

“Excelência no atendimento aos clientes” é uma máxima declarada como busca constante em todos os segmentos de mercado, inclusive no de aços longos, negócio da ArcelorMittal Monlevade. Com foco neste objetivo, muitas vezes, a empresa se volta para o mercado na tentativa de mapear as necessidades dos clientes. Após identificá-las, e absorvê-las, acaba-se criando complexidades em processos tanto em produtos quanto em serviços. A cada internalização de demanda, segue-se a rotina sob a ameaça de transformar o processo de atendimento em algo confuso e desatualizado, além de não haver segurança de que o cliente está satisfeito de fato. Este trabalho mostra o histórico recente de uma expressiva evolução do atendimento aos clientes da unidade de Monlevade, resultado obtido através de análises, utilizando a metodologia PDCA, que orientaram a uma nova estrutura da equipe de atendimento na Gerência de Logística, implicando em reformulação de acompanhamentos/controles de processos e intensificação dos contatos com pessoas envolvidas com atendimento aos clientes dentro e fora da planta. Com isso, foi possível superar, de forma consonante, a proposta da Logística Central de implantação de uma “Célula de Atendimento” em cada unidade da ArcelorMittal. Conclui-se que é necessário rever periodicamente a rotina de processos internos de modo a buscar um equilíbrio entre as necessidades dos clientes, complexidades geradas e resultado dos índices de atendimento.

Aug 16, 2017

By Baltus Cornelius Bonse

Foi desenvolvido um composto de elastômeros termorrígido (ebonite) para a fabricação de um selo mecânico de vedação de hélices de barcos, para substituir os modelos comumente encontrados de cerâmico, que possuem alto custo e são fabricados no exterior, e de borracha com face em Teflon®, que apresentam problemas de adesão na linha de junção entre estes materiais, resultando em vazamentos. O composto de elastômeros deveria possuir dureza em torno de 90 Shore D, baixo coeficiente de atrito, resistência térmica, a abrasão e a intempéries marítimas, ao ataque de radiação UV e ser autolubrificante. A formulação que resultou no melhor produto consistia das borrachas natural, nitrílica, nitrílica carboxilada, e fluorada (Viton®), aditivadas com alto teor de enxofre (37,5 phr), cargas reforçantes, plastificantes e lubrificantes sólidos, entre outros aditivos. A aditivação e mistura das borrachas foram realizadas em misturador interno Banbury e misturador de cilindros aberto, enquanto a conformação e vulcanização dos corpos de prova e dos selos foram realizadas por prensagem a quente. Foram realizadas análises de curva reométrica, morfológicas por microscopia eletrônica de varredura, de resistência à tração, rasgo, dureza e de abrasão em torno mecânico simulando a pressão de vedação em atrito com o aço inox girando a 800 rpm. O êxito do selo ficou evidente, pois após a montagem em barcos, durante um ano tem realizado com sucesso a sua função.

Aug 8, 2018