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By Felipe Buboltz Ferreira

O Pó de Aciaria Elétrica (PAE) é um resíduo sólido originado da fabricação de aços em Fornos Elétricos a Arco (FEA). Este resíduo contém metais nocivos ao meio ambiente e é constituído, em sua maior parte, pelos elementos ferro, zinco e oxigênio. Devido aos custos crescentes para disposição e por tratar-se de um resíduo perigoso, a indústria procura tanto opções de reciclagem quanto a possibilidade de retorno ao processo produtivo do aço. Uma das alternativas é a reintrodução na aciaria elétrica através de aglomerados autorredutores como parte da carga do FEA. Nesse trabalho, são confeccionadas misturas autorredutoras contendo PAE e coque de petróleo, apresentando as correspondentes caracterizações químicas e físicas. É feita também uma avaliação do comportamento destas misturas em ensaios termogravimétricos, mostrando a possibilidade do emprego desta técnica na aferição prática do teor ótimo de coque.

Aug 16, 2017

By Eustaquio Vieira Junior

O Alto-Forno 2 da thyssenkrupp CSA, no Rio de Janeiro, iniciou sua primeira campanha em 16 de dezembro de 2010. No decorrer de sua campanha, verificou-se problemas de deslocamento de staves de ferro fundido, deformação dos staves de cobre e desgaste acentuado do refratário do top cone. Na análise dos eventos adotou-se a inspeção por vídeo endoscopia e em seguida foram tomadas algumas ações para recuperação e preservação do Alto-Forno 2, sendo estendidas também do Alto-Forno 1. Dentre as ações de preservação dos Altos-Fornos destaca-se a projeção robotizada de material refratário, shotcrete, visando reduzir o desgaste acentuado dos staves e deterioração de suas tubulações de refrigeração. O trabalho apresenta o detalhamento das técnicas utilizadas e seleção de materiais assim como os preparativos operacionais que garantiram o bom desempenho do Alto-Forno 2 nos momentos que antecederam a parada e após seu retorno à operação, mostrando que a atividade é viável do ponto de vista técnico e financeiro.

Oct 30, 2017

By Maria do Socorro da Silva

Aços inoxidáveis são aços caracterizados principalmente por sua alta resistência à corrosão em diversos ambientes. Essa característica advém da formação de uma camada de óxido de cromo. A classe de aços inoxidáveis superausteníticos é derivada dos austeníticos pela adição de elementos de liga. A temperatura do ambiente de trabalho pode favorecer a formação de precipitados que podem afetar as propriedades mecânicas e de resistência à corrosão desses aços. Em decorrência da quantidade de Mo, Ni e Cr ocorre precipitação de fases secundárias, sendo mais comuns as fases sigma (s) e qui (c). Para caracterizar a microestrutura e formação da fase s nos superausteníticos, foram realizados os seguintes tratamentos térmicos de solubilização: 1170oC (para formação da maior fração volumétrica da fase s) e 1210oC (para menor fração volumétrica da fase s) por 2h. Foram realizadas caracterizações por meio das técnicas de microscopia óptica e eletrônica, assim como a utilização das técnicas de análise por energia dispersiva de raios-X (EDX) e dispersão de elétrons retroespalhados (EBSD). Os resultados obtidos foram comparados ao estado como recebido do material (bruto de fusão). Verifica-se a presença da fase s em todas as condições, havendo diferença quanto a fração volumétrica em função do tratamento aplicado.

Aug 16, 2017

By Wagner Viana Bielefeldt, Felipe Buboltz Ferreira, Antônio Cezar Faria Vilela

The continuous casting machine is one of the most important steel production steps in a melt shop. The tundish, a reservoir between the steelmaking ladle and the mold, has great influence over the steel cleanliness, along with the productivity bid. It must takes into account the quality of the metal and operational safety. Several different variables are related to the tundish process, of inclusionary cleanliness. Some of them are discussed in this paper: the free opening of ladle, tundish inertization, steel temperature in the reservoir and clogging formation, besides a brief topic about castability. Therefore, a critical analysis, with a review from some papers available in literature, is proposed in this study, with its focus on tundish.

Oct 1, 2019

By Adrian Villanueva

In this study, we compare the influence of two water soluble polymer-based organic binders added to bentonite, to form a hybrid-binder system for Iron Ore Pelletization. The kinetics of the agglomeration process and resulting properties of green pellets were analyzed, and examined in detail through Scanning Electron Microscopy (SEM) and Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) analytical techniques. It was encountered that the differences in the mechanical properties of the pellets produced by each binder system could potentially be explained by the ability of the polymer to interact with bentonite at a macromolecular level.

Oct 30, 2017

By Levi de Oliveira Bueno

Constant stress testing was used for characterization of creep behavior of a 1Cr0.5Mo steel plate in the ex-service condition. The tests were performed on creep machines equipped with Andrade-Chalmers type profiles, high sensitivity SLVC transducer extensometry, high stability temperature controllers, and facilities for monitoring the creep curves with an automatic data logging system. Ten creep machines of this type were used in this research, in an experimental work that lasted for one year. Three temperature levels were selected: 538, 565 and 593°C, with stress in the range from 52 to 224 MPa producing rupture times varying from 5 to about 3950h. The creep curves were all followed with great scrutiny using data logger scanning rates which enabled storing thousands of readings in each case. The experimental analysis involved measurements of minimum creep rate, rupture time and final elongation at rupture. The data were analyzed according to the classical phenomenological / physical relations (Norton, Arrhenius, Zenner-Hollomon, Monkman-Grant) and also considering five traditional parameterization methodologies (Larson-Miller, Orr-Sherby-Dorn, Goldhoff-Sherby, Manson- Haferd and Manson-Succop). Comparisons are presented among the possibilities of data extrapolation from five different methodologies. Comparison is also made with creep results obtained on a similar plate of the same material in the virgin condition.

Aug 16, 2017

By Felipe Gianiselle

A liga de alumínio AA 7108 é uma liga endurecível por precipitação do sistema Al-Zn-Mg. Componentes da liga 7108 obtidos por extrusão têm sido crescentemente utilizados na fabricação de veículos de transporte terrestre. No presente trabalho foram estudadas as modificações microestruturais que ocorrem durante o tratamento térmico industrial de homogeneização, que precede a extrusão a quente desta liga. Foram utilizadas várias técnicas complementares de caracterização microestrutural, tais como microscopia óptica de luz polarizada, microscopia eletrônica de varredura eletrônica (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), e medidas de dureza e de condutividade elétrica. Durante a homogeneização ocorreu dissolução parcial de compostos intermetálicos contendo Al, Fe, Zn, Mg e Si, enquanto as partículas de Al3(Zr,Ti) permaneceram inalteradas.

Oct 30, 2017

By Dennis Travagini Cremonese

In the early stage of front end studies of an Iron Ore Project, the sizing of surge capacities and stockpiles are normally assumed based on the experience of the study team. Understanding and sizing of these capacities at the early stages of the project are important for future stages of the project as drastic changes in sizes will impact the economics of the project at that stage. An innovative user configurable high level dynamic modeling tool has been developed to assist in speedy evaluation of assumptions made by the study team. This model incorporates systems or facilities that are commonly used iron ore project from mine to port. This model includes subsystems that will simulate all the logistical components, major process plant systems required for an Iron ore project. The output data provided by this high level dynamic simulation tool will enhance the confidence level of engineering carried out during the early stage of the project. This paper discusses the innovative tool capabilities and a test case comparing various techniques used in iron ore project front end studies.

Aug 1, 2018

By Alessandro Ibarra Mendonça

Embora a metalurgia do pó e o forjamento sejam técnicas totalmente consolidadas no mundo industrializado, surge o forjamento de sinterizados e o sinterforjamento para somar as vantagens de cada processo convencional em uma única técnica de processamento. O presente trabalho propõe a obtenção de uma peça denominada cruzeta, forjada utilizando billet sinterizado como matéria prima. O pó de ferro ASC 100,29 e o grafite UNICARBO 50- fino foram utilizados para obtenção do Billet , através da metalurgia do pó convencional, pressão de 600 MPa, a partir da curva de compressibilidade. Foi escolhida a cruzeta como peça alvo, devido a seu uso na indústria automotiva. A geometria da peça foi modelada em Solidworks e posteriormente realizado o projeto e construção das matrizes para o forjamento. Realizaram-se ensaios de compressão para determinar e analisar a densificação do produto, em função dos fechamentos de poros, do billet sinterizado. Ainda, foram realizados cálculos de volume para determinar a altura do billet necessária para o preenchimento da cavidade da geometria determinada. Confeccionaram-se billet sinterizados a 1150ºC em atmosfera redutora, mantido até 900°C e rapidamente transferida para uma matriz fechada de forjamento para a execução do processo de sinterforjamento a morno. Foram realizados ensaios metalográfico, de dureza e microdureza do billet sinterforjados para validação do processo. Após este processo, obteve-se peças sinterforjadas, onde analisou-se o preenchimento, ausência de dobra e trincas macroscópicas.

Aug 16, 2017

By Luana De Lucca de Costa

A microestrutura resultante do processo de forjamento é influenciada por variáveis como temperatura, deformação, tamanho de grão austenítico inicial e taxa de resfriamento. A proposta deste trabalho é estudar o comportamento termomecânico do aço ABNT 4140 mantido nas temperaturas de 900, 1000, 1100 e 1200ºC por 22, 66 e 200 minutos e, posteriormente, forjado e analisar a influência da temperatura sobre os grãos austeníticos que caracterizam os fenômenos metalúrgicos ocorridos.

Aug 16, 2017

By Verônica Scarpini Candido

Este estudo tem por objetivo caracterizar o pó de balão proveniente de uma siderúrgica do estado do Pará visando a sua incorporação em argilas para produção de blocos. O resíduo passou pela etapa de beneficiamento e, depois, foi realizada a difração de raios-X (DRX) e fluorescência de raios-X (FRX). Além disso, realizou-se também a análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que hematita, magnetita, goethita são as fases predominantes. A análise química por FRX mostrou que o resíduo apresenta baixos teores de sílica (SiO2) e alumina (Al2O3) associados a elevados teores de óxido de ferro III (Fe2O3). Dessa forma, a caracterização do pó de balão mostrou que esse resíduo apresenta-se como um potencial constituinte mássico cerâmico e que os elevados teores de óxido ferro podem contribuir para melhorar a cor dos produtos finais.

Oct 30, 2017

By Amélia de Santana Cartaxo

Nos dias atuais, a concorrência comercial estimulada pelas grandes empresas multinacionais tem direcionado o rumo das pesquisas cientificas para o aperfeiçoamento ou busca de materiais que ofereçam atrativas propriedades físicas ou químicas. O objetivo desse trabalho é analisar a influência dos métodos de síntese nas características estruturais do pó de titanato de bismuto. Foram sintetizadas amostras de titanato de bismuto pelos métodos Pechini e reação de combustão. As amostras sintetizadas foram submetidas as análises de difração de raios x, microscopia eletrônica de varredura, área superficial pelo método BET, tamanho de partícula por espalhamento dinâmico de luz, análise térmica pelas técnicas TGA, DTA e DSC. Todos os pós estudados apresentaram morfologia semelhante. As perdas de massas ocorreram em maior escala para as amostras produzidas pelo método de reação de combustão. A fase de titanato de bismuto formou-se em ambos os métodos, entretanto a fase teórica (estequiometria 1:1:3) desejada não foi formada.

Oct 30, 2017

By Fernando de Oliveira Boechat

As maiores pressões e temperaturas atualmente empregadas a fim de aumentar a produtividade de fornos de DRI têm resultado em um subproduto indesejado: o aumento da geração de clusters. Estes clusters prejudicam o fluxo da carga e a permeabilidade do leito. A fim de limitar o tamanho destes aglomerados o forno MIDREX dispõe de três conjuntos de quebradores localizados em diferentes posições do forno após a redução da carga. A interação entre clusters e esses quebradores, entretanto, pode também prejudicar o fluxo da carga e aumentar a geração de finos. O trabalho utilizou o método dos elementos discretos (DEM) para avaliar as energias e forças resultantes da interação entre os clusters formados e os quebradores. A descrição dos clusters foi realizada usando o bonded-particle model, disponível no EDEM. Simulações mostraram que a presença de clusters altera as forças e velocidades no entorno dos quebradores que tenderiam a aumentar a geração de finos no reator.

Aug 16, 2017

By Weslei Viana Gabriel

Por meio do uso de técnicas de modelamento físico e matemático, caracterizou-se o fluxo de líquido, no interior de um molde de beam blank, quando alimentado por apenas uma válvula submersa constituída por três portas de saída cilíndricas e espaçadas de 120°. Verificou-se que o fluxo do jato de líquido que atravessa a alma se espalha ao longo de toda a superfície do flange antes de se recircular na região central do molde. Através da técnica de injeção de traçador e análise do perfil de velocidade, percebe-se que os jatos direcionados para as quinas do flange recirculam rapidamente e, por isto, se espalham numa pequena região. Este tipo de válvula se caracteriza também por ter uma maior intensidade de oscilação da superfície do que a válvula do tipo tubular. Foram realizados testes para simular a taxa de remoção de inclusões. Os dados obtidos mostram que esta válvula é mais eficiente na limpidez do aço do que uma válvula tubular simples.

Oct 30, 2017

By Charles de Abreu Martins

An experimental investigation was conducted using laboratory-processed, 0.12C–1.70Mn–0.2V steels with different Cr or Mo additions aiming to evaluate this influence on the microstructure and mechanical properties hot rolled steels. Steels were processed in a pilot rolling equipment, simulating a typical thermomechanical processing, with finishing rolling steps above Ar3, followed by accelerated cooling and 723 K (450 Celsius) coiling temperature. Microstructures and precipitates were analyzed using OM, SEM and TEM, while mechanical properties were evaluated by tensile and hole expansion tests. Since Cr and Mo increase hardenability of austenite, and as a consequence, the volume fraction of the acicular constituents increases with gradual additions of Cr or Mo. Moreover, Cr or Mo impacted V precipitation process, reducing average size of particles. At 0.50%Mo, V precipitation was inhibited. Effects of this microstructure evolution on the final mechanical properties were also analyzed, as well as a comparison between Cr and Mo effects, with Mo presenting more effective influence.

Jul 30, 2018

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 Izabela Diniz Duarte

Perdas térmicas decorrem do armazenamento do aço líquido em panelas. O controle da temperatura do aço líquido é condição essencial para se obter um produto final de alto nível de qualidade. Este trabalho buscou avaliar a transferência de calor a partir do aço para o refratário da panela e para a camada de escória, utilizando um modelo numérico (Computational Fluid Dynamics). As perdas de calor dão origem a correntes de convecção dentro do banho e a consequência típica desse fenômeno é a estratificação térmica. Foi avaliada a influência de parâmetros tais como espessura da camada de escória, tipo de revestimento refratário e a temperatura de encharque. As perdas térmicas para o refratário lateral e do fundo da panela se mostraram maiores que as perdas térmicas para a camada de escória. Nas condições estudadas a espessura de camada de escória não apresenta influência significativa sobre as perdas, ao contrário do tipo de refratário e temperatura de encharque.

Aug 16, 2017

By Juliana Segura Salazar

Algumas estratégias vêm sendo incorporadas na cominuição de minérios, voltadas para reduzir os custos operacionais (OPEX) e garantir o funcionamento de suas operações no longo prazo. Paralelamente, elas permitem reduzir os impactos ambientais desta operação sob a ótica da sustentabilidade, devido às melhorias na eficiência de uso dos recursos e na mitigação das mudanças climáticas. Porém, a incorporação dessas estratégias é restrita pelo tipo de tecnologia empregada e pelo layout da usina e, portanto, o maior potencial de minimização dos impactos econômicos e ambientais encontra-se principalmente na etapa de projeto dos circuitos. Este potencial muitas vezes é desperdiçado, sendo ainda poucas as implementações sistemáticas adotadas na indústria mineral, visando melhorar a ecoeficiência dos processos. Neste trabalho é proposta uma metodologia fundamentada em princípios de sustentabilidade e aplicável ao beneficiamento de minérios, usando uma abordagem simplificada da Avaliação de Ciclo de Vida (ACV). A metodologia é focada na cominuição de minérios brasileiros, tendo sido aplicada ao beneficiamento de Itabiritos, os quais estão se tornando estratégicos no Brasil.

Aug 16, 2017

By Adriana Amaro Diacenco

O presente trabalho propõe-se a analisar a influência do amortecimento estrutural inerente de tais materiais submetidos a perturbações estáticas e dinâmicas as quais afetam as características de resposta. A importância deste trabalho insere-se no contexto do controle de vibrações de sistemas de engenharia. Para tanto, é empregada uma técnica de modelagem baseada em elementos finitos. A análise numérica é desenvolvida utilizando a Teoria da Deformação Cisalhante, a qual é implementada em um elemento Serendipity retangular contendo oito nós. O amortecimento é incluído empregando o modelo histerético. As respostas dinâmicas são representadas por funções de resposta em freqüência e autovalores complexos. Simulações numéricas são realizadas visando quantificar os níveis de amortecimento obtidos no tocante às vibrações transversais de placas retangulares e verificar a possibilidade de se aumentar tal amortecimento.

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