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By Breno Totti Maia

O presente trabalho teve por objetivo uma análise de parâmetros geométricos de bicos de lança em operação e uma extrapolação para situações futuras. Foram determinadas as principais relações trigonométricas e, a partir disso, verificada a possibilidade de “coalescência”. Os principais resultados mostram que círculo primitivo dos bocais (PCD) não tem qualquer influência nas relações trigonométricas do bocal, limitado pelo ângulo de saída divergente. Bicos com até 04 furos e pequeno ângulo com a vertical podem promover a coalescência e bicos com mais furos afastam essa possibilidade assim como a relação entre número de furos e ângulo entre dois bocais adjacentes. O presente trabalho mostrou uma importante ferramenta para determinação de condições para desenvolvimento de novos bicos de lança.

Aug 17, 2017

By Thiago Figueiredo Azevedo

Ligas de titânio e nióbio têm sido desenvolvidas devido a possibilidade de modificar as propriedades mecânicas por envelhecimento. No presente estudo ligas TiNb com diferentes concentrações de Nb e com adição de estanho foram obtidas por fusão a vácuo, deformadas a frio e posteriormente tratadas por diferentes tempos de envelhecimento. Foi observado que todas as ligas em todas as condições apresentam as mesmas fases ß, a” e ?, no entanto, apresentam diferentes microestruturas. Isso se refletiu nas propriedades mecânicas das ligas, onde obtevese maiores durezas com o envelhecimento em 48 horas em todas as ligas, esse aumento de dureza foi quase o dobro para as ligas com maiores teores de nióbio (Ti42Nb e Ti42Nb2Sn).

Aug 16, 2017

By Raquel de Souza Correa, Euglacyo L. Moura, Daniel A. G. de Carvalho, Bruno S. Cerchiari, Joyce C. Ribeiro

Ter um controle do teor de hidrogênio contido nos aços é vital para o funcionamento da aciaria, já que esse elemento pode provocar acidentes e prejudicar as propriedades mecânicas do aço. Por isso, a previsão do teor de hidrogênio é de grande interesse na indústria por meio de modelamentos matemáticos. Devido às complexas relações entre teor de hidrogênio e adição de materiais feitas durante diferentes fases no sopro do BOF, que causam incorporação de hidrogênio no banho, a utilização de redes neurais artificiais (RNA) se mostrou uma ferramenta computacional mais eficaz para conseguir fazer essa previsão do que o modelamento por regressão múltipla, pois possui habilidade de relacionar variáveis não lineares entre si e devido à sua capacidade de aprendizado.

Oct 1, 2019

By Pedro Gabriel Bonella de Oliveira

O processo usual para elaboração de aços utilizados na indústria de petróleo e gás é a laminação controlada, porém, não é adequado para fabricação de peças de geometria complexa, como juntas e conexões. Nestes casos, o forjamento é a melhor opção, pois permite maior diversidade de conformação. A produção de componentes por esta técnica exige tratamentos de têmpera e revenimento para obtenção das propriedades exigidas em trabalho. O objetivo deste projeto é avaliar o comportamento em tração e a microestrutura de um aço microligado submetido ao aquecimento a 855, 900 e 1000°C. Modelos termodinâmicos de Kasatkin foram utilizados para cálculo das temperaturas de transformação austenítica. Os resultados mostram que o tratamento realizado na zona de transformação intercrítica favorece a formação de uma estrutura bifásica de ferrita e martensita com maiores valores da tensão de escoamento e resistência máxima à tração. Nos tratamentos térmicos realizados em maiores temperaturas há diminuição na resistência mecânica, porém com aumento no alongamento em consequência de uma estrutura composta de bainita e ferrita acicular.

Aug 17, 2017

By Elmer Antonio Mamani Calcina

Análise de conglomerados e caracterização microestrutural, incluindo microanálise química, foram usadas para investigar as inclusões não-metálicas de amostras ferrosas da Real Fabrica de Ferro de Ipanema e da Ponte D. Pedro II (localizada na Bahia e produzida na Escócia); e de artefatos ferrosos de sítios arqueológicos de São Miguel das Missões (Rio Grande do Sul) e de Afonso Sardinha (Sorocaba, coleção da Prof.ª Margarida Andreatta) com o objetivo de estabelecer a assinatura de seus processos produtivos. A análise de conglomerados dos resultados de microanálise da fase wustita (usando como variáveis críticas os teores de MnO, MgO, Al2O3, V2O5 and TiO2) mostrou-se efetiva para agrupar e diferenciar as amostras de diferentes origens: Bahia, Sardinha, Ipanema e Missões.

Aug 17, 2017

By Fábio de São José

Sistemas de moagem são projetados baseando-se, entre outros parâmetros, no consumo de energia das rotas existentes. Consideram-se custos com energia um desafio para a indústria mineral, pois a maioria da energia disponível ao processo é inevitavelmente absorvida pelos equipamentos e somente uma menor porção é destinada à fragmentação desejada. Hoje, a maioria das teorias utilizadas na avaliação do desempenho energético parte dos estudos de pesquisadores como Fred Chester Bond. De acordo com Bond, Work Index (WI) é um parâmetro representativo da resistência à moagem do minério, servindo para medir o consumo de energia na fragmentação e para comparar o comportamento de diferentes minérios. Estudos recentes comprovam que o WI de materiais em mistura pode ser medido, geralmente, com alto desvio devido às diferenças existentes de moabilidade de cada tipologia. Este trabalho consistiu na determinação do WI de minério de zinco silicatado com elevações nos teores de esfalerita (ZnS) e galena (PbS), devido à avanços na lavra, minério composto unicamente por willemita e suas misturas. Valores encontrados mostraram que a presença significativa de minerais de classes distintas daquele predominante na frente de lavra pode influenciar na determinação de parâmetros importantes para o processamento mineral. Amostras foram fornecidas pela Votorantim Metais Zinco.

Aug 8, 2018

By Johan Richaud

Achieving high surface quality steel in the continuous casting process requires optimal mould level control. The design of the casting channel from the tundish to the mould is crucial to prevent formation of undesired instabilities or biased flows that can cause level fluctuation. With the aid of CFD and with physical water models, the geometry of the stopper nose and the nozzle seat have been studied and optimized to improve the overall mould flow stability. A special stopper nose; Ripple Stopper (RST), has been developed that reduces the formation of large and unwanted eddies in the liquid steel that destabilize the port exiting jets. Instead, the RST produces a fast release of turbulence in the form of a large number of small eddies. The large sudden fluctuations in the mould level are reduced, which in turn reduces the occurrence of surface defects. An additional benefit is derived from the local pressure around the stopper nose region being greater which reduces the refractory erosion. For a tundish gate type flow regulation, a new design encompasses an offset in the Tundish Well Nozzle (TWN) that realigns the flow and reduces the bias flow that is common to tundish gate regulation. The steel recirculation regions below the throttling gate are decreased reducing the risk of oxide depositions. The RST and the Offset bore casting channel have been applied successfully leading to a superior flow control performance between the tundish and the mould.

Jul 30, 2018

By Eduardo Piassi Nicoli

Este trabalho tem a finalidade de apresentar projeto para melhoria de qualidade e redução do consumo de água em torres de resfriamento sem a utilização de produtos químicos e ainda eliminando problemas de incrustações e acúmulo de metais pesados, corrosão e formação biológica, através de solução inovadora (novo modelo mental).

Oct 30, 2017

By Augusto César Barrios Tamayo

The high temperature erosion of Thermal Barrier Coatings (TBCs) is one of the main factors that define the lifespan in gas turbine components as it is considered the second source of failure of hot path components in power and propulsion turbine operation. The worn Top Coat (TC) surface in components such as first stage turbine blades affects the turbine efficiency due to energy losses and the increment in heat transfer to substrate. The first part of this work consists in describing a HTE test facility developed to emulate the damage conditions found in a number of components of gas turbines; in this testing machine, the samples were exposed to combustion gases moving at velocities close to 1.5 Mach and temperatures of 1100°C. The second part consists in the characterization of liners and first stage turbine blades of a GE7FA gas turbine used for power generation. The last part deal whit correlation of the features of TC’s worn surfaces with the erosion conditions and the dominant degradation mechanisms between test samples and turbine components were compared.

Jul 31, 2018

By Davidson Marcos de Oliveira, Antonio Adel dos Santos, Vicente Tadeu Buono

The benefits of using the controlled rolling process followed by accelerated cooling (TMCP), currently used in the main rolling mills in the world are already well known and metallurgically based. The need to obtain mechanical properties with a high degree of homogeneity means that in some situations the ends of the rolled material are discarded, negatively affecting the metallic yield of the process. Therefore, this work focused on the determination of the mechanical properties variation at the ends of thick plates processed by TMCP of steels for application in oil and gas pipelines, in order to map the extent of these differences and to correlate them with the microstructure obtained, the profiles of temperature and cooling rates in these regions. To perform the work, two slabs of the studied material were rolled, and the temperature profile was recorded along the plate in the controlled rolling and accelerated cooling processes. The ends of the material were sampled in sections at every 100 mm and subjected to tensile test, hardness and the Charpy V-notch impact test, as well as dilatometry and microstructure evaluations. For the used process conditions, the results indicated the formation of a banded microstructure, basically consisting of polygonal ferrite and bainite, occasionally containing small fractions of perlite. The mechanical properties in the top and the base were higher than the values found in the plate middle, justified by the microstructure found. The work allowed understanding the relationship between the mechanical properties, microstructures and process conditions at the ends, helping the team to improve the process in order to result in a high degree of homogeneity of the product and, thus, lead to optimization of the metallic yield.

Oct 1, 2019

By Breno Carvalho de Oliveira

Neste trabalho é apresentado uma ferramenta de otimização multiobjetivo para planejamento da manutenção de ativos ferroviários. A aplicação foi modelada com base no problema do Caixeiro Viajante Multiobjetivo, considerando como objetivos a minimização da postergação da manutenção dos equipamentos e do deslocamento da equipe de manutenção. Foi utilizada uma instância real de 17 cidades que são atendidas por uma única equipe de manutenção. A ferramenta de otimização consiste na combinação do algoritmo SPEA2 (Strength Pareto Evolutionary Algorithm), da methaheurística GRASP (Greedy Randomized Adaptive e Search Procedure) e de uma heurística de busca local em vizinhança, cada uma com seu papel específico dentro da otimização. O algoritmo foi capaz de mapear soluções melhores que a atualmente adotada pela empresa, proporcionando uma economia significativa no valor total a ser gasto em um ciclo de manutenção dos ativos ferroviários.

Oct 30, 2017

By Samuel F. Rodrigues, Clodualdo Aranas Jr., Fulvio Siciliano

The application of thermo-mechanical control processing (TMCP) in hot rolling of steels has become a common routine since the last 60 years. The understanding of the physical metallurgy behind TMCP played a major role in the early developments. Physical and numerical simulation works are performed firstly to derive the fundamental metallurgical knowledge and secondly to conceive existing TMCP practices. In this paper, a summary TMCP techniques is presented. The occurrence of dynamic transformation of ferrite in the austenite region is shown by means of synchrotron light diffraction methods. This phase transformation mechanism is taken into consideration and its effects on TMCP are proposed in an exploratory way.

Oct 1, 2019

By Edmar de Souza Silva, Antonio Augusto Gorni, Emanuelle Garcia Reis, Daniel Bojikian Matsubara

Controlled rolling followed by accelerated cooling, known worldwide as TMCP, aims to increase mechanical properties without toughness deterioration. The process principle is to promote the plate cooling with water jets along the range of the austenite transformation temperatures. The accelerated cooling process is only fully effective when controlled in an integrated manner, as it alone cannot ensure significant improvements in the final properties of steels. Plate surface quality depends on some parameters that must be controlled before the start of the plate accelerated cooling. Good flatness is essential to avoid irregular water accumulations during cooling. After the reheating process, the slab should have uniform temperature, uniform austenitic grain size and easily removable scale. The slab thermal and microstructural heterogeneities are inherited by the rolled plate and tend to increase further during the accelerated cooling. This results in flatness problems, high level of internal stresses and mechanical property variations. The descaling strategy is an extremely important factor and must be determined with great caution. It is important that scale thickness and distribution is uniform to ensure homogeneous cooling over the entire plate surface. Otherwise, there will be an uneven temperature distribution, which can cause serious problems of flatness, surface quality and mechanical properties.

Oct 1, 2019

By Caroline Almeida Santos Fraga

Aços com elevada qualidade microestrutural cada vez mais são requeridos pela indústria, devido as suas propriedades mecânicas e metalúrgicas superiores. O conceito de qualidade microestrutural está relacionado à presença de inclusões não metálicas. Para atingir uma limpeza inclusionária efetiva é importante o conhecimento de como cada etapa do processo influencia no comportamento inclusionário. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar as inclusões no processo de lingotamento contínuo, bem como estudar os efeitos de algumas variáveis do processo sobre as mesmas. Amostras de aço alto carbono foram retiradas no distribuidor do lingotamento contínuo em uma planta siderúrgica e foram submetidas à análise via MEV/EDS automatizado e medições de oxigênio total. O posicionamento da composição química das inclusões varridas em diagramas ternários remetidas às análises de morfologia e a correlação do nível inclusionário com parâmetros do processo e escórias, possibilitou entender o comportamento das inclusões. Como resultado parcial é observado a transferência de elementos da escória para as inclusões por intermédio do banho, por exemplo, devido à geração de espinélios ao final do processo. Percebe-se também que, além do efeito da diminuição da temperatura na geração de novas inclusões, alguma reoxidação deve ser considerada. O resultado esperado é obter maior conhecimento do processo, contribuindo no desenvolvimento de aços especiais.

Aug 8, 2018

By Dalila Chaves Sicupira

A pitting corrosion study of welded joints of lean duplex stainless steel (LDSS) UNS S32304 has been performed. LDSS S32304 thick plates were welded by different processes commonly employed in equipment and piping construction: SMAW (Shielded metal arc welding), GMAW (Gas metal arc welding) and FCAW (Flux cored arc welding). The electrochemical behavior of different weldment zones (fusion zone (FZ), base metal (BM) and heat affected zone (HAZ)) was characterized both independently using an electrochemical microcell and together through whole sample analysis. The electrochemical method applied was performed in acidified glycerin, a process fluid of the biodiesel industry. The results were correlated to the microstructural features of the materials. Based on the results, is possible to conclude that the breakdown potential (Eb) of the fusion zone (FZ) was higher than the Eb obtained for the heat affected zone (HAZ). In general, top samples show higher breakdown potential than root samples and also the samples welded using filler metal 2209 has a better anodic behavior than the filler metal 2307. According to the results, GMAW welding process with 2209 as filler metal was revealed as the optimum chosen for application of 2304 duplex stainless steels in this case.

Jan 16, 2018

By Marcos Pereira Manso, Carlos Alberto Rodrigues Lares, Sandro Luiz Zahner, Alexandre Dolabella Resende, Marcelo Martins Ferreira, Rodrigo Garcia Ribeiro

O Distribuidor é um equipamento fundamental no processo de Lingotamento Contínuo por ter como função, dentre outras, assegurar a continuidade do processo durante a troca de panela, bem como manter o aço líquido na temperatura adequada para o processo. O presente trabalho apresenta um estudo de melhoria no Distribuidor da Gerdau Divinópolis, no qual foi realizada a redução da temperatura de entrada do aço no distribuidor após modificações no projeto refratário e estudos de simulação numérica. As simulações indicaram que seria possível uma redução significativa da temperatura de entrada do aço no distribuidor e a implementação na prática dessa alteração levou a ganhos significativos, tais como, redução de Power On, redução de Temperatura Média para liberação e consequente redução de consumo de energia.

Oct 1, 2019

By Bruno Alves Resende

Em julho de 2010, a linha de Tiras a Quente da Usiminas, planta de Ipatinga, passou a operar com um novo sistema de controle para o laminador de acabamento. Assim, foi necessário atualizar o simulador offline de set up do Trem Acabador, utilizado frequentemente pelas áreas técnica e operacional. Para isso, toda a lógica de cálculo e formulações matemáticas do sistema online foram assimiladas e empregadas no novo simulador. Os resultados das simulações, quando comparados com os valores gerados pelo modelo online, mostraram-se bastante confiáveis. Sendo assim, conclui-se que o aplicativo desenvolvido está apto para ser utilizado como uma ferramenta de simulação offline do modelo de controle do Trem Acabador. Os benefícios potenciais do uso do simulador são: (i) aumento da produtividade por meio da redução de paradas da linha, (ii) melhoria da qualidade final do produto, (iii) redução do número de experimentos na produção e (iv) ajuste dos parâmetros dos modelos de controle. No presente trabalho são apresentadas e discutidas as características do desenvolvimento, da apresentação e da aplicação desse simulador.

Aug 17, 2017

By Lucas Coelho da Silva

Neste artigo, foi avaliado o comportamento do tubo frente ao aumento de temperatura. A medida dos valores das propriedades mecânicas do tubo foi determinada através do ensaio de achatamento, para um total de 17 amostras submetidas ao ensaio em condições normais. Através do ensaio foi possível calcular propriedades mecânicas como a tenacidade, limite de resistência à ruptura, limite de escoamento, deformação e módulo de elasticidade. O efeito da temperatura sobre as propriedades mecânicas do material foi estudado. A conclusão foi elaborada no sentido de avaliar de que forma a temperatura pode influenciar no comportamento do material e que características foram comprometidas devido a esse aumento de temperatura e posterior resfriamento.

Aug 16, 2017

By Arnaldo Forgas Júnior

Three techniques for ferrite quantification were applied in a duplex stainless steel UNS S31803 solution treated at three different temperatures, 1000, 1100 and 1200°C, in order to verify their compliance with the results from ThermoCalc® prediction. It is verified that only austenite and ferrite phases are present in the samples and that an increasing in solution treatment temperature led to the increase of the volume fraction of ferrite. It is also observed that quantitative stereology technique shows absolute values closer to ThermoCalc® predictions. On the other hand, measurements by ferritoscope and XRD show significant deviations, probably due to texturing effect imposed by the rolling process.

Aug 16, 2017

By Renan Celestino Silva Santos

O presente estudo trata da análise de falha de um cabo de aço utilizado em grua de construção civil. Para a análise da falha foram feitas metalografia, microdureza, análise dimensional e análise por microscopia eletrônica de varredura. Também foram feitos ensaios de tração, a fim de determinar a diminuição da resistência mecânica em decorrência de diminuição de área do cabo. A análise em campo detectou a presença de um dispositivo de acionamento do motor da grua que mantinha contato com o cabo e foi o responsável pela falha. Os resultados demonstraram que todos os fios estavam desgastados. Na maioria dos fios foi detectado aspecto de fratura plana frágil. A análise metalográfica e de microdureza não indicaram nenhum defeito metalúrgico nos cabos. Os resultados do ensaio de tração indicaram a diminuição significativa da resistência mecânica devido à redução de seção dos fios.

Aug 16, 2017