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By Roney Eduardo Lino

Melhorar a qualidade dos aços e dos processos tem sido uma rotina dos engenheiros metalurgistas e das siderúrgicas em um mercado que exige produtos com qualidade e preço competitivos. No processo de refino dos aços são feitos os ajustes de composição química e temperatura, além das modificações inclusionárias necessárias às características de qualidade dos produtos e as exigências para uma perfeita lingotabilidade. O processo de solidificação mais comum é o lingotamento contínuo, onde a continuidade de fluxo de aço líquido através das válvulas é assegurada através da temperatura adequada e presença de inclusões no estado líquido nas temperaturas de lingotamento. Neste trabalho foram utilizados os softwares Thermocalc e CEQCSI com o objetivo de avaliar o efeito dos elementos químicos carbono, silício e enxofre na janela de lingotabilidade de diagramas de fases alumínio vs cálcio. Os softwares se mostraram bastante apropriados e eficazes neste estudo, e os resultados indicam que os elementos estudados afetam diretamente a posição da janela de lingotabilidade dos aços carbono. A análise de amostra de tarugo de um aço 0,2%C via MEV mostrou que há grande heterogenidade de inclusões no aço acalmado ao alumínio e tratado com cálcio.

Aug 8, 2018

By Guilherme Bougleux Michelin Assunção

O projeto visa o estudo da reatividade e da resistência do coque, combustível tradicionalmente utilizado na siderurgia, relacionando às diversas condições presentes no alto-forno. Para a realização da pesquisa, foram utilizadas amostras de coque de uma empresa siderúrgica nacional. O coque foi analisado através dos ensaios Coke Reactivity Index (CRI) e Coke Strength After Reaction (CSR) no Laboratório de Processos Metalúrgicos da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Os testes foram realizados em tempos e temperaturas pré-determinados para simular as diversas zonas percorridas durante a descida do termo-redutor nos altos-fornos. Os resultados mostraram a viabilidade termodinâmica da gaseificação do coque a partir de 900°C, sendo possível calcular a energia de ativação da reação de Boudouard a 1100°C, e a correlação entre CRI e CSR coque.

Aug 17, 2017

By Bruno Deves Flores

O presente estudo visou avaliar em escala laboratorial os efeitos da substituição de carvão importado por nacional em misturas típicas para fabricação de coque metalúrgico. Carvão da camada Barro Branco foi amostrado, beneficiado e caracterizado. Misturas entre carvões coqueificáveis importados, coque de petróleo e o carvão brasileiro foram produzidas de modo a permitir a avaliação da influência do carvão nacional na qualidade do coque. O coque gerado no estudo foi produzido em escala de laboratório e posteriormente avaliado a partir de testes de resistência mecânica e reatividade. Os resultados do estudo apontam que a substituição parcial de carvão importado por nacional é viável tecnicamente sem que ocorram prejuízos importantes à qualidade do coque gerado. As diferenças de qualidade dos coques produzidos com ou sem carvão nacional foram menores para misturas com alto teor de inertes, onde as características termoplásticas da mistura passam a controlar a qualidade do coque gerado.

Oct 30, 2017

By Jackson de Brito Simões

As ligas com memória de forma (LMF) apresentam características funcionais de recuperação de deformações plásticas aparentes e mudança de suas propriedades mecânicas quando submetidas a variações de temperatura, proporcionando um crescente interesse para aplicações de engenharia e originando uma nova maneira de projetar sistemas mecânicos. Nesse contexto, é importante desenvolver novos métodos de fabricação de componentes e dispositivos a partir de LMF. Infelizmente essa fabricação pode ser ainda extremamente complexa e dispendiosa, principalmente para LMF do sistema Níquel-Titânio (Ni-Ti). No final do século XX, a fundição de precisão se tornou uma alternativa eficaz para a conformação de componentes de titânio e suas ligas em aplicações de alta tecnologia. Entretanto, não existem informações da utilização desse processo para fabricação de componentes mecânicos de LMF. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de fundição de precisão para o desenvolvimento de novos, produtos principalmente miniatuadores ativos de LMF Ni-Ti. Para isso, foi realizada a fabricação de diferentes formatos de miniatuadores de LMF Ni-Ti (de composição nominal em peso de 54,9Ni-45,1Ti) pelo processo de fundição de precisão com molde sólido, e ainda sua caracterização térmica e por ensaios não destrutivos. Foram obtidos quatro miniatuadores distintos, nos formatos de minitubo duplo, arruela Belleville, mola e parafuso, com bom acabamento superficial. A presença da transformação de fase característica das LMF foi avaliada por técnicas de calorimetria diferencial exploratória (DSC) e resistência elétrica em função da temperatura (RET) nos quatros tipos de miniatuadores. As técnicas não destrutivas de raios X e tomografia computadorizada foram empregadas para avaliar a qualidade dos miniatuadores produzidos, sendo importantes na detecção da presença de defeitos de processo. Ficou evidente a eficiência do novo processo proposto, porém ainda se faz necessário mais investigações principalmente com relação ao comportamento termomecânico dos miniatuadores obtidos por esse processo.

Aug 16, 2017

By Laura Pires Ribeiro Martins

Para a produção de peças e componentes automobilísticos, a utilização de ensaios não destrutivos é de grande importância, tanto para a detecção de defeitos como para a estimativa de propriedades físicas e mecânicas. Este estudo tem como objetivo avaliar dois métodos de ensaios não destrutivos (frequência de ressonância e ultrassom) através da determinação do módulo de elasticidade e do amortecimento de vibrações, em ferros fundidos vermiculares de classe FV 450. Estas técnicas também foram avaliadas para identificar a presença de microporosidades de contração na solidificação. Verificou-se que estas metodologias permitem estimar valores de módulo de elasticidade com bastante precisão, superior à obtida com ensaios de tração. Comprovou-se ainda que a capacidade de amortecimento de vibrações, avaliada pela taxa de atenuação da oscilação, é sensível à presença de interfaces na microestrutura do material, bem como à presença de pequenas porosidades.

Aug 16, 2017

By Tiany Guedes Cota

A indústria cerâmica utiliza as argilas como matéria-prima para fabricação de cerâmica vermelha, branca, de material refratário, entre outros. Possuem um vasto campo de aplicação devido às suas características que, em geral, são decorrentes de sua composição química e do processo de fabricação que lhe originou, tais como: temperatura de queima, proporção dos componentes e granulometria da matéria-prima utilizadas. Comumente vem sendo realizada a substituição de parte da massa argilosa por resíduos industriais, para aproveitamento de materiais, diminuição de custos e impacto ambiental. Nesse presente trabalho, foi realizado um planejamento fatorial em dois níveis das variáveis de adição de pó, temperatura de queima e pressão de compactação nas propriedades de densidade, retração linear de secagem (RLS) e de queima (RLQ). A coloração final também foi um parâmetro analisado. A temperatura parece ser a variável que mais influenciou nos resultados de densidade e RLQ. A pressão de compactação dos corpos de prova não foi uma variável significativa na densidade, RLS e RLQ. Logo, a condição ótima para fabricação dos corpos cerâmicos foi com incorporação de 10% de pó de despoeiramento em substituição ao solo argiloso e temperatura de queima de 1000°C.

Aug 17, 2017

By Leandro Wiltemburg Araújo

Em Conformação sob Fluência com Envelhecimento, do inglês Creep Age Forming (CAF), o material previamente solubilizado e temperado é carregado elasticamente (normalmente por flexão) e subsequentemente aquecido à temperatura de tratamento térmico de envelhecimento. Basicamente, a conformação se dá por meio de deformações provocadas simultaneamente pela tensão aplicada ao longo do tempo (fluência) e endurecimento por precipitação (envelhecimento). Sendo assim, pretende-se avaliar os efeitos dos parâmetros mencionados no retorno elástico, como tempo, temperatura, retorno elástico e propriedades mecânicas. Portanto foi avaliado, a variação do retorno elástico (springback) em função do tempo para a liga de alumínio AA7475 submetida a um carregamento de flexão durante o envelhecimento realizado em duas temperaturas diferentes (120°C e 150°C). Foi possível observar que quanto menor o tempo e a temperatura de envelhecimento, maior o retorno elástico. Portanto, quanto maior o retorno elástico da peça, mais próxima ela estará do seu formato original antes da conformação [1]. Em relação à dureza, foi observado que quando o material é submetido a uma temperatura de 120°C obtém-se um aumento significativo de dureza Vickers com o passar do tempo (atribuída a precipitação refinada) e a 150°C não ocorre esse aumento significativo dessa propriedade mecânica (atribuído a precipitação mais grosseira).

Aug 16, 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 Lucas Kling e Silva

A deformação plástica de aços acompanha mudanças irreversíveis da microestrutura, que podem ser consideradas como o estágio inicial do processo de fratura. No entanto, detectar, monitorar e avaliar previamente, estados de dano e pequenos defeitos, de forma não destrutiva, ainda se mostra desafiador. Dubov reportou o fenômeno do surgimento espontâneo de fracos campos magnéticos em aços estruturais ferríticos em oleodutos, que são originados devido a tensões mecânicas heterogêneas ou térmicas. Esta observação não é associada com transformações de fase induzidas por deformação e parece ser uma ferramenta promissora para a caracterização prévia de danos em aços ferromagnéticos. Para proporcionar uma melhor compreensão das bases físicas deste processo, foram observadas as microestruturas magnéticas de tais materiais e as mudanças ocorridas nos domínios magnéticos dos mesmos após sofrerem deformação plástica. Para isto foi utilizado um meio de solução coloidal com partículas paramagnéticas na escala nanométrica (ferrofluido) que proporcionou, através da técnica Bitter, observar não apenas uma mudança de tamanho dos domínios magnéticos do material, mas também modificações em sua morfologia. Foram estudados neste trabalho aços ferríticos com as respectivas concentrações de carbono em sua composição: 0,12%; 0,17% e 0,45%.

Aug 16, 2017

By Ricardo dos Santos Oliveira

Devido ao grande aumento da concentração de gases do efeito estufa, a criação de uma energia limpa tem sido um desafio para a ciência e as indústrias. Após identificar possíveis soluções para este problema uma alternativa seria a utilização de biomassa vegetal com capacidade térmica como fonte energética redutora no processo de redução do minério de ferro em altos-fornos. Este trabalho teve como objetivo utilizar capim elefante (Pennisetum purpureum) e carvão mineral na injeção de finos pulverizados pelas ventaneiras de altos-fornos nas siderúrgicas a fim de reduzir custos da produção de ferro gusa e reduzir a dependência de combustíveis fósseis no processo. O capim elefante é uma fonte renovável e de rápido crescimento que através da fotossíntese captura o CO2 da atmosfera, reduzindo a poluição causada pelos altos-fornos. Para simular a injeção dos materiais estudados foi construído na Escola de Minas - UFOP um modelo de partículas de combustão para analisar as amostras. Outras técnicas são utilizadas para caracterização como combustão, calorimetria, análise de gás, análise química imediata e elementar. Assim, em teoria, esta pesquisa mostra que o capim elefante misturado com carvão mineral através de sua injeção em altos-fornos mostrou-se viável em termos metalúrgicos e ambientais.

Aug 17, 2017

Os mais importantes processos de redução de minério de ferro em fornos de cuba convivem, com maior ou menor intensidade, o problema de precipitação de carbono no interior de seus reatores. Para melhor conhecer os efeitos dos parâmetros operacionais desses processos sobre as cinéticas simultâneas de redução das pelotas de minério de ferro e de precipitação de carbono, foi definido um programa cooperativo entre a Samarco e o Grupo de Siderurgia da PUC-Rio. O presente trabalho é a parte 1 deste programa, que analisou o comportamento de pelotas RD nas temperaturas de 500, 700 e 900 °C, vazões de 60 e 90 NL/min e pressões de 1,2 e 2,5 atm, quando reagiram com os gases de topo e sopro típicos das regiões superiores (Zona de Redução-ZR) dos fornos de produção de ferro esponja (DRI). O tratamento dos resultados obtidos nos testes programados pelo método estatístico fatorial, permitiu identificar as cinéticas concorrentes e propor um modelo global baseado no principio da superposição. Finalmente, utilizando as curvas “Grau de Reação Global-GR versus tempo”, mostrou correlações plenamente compatíveis com os dados experimentais levantados e plena viabilidade de aplicação a outros processos de produção de ferro primário.

Aug 1, 2018

By Bruno Wartchow Laidens

Massas de reparo à quente de sede de válvula e de plugue em panela de aço são utilizadas a fim de se aumentar a vida útil dessas peças, as quais necessitam longo tempo para a troca. Isto propicia um ganho considerável na campanha da panela. O objetivo do presente trabalho foi a caracterização técnica das massas refratárias, bem como a seleção da massa mais adequada para utilização na panela de aço na Usina Rio-grandense. Uma massa magnesiana e duas aluminosas (concretos) foram analisadas por meio de diversas técnicas, como análise de imagens (lupa eletrônica e MEV), distribuição granulométrica, porosidade, composição química, análise mineralógica, resistência à compressão e teste de tração de aderência entre o substrato e a massa. Os resultados demonstraram que a massa de reparo magnesiana com resina de cura à quente apresentou os melhores resultados de adesão junto às sedes, além de apresentar uma significativa resistência à compressão.

Aug 17, 2017

By Graziele Gianini Braga Maria

O aço inoxidável duplex combina as propriedades mecânicas da ferrita à resistência à corrosão da austenita, sendo muito utilizado em aplicações industriais que requerem um bom desempenho quanto a essas propriedades. Quando esse aço é submetido a ciclos térmicos, fases secundárias podem se precipitar, o que causa a deterioração de suas propriedades. Dentre as fases que podem surgir, a fase sigma é a de maior relevância. O presente trabalho tem como objetivo avaliar e quantificar a precipitação da fase sigma quando o aço duplex UNS 31803 é submetido ao recozimento em diferentes temperaturas. Para essa análise foram utilizados a microscopia óptica e eletrônica, difração por elétrons retroespalhados, difração de raios - X, e espectometria de raios - X por dispersão em energia. Observou - se a presença da fase sigma em três das quatro condições adotadas no trabalho. A presença mais acentuada da fase foi observada na condição em que a velocidade de precipitação é máxima.

Aug 17, 2017

By Diego de Araujo Santana

O tamanho médio dos grãos é um parâmetro estrutural frequentemente estimado quando se está avaliando, principalmente, as propriedades mecânicas dos materiais metálicos. A American Society for Testing and Materials (ASTM) estabelece, nas normas ASTM E112 e ASTM E1382, metodologias para estimar o tamanho médio dos cristais de maneira manual e semiautomática/automática, respectivamente. O presente trabalho propõe, além de uma nova metodologia semiautomática, duas metodologias automáticas para estimar o tamanhão médio de grão em materiais metálicos policristalinos monofásicos, assim como um parâmetro para avaliar a morfologia dos grãos. O tamanho de grão G ASTM encontrado utilizando os novos procedimentos testados se apresentou muito próximo aos valores obtidos pelos métodos padronizados, que também foram aplicados e usados como referência para avaliação da representatividade das medidas. Desse modo, os métodos propostos se apresentam como uma alternativa viável para estimar o referido parâmetro estrutural dos materiais metálicos.

Aug 17, 2017

By Victor Freire de Oliveira

A exaustão das reservas mundiais de minérios de ferro de qualidade, bem como o progressivo avanço das legislações ambientais, são tendências que têm motivado pesquisas acerca do uso de resíduos ricos em ferro e carbono para a fabricação de sínter metalúrgico para uso em alto-forno. Para tal, é necessário que se verifique o comportamento desses materiais nas condições termodinâmicas e cinéticas do processo de sinterização, bem como o seu efeito sobre a qualidade do sínter e sobre os parâmetros de processo da sinterização. Com esse objetivo, em uma primeira etapa do presente projeto de pesquisa, misturas representativas da prática operacional das usinas brasileiras, bem como misturas visando à maximização da reciclagem de resíduos foram testadas em laboratório em condições próximas às da sinterização. Os resultados de análises químicas e mineralógicas obtidos experimentalmente foram comparados com predições termodinâmicas de um modelo de equilíbrio multicomponente, havendo concordância satisfatória.

Oct 30, 2017

By Danilo Gonçalves de Oliveira, Rogério Martins Pereira

Chatter is a widely studied vibration phenomenon that affects most cold mills around the world and its impact on these lines are tremendous: from productivity and quality losses to mechanical equipment damage. The investigation of its origins and how to minimize the occurrences and their impact on the equipment require special instrumentation and algorithms in order to have a detection of the vibrations as soon as they start. This paper presents three methods of identification of chatter on a Tandem Cold Mill and the actions to leave the vibration frequency range before its amplitude achieve catastrophic values.

Oct 1, 2019

By Marcella Grosso Lima

O objetivo deste trabalho é pesquisar sobre as principais falhas apresentadas por revestimentos anticorrosivos modernos comumente empregados para proteção interna de tanques de armazenamento de produtos petroquímicos e avaliar a capacidade da técnica de correntes parasitas para a inspeção não destrutiva deste material. Nesse contexto, as vantagens e limitações da técnica são analisadas. A aquisição de dados foi realizada considerando as propriedades isolantes dos revestimentos nas condições como aplicado e também após o envelhecimento. Amostras foram preparadas com defeitos controlados inseridos no substrato de aço carbono a fim de simular defeitos de corrosão localizada sob o revestimento. A detecção dos defeitos foi avaliada nas amostras com diferentes espessuras e também com a presença de óxido de ferro no interior dos defeitos a fim de simular áreas de corrosão localizada. Através da comparação entre os resultados obtidos no C-Scan original e após o processamento de imagem, foi possível observar uma melhoria significativa na eliminação dos falsos defeitos relacionados a variação da espessura inerente do revestimento pela limiarização multilevel. Também foi possível através do efeito do lift-off distinguir os defeitos reais e falsos defeitos. Nesse aspecto, a técnica de correntes parasitas se mostrou capaz de detectar defeitos neste tipo de material.

Oct 30, 2017

By Thamiris Auxiliadora Gonçalves Martins, Isabela Falconi Brandolis Alves, Viviane Tavares de Moraes

Reverse flotation process is a method used for remove impurities from the most abundant iron ore; the itabirite. In this process, amines surfactant are used which may prevent the reuse of water in processes. The Fenton oxidative processes and the synthesis of nanoparticles are highlighted in catalysts application and in organic substances degradation. This study performed the synthesis of copper nanoparticles (CuNPs) to employ them as catalysts of the modified Fenton reaction to degrade an amine surfactant used in reverse flotation and compared with the classic Fenton (Fe2+) reaction. CuNPs were synthesized by chemical reduction, pH 11 with copper sulfate and ascorbic acid. They were characterized by UV-Vis, DRX and DLS and Zeta potential. The nanoparticles had diameters of 125.00 to 17.22nm and stability during 50 days. The tests were prepared with 180mg/L of amine and 1890mg/L of H2O2 in 150 minutes. The degradation was assessed by UV-Vis and FT IR. The results showed that CuNPs degraded 84% of the surfactant while Fe2+ reached 89%. In this way, both processes can be used for surfactant degradation, although the CuNPs method is easier to operate at neutral pH.

Oct 3, 2019

By Maurício Gammertt Röhnelt

A pesquisa em questão trata-se do aproveitamento e aplicação da escória de aciaria elétrica, um subproduto residual do processo de refino do aço. A força propulsora para realização deste projeto está associada à utilização do resíduo: a quantidade gerada é maior que a quantidade aproveitada, uma vez que este subproduto tem como limitante de uso o fenômeno de expansão volumétrica que compromete obras de engenharia. No presente estudo, a escória foi micronizada, caracterizada e incorporada em uma matriz polimérica para obtenção de um novo produto com propriedades vedantes. Os artefatos produzidos foram submetidos a vários ensaios mecânicos, químicos e de caracterização conforme requisitado pela norma NBR 15750. Após a análise dos resultados, concluiuse que os compostos constituídos pelo resíduo apresentaram melhores propriedades vedantes que o grupo controle de referência. Além disso, verificaram-se melhores condições de processamento nos compostos com escória de aciaria micronizada. Obteve-se, portanto, um produto ecológico, mais viável economicamente, com propriedades que atendem a uma especificação. Dessa forma, difundiu-se a aplicação do resíduo para outros ramos industriais, agregando a este maior valor comercial, promovendo assim a sustentabilidade por meio da substituição de matérias-primas provenientes de recursos não renováveis pela escória de aciaria elétrica.

Aug 17, 2017

By Everton Azola de Mattos

A Retomadora de Minério 342-RE-001 da Anglo American é um equipamento fundamental para a homogeneização do minério, porém este equipamento apresentava problemas de performance operacional desde início da operação da Planta Industrial de Barro Alto. Em agosto de 2015, as equipes de Engenharia e Manutenção realizaram um levantamento de todas as intervenções feitas no equipamento desde o início da operação em 2012, classificando estas intervenções em seis grupos, utilizando as ferramentas da metodologia Lean Six Sigma. Desta forma, foi possível realizar o Retrofit da roda de caçambas, manutenção geral nos rastelos, trucks e na lógica de automação que eram os sistemas que mais impactavam na estabilidade e disponibilidade física do equipamento.

Aug 17, 2017