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By Cleciano Berlando Miranda de Oliveira

A Engenharia de manutenção em equipamentos siderúrgicos da CSN vem desenvolvendo habilidade e aplicando com ótimos resultados os recursos computacionais avançados com modelagem 3D e simulação numérica através de métodos de elementos finitos. Estes recursos estão se tornado um diferencial na dinâmica dos trabalhos de manutenção com foco em análises de falhas crônicas e respostas rápidas para a solução dos problemas. Caracterizando e estratificando as falhas é possível desenvolver melhorias e defendê-las com maior assertividade e credibilidade. O recurso computacional já está no mercado há tempos e a CSN está na vanguarda na formação de sua equipe própria com um nível avançado e grande potencial para otimização de resultados da engenharia de manutenção de equipamentos (GEM) da CSN-UPV. A missão principal é agregar valor aos ativos, com agilidade e confiabilidade na caracterização de oportunidades de melhorias dos projetos ou restabelecimento funcional. Trilhando um caminho contínuo no que tange a qualidade e assertividade nas soluções de problemas de equipamentos mecânicos, serão apresentados alguns casos de sucesso que estão em desenvolvimento e um projeto de melhoria nos rolos de entrada de um laminador de encruamento, localizado na saída da linha de recozimento contínuo para chapas número um (LRCC#1). Estes rolos apresentavam fraturas com frequências mensais gerando paradas de mais de 8 horas e, após os estudos e implantação do projeto em 2012, não houve mais registros de paradas por falhas nos rolos. O projeto foi padronizado e multiplicado para os demais rolos da LRCC#1 e outras linhas com projetos semelhantes.

Aug 17, 2017

By Karina Aparecida Martins Barcelos Gonçalves

A evolução da microestrutura e propriedades mecânicas de dois aços inoxidáveis duplex foram estudadas via microscopia óptica e de varredura, ensaios de dureza e tração. As amostras dos aços inoxidáveis duplex foram laminadas a frio com percentual de 18,50 e 62% para o aço S32304 e 21,52 e 64% para o aço S31803. As amostras com 62 e 64% de redução foram recozidas a uma temperatura de 1055ºC com 20 s de encharque. Os resultados mostraram o efeito da deformação a frio na espessura das lamelas de ferrita e austenita, sendo este mais pronunciado na austenita. O aço inoxidável duplex S31803 apresentou maiores valores para o limite de escoamento e dureza devido ao maior percentual de molibdênio e nitrogênio, elementos que atuam como endurecedores por solução sólida.

Aug 17, 2017

By Lilia Olaya-Luengas

A resistência à corrosão e mecânica dos aços inoxidáveis duplex dependem da distribuição de fases, portanto, é fundamental a compreensão das transformações microestruturais que ocorrem na zona termicamente afetada (ZTA) em função do aporte de calor em processos de soldagem. A fim de investigar a evolução microestrutural no aço inoxidável duplex SAF 2205 durante a soldagem, foram simulados na Gleeble dois ciclos térmicos com aporte de calor de 15 e 30 kJ/cm, considerando a temperatura de pico de 1350°C, seguido de têmpera a 500 e 250°C. As microestruturas na condição de como recebido e da ZTA simulada foram caracterizadas através de microscopia óptica (MO) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram utilizadas diferentes técnicas metalográficas para a caracterização da microestrutura e identificadas três diferentes morfologias de austenita: nos contornos de grão, austenita Widmanstätten e a austenita intragranular, assim como diferentes frações volumétricas destas fases.

Aug 17, 2017

By Cyro Takano

A tecnologia de autorredução apresenta um grande potencial por apresentar características de alta velocidade de redução e de eficiência energética, resultando em economia de energia e em alta produtividade na produção de metal primário. Têmse dois processos consolidados de aglomeração. A utilização de cimento como aglomerante, com cura a frio que formam hidratos que conferem resistência, apresenta problema principal de sofrer degradação às temperaturas na faixa de 800 a 1000 °C, devido à decomposição dos hidratos. O outro processo é o de utilização das propriedades do carvão de alta fluidez e tratá-lo termicamente para que sirva de redutor e aglomerante. Este processo não é o de cura a frio, porém diminui consideravelmente a quantidade de escória em comparação com a utilização de cimento. O objetivo deste trabalho é o de analisar, na literatura técnica, os aglomerantes alternativos e iniciar os ensaios para verificar os comportamentos de resistência mecânica, principalmente a quente. Em função dos resultados a etapa seguinte será a de projetar um processo que seja compatível com resistência mecânica a quente. A análise resultou em sugestões para os ensaios. Os resultados preliminares, com utilização de bentonita e ácido bórico estão indicando resistência a quente das pelotas melhores que as obtidas com a utilização de cimento.

Aug 17, 2017

By João Júnio Pereira Lino

Este trabalho tem como objetivo demonstrar a aplicação das técnicas de laminação termomecânica de aços microligados para obtenção de propriedades mecânicas elevadas em um laminador Steckel. O processamento de um aço com composição química favorável à obtenção de propriedades mecânicas compatíveis com o grau X60 especificado na norma API 5L é demonstrado. Foram alcançados limites de escoamento a 0,5% de deformação e a resistência à tração mínimos de 473MPa e 549MPa respectivamente, alongamento médio de 38%, razão elástica em 86% e temperatura de transição dúctil frágil em torno de -50°C atendendo às especificações da norma.

Aug 17, 2017

By Mariana Boger Netto

O fósforo é um elemento crítico para a qualidade dos aços, tornando a redução dos teores desse elemento uma exigência para a indústria siderúrgica. Uma forma de se medir a eficiência da desfosforação é através do coeficiente de partição do fósforo (Lp=%P(escória)/%P(aço)). O objetivo principal deste trabalho é avaliar escórias de um forno elétrico a arco através da comparação entre o Lp real com o Lp calculado por simulação termodinâmica, avaliando, também, o comportamento da partição de fósforo com relação à composição química. A partir de dados de composição química de amostras de escória e aço de uma usina siderúrgica, foram feitas simulações termodinâmicas utilizando o software FactSage. Com base nesses resultados, concluiu-se que o cálculo computacional através do software descreve bem o comportamento termodinâmico, mas tende a superestimar o Lp, provavelmente por questões cinéticas e/ou de transferência de massa e calor.

Aug 17, 2017

By Ivan Rodrigues

A eficiência operacional é um fator essencial para garantir a competitividade das empresas. O desafio é estudar os processos de forma a aumentar a sua produtividade sem necessidade de investimento, gerando valor as empresas. O equipamento estudado, a Linha de Inspeção é o gargalo na produção limitando a geração de produtos em volume ou qualidade. As etapas eleitas para estudo foram os setup’s das atividades de inicio (encaixe) e final (desencaixe) do processo, atividades não automatizadas, com maior intervenção humana que sofrem interferência direta dos tempos e métodos praticados pelos operadores. Utilizando o método dedutivo, tendo como ferramenta de apoio, a pesquisa bibliográfica para fundamentação teórica e realizadas observações de campo, determinou-se os melhores tempos para realização das atividades visando a sua otimização. O presente trabalho tem como objetivo modificar o método operacional nesta Linha de Inspeção visando o aumento da eficiência produtiva, aumentando a geração dos laminados à frio. O trabalho comprovou que a mudança do modo operacional proporciona um incremento de 8% na produção (1.800t/mes).

Aug 17, 2017

By Eduardo Christo Saltoratto

Foram realizados tratamentos térmicos de têmpera e revenimento para aumentar a tenacidade do material, aço NM87 designação 1045, uma vez que ele apresentava, no estado inicial, baixa absorção de energia. Com o material mais tenaz foi obtida uma melhor faixa de energia para cálculo das incertezas. Foram feitos corpos de prova com variações nas medidas laterais, de comprimento e profundidade do entalhe e ensaiados na temperatura ambiente para determinação das incertezas do tipo A e B. Com as incertezas determinadas pelos métodos estatísticos e não estatísticos, foram feitos ensaios, variando-se a temperatura, para obter dados de ductilidade (energia absorvida, expansão lateral e percentual de área dúctil) em relação a temperatura e com esses dados determinar-se a temperatura de transição dúctil – frágil e sua incerteza.

Aug 17, 2017

By Jeferson Preti

Este trabalho apresenta a análise, o projeto e o desenvolvimento de um manipulador robótico industrial de baixo custo para linhas de produção. O aparato proposto possui potencial para contribuir na melhoria das condições de utilização de células robóticas no cenário industrial nacional, auxiliando na superação dos desafios existentes na implantação de células robóticas por pequenas e médias empresas, nomeadamente, custos de implantação, manutenção e reprogramação/reconfiguração. O manipulador robótico industrial foi projetado considerando uma estrutura metálica leve de baixo custo, com elementos mecânicos de precisão média e não dedicados, facilmente encontrados no mercado nacional. Além disso, o manipulador robótico foi projetado para ser capaz de alcançar velocidades médias provendo tempos de ciclo de operação quase equivalentes aos apresentados por robôs polares articulados convencionais, nas mesmas aplicações. O sistema de controle foi concebido para não empregar o dispendioso sistema convencional de hardware centralizado de controle de eixos, sendo esta operação realizada por algoritmo computacional executado no mesmo PC responsável pela gestão e integração dos processos. Assim, a operação emprega dispositivos acionadores descentralizados considerando o envio dos sinais de referência diretamente aos acionadores, possibilitando a compensação das restrições dos esforços da estrutura com recursos de suavização de trajetórias. A integração com o usuário foi projetada para possuir uma interface gráfica de manipulação amigável e que permita facilmente os processos de operação, manutenção e de reconfiguração. Fornecendo ainda, recursos de supervisão, histórico de falhas e assistência remota. Por fim, um protótipo do manipulador robótico industrial proposto é apresentado demonstrando as principais características construtivas e operacionais.

Jul 30, 2018

By Eduardo Spinelli Oliveira

Devido à possibilidade de se remover quantidades muito pequenas de material de cada vez, a ablação seletiva por laser tem se mostrado um método muito eficaz para remoção de finas camadas de materiais depositados sobre um substrato. Neste trabalho, um laser de femtossegundo foi utilizado para remoção de um filme fino de nitreto de titânio (TiN) depositado sobre um substrato de carboneto de tungstênio (WC), configuração comum em pastilhas de usinagem mecânica, objetivando fornecer um método eficiente para tal processo. Os limiares de ablação do filme e do substrato foram determinados, evidenciando a problemática do trabalho, remover um filme com limiar maior que o substrato. Um sistema de controle de espectrometria de emissão atômica induzida por laser (LIBS) foi testada, com a intenção de controlar em tempo real, a espécie do material ablacionado, mostrando-se muito eficiente. Os parâmetros do laser bem como da varredura de usinagem ainda estão sendo testados para definir a viabilidade do processo.

Aug 17, 2017

By Mônica Aline Magalhães Gurgel

A crescente preocupação da indústria automobilística com questões ambientais e com a segurança do condutor e passageiros, fez com que o setor siderúrgico desenvolvesse aços com maior valor tecnológico, entre eles surgiu os aços avançados de alta resistência, onde encontra-se o “Dual Phase” (DP) utilizado nesse estudo, que é caracterizado por uma microestrutura associada a uma matriz ferrítica com ilhas dispersas de martensita. Neste trabalho utilizou-se amostras de um aço baixo C e Mn, com micro adição de Nb e Mo, em desenvolvimento, onde se propôs uma avaliação das propriedades mecânicas através de um Ultramicrodurômetro, as amostras extraídas após a laminação a frio seguiram para o recozimento intercrítico, em escala laboratorial, com auxílio de forno Mufla e um equipamento de análise termomecânica (TMA), com 7 temperaturas de encharque distintas e subsequente resfriamento com patamar isotérmico a 600°C por 20 minutos. Onde observou-se que a utilização do ultramicrodurômetro instrumentado mostrou ser uma ferramenta com grande potencial para a avaliação almejada.

Aug 17, 2017

By Ivan José de Santana

Neste trabalho, as diferentes microestruturas, as propriedades mecânicas e a soldabilidade do ferro fundido submetido aos processos de soldagem SMAW, com a utilização de eletrodos de Fe-Ni, e GMAW mecanizado, com a aplicação de arame de Fe-Ni e proteção de Ar-25%CO2, foram investigadas e comparadas. Dentro deste contexto, após a realização de testes de soldagem, com e sem a aplicação de pré-aquecimento, utilizando diferentes parâmetros de soldagem, os cordões de solda foram avaliados por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, assim como pela análise dos perfis de micro-dureza e da composição química do arame e do material depositado. Foi possível avaliar a influência da aplicação de diferentes parâmetros elétricos de soldagem, a utilização ou não de pré-aquecimento nas microestruturas geradas nas zonas fundidas, parcialmente fundidas e termicamente afetadas dos cordões obtidos, assim como as propriedades mecânicas.

Aug 8, 2018

By Ana Paula Domingos Cardoso

Este trabalho descreve o desenvolvimento, as características técnicas para a produção do produto Usibor® 1500 pela ArcelorMittal. A viabilidade de produção destes materiais é decorrente do processo de otimização de operação e infraestrutura da sua linha de galvanização (Continuos Galvanizing Line). O trabalho engloba também características técnicas gerais do produto, microstruturais e mecânicas, assegurando conformidade com normas internacionais de qualidade do mesmo. Afim de conhecer a microestrutura e propriedades mecânicas do material Usibor®1500, antes e após conformação a quente será apresentados resultados de aplicação do material estampado industrialmente no setor automobilístico.

Aug 17, 2017

By Debora Machado de Souza

O crescente aumento da produção do setor moveleiro tem fortemente contribuído para a economia do país. No entanto, o setor gera grande quantidade de resíduos sólidos. Este trabalho visa avaliar o resíduo em pó de MDF, com o intuito de identificar a melhor forma de valorização do mesmo. Para isso, realizou-se um diagnóstico ambiental de uma fábrica de móveis de pequeno porte, e procedeu-se a caracterização do resíduo de MDF na forma de pó. O diagnóstico ambiental identificou que o resíduo na forma de pó está presente em todas as etapas do processo. As etapas de maiores impactos ambientais são a de corte e acabamento/polimento, já que nestas ocorre a maior geração de resíduo sólido, bem como consumo de energia e geração de material particulado. A caracterização da amostra identificou o material com algumas limitações para aplicações em processos industriais, mas que podem ser atenuadas com algum tipo de beneficiamento, podendo o mesmo ser utilizado como carga de reforço em matriz polimérica.

Aug 17, 2017

By Antônio César de Araújo Freitas

As empresas de mineração têm desafios logísticos em sua operação no dia a dia, visto o crescente volume de minério movimentado nas Usinas e Portos e pressão crescente por resultados operacionais que se traduzem na busca contínua por níveis superiores de produtividade. A tecnologia de automação dos processos produtivos e de máquinas evoluiu muito na última década, entretanto o processo da logística nos pátios de matéria prima e produtos apresenta baixo nível de automação e é baseado em informações verbais e observações visuais a respeito do nível de estoques e disposição dos materiais nas pilhas e áreas dos pátios de manuseio. Em um processo tão complexo, pequenas decisões da operação no dia a dia, que podem variar de acordo com o operador, supervisor ou turno de operação, podem influenciar a produtividade diretamente, afetando indicadores como horas paradas e deslocamento de máquinas por tonelada expedida, afetando dessa forma custos significativos na operação de uma usina ou porto. Este trabalho tem por objetivo então descrever as técnicas utilizadas para modelar os desafios de logística nos pátios de minério, descrevendo sistemas de otimização utilizados com apresentação de resultados em projetos como o de Carajás, planta da VALE que é atualmente a maior mina de minério de ferro do mundo, abordando a redução de deslocamento de máquinas, diminuição da exposição ao risco de colisão e redução de paradas.

Jul 30, 2018

By Mônica Aline Magalhães Gurgel

Nas últimas décadas o setor siderúrgico vem desenvolvendo aços com maior valor tecnológico, surgindo assim várias classes, entre elas os aços avançados de alta resistência, onde encontra-se o aço bifásico ou “Dual Phase” (DP). Este aço é caracterizado por uma microestrutura ferrítica-martensítica, associada a uma matriz ferrítica com ilhas dispersas de martensita. Neste trabalho utilizou-se amostras de um aço baixo C e Mn, com micro adição de Nb e Mo, em desenvolvimento, onde se propôs uma avaliação da evolução microestrutural e propriedades mecânicas das amostras extraídas após a laminação a quente, a frio, seguida de recozimento intercrítico, em escala laboratorial, com auxílio de forno Mufla e um equipamento de análise termomecânica (TMA), resultando em taxas de aquecimento distintas, onde selecionou 7 temperaturas de encharque distintas e subsequente resfriamento com patamar isotérmico a 600°C por 20 minutos, onde observou-se que para esse ciclo a microestrutura com aspectos mais característicos de um DP se deu em tratamentos com temperatura de encharque entre 760 e 800°C.

Aug 17, 2017

By Breno Totti Maia

Na conjuntura atual, o foco dos produtores de aço tem se voltado fortemente para a otimização dos recursos e do tempo. O AOD é um convertedor de aços inoxidáveis. A intensa agitação do banho obtida pela lança de topo e injeção de gases por ventaneiras geram projeções ao longo do processo com formação e acúmulo de cascões na parte interna do cone superior. O excesso de cascão prejudica as operações de carregamento e vazamento das corridas. Visando reduzir o acúmulo de cascão, foi desenvolvido para o AOD da Aperam South America, a partir do conceito da lança Slagless um módulo de pós-combustão. Os furos de passagem de oxigênio deste módulo ficam posicionados na região onde se alojam as projeções de metal e escória. Os resultados iniciais obtidos com a Slagless Clean Up desenvolvida mostram uma evolução na qualidade da limpeza da boca do AOD, facilitando a operação de carregamento do forno. Ao longo do período foram feitas alterações na abertura dos furos de pós-combustão para adequação das vazões de sopro. O projeto, agora já na sua fase de conclusão, deverá passar por ajustes na quantidade e na distribuição dos furos do módulo de pós-combustão.

Aug 15, 2017

By Débora Guimarães da Silva

Este trabalho trata da deposição de um nanofilme de sílica através do processo sol-gel na superfície de um substrato vítreo para sua aplicação em usinas térmicas de energia solar. Os filmes foram confeccionados pelo processo de revestimento por imersão utilizando-se um equipamento dip-coating e passaram por um tratamento térmico à 425°C durante 30 minutos. Na etapa de caracterização foram feitos ensaios de espectroscopia de fluorescência de raios-X, refletância difusa no UV-Vis, microscopia eletrônica de varredura e medidas de molhabilidade. As propriedades mecânicas foram avaliadas por teste de adesão da fita e dureza a lápis. Resultados dos ensaios de espectroscopia de fluorescência de raios-X confirmaram haver a deposição de sílica sobre o substrato. Foi obtida uma refletância difusa de 2,72% para o filme antirreflexivo. Imagens no MEV revelaram uma superfície lisa, uniforme e isenta de trincas. Medidas de molhabilidade mostraram que houve o molhamento dos filmes pela água, caracterizando-os como hidrofílicos. Os filmes apresentaram uma adesão de 4B e dureza de 3H. Os nanofilmes de sílica confeccionados apresentaram propriedades ópticas e mecânicas satisfatórias para a aplicação solar.

Aug 17, 2017

By Gabriel Mendes de Almeida Carvalho

O processo de soldagem de pontos por resistência elétrica é uma técnica econômica e adequada para a união de chapas, pela alta velocidade e adaptabilidade, torna-se um método amplamente difundido para a produção em massa. É utilizado principalmente em carrocerias de automóveis por apresentar elevada eficiência e qualidade. Este artigo analisa as diferenças apresentadas nas microestruturas de pontos de solda produzidos através do controle da refrigeração do eletrodo. Para garantir a qualidade de uma junta soldada e aumentar a vida útil do eletrodo é importante que os parâmetros empregados na soldagem sejam bem ajustados, para que o ponto de solda também apresente características que irão garantir uma boa performance do produto final. O objetivo deste trabalho é fazer a comparação da qualidade dos pontos de solda produzidos, além de avaliar a estrutura formada em diferentes temperaturas do eletrodo no momento da soldagem.

Aug 17, 2017

By Fernando de Souza Costa

Nos últimos anos a indústria automotiva vem conseguindo avançar de forma contínua em relação ao controle da emissão de CO2 e no tocante à segurança veicular. O aumento da utilização de aços de alta resistência mecânica se constitui num dos principais sustentáculos destas melhorias. Além disso, na manufatura de certas peças, em especial as de geometria complexa, é fator crítico de sucesso a capacidade do material em absorver intensas deformações localizadas, tipicamente encontradas em operações de expansão de furo. O aço desenvolvido pela Usiminas é um produto laminado a frio, com revestimento eletrogalvanizado, da classe de 600 MPa de limite de resistência, com boas propriedades de flangeamento de bordas e de alongamento em tração. Neste trabalho, é apresentado o desenvolvimento deste aço. São descritas as suas principais características e os resultados de sua aplicação em uma peça de geometria complexa.

Aug 17, 2017