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By Denisio Miranda Custódio, Rodrigo Boyer, Josiane Lira Batista Haagensen, Raquel Teixeira Pereira, Felipe Viana Pimenta, Rossano Augusto Pilon Nunes

In the Tubarão Pelletizing Plants, anthracite is used as solid fuel, which has fixed carbon content of 72%. This paper will present the pilot scale results and industrial scale tests of an alternative fuel to anthracite, named Blast Furnace Dust. All the work was developed using samples from Arcelor Mittal Tubarão, due to it has a large source of production and is near to Vale/SA, which reduces significantly the cost for the material’s transportation. There was an impact on the variability in fixed carbon results of the slurry, mainly at the beginning of the test, reaching very high levels and put on risk the pellets physical’s quality. This variation can be explained by some operational disturbances and, mainly, by the low predictability of Blast Furnace Dust quality and lack of an adequate system for material preparation and dosage.

Oct 1, 2019

By Maycon Athayde

O processo de pelotização consiste na aglomeração e posterior tratamento térmico das pelotas, ajustando as propriedades químicas e mecânicas para o transporte ao reator siderúrgico. A otimização e aperfeiçoamento do processo no forno pode ser realizado experimentalmente utilizando um pot grate. Trata-se de um equipamento no qual uma carga de pelotas cruas é submetida a condições similares às encontradas no processo industrial. Contudo, um projeto de experimentos em um pot grate pode levar semanas. Além disso, alguns parâmetros como: taxas das reações e balanço de energia são difíceis de serem monitorados. Tendo em vista isso, o presente trabalho buscou desenvolver um software de simulação para avaliar o comportamento das pelotas em um pot grate de maneira rápida e prática. Os resultados mostram uma interface amigável para a avaliação da temperatura de pelota, umidade da água, queima do carbono e balanço de energia. Os modelos implementados foram comparados e validados com trabalhos publicados na literatura. O modelo também serve como uma ferramenta de Projetos e Experimentos no Pot, uma vez que permite testes mais rápidos e de custo mais baixo.

Aug 16, 2017

By Douglas Luciano da Silva Oliveira

Em uma linha de decapagem contínua, o tempo de parada da entrada para realização da solda é um dos fatores que mais afeta a produtividade. Estratificando-se o tempo total dessa parada, parte significativa é composta pelo tempo de centelhamento, que é um dos parâmetros fundamentais da soldagem a topo por centelhamento. Adicionalmente, a energia elétrica e o gás natural, consumidos durante o processo de soldagem, contribuem para onerar o custo de transformação da BQD. A fim de reduzir esse tempo e os custos de transformação, avaliou-se, através de análise metalográfica, ensaios de embutimento e dureza, a qualidade de juntas soldas com tempos reduzidos e sem o uso do sistema de depleção de oxigênio, para aços de baixo carbono, de acordo com referências da literatura. Com base nos resultados obtidos, foi possível reduzir o tempo médio de solda em 5s em materiais com espessuras superiores a 2,50mm e eliminar a necessidade do uso de gás natural em todos os aços da GRADE 0, o que representa em torno de 76% das bobinas produzidas nas LDCs.

Aug 8, 2018

By Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzin

A presença de elementos residuais nas sucatas ferrosas pode influenciar a qualidade do aço produzido na aciaria elétrica. Além disto, o cloro existente nos materiais orgânicos que acompanham as sucatas leva a problemas de ordem ambiental. Por este motivo, o acompanhamento destes contaminantes através de métodos de amostragem de sucata se torna uma tarefa importante na aciaria elétrica. Neste trabalho são apresentados alguns procedimentos de amostragem de sucata, bem como uma análise comparativa de sucatas processadas por moinhos do tipo shredder e sucatas sem processamento. Os resultados mostraram um aumento da densidade e a redução do teor de contaminantes (matéria orgânica, alumínio e aço inox) para a sucata processada por shredder em comparação com a sucata sem processamento. Complementando, é apresentado um perfil da concentração de cloro em diversos materiais orgânicos comumentemente encontrados nas sucatas.

Oct 30, 2017

By Anderson Alves Cunha

Diante do cenário macroeconômico internacional, o setor mineral busca soluções inovadoras e sustentáveis para seus processos produtivos. Uma dessas soluções é, sem dúvida, aumentar a recuperação do mineral de interesse presente no rejeito proveniente de operações de beneficiamento de baixa recuperação metalúrgica. A substituição de matérias primas naturais por resíduos abre uma gama de oportunidades para melhorar a gestão de recursos não renováveis, contribuindo significativamente para o desenvolvimento sustentável e competitividade do negócio. O presente trabalho tem o objetivo de definir qual a faixa granulométrica, existente na lama, é mais adequada para concentrar e produzir pelotas, considerando a composição química, perda por calcinação, mineralogia e quantidade de elementos deletérios. Para isso, foram utilizadas técnicas de caracterização tecnológica, como: classificação granulométrica (peneiramento a úmido e cyclosizer), fluorescência de raios X, difração de raios X e microscopia óptica. Os resultados do trabalho permitiram identificar uma faixa granulométrica com alto teor de ferro e alto grau de liberação dos minerais de ferro, porém com teores de quartzo acima que um pellet feed comercial. Sendo assim, um determinado tratamento de concentração ou um blend será necessário para adequar quimicamente o material, para posterior obtenção de pelotas com baixo custo.

Aug 17, 2017

By Franciéli Mantovani

Apesar da primeira preocupação com relação à gestão de resíduos ser a busca pela minimização da geração dos mesmos, há muitos casos de processos produtivos que geram resíduos inevitáveis. A investigação e o desenvolvimento de processos tecnológicos capazes de transformar os resíduos no sentido de reutilizá-los são plenamente justificados e passaram a ser uma realidade. Dentro deste panorama, a reciclagem de resíduos potencialmente perigosos, como o pó de aciaria elétrica - PAE, é uma importante questão ambiental. A indústria de pigmentação, na busca de matérias primas alternativas e de menor custo, vem apresentando potencial para absorver resíduos que contenham elevados teores de ferro sob a forma de óxidos. Neste sentido, esta pesquisa objetivou avaliar a viabilidade do uso de PAE para pigmentação da fração argamassa do concreto. Para tanto, foram moldados três traços diferentes, com teores de adição de PAE e de pigmento comercial de 0% e 5%, mantendo-se uma relação água/aglomerante de 0,4. Para cada traço moldaram-se corpos de prova destinados aos ensaios de resistência à compressão e de medições colorimétricas. A partir dos resultados obtidos, verificou-se que o PAE apresenta potencial para pigmentação de argamassas. Entretanto, verificou-se retardo na pega do material, o que pode vir a prejudicar a desforma.

Jul 30, 2018

By Edwaldo Ferreira Brandão

Os aços avançados de alta resistência (Advanced High Strength Steels - AHSS) vêm sendo uma solução atrativa na construção de estruturas automotivas mais leves e seguras, pois combinam alta resistência e boa conformabilidade. Neste trabalho, foram realizadas simulações numéricas e experimentos em escala industrial, com aços fornecidos pela Usiminas, da estampagem de uma travessa dianteira de suspensão automotiva. O objetivo desses experimentos foi avaliar a estampabilidade deste componente, que atualmente é fabricado com o aço de alta resistência baixa liga (HSLA340, 2,0 mm), quando substituído pelos aços Dual Phase (DP600, 1,6 e 1,8 mm) e Transformation Induced Plasticity (TRIP700, 1,6 mm). As simulações numéricas reproduziram o padrão de deformação destes materiais durante os processos de conformação e o perfil geométrico do componente. A travessa de suspensão automotiva foi estampada com sucesso com os AHSS propostos.

Aug 16, 2017

By Ana Maria Gontijo Figueiredo

Muitos dispositivos biomecânicos têm sido produzidos com ligas superelásticas (SE) de NiTi. Na maioria das aplicações, o material é submetido a solicitações mecânicas cíclicas, tornando seu comportamento sob fadiga um parâmetro importante. Neste trabalho são apresentados resultados de ensaios de fadiga por flexão rotativa de um fio SE, ensaiado a seis temperaturas diferentes, sob amplitudes de deformação (?a) variando de 1% a 12%. As curvas mostram que a vida em fadiga do material na fase martensítica estável (ME) é cerca de 100x maior do que na fase austenítica estável (AE). A curva do fio SE se aproxima da curva do fio AE para pequenas ?a e, com o seu aumento, se aproxima da curva do fio ME quando ?a aumenta. As superfícies de fratura obtidas foram observadas ao microscópio eletrônico de varredura e foram calculadas as áreas correspondentes à fratura por fadiga (af). Os resultados mostram que, para o fio nas fases AE e ME, af decresce continuamente com o aumento da ?a. Para o caso do fio SE, af permanece relativamente constante para valores intermediários de amplitude de deformação (2% a 8%). Para uma mesma deformação, af cresce com a redução da temperatura, com o consequente aumento do número de ciclos para falha.

Aug 8, 2018

By Tiago Rafael Ferreira de Brito

O presente trabalho comparou o desempenho do fosfato de zinco e do microfosfato de zinco, ambos com tecnologia dry-in-place para verificação do comportamento destes revestimentos frente à conformação mecânica, por meio do ensaio de embutimento Erichsen, método Nakazima e curvas limite de conformação (CLC). Foram estudadas chapas de aço-carbono grau EM e grau EEP G4 eletrozincadas e fosfatizadas. As chapas foram fosfatizadas empregando-se dois banhos: fosfato de zinco e microfosfato de zinco, ambos com tecnologia dry-in-place. A caracterização da morfologia dos fosfatos estudados por microscopia eletrônica de varredura mostrou que as camadas de fosfato de zinco não apresentaram formação de cristais, quando aplicadas por roll coater e as análises por EDS comprovaram a presença do elemento fósforo. O ensaio de embutimento Erichsen somado aos resultados obtidos nas curvas CLC demonstraram que o microfosfato exibiu desempenho melhor em comparação ao fosfato. A diferença entre os dois tipos de fosfato foi mensurável e evidenciou que a tecnologia dry-in-place colaborou com a produção de camadas fosfatizadas adequadas para a lubrificação durante o processo de conformação mecânica.

Aug 16, 2017

By Rafael Fernandes Reis, Leonardo José Silva de Oliveira, Rodrigo Seara Martins

Alterações na cristalização dos pós fluxantes durante o processo, devido variações de composição química pelas reações metalúrgicas na interface metal/escória ou pela incorporação de compostos exógenos, afetam o fluxo de calor no molde de lingotamento contínuo. Um dos compostos importantes é o ZrO2, proveniente do desgaste da válvula submersa. A proposta do trabalho foi investigar o efeito deste composto, utilizando simulação laboratorial, na cristalização do pó fluxante e no fluxo de calor do molde. Os resultados demonstraram que quando há o incremento do teor de ZrO2 o fluxo de calor na região do menisco também se eleva. Tal efeito é crítico para formação de defeitos, uma vez que a região do menisco é crucial para a solidificação inicial do aço.

Oct 1, 2019

By Isadora Dias Perez

Com a preocupação ambiental, econômica e social perante o descarte de metais oriundos da mineração, busca-se por métodos alternativos e sustentáveis de tratamento e recuperação. Dessa forma, o processo escolhido foi o de troca iônica e o estudo investiga a adsorção do Co2+, Cu2+ e Ni2+ por meio da resina quelante Purolite S950. A resina foi escolhida pela sua capacidade de adsorção dos metais de transição de uma solução ácida. Portanto, o trabalho tem como objetivo investigar o efeito da variação do pH 0,5-2,0, considerando o tempo de contato de 120 min a 25 ºC. Os ensaios foram executados em batelada e as amostras analisadas pela técnica de espectrometria de fluorescência de raios-x de energia dispersiva (EDX). Por meio dos ensaios realizados, foi concluído que a resina quelante Purolite S950 utilizada no estudo foi capaz de remover os metais, destacando a extração de 96,3 % Co2+, 94,8 % Cu2+ e 75,3 % Ni2+, quando a solução estava condicionada em pH 2,0.

Oct 30, 2017

By Leticia Gabriela Winck

As escórias de aciaria, além de ser um coproduto da fabricação do aço, desempenham um papel importante na qualidade dos aços produzidos. Entender como elas se comportam durante o processo de refino é fundamental. Por exemplo, no refino secundário, a absorção de inclusões pela escória é umas das principais formas de se obter aços com maior limpeza inclusionária, e consequentemente, mais nobres. O presente trabalho tem como objetivo a caracterização de fases de escórias de refino secundário do sistema CMAS (CaO, MgO, Al2O3, SiO2), a fim de se obter informações a respeito de sua composição e fração líquida, além de prováveis fases sólidas. Para isso, quatro amostras de diferentes composições químicas foram fundidas em forno elétrico resistivo a altas temperaturas. As amostras também foram analisadas por diferentes técnicas como: microscopia eletrônica de varredura com sistema EDS acoplado (MEV/EDS), difração de raios X e simulação termodinâmica. Os resultados obtidos experimentalmente foram condizentes com as simulações termodinâmicas e com os resultados encontrados na literatura.

Aug 16, 2017

By Márcio de Fátima Rosa

Os vergalhões CA50 32mm em barras produzidos via Leito de Resfriamento na CSN Aços Longos iniciaram sua produção em 2015 e para a produção em escala industrial necessitou-se elaborar um experimento para a definição do aço a ser empregado e os parâmetros de processo para atingimento das propriedades mecânicas para atendimento a NBR 7480. Estes produtos sofrem tratamento térmico de resfriamento a água ou não em função da composição química do aço. Através da realização de testes de laminação de 4 tipos de aço tornou-se possível reduzir a heterogeneidade das propriedades mecânicas e definir os parâmetros de processo.

Aug 17, 2017

By Natália Cristina Candian Lobato

A indústria siderúrgica gera cerca de 600 quilogramas de resíduos por tonelada de aço bruto produzido. Estes resíduos, conforme estabelecido pela legislação ambiental vigente, devem ter uma destinação final adequada de forma a não acarretar poluição do meio ambiente. Além disso, a preocupação com a sustentabilidade e a escassez de recursos minerais não renováveis tem feito com que as usinas siderúrgicas invistam cada vez mais no desenvolvimento de meios de produção mais econômicos e menos poluidores e na busca de métodos adequados para a reciclagem ou a reutilização dos resíduos gerados, de forma a minimizar a quantidade de resíduos estocados ou destinados a aterros industriais. Neste contexto, destaca-se a escória e a lama de aciaria LD. Assim, este trabalho, avalia as possíveis tecnologias aplicáveis ao gerenciamento ambiental destes resíduos, apontando as tendências e as alternativas tecnológicas para seus tratamentos, de modo a contribuir para o aumento da sustentabilidade deste setor industrial.

Jul 30, 2018

By Rafael Abreu Fraga

Foram avaliados os efeitos da tecnologia de laminação seguida da têmpera direta na produção de chapas grossas de alta dureza, resistentes à abrasão, na Linha de Chapas Grossas da Gerdau Ouro Branco. Para tanto, foram analisados os parâmetros de processo e propriedades mecânicas, através da realização de ensaios de dureza, tração, tenacidade ao impacto Charpy e metalografia. A tecnologia de têmpera direta, realizada através do Mulpic, possibilita a fabricação de aços de alta dureza com carbono equivalente significativamente baixo. O mecanismo principal para aumento da dureza, baseia-se em uma laminação com passes de alta redução, iniciando o resfriamento com o aço ainda constituído exclusivamente pela fase austenítica, sendo temperado a baixas temperaturas, ocorrendo a completa transformação martensítica. Tanto o processo de têmpera direta no Mulpic, quanto os processos anteriores precisam ser muito bem controlados, visando uma microestrutura homogênea e um produto com a planicidade adequada.

Oct 30, 2017

By Jheison Lopes dos Santos

Neste trabalho, pela primeira vez, o sistema cerâmico Al2O3-Nb2O5-LiF teve suas propriedades mecânicas investigadas. Foram investigadas diferentes composições, em peso, para o composto (Al2O3–4%Nb2O5)–nLiF, com n variando entre 0 e 1,50%, a três temperaturas de sinterização diferentes (1300, 1350 e 1400 ºC). Como caracterização mecânica, avaliou-se a microdureza Vickers para todas as composições. A adição de LiF que apresentou os maiores valores de densificação teve seus módulos de Young e de cisalhamento, e as velocidades de ondas elásticas determinadas. Os resultados mostraram que todas as adições de LiF elevaram a microdureza do composto Al2O3–4%Nb2O5. Este fato pode estar relacionado com a densificação e fases obtidas após a sinterização. A adição de 0,5% de LiF ao composto cerâmico Al2O3-4% Nb2O5, promovendo maior densificação, quando sinterizado a 1300 ºC obteve valores de propriedades elásticas comparáveis aos obtidos por Al2O3–4%Nb2O5 sem LiF, sinterizado a 1400 ºC. Os resultados relevaram ainda uma coerente correlação entre dureza, módulo de elasticidade e densificação. Dessa forma, a adição de fluoreto de lítio ao sistema cerâmico alumina-nióbia possibilitou a redução em pelo menos 100 ºC na temperatura de sinterização, com propriedades mecânicas comparáveis.

Oct 30, 2017

By Pedro Cunha Alves, Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Julio Aníbal Morales Pereira, Antônio Cezar Faria Vilela

A limpeza e a reoxidação de um aço SAE 1055 modificado foram avaliadas durante a sua produção em uma aciaria elétrica. Escória A no sistema óxido CaO-SiO2-MgO-Al2O3-CaF2 (CSMA-F) e escórias B e C no sistema óxido CaO-SiO2-MgO-Al2O3 (CSMA) foram analisadas. Duas amostras de aço foram coletadas em ambiente industrial: forno panela e barra laminada. ASPEX Explorer foi utilizado para obter informações sobre as inclusões, organizando-as por composição química, tamanho, densidade e tipo. FactSage v7.2 calculou as inclusões formadas durante a solidificação do aço, fração líquida e sólida das escórias e viscosidade da fração líquida. Após o refino secundário, o tipo mais comum de inclusão encontrada foram os aluminatos de cálcio. Na barra laminada, o espinélio foi o tipo de inclusão mais frequente, indicando um possível produto de reoxidação. Sua formação pode ser causada devido a interação com os materiais utilizados no distribuidor e molde. A redução da temperatura também favorece a formação de espinélios, como demonstrado pelo FactSage. As inclusões de espinélio foram analisadas pelo método Função de Densidade Populacional (PDF), que identificou que as corridas A1, A2, C1 e C2 apresentavam inclusões de espinélio formadas por reoxidação. Uso de escória no sistema CSMA é indicado já que eventos de reoxidação foram diminuídos nas corridas B1 e B2. No entanto, é necessária uma análise mais profunda dos materiais utilizados no distribuidor e molde para melhorar a limpeza do aço SAE 1055.

Oct 1, 2019

By Diana Pérez Escobar

O efeito do caminho de solidificação de um aço High Temperature Processing (HTP) API 5L X65 com 0,09 %Nb, 0,039%C e 0,54% Mn (percentagem em massa) na segregação, microestrutura e distribuição dos precipitados de Ti,Nb(C,N) foi estudado por microscopia ótica, eletrônica de varredura (MEV) e simulação computacional (ThermoCalc e DICTRA). Os resultados foram comparados com os de um aço microligado comercial com 0,04 %Nb, 0,09%C e 0,97 %Mn. Foi encontrado que o principal parâmetro que influencia no caminho de solidificação é o teor de C, o que está de acordo com a maior micro e macrossegregação observada no aço microligado comercial, em comparação ao aço HTP.

Oct 30, 2017

By Tiago Nunes Lima

As propriedades mecânicas de ligas TiNbSn são dependentes do processamento termomecânico. O refinamento dos grãos das ligas é obtido através de processos de conformação a frio, atingindo valores de redução que podem estar acima de 80%. Esta deformação a frio permite o aumento das propriedades mecânicas, mas pode reduzir consequentemente a ductilidade e a tenacidade das ligas. Este estudo tem como objetivo observar o efeito da laminação e forjamento a frio nas propriedades mecânicas de ligas Ti35Nb2Sn com 80% de redução. Foram realizados ensaios de tração, dureza, metalografia e microscopia das fraturas. Ambas as ligas deformadas e envelhecidas apresentam as fases ß, a” e ? em suas microestruturas, porém, com algumas mudanças microestruturais. Foi notado que a liga forjada possui maior resistência máxima a tração e dureza que a liga laminada.

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