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By Ana Paula de Andrade Manfridini

A formação de nitretos na superfície de aços Interstitial Free (IF) nitretados a plasma em função da temperatura de tratamento foi investigada. Amostras de aço IF estabilizados ao Ti, laminado a frio e com shot peening foram nitretadas a plasma nas temperaturas de 450°C, 475°C e 500°C durante 4 horas. A camada nitretada resultante foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e método Rietveld. As imagens de MEV revelaram duas principais regiões na camada nitretada formada nas três temperaturas de tratamento: uma camada de compostos constituída de ?-Fe2-3N e ?’-Fe4N e uma camada de difusão apresentando uma matriz ferrítica com finos precipitados de ?’’-Fe16N2. Através da DRX, foi observada uma variação na proporção das fases ?-Fe2-3N e ?’-Fe4N. A partir de análises Rietveld, foi sugerido que a maior temperatura de nitretação facilitou a formação de nitretos ?-Fe2-3N, uma vez que a quantidade dessa fase aumentou de 475°C para 500°C. A presença deste precipitado com maior teor de nitrogênio sugere uma possível maior aplicabilidade dos aços IF.

Aug 16, 2017

By Everton Azola de Mattos

Na operação da Anglo American localizada em Barro Alto, utiliza-se 2 (dois) Fornos Rotativos no processo de fabricação de ferroníquel. Esses fornos possuem 6,2m de diâmetro e 185m de comprimento, no qual é necessário o monitoramento de temperatura (20) e vazão (4) ao longo do forno. Originalmente essas medições eram realizadas através de 2 PLC’s embarcados nos fornos, no qual recebiam as medições via cabos em bandejamentos. Esses PLC’s se comunicavam via rádio modem com os PLC’s principais dos Fornos. Durante a operação encontramos diversas dificuldades de manutenção e confiabilidade, já que os fornos operam em regime de 24h por dia e 7 dias por semana. Por várias vezes alguns cabos se danificavam devida a alta temperatura dos fornos, as bandejas que se desprendiam, falhas de cartões dos PLC’s, etc. Com isso as medições eram interrompidas. Para solucionar esse problema, foi desenvolvido um sistema de Instrumentação Wireless. Esse sistema basicamente é a instalação de instrumentos com a tecnologia WirelessHart no qual os instrumentos não possuem alimentação por cabos e sim por baterias e a comunicação é feita via sinal wireless. Esses instrumentos apresentam alta confiabilidade nas medições no qual foi possível retirar toda a infraestrutura antiga e garantir continuidade/confiabilidade nas medições.

Oct 30, 2017

By Raquel Dei Agnoli

Membranas a base de polímeros perfluorosulfonados, como o Nafion® (DuPont), vêm sendo extensivamente usadas como membrana de troca protônica em células a combustível. Contudo, o elevado custo e a baixa condutividade em temperaturas superiores a 80oC restringem o uso destes dispositivos. Em opção ao uso da membrana Nafion®, membranas a base da blenda polindeno sulfonado/polifluoreto de vinilideno (SPInd/PVDF) foram desenvolvidas, investigando o efeito da composição na performance das membranas. As membranas foram produzidas por evaporação de solvente da solução dos polímeros precursores. As blendas foram caracterizadas por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial. A caracterização das membranas eletrólito envolveu medidas de grau de inchamento, capacidade de troca iônica e condutividade protônica. Foi possível observar que o PVDF confere boa resistência mecânica e aumento da estabilidade térmica das membranas. Membrana com 50% em peso de PVDF apresentou a maior condutividade protônica (1,89.10-3S.cm-1). Membranas de SPInd reforçadas com PVDF mostraram resultados promissores para uso como eletrólito em células a combustível.

Aug 17, 2017

By Luiz Gabriel da Silva Nascimento

Um material que vem sendo muito estudado quando imerso na matriz de outros materiais, são os nanotubos de carbono, uma forma alotrópica do carbono, que são milhares de vezes mais finos que um fio de cabelo, mas que apesar disso, possuem uma extraordinária resistência mecânica. O alumínio por apresentar um baixo peso específico e ter a facilidade de se unir a outros materiais pode nos fornecer excelentes propriedades e muitas aplicações tecnológicas. Através de ensaios metalográficos e mecânico, esse trabalho avaliou o comportamento microestrutural e de microdureza do alumínio depois da adição nanotubo de carbono e nanotubo mais níquel em sua estrutura. Foi usado um processo de fabricação por fusão com agitação mecânica por um pequeno motor elétrico e resfriamento brusco por água. Depois das análises nesses diversos materiais, com composição diferenciada, o que melhor apresentou propriedade mecânica foi o Al-3%Ni+nanotubo de carbono.

Aug 7, 2018

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 Márcio de Morais Tavares

A espectrometria de fluorescência de raios X (FRX ou XRF) é uma das técnicas analíticas mais utilizadas em geoquímica. Na indústria mineral também se utiliza a espectrometria de absorção atômica (AA). A comparação de concentrações de sílica e alumina de oito amostras padronizadas de minério de ferro obtidas a partir das técnicas FRX e absorção atômica, constitui o objetivo deste trabalho. Foram realizadas análises dos mesmos padrões em outros dois laboratórios para reprodutibilidade dos resultados. Foram utilizados um espectrômetro FRX e um espectrômetro de absorção atômica para realização dos ensaios. As análises produziram resultados satisfatórios, com desvios médios de 0,502 para a sílica e 0,096 para a alumina.

Aug 16, 2017

By Emerson de Andrade Monteiro

As ligas de titânio ao Nióbio apresentam grande potencial de desenvolvimento graças a excelentes combinações de propriedades. O tratamento termomecânico a elas conferido é importante para atingir as propriedades desejadas. O presente estudo tem como objetivo avaliar o efeito da conformação mecânica nas propriedades da liga Ti42Nb forjada a frio com 80% de encruamento e seguido de envelhecimento. Foram realizados ensaios de tração, medidas de dureza, metalografia e microscopia das superfícies de fratura. Foi possível observar que a liga Ti42Nb apresentou maior dureza e consequentemente maior resistência após o envelhecimento.

Aug 16, 2017

By Letícia Miranda Alves

Os fluxantes são misturas de minerais que em contato com aço irão fundir e gerar uma escória líquida que irá permitir a troca térmica e favorecer a lubrificação ao longo da interface placa/molde. Durante o processo de lingotamento contínuo de placas parte do filme de escória irá solidificar-se tendendo a formar fases amorfas e/ou cristalinas. O aumento na temperatura de solidificação bem como a formação de camada cristalina reduz a transferência de calor e pode repercutir em uma pele de aço mais fina favorecendo o breakout. Por outro lado, estas condições, como promovem uma solidificação do aço mais cuidadosa reduz a formação de trincas longitudinais a quente, depressões entre outros defeitos. Neste trabalho usando o software Thermocalc® simulou-se a formação de fases para dois tipos de pós fluxantes em função da temperatura. Usando o software FactSage estimaram-se os valores de viscosidade. Através de análise por difração de raios-x, microscopia eletrônica de varredura e análise térmica diferencial, buscou-se estabelecer as relações entre as propriedades e resultados esperados para cada tipo de pó fluxante no processo de lingotamento contínuo de placas.

Jul 30, 2018

By Breno Totti Maia, Rubia Teodoro Silva, Daniel A. G. de Carvalho, Aline Lima da Silva, Gilvan Nascimento de Souza

Para a maior eficiência na técnica conhecida como Slag Splashing, empregada com fins de manutenção e reparo de refratários de convertedor LD, a escória deve apresentar características apropriadas em termos de viscosidade e fração de sólidos. No presente trabalho, desenvolveu-se uma metodologia híbrida, combinando a utilização de padrões para a caracterização visual de escórias na planta, baseada em critérios de atribuição de notas, com a simulação termodinâmica usando o software FactSage para determinação das fases presentes na escória, quantificação de fração de sólidos e cálculo da viscosidade efetiva. A metodologia proposta permite identificar os quadrantes ideais de viscosidade efetiva, fração de sólidos e teor de ferro total, de modo que se possa garantir escórias com notas altas, apresentando qualidade apropriada para o processo. Os resultados indicam que as escórias com nota 3 (ótima) são obtidas nas seguintes condições: temperatura de fim de sopro de 1690-1720ºC, viscosidade efetiva na faixa de 0,070-0,650 Pa.s, fração de sólidos de 13-22%, teor de ferro total na escória de 14-17,5%..

Oct 1, 2019

By Tatiane Potiguara Oliveira

O compósito metal-cerâmico Al2O3 – Cu alia as propriedades de baixa densidade, alta resistência ao desgaste, dureza e biocompatibilidade da fase cerâmica alumina a excelente condutividade elétrica, e alta tenacidade do cobre metálico. Tal compósito pode ser aplicado como ferramenta de corte, entre outras. Este trabalho discute a influência da moagem de alta energia na microestrutura e densificação do compósito Al2O3–Cu. Pós de Al2O3 e Cu na razão de 5% em massa de Cu foram moídos por até 100 horas em moinho planetário de alta energia. A razão em massa de pó para bola usada foi de 1:5. O álcool etílico foi usado como solvente. Na moagem, amostras de pós foram colhidas após 2, 10, e 50 horas. Pós moídos foram prensados uniaxialmente em matriz cilíndrica a 100 MPa e sinterizados a 1.300°C por 1 hora sob atmosfera de Ar e H2. A taxa de aquecimento foi de 10°C/min. Análises de DRX, AG caracterizaram os pós moídos. O MEV e o EDS foi empregado para observar a microestrutura das partículas dos pós moídos e dos corpos sinterizados. Um pequeno tamanho de partícula da fase cerâmica e uma estrutura mais homogênea são produzidos quando os pós foram moídos até 100 horas.

Aug 8, 2018

By Miguel Lahr da Silva

Este estudo foca na análise do comportamento do módulo para cálculo da viscosidade de escórias fundidas do software FactSage 6.4. Foram utilizados dados da literatura e calculada a viscosidade de 972 escórias, no sistema CaO-SiO2-Al2O3-MgO, variando composição dentro da faixa de 2-58% de CaO, 7,4-70% de SiO2, 0-40% de Al2O3 e 0-38% de MgO, e temperatura na faixa de 1050-1750ºC. Foi encontrada uma tendência do software de produzir resultados com valores de viscosidades menores que os encontrados na literatura. O desvio médio entre os valores da literatura e calculados foi de 32,06%, segundo estudos da literatura é considerado adequado para viscosidades de escórias siderúrgicas fundidas.

Aug 16, 2017

By Gustavo dos Santos Guimarães

Na Linha Leve da Laminação da Usina ArcelorMittal Cariacica o cintamento dos feixes de barras e perfis leves era feito manualmente através de cintadeiras pneumáticas envolvendo 8 operadores e representando um gargalo nos feixes mais leves de 1,0 e 1,5 t. Com a finalidade de eliminar o gargalo de produção e redução de mão de obra braçal foram implantadas 3 cintadeiras automáticas no trecho entre o empilhador de barras e o sistema de pesagem e etiquetagem.

Aug 16, 2017

By Carolina Arriel Pedroso Dias

Neste trabalho, tiras de aço inoxidável duplex UNS S32205 foram laminadas a morno a 600°C com 60% e 80% de redução e, em seguida, foram recozidas a 1050°C durante 300 s. A tira como fornecida (laminada a quente industrialmente e recozida) também foi recozida para efeito de comparação. Avaliou-se o comportamento mecânico das amostras como fornecida, 60% e 80% por meio de ensaios de tração e microdureza Vickers, obtendo-se 779 MPa, 730 MPa e 807 MPa de limite de resistência a tração e 265 HV, 244 HV e 256 HV de microdureza Vickers para as três condições descritas, respectivamente. Outros ensaios de microdureza foram realizados ao longo da superfície do corpo de prova fraturado em tração, indicando um aumento da dureza nas regiões mais próximas da fratura. O aumento da dureza na região de estricção indicou o aparecimento da martensita induzida por deformação para as amostras laminadas a morno. Usando a derivada da curva tensão verdadeira em função da deformação verdadeira, (ds/de), avaliou-se o comportamento de encruamento do aço para as três condições. Juntamente com os exames por microscopia eletrônica de alta resolução e difração de raios X, buscou-se uma interpretação dos mecanismos de deformação plástica envolvidos no processo de encruamento. Em determinados estágios, observou-se uma mudança da inclinação para um regime estável, indicando a ocorrência de outros mecanismos de deformação plástica, diferentes do escorregamento de deslocações. A martensita induzida por deformação foi considerada responsável pelo aumento da taxa de encruamento do aço, i.e., por ser obstáculo à movimentação das deslocações e por postergar a formação da estricção.

Oct 30, 2017

By Rodrigo Alberto Moreira Gomes

Para a purificação do níquel laterítico explorado na mina localizada em Niquelândia/GO, pela Votorantim Metais Níquel (VMN), utiliza-se solução amoniacal durante a etapa de lixiviação do minério, seguindo a rota hidrometalúrgica de produção. A amônia é recuperada em torres de destilação por arraste com vapor vivo, para ser reutilizada em um novo ciclo de produção. Este trabalho apresenta a aplicação de uma tecnologia baseada em lógica Fuzzy no conjunto de 6 torres de recuperação de amônia, com o objetivo de controlar as alimentações de solução a ser purificada e de vapor. A plataforma de controle avançado utilizada, Leaf, foi desenvolvida pela I.Systems Automação Industrial, empresa localizada em Campinas/SP, e não necessita da criação de modelos matemáticos fenomenológicos para geração e sintonia dos controladores. Com a automatização da operação das torres, o consumo de vapor da unidade foi reduzido em 3,5% e a intervenção manual foi reduzida.

Sep 25, 2017

By Milson de Andrade Júnior

A Central Termoelétrica número 2 (CTE#2) possui três caldeiras de alta pressão que utilizam principalmente os combustíveis residuais dos processos siderúrgicos, com destaque para o gás de alto-forno (GAF), o qual está disponível em grande volume e com baixo custo. Como o GAF possui baixo valor calorífico, ele é enriquecido em duas misturadoras com gás de aciaria (GLD) e na ausência ou limitação deste, com gás natural (GN). A partir de 2014, devido a problemas com o gasômetro de GLD, passou-se a utilizar o GN com frequência para fazer o enriquecimento do GAF, o que gerava significativo impacto no custo do vapor devido o alto custo do GN. O sistema de injeção de GN nas misturadoras era controlado de forma manual e praticamente não acompanhava as variações no poder calorífico (PCI) do GAF. Percebeu-se que seria possível implementar um sistema de controle para as injeções que levasse em consideração o PCI do GAF, reduzindo o consumo de GN quando o PCI estivesse mais alto e aumentando o consumo quando o PCI estivesse mais baixo. Após a implementação deste sistema houve uma significativa redução no consumo médio de gás natural para enriquecimento do gás de alto-forno na CTE#2.

Aug 17, 2017

By Willy Ank de Morais

Este trabalho objetiva a descrição dos diferentes desempenhos sob corrosão de uma junta soldada de uma tubulação de aço carbono obtida pelos consumíveis ER 70S-3 e ER 80S-Ni2, empregada em plataformas offshore. Amostras de tubos e chapas de aço carbono foram soldadas, através do processo TIG, empregando tais consumíveis, e submetidas a ensaio de corrosão acelerada por perda de massa em uma cuba com fluxo constante de água destilada e ácido sulfúrico a 98%. Posteriormente, as amostras foram caracterizadas de modo a quantificar as possíveis alterações nas características mecânicas, estruturais e superficiais. O resultado final foi que a corrosão ocasionada na junta com o consumível ER 80S-Ni2 apresentou características diferenciadas e mais deletérias ao desempenho estrutural do material, apesar de ser o consumível inicialmente recomendado para a aplicação.

Oct 30, 2017

By Hamilton Ferreira Gomes de Abreu

Aços inoxidáveis austeníticos com baixa energia de falha de empilhamento estão sujeitos à transformação martensítica quando deformados a frio. Diversos autores relatam que esta transformação segue as relações de orientação de Kurdjumov-Sachs ou Nishiama-Wassermann. Bhadeshia e outros autores vêm sistematicamente contrapondo estas afirmativas mostrando que esta transformação segue a teoria clássica de formação da martensita. A transformação martensítica requer a existência de um plano invariante e um plano de hábito e não apenas uma mudança de orientação como mostrado em muitos trabalhos. Neste trabalho foram utilizados resultados obtidos por ebsd de amostras de aço inoxidável AISI301 deformadas por tração para análise da cristalografia da transformação martensita no nível de microtextura bem para análise de macrotextura, foram usados dados publicados na literatura para um aço AISI 304 cujas medidas de textura em ambas as fases e as frações volumétricas das orientações preferenciais foram realizadas com precisão usando micro-difração de raios-X em um sincrotron. Em ambos os casos os resultados experimentais de textura da fase transformada foram comparados com resultados calculados usando a teoria clássica da transformação martensítica (PMTC) e usando as relações de Kurdjumaov-Sachs (KS) e Nishiyama-Wassermann (NW). Admitiu-se que a seleção de variantes seguiu o modelo de Patel-Cohen.

Aug 8, 2018

By Wagner Duarte Flores

A demanda por tubos de aço com rigorosos requisitos de propriedades mecânicas tem crescido devido à exploração de reservas de petróleo e gás natural em regiões remotas e em ambientes hostis. Um grande desafio para as siderúrgicas é prever as alterações de propriedades mecânicas que ocorrem durante a conformação chapa/tubo, associadas ao encruamento e ao efeito Bauschinger, visando atender às especificações no tubo. Nesse estudo, foi avaliado o efeito da conformação chapa/tubo nas propriedades mecânicas do aço API X60 (TMCP). Para tal, foram realizados ensaios de tração, de impacto Charpy e de CTOD, em amostras de chapa e de tubo, e análise metalográfica, além de simulação do efeito Bauschinger por meio de ensaio cíclico compressão-tração. Os resultados dos ensaios de tração, tanto com os corpos de prova plate type quanto com round bar, apresentaram aumento da tensão limite de escoamento e redução da ductilidade, devido ao encruamento. Nos corpos de prova que sofreram aplainamento, esse aumento foi menos pronunciado, justificado pela ocorrência do efeito Bauschinger. A simulação do efeito Bauschinger confirmou a indicação de queda do limite de escoamento devido ao ciclo reverso de deformação. A tenacidade não foi fortemente afetada após a conformação do tubo.

Aug 16, 2017

By Bráulio Campagnaro Santana

Na indústria da mineração, a liga Fe-Cr-C destaca-se como um revestimento duro em chapas de desgaste objetivando aumentar a vida útil do ativo. Três ligas, duas delas contendo Fe-Cr-C, sendo uma com aproximadamente 28% (p) de Cr e outra com 38% (p) de Cr e uma terceira liga com 24% (p) de Cr e 7,0% (p) de Nb foram levadas a ensaios de desgaste abrasivo roda de borracha conforme norma ASTM G65-04, além de medições de dureza, microdureza e caracterizações microestruturais. Constatou-se que os revestimentos contendo Nb, depositados com uma ou duas camadas de solda, possuem maior resistência ao desgaste abrasivo, seguidos pelos com maior teor de Cr. Os revestimentos que possuem maior fração volumétrica de carbonetos, finamente distribuídos na matriz, apresentaram os melhores resultados na resistência ao desgaste. Analisando no microscópio confocal 3D os revestimentos contendo Cr, notou-se que os mecanismos de desgaste são do tipo microcorte e microssulcamento, enquanto naqueles contendo nióbio prevalece o desgaste por rolamento em boa parte da superfície. A liga contendo Nb apresenta o melhor desempenho na resistência ao desgaste abrasivo em relação às demais, e se torna viável economicamente sua aplicação na indústria.

Oct 30, 2017

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