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By Gabriel Duarte de Andrade, Arnaldo Veronêz Júnior

Em um processo de sinterização, a velocidade da máquina de sínter deve ser controlada, com o intuito de garantir que o ponto final de queima da camada a sinterizar esteja dentro de uma faixa que possibilitará elevada produtividade. Este artigo apresenta um modelo físico que descreve o movimento da frente de queima da camada ao longo do leito e o controle de velocidade implantado no sistema de automação de nível 2 da Sinterização da ArcelorMittal Tubarão. O controle de velocidade foi proposto para manter o ponto final de queima em torno do valor do setpoint escolhido. Ao longo dos anos, as condições operacionais da planta de sinterização mudaram em razão da variação da qualidade dos minérios que compõem a mistura. Nesse contexto, o controle foi avaliado e apresentou resultados satisfatórios, permitindo à operação uma forma de controlar o processo sem adicionar atrasos relacionados à tomada de decisão.

Oct 1, 2019

By Rudineli Demarque

Este artigo apresenta um estudo das características metalúrgicas, geométricas e microestruturais da soldagem TIG autógena aplicada em chapas de um aço AISI 304, o processo autógeno tipo cordão sobre chapa foi utilizado com a finalidade avaliar o comportamento deste aço quando submetido a ciclos térmicos distintos. A soldagem foi automatizada, na posição plana, e realizada com controle de velocidade com a finalidade de regular a energia adicionada ao material soldado. As variáveis de entrada foram a velocidade da tocha de soldagem TIG, e a corrente setada na máquina de solda. Foram avaliados os efeitos da variação da energia de soldagem sobre as características metalúrgicas do processo, sobre as características geométricas (penetração e largura) do cordão se solda, microestrutura, espaçamento dendrítico e microdureza da seção transversal da junta soldada. Os resultados indicaram uma forte influência sobre a geometria da junta soldadas, aumento de 28,5% na largura, 59,6% na profundidade e 44,6% na área, além de alterações microestruturais, aumento de 100% na quantidade de ferrita d, 12% na microdureza e 51,69% no espaçamento das dendritas no metal de solda, Além disso observaram-se ausência de defeitos nos passes isolados sobre as chapas.

Oct 30, 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 Delvaux Carlos de Miranda Sobrinho, Hegler Zurick Arantes Assunção, Marco Venicio Mendonça de Souza, Luciano Toledo Ribeiro

This paper aims to present the development of a 600mm U-Pile that was done in Gerdau’s Ouro Branco Heavy Section Mill in order to feed the local market with a product.The focus of this study is to show the developmental process the Mill went through until it was prepared for hot trials. All roll pass and guide designs were developed by our own team. Analytical tools like Finite Element Analysis and reduced scale lead trials will be shown and how these tools impacted on the development timeframe and accuracy of the final results on steel.

Oct 1, 2019

By Gabriel Gonçalves Pessoa de Castro

O trabalho teve por objetivo produzir uma liga Al AA1070 com microestrutura ultrafina via prensagem por canais equiangulares. O processo empregou a rota C com 2 passes consecutivos a frio e acumulou uma deformação ?2 = 2,38. O material de partida é proveniente de um processo de laminação a quente na qual a microestrutura resultante era composta de grãos grosseiros com tamanho de grão de 14,5 ± 19,1 ?m e dureza de 31,1 ± 1,9 Vickers. Foi realizada a caracterização microestrutural com o auxílio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de difração de elétrons retroespalhados. O comportamento mecânico das amostras foi avaliado por ensaios de dureza Vickers, a fim de se determinar a energia armazenada durante os passes. Os resultados obtidos mostraram que o material de partida apresentou estrutura parcialmente recristalizada, decorrente do processo termomecânico de laminação. A deformação cisalhante severa que ocorre na interseção entre os canais durante o processamento via ECAP permitiu um intenso refinamento de grãos. O tamanho de grão após o 2° passe foi da ordem de 1,6 ± 1,7 µm. A dureza após o 1° passe quase dobrou em relação ao material de partida, mas praticamente se manteve no passe seguinte, sugerindo uma possível estabilidade. Pode-se concluir que ocorreu um considerável refinamento do tamanho de grão em função da elevada fragmentação e rotação da subestrutura após os passes de deformação.

Aug 8, 2018

By Douglas Batista Mazzinghy

O Projeto Minas-Rio possui o maior circuito de remoagem do mundo com o uso de moinho Vertimill. O circuito foi comissionado no final de 2014 e vem apresentando desempenho conforme projetado. São duas linhas de remoagem sendo que cada linha possui oito moinhos Vertimill modelo Metso VTM-1500 e quatro baterias de ciclones, totalizando dezesseis moinhos e oito baterias de ciclones. O circuito é do tipo reverso e são utilizadas bolas de alto cromo de 12,5 mm de diâmetro como carga moedora. O moinho Vertimill é bem robusto e não apresentou problemas maiores durante os primeiros seis meses de operação. O presente trabalho faz uma avalição da operação destes equipamentos e compara os dados de projeto com os resultados industriais obtidos através de campanhas de amostragens.

Aug 16, 2017

By Pedro Henrique Coutinho

Este trabalho teve como objetivo a redução do custo de transformação da Aciaria de Resende (Votorantim Siderurgia), visando à redução do Cash Cost do tarugo, ponto fundamental no atual cenário econômico da siderurgia brasileira. Para priorizar as ações, otimizar recursos e tratar o tema de forma estruturada foi utilizada a metodologia DMAIC na execução deste projeto. Como resultado houve redução no custo de transformação, alcançado por melhorias nas linhas de Energia Elétrica, Ligas, Escorificantes, Eletrodos e Outras Variáveis.

Aug 16, 2017

By Felipe Pereira Finamor

O aumento da razão da carga transportada por eixo tem sido fundamental para redução dos custos do transporte ferroviário, exigindo rodas de maior resistência mecânica, mas com tenacidade assegurada. Uma das estratégias é se adicionar aos aços microadições (< 0,5 % em massa) de nióbio e ou vanádio, os quais, em solução sólida na austenita atrasam sua decomposição em produtos difusionais, elevando a resistência mecânica dos aços. Neste trabalho foram avaliados dois aços com 0,7%C microligados ou não ao nióbio e molibdênio e produzidos pela MWL Brasil para a fabricação de rodas ferroviárias segundo a classe D da AAR (Association of American Railroads). Foram realizados ensaios dilatométricos em regime isotérmico com um dilatômetro Bähr DIL 805A do Laboratório de Transformação de Fases da Escola Politécnica da USP e análises metalográficas por microscopia eletrônica de varredura e microscopia ótica. Observaram-se atrasos na cinética de transformação austenita/perlita através da microadição de nióbio e molibdênio na ordem de 4 vezes, uma diminuição do espaçamento interlamelar da perlita transformada a 600ºC da ordem de 15% e um pequeno aumento da dureza dos produtos de reação no aço microligado.

Aug 16, 2017

By Luiz Flávio Pereira Costa

O espessamento de lamas no processo de beneficiamento de minério de ferro é de fundamental importância para a recuperação de água de processo, pois 75% da água é recuperada nesta etapa. Além disso, a qualidade da mesma interfere diretamente no bom desempenho das demais etapas do processo, principalmente na etapa de flotação. Vários são os parâmetros que interferem para obtenção da clarificação ideal do overflow, como: pH, dosagem de coagulantes e floculantes, percentagem de sólidos na alimentação, etc. O pH pode ser considerado o mais importante, pois a partir dele é que se determina as dosagens de coagulante e floculante referentes ao ponto ótimo de coagulação reduzindo assim os efeitos negativos na etapa de flotação. O teste de sedimentação em proveta é uma forma simples e rápida de realizar uma análise da velocidade de sedimentação e clarificação da água frente a diferentes combinações dos parâmetros citados. A Samarco resgatou e implementou na rotina dos operadores da área de espessamento a realização de testes de sedimentação em proveta com o objetivo de reduzir o tempo decorrente de coleta de material, envio ao laboratório e espera pelos resultados. Após a implementação dos testes na rotina operacional, observou-se motivação da equipe em redução de custos, embasamento teórico e assertividade na tomada de ações, diminuição de incidência de eventos de má clarificação da água overflow e diminuição do consumo de floculante em cerca de 30%.

Aug 16, 2017

By Vera Lúcia Othéro de Brito

Literature has shown that spinel Co-Mn ferrite have potential application in magneto-mechanical sensors, due to its relatively high magnetoelastic sensitivity. In this work, Co-Mn ferrite was processed by means of the ceramic method, using Fe2O3, MnO and Co3O4 as raw materials. Samples were liquid-phase sintered, using Bi2O3 additive as liquid-phase former. X-ray fluorescence analysis was carried out in the raw materials in order to evaluate their impurity content. Atomic absorption spectrometry analysis was used for quantifying the Co/Mn/Fe proportion in the ferrite. The microstructure of the sintered sample was analyzed by means of Scanning Electron Microscopy. The magnetization and magnetostrictive behavior of the ferrite were evaluated, obtaining curves for magnetic hysteresis, magnetostriction and magnetoelastic sensitivity. The impurity inclusions and the Bi-rich particles formed from the liquid phase were characterized. The sintered ferrite had a total magnetostriction of -126ppm, which is lower than the values reported in literature for a Co-Mn ferrite of similar composition. It was verified that sintering was carried out within a critical temperature range, in which the decomposition of Mn ferrites may occur when sintering in air. This decomposition affects the magnetic properties of the material, and it may be avoided by using controlled sintering atmospheres.

Aug 8, 2018

By Christiano Gianesi Bastos Andrade

Clays with high content of smectite are denominated bentonites, and are widely used in industry as, for example, agents for bleaching of vegetable oils, animals and minerals. For this use, the smectite clays are treated with inorganic acid of high concentration at temperatures under boiling point, which provide the bentonite´s bleaching power. In the present study, a sample of smectite from Cubati, Paraiba, Brazil, was submitted to treatment under moderate conditions (90°C, reaction times of 1, 6, 12, 18 and 24hours in close reactor, concentration of the aqueous solution of hydrochloric acid 1.5 M, acid solution/clay ratio of 1g/10mL), aiming to reduce impurities, responsible for the color of the clay, without causing significant changes in their structure. Thus, clay can be used in the cosmetics industry and other products with high added value. The treated clay was characterized by scanning electron microscopy (SEM), stereomicroscopy, energy dispersive X-ray detector (EDS) and X-ray diffraction (XRD). It was observed a bleaching in samples with time of 12h to 18h. With the DRX was possible to monitor the peak intensity of the clay structure and the sample with 12 hours of treatment was not significantly altered its crystalline structure, maintaining the peak clay at d001. The most pronounced changes in the bleaching occurred within the first 12 hours of acid treatment.

Aug 8, 2018

By Éric José de Souza Baeta

Maximizar a produtividade com o mínimo de perdas e sem interferir nas operações unitárias adjacentes é um dos grandes desafios existentes nas usinas de beneficiamento de minério em geral. O presente artigo tem como objetivo mostrar um caso prático de implementação de uma estratégia de controle do tipo preferencial, considerando restrições de processo, com o objetivo de obter ganho de produtividade e redução de perdas. Serão abordados aspectos práticos da implementação e resultados reais obtidos em uma das etapas do processo de uma usina de beneficiamento da Vale.

Aug 16, 2017

By Pedro Lucas Freitas

A elaboração de planos de mistura é feita em uma coqueria para uniformizar a qualidade das misturas. Um problema recorrente é a distribuição destes carvões nas dosadoras para serem misturados. A distribuição, no plano, destes carvões nas dosadoras é feita de forma manual, levando em consideração apenas o conhecimento do operador. A proposta é apresentar uma modelagem matemática de programação linear para resolver o problema da distribuição de carvões em dosadoras, segundo restrições de utilização das dosadoras dentro da faixa ótima, composição da mistura e uniformização das correias transportadoras, para reduzir sobrecarga nas linhas de dosadoras, com a finalidade de execução de um plano de mistura de carvões. Foram utilizados métodos de pesquisa operacional utilizando o algoritmo Simplex.

Aug 16, 2017

By Carlos André Ruy Carneiro

Em virtude da necessidade de produção de aços cada vez mais restritivos com relação às faixas de composição química, torna-se necessário o desenvolvimento contínuo de novas ferramentas para o controle do processo de fabricação do aço via aciaria à oxigênio. Neste cenário, propôs-se o desenvolvimento de um modelo de controle dinâmico para os Convertedores LD da Aciaria 1 da Usiminas - Usina de Ipatinga, utilizando o resultado da análise dos gases de exaustão, em conjunto com ferramentas matemáticas de ajuste e análise de dados. Neste trabalho é apresentado o modelo de previsão de carbono construído a partir das curvas das análises dos gases, das quais foram obtidos matematicamente os pontos de interesse: análises instantâneas, a interseção das curvas do CO e do CO2 e o ponto máximo da curva do CO2. O modelo foi desenvolvido utilizando redes neurais e validado utilizando dados históricos do processo.

Jul 29, 2018

By Evandro Armini de Pauli

Os aços inoxidáveis duplex apresentam propriedades superiores, quando comparados aos aços austeníticos e ferríticos, tornando-o bastante competitivo no mercado, inclusive na substituição dos aços AISI 316 e 316L. A soldabilidade dos aços duplex baixa liga, como o UNS S82441, não é tão boa quanto a dos austeníticos, exigindo um controle rígido da composição química do metal de solda e dos ciclos térmicos de soldagem, que afetam a fração volumétrica de austenita na junta soldada. O modo pelo qual o material é transferido no arco determina a estabilidade do processo e afeta fortemente a qualidade/geometria do cordão. O presente trabalho tem como objetivo estudar o formato do cordão de juntas soldadas do UNS S82441 comparando-o com os tipos de formato de onda da corrente de soldagem. Foram utilizados os processos MIG/MAG convencional, pulsado e curto-circuito controlado na realização de cordões de solda em chapas de dimensões de 100x300x6,1 mm com material de adição de arame tubular de núcleo metálico segundo a norma AWS A5.22 e gás de proteção com 98%Ar + 2%CO2. O metal de base foi caracterizado macroestruturalmente. Nas juntas soldadas foram realizadas macrografias para obtenção das características geométricas. O ataque eletrolítico foi efetuado com ácido oxálico 10%. Os resultados mostraram que a maior penetração e largura do cordão ocorreram para o MIG/MAG pulsado. O valor para a penetração foi de 4,3 mm e da largura 11,2 mm.

Aug 8, 2018

By Leiliane Alves de Oliveira

O aço EUROFER (9Cr – 1W), pode ser utilizado em turbinas para geração de energia, vasos de pressão, reatores nuclear ou aplicações, onde o material é submetido a temperaturas de serviço entre 250°C e 450°C. Uma forma de melhorar as propriedades do aço, para que ele trabalhe a temperaturas mais altas ou que se torne mais estável é adicionar partículas de segunda fase na sua matriz. Estas partículas podem estar na forma de óxidos, carbetos, nitretos ou até mesmo em solução sólida quando alguns elementos químicos são adicionados ao material. Neste contexto, este trabalho objetiva estudar o efeito da adição de 3% de carbeto de tântalo na matriz metálica do aço ferrítico/martensítico. Para isto a metalurgia do pó foi a rota empregada para a produção deste compósito de matriz metálica (CMM). Duas moagens distintas foram realizadas. A primeira com o aço EUROFER e a segunda com o aço EUROFER com adição de 3% de carbeto de tântalo (TaC). A moagem de alta energia foi realizada durante 5 horas. Em seguida, os dois pós produzidos foram sinterizados em um forno a vácuo (10-4torr) a temperatura de 1.250°C durante 60 minutos. O produto final foi caracterizado por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (EDS) e ensaio de microdureza. Os estudos iniciais dos sinterizados obteve uma resposta positiva nas propriedades mecânicas independente do processamento. Com valores de microdureza maior que 100% do valor de 333,2 HV obtidos para o aço puro como recebido(barra).

Aug 8, 2018

By Tomaz Fantin de Souza

O processo de trefilação de barras, arames e tubos é amplamente utilizado na indústria metal-mecânica para a fabricação de eixos automotivos, componentes mecânicos, pregos, parafusos, etc. O conhecimento e controle dos parâmetros de processo como coeficiente de atrito, força de trefilação, tensões e deformações pode contribuir para uma melhor qualidade do produto e na realização de um processo menos poluente, que reduza o consumo energético e perdas desnecessárias. Desta forma, este trabalho objetiva analisar e medir a força necessária para trefilar uma redução em área de um processo de fabricação de arames de aço baixo carbono através de uma máquina universal de ensaios Emic® adaptada para a realização do processo e construção de um dispositivo para fixação da fieira . Além disso, este trabalho objetiva indicar o coeficiente de atrito de Coulomb (µ) deste processo utilizando-se o valor da força de trefilação obtida nos experimentos com a utilização da equação teórica de Siebel.

Aug 16, 2017

By Jackson de Brito Simões

As Ligas com efeito de Memória de Forma (LMF) são metais funcionais que podem recuperar grandes deformações, superiores a 5%, quando submetidos a carregamento mecânico e/ou aquecidos. Este fenômeno ainda surpreende pesquisadores e engenheiros de projetos, materiais e processos. Esses metais possibilitam o desenvolvimento de atuadores termomecânicos capazes de gerar esforço mecânico com o bloqueio da recuperação de forma. Inúmeros são os processos para obtenção dessas LMF, cada um com sua particularidade e limitação específica. Nesse contexto, este trabalho avalia o efeito do reprocessamento pela técnica Plasma Skul Push-Pull (PSPP) e do tratamento térmico de solubilização nas propriedades térmicas de transformação de fase de uma LMF 55,1Ni-44,9Ti (% em peso) obtida originalmente pelo processo de fusão por indução a vácuo (VIM). Para isso, a LMF foi refundida com uma tocha de plasma e vazada sob pressão em quatro moldes metálicos distintos (aço, bronze, alumínio e cobre). As técnicas de caracterização térmica Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Resistência Elétrica em função da Temperatura (RET) foram utilizadas para avaliar o efeito desse reprocessamento e do subsequente tratamento térmico de solubilização a 850°C em diferentes tempos. Verificou-se que a injeção em molde metálico proporciona uma significativa redução nas temperaturas de transformação de fase, da ordem de 30°C em relação ao material bruto obtido por VIM. Por fim, foi possível concluir que a LMF NiTi reprocessada mantém a transformação de fase mesmo após tratamentos de solubilização a 850°C em tempos mais longos (8 h), contrariamente ao material originalmente obtido por VIM.

Aug 16, 2017

By Amilton Barbosa Botelho Junior

A busca por metais para atender demandas crescentes vem em contracorrente à diminuição dos teores nas reservas. Desta forma, a busca por novas rotas de extração de metais aliada ao desenvolvimento sustentável se faz cada vez mais necessário. O presente trabalho teve por objetivo a recuperação de cobre do lixiviado proveniente de rejeito de níquel laterítico, que contém os seguintes metais: alumínio, cobalto, cromo, cobre, ferro, magnésio, manganês, níquel e zinco. Para isto, utilizou-se o processo de troca-iônica com a resina quelante Lewatit TP 207, uma resina catiônica com grupo funcional iminodiacetato. Estudou-se o tempo de reação e a influência de pH. O tempo de reação foi variado entre 0 e 24 horas e o pH de 0.5 a 2. Não foi estudado maiores valores de pH, pois haveria precipitação do ferro. A reação de adsorção pela resina entrou em equilíbrio em 180min. Em pH 2 teve maior recuperação de cobre, pois havia menor competição entre H+ e os cátions metálicos do licor, onde foi possível recuperar 50% do cobre. Os ensaios ocorreram em batelada com agitação de 200rpm, e as análises foram feitas usando a técnica de fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDX).

Oct 30, 2017

By Daniella Gomes Rodriguesr

"As mudanças que ocorrem ao longo do recozimento na microestrutura e textura foram observadas no aço inoxidável ferrítico estabilizado ao nióbio, tipo ASTM 430 por meio de Difração de Elétrons Retroespalhados. As amostras deformadas foram recozidas com uma taxa de aquecimento de 23,5°C/s. O recozimento foi interrompido nas temperaturas de 780, 830 e 880°C para acompanhar a evolução da microestrutura e textura. Os resultados mostraram que a nucleação dos novos grãos ocorre preferencialmente nos contornos de alto ângulo. No estágio inicial da recristalização a fibra g é dominante na fração recristalizada, com as componentes 111121, 1111 ,1 2 mais intensas. Na fração não recristalizada a fibra a foi mais intensa. No progresso da recristalização as componentes 11112 1 e 1111 ,1 2 permanecem predominantes, a fibra g torna-se dominante em detrimento da fibra a."

Jan 16, 2018