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By Bruno Deves Flores, Alessandro Gums, Eduardo Osório, Matheus Teixeira Fraga, Anderson Azevedo Agra, Janaína Machado, Antônio Cezar Faria Vilela, Anderson Nicolodi

A utilização de carvão vegetal em substituição a outros materiais de origem fóssil na produção de coque é uma das alternativas para mitigar as emissões de CO2 na siderurgia. Contudo, a inserção de carvão vegetal na coqueificação apresenta fortes limitações, as quais estão principalmente associadas à sua elevada reatividade ao CO2. Assim, o presente estudo visou investigar alternativas para diminuir a reatividade do carvão vegetal. Para isso foram investigados os efeitos da temperatura de pirólise, desmineralização e impregnação por alcatrão. Os resultados mostraram que o aumento da temperatura de pirólise diminui a reatividade do carvão vegetal. Essa mesma tendência foi também observada ao se remover os componentes inorgânicos do carvão vegetal e ao se impregnar a sua estrutura com alcatrão. A associação dos tratamentos térmico, de desmineralização e impregnação com alcatrão resultou em reduções de reatividade na ordem de até 6 vezes a do material inicial.

Oct 1, 2019

By Douglas Henrique Milanez

A nanocelulose possui grande potencial de inovação e apelo sustentável, podendo ser obtida a partir de três vias principais: processo mecânico, hidrólise ácida e biossíntese bacteriana. Poucos estudos verificaram os avanços tecnológicos, bem como as principais organizações que dominam tecnologias envolvidas nas três vias principais de obtenção. Este estudo objetivou mapear as principais organizações e caracterizá-las conforme o processo de obtenção, mediante indicadores elaborados a partir de registros bibliográficos de documentos de patente indexados na base de dados mundial Derwent Innovations Index. Foi efetuada a mineração de dados para analisar a evolução do patenteamento, os principais titulares e os subdomínios tecnológicos no período de 2002 a 2011. Também foi realizada a mineração do texto contido nos títulos e resumos dos registros bibliográficos para mapear os processos de obtenção de nanocelulose e suas relações com os titulares. Os resultados indicaram o envolvimento de diversas instituições, sobretudo da China, dos EUA, do Japão e da Finlândia, além da característica emergente dos desenvolvimentos tecnológicos de cada processo. Não foram identificados titulares do Brasil, conforme os critérios e as fontes adotadas no estudo. A metodologia empregada mostrou-se útil para a obtenção dos resultados pretendidos e abre espaço para o seu aprimoramento mediante novas pesquisas.

Aug 8, 2018

By Sander Mul, Michael Brandner, Armin Paar

Graphitic HSS roll grades such as ESW’s brand VANIMO can be considered as the latest developments for the last finishing stands in hot strip mills. These roll grades are developed on the basis of the alloying concept of (Carbide Enhanced) Indefinite Chill work roll materials. During the development of VANIMO, the amounts and types of carbide forming elements were increased and adjusted into the direction of cast HSS roll grades. The microstructure of graphitic HSS roll grades therefore consists of tempered martensite, cementite and several different carbide types as well as a well-defined amount of free graphite. The main purpose of graphitic HSS roll grades is to combine the high surface quality of Indefinite Chill alloys as well as the high wear resistance of HSS roll grades. Several systematic steps were taken to increase the wear performance from Carbide-Enhanced Indefinite Chill grades to the more advanced VANIC grade and further on to the highest alloyed roll grade VANIMO. In every development step, the surface quality of the roll grades was carefully monitored. The decision to invest in new testing equipment at ESW’s plant was driven by the wish to see microstructural effects of different alloys in a macroscopic dimension. Usually samples are taken from cast rolls and investigation is done in comparably small areas compared to the total surface of a roll. Rolling of strip is done with the entire barrel, so effects of alloy and microstructure can appear anywhere on the barrel surface. To ensure better understanding and deeper knowledge about influences of alloying trials we decided to install the last version of LRI (Lismar Roll Inspection). LRI includes the latest technology of Eddy Current with an enormous resolution. Depending on the formation of carbide precipitations, carbide network as well as matrix and free graphite, the EC test can detect smallest differences. The possibility to analyze the different results of EC and UT surface wave inspection will be discussed. A few examples of surface effects in the mill application will be discussed and improvement strategies explained.

Oct 1, 2019

By Bráulio Salumão de Oliveira

Este estudo avaliou oportunidades de integração entre requisitos ambientais e econômicos durante etapas iniciais do desenvolvimento de produtos. Como principal ferramenta foi utilizado o Mapeamento de Fluxo de Valor, associando conceitos de manufatura enxuta, Design for Manufacturing and Assembly (DFMA) e Ecodesign, aplicado a um item de mobiliário aeronáutico em material compósito. Os resultados apontam que o tempo total de fabricação poderia ser reduzido em até 43%, além da otimização logística. A forma de construção influencia diretamente os impactos ambientais e oportunidades de utilização de matérias-primas menos agressivas foram apontadas como sugestões. O aspecto visual dos Mapas de Fluxo de Valor facilita a análise das informações e a tomada de decisão na seleção de materiais e processos que minimizem desperdícios e impactos ambientas na manufatura.

Oct 30, 2017

By Victor Hugo Pereira Moraes e Oliveira

A indústria petrolífera demanda tubos com resistência mecânica e tenacidade à fratura cada vez maiores. Estas propriedades, determinadas pela microestrutura, são modificadas completamente na soldagem. Este trabalho avaliou a formação de constituinte MA na ZAC de grãos grosseiros, reaquecidas ou não intercriticamente, de junta de topo circunferencial para tubos de aço API 5L X100 desenvolvido para águas profundas. Simularam-se com elementos finitos e em sistema Gleeble ciclos térmicos de soldagem com diferentes aportes de calor para processo FCAW. Foram feitas análises com microscopia ótica e eletrônica de varredura, além de medidas de microdureza. A morfologia do constituinte MA, cuja fração foi maior nas simulações com o maior e o menor aporte de calor e mínima para o aporte de 2,0 kJ/mm, foi muito alterada pela temperatura máxima simulada. A simulação da soldagem mostrou ser bastante complexa, e vários fatores críticos que afetam a tenacidade das juntas soldadas foram analisados por meio de simulação computacional.

Oct 30, 2017

By Kleidon Rodrigues de Almeida

O presente projeto descreve um trabalho de otimização dos ensaios laboratoriais de liberação do produto para fins elétricos na CSN (Companhia Siderúrgica Nacional), sendo tema de um projeto Lean Six Sigma. O foco do projeto foi otimizar os ensaios de epstein, tração e dureza, reduzindo o Lead Time de liberação dos produtos para fins elétricos e a quantidade de ensaios realizados. Para a realização deste trabalho, fez-se o uso de ferramentas e métodos Lean Six Sigma, permitindo a busca dos resultados de maneira sistêmica, superando as metas estabelecidas, gerando uma maior competitividade à empresa no mercado. Obteve-se com este projeto uma forte redução do Lead Time e da quantidade dos ensaios laboratoriais dentro de um prazo estabelecido, permitindo uma liberação para faturamento no mesmo dia de produção em 80% da produção deste produto.

Aug 7, 2018

By Roney Eduardo Lino

As ocorrências recentes de terremotos em diversos países têm incentivado o desenvolvimento de vergalhão com características sísmicas, ou seja, que apresente elevada resistência mecânica sem que a ductilidade seja deteriorada. Este trabalho propôs uma abordagem investigativa dos principais fenômenos metalúrgicos atuantes no processo de laminação a quente de vergalhão em rolo Ø20 mm. Foi utilizado um modelo matemático de evolução microestutural com equações capazes de prever a quantidade de elementos microligantes ao longo do processo, a cinética de precipitação e o comportamento do tamanho de grão austenítico durante todo o tempo de laminação. Os resultados industriais de microestrutura e propriedades mecânicas convergiram com os resultados previstos pelo modelo. Com combinação do modelo matemático com testes industriais foi possível obter vergalhão com limite de escoamento superior a 600 MPa e alongamento de 15 %.

Oct 30, 2017

By José Rogério de Oliveira Júnior, Carlos Eduardo dos Santos, Geraldo Lúcio de Faria, Sidney Nicodemos da Silva, Rogério Felício dos Santos, Darlan Vale Bayão, Emiliana Cristina Marques Arthuso, Ivete Peixoto Pinheiro

A fase sigma () é conhecida por afetar negativamente as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis duplex (AIDs). Dessa forma, a exposição da liga a temperaturas elevadas durante os processos de produção, soldagem ou tratamentos térmicos devem ser realizadas de maneira cautelosa a fim de se evitar a precipitação da mesma. Assim sendo, modelos adequados para predizer a precipitação da fase são ferramentas muito úteis. Entre os numerosos modelos, a relação de Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) é um dos modelos mais comumente utilizadas para descrever a cinética das transformações isotérmicas de fases em muitos sistemas regidos pelos mecanismos de nucleação e crescimento. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo cinético baseado na aplicação do modelo JMAK, da precipitação da fase em um AID UNS S31803 envelhecido isotermicamente nas temperaturas de 750ºC, 800ºC e 850ºC. Concluiu-se que a cinética de precipitação da fase na liga obedeceu ao modelo JMAK, pois foi obtida uma boa correlação entre dados experimentais e os simulados. Observou-se que o aumento da temperatura de envelhecimento de 750ºC para 850°C acelerou a cinética de precipitação de A energia de ativação determinada (182,4 kJ/mol) para precipitação da fase neste sistema, sugere que a difusão do Cr na ferrita seja o principal mecanismo envolvido na formação dessa fase.

Nov 2, 2019

By KAZUKO RAMOS NISIOKA

Nesse trabalho é proposto uma investigação das propriedades eletrônicas de junções moleculares de Nanofitas ZigueZague de Grafeno (NZZG) e Phagrafeno (NZZPG) por meio da Teoria: 1- DFT/B3LYP/6-311G(d,p) para otimizar a geometria das moléculas; 2- DFT/LDA.PZ/DZP sobre a célula unitária da rede cristalina para obter as propriedades eletrônicas; 3- Teoria de Hückel Estendido/Função de Green de Não Equilíbrio (THE/FGNE) através da fórmula de Landauer-Buttiker para a região central acoplada entre 2 eletrodos. Nossos resultados exibem: (i) comportamento condutor e singularidades de Van-Hove; (ii) uma região não linear com característica de um dispositivo usual TEC para NZZG; (iii) duas regiões não lineares (RDNs) mostrando característica de um diodo túnel com 2 janelas de operação para NZZPG. Essas regiões não lineares de voltagem coincidem com os Vmin nas curvas Fowler-Nordheim (FN) e Lauritsen-Millikan (LM).

Oct 30, 2017

By Bruna Iost Camacho

Inclusões não metálicas são impurezas presentes nos aços que corrompem, quando não moderadas, suas propriedades mecânicas e metalúrgicas. O tratamento de inclusões com ligas à base de cálcio é fortemente utilizado visando à produção de aços mais limpos e é fortemente induzido pela composição química e temperatura do aço. O objetivo geral deste trabalho será o estudo termodinâmico e experimental a respeito da modificação de inclusões não metálicas através do tratamento com cálcio, em aços de diferentes teores de enxofre. O presente trabalho utilizará como metodologia: i) obtenção de dados através de experimentos em forno resistivo para determinar os dados iniciais utilizados nas simulações; ii) estudo termodinâmico computacional através do software FactSage; iii) análise de inclusões via MEV/EDS e ASPEX-PSEM explorer. iv) comparação dos resultados obtidos nos dois meios de análise e também compará-las com os resultados obtidos via simulação. Para tanto, serão estabelecidas dife rentes temperaturas e concentrações de cálcio no banho e diferentes tempos de processo. Como resultado final, espera-se gerar um maior conhecimento que contribua para a compreensão dos fenômenos envolvidos em aços com maior teor de enxofre. Além disso, espera-se validar as técnicas e metodologia empregadas neste trabalho.

Aug 8, 2018

By Walter Valery, Kristy Duffy, Alex Jankovic, Peter Holtham

Hatch’s Mine to Process Optimization projects integrate mining and processing strategies, minimizing operating costs and maximizing overall profit. The methodology involves ore characterization, blast audits, plant surveys, analysis of historical data, and integrated modelling and simulation of mining and processing. Blast designs are tailored according to ore type and the downstream process is optimized for the changed feed. This approach has increased throughput and minimized costs for many operations worldwide. The implementation of this methodology at an iron ore operation that faced challenges with increasing mining strip ratio and ore body mineralogy changes is presented in this paper. The larger stripping ratio increased mining costs and constrained the run-of-mine (ROM) delivery to the process plant. Process performance was affected as the ore mineralogy shifted from predominantly hematite to include greater proportions of magnetite. The project objective was to minimize overall cost per ton mined and processed and maximize profit. Tailoring the blast designs according to ore type and process optimization increased the throughput of all process lines. This provided the potential to shut down one of the five processing line, aligning the mine and plant capacity and significantly reducing the processing costs.

Oct 3, 2019

By Hui-bin Wu, Rui Yuan, Yang Gu, Peng-cheng Zhang, Zheng-zhi Zhao

The corrosion behavior of three kinds of medium-Cr rolled steel pipeline steels in carbon dioxide collecting and transporting environment at different temperatures was studied. The results shew that the 5Cr sample was most affected by temperature. When the temperature rised from 30 °C to 90 °C, the corrosion rate increased from 0.12 mm/a to 1.87 mm/a, which was increased 15.6 times. The corrosion rate of 7Cr steel at 30 °C was similar to that of 5Cr steel. However, as the temperature increased, the corrosion rate rised slowly, increasing by 2.4 times at 90 °C. The corrosion rate of 9Cr steel was not obvious with temperature, and it was always below 0.06 mm/a. The thickness of the corrosion product film of the three samples gradually increased below 70 °C, and suddenly increased above 70 °C. This was related to the negative temperature coefficient of the solubility of FeCO3, and the thickening of the product film also affected the ion exchange of the cathodic reaction. An increase in the Cr content contributed to grain refinement and increased the proportion of the small-angle grain boundaries. More fine grains mean an increase in the total length of the grain boundaries, which could provide a diffusion channel for the free Cr element; on the other hand, the low-angle grain boundary structure was more orderly, with a lower free volume and lower interface energy. Under the combined effect of both, 9Cr steel and 7Cr steel had high volta potential and better corrosion

Oct 1, 2019

By Geraldo Lúcio de Faria

Ao final do processamento termomecânico nos laminadores do tipo Steckel, a tira laminada, já com sua espessura final, é submetida ao resfriamento controlado que geralmente é feito por uma cadeia regulável de aspersores de água. Este resfriamento promove as transformações de fases desejadas para que a microestrutura final do produto laminado confira a ele propriedades mecânicas adequadas para desempenhar com qualidade as funções de aplicação. Neste contexto, o conhecimento dos efeitos da composição química do aço sobre a cinética de transformação de fases possibilitará a adequação de parâmetros operacionais do laminador e do sistema de resfriamento. Reconhecendo a importância deste aspecto, este trabalho estudou a influência da composição química sobre a cinética de transformação de fases dos aços LNE 380 e API X65. Os dois aços foram submetidos a ensaios dilatométricos, metalográficos e de dureza. Ao final do estudo, concluiu-se que, comparados aos efeitos do Nb e Ti, o teor de Mn parece ser o fator com maior influência sobre as temperaturas de início e final tanto de austenitização como de decomposição da austenita durante o resfriamento contínuo. O aumento controlado no teor de Mn possivelmente potencializa o refinamento da microestrutura na etapa de resfriamento.

Oct 30, 2017

By Marcelo Braga dos Santos

Visando o estudo da sinergia entre abrasão e corrosão concebeu-se um novo instrumento, permitindo a medição das forças que atuam sobre o contacto. O dispositivo consiste de um equipamento de micro-abrasão por esfera fixa dotada de uma célula de carga de três eixos, e uma célula eletroquímica. Uma membrana protetora flexível foi desenvolvida para isolar a célula de carga, situado no exterior da célula eletroquímica, da amostra no interior da célula. Uma solução corrosiva com partículas abrasivas é continuamente alimentada no contacto entre a amostra e a esfera. Os ensaios de abrasão-corrosão foram realizados simultaneamente em aços inoxidáveis e ferríticos. Também foram executados ensaios de micro-abrasão e corrosão separadamente para avaliar a capacidade do equipamento nos estudos da sinergia entre a micro-abrasão e a corrosão. Para as três condições de ensaios (micro-abrasão, corrosão e abrasãocorrosão) o equipamento se mostrou eficiente em evidenciar a variação nas propriedades do material com excelente repetibilidade. Para os aços austeníticos, as mudanças nas condições de carregamento nos ensaios de abrasão-corrosão induziram variações significativas nas curvas de polarização. A capacidade única de acompanhar as forças que atuam sobre o contato dos processos de abrasão-corrosão pode abrir caminho para novas descobertas sobre o estudo da sinergia na abrasão-corrosão, em especial, a dissipação de energia na interface quantificada através do coeficiente de atrito.

Aug 16, 2017

By Nelson SOUTO, Nicolas LEGRAND, Christian COUNHAYE, Don EARLEY

The work is motivated by the automotive customer requirements for a roughness with high peak density (RPc > 75 peaks/cm) on steel sheet surfaces to maintain a good strip surface finish after painting. For that purpose, a new approach is utilized to compute roughness transfer and predict final roughness on uncoated steel sheets (average roughness, skewness, peak density) as a function of temper rolling conditions. The approach is based on the Monte Carlo method combined with the Abott curves and an auto-correlation function to numerically generate roughness profiles for roll and strip respectively. To compute the roughness transfer due to the interaction between roll and strip surfaces during rolling, a composite Abott curve that combines roll and strip Abott curves is used with an asperity crushing model integrated with a rolling model. This enables simulating two roughness transfer mechanisms in the roll bite: the strip asperity crushing mechanism by roll roughness and the strip asperity ploughing mechanism due to roll-strip interfacial sliding speed. The model shows the importance of considering the two mechanisms to predict roughness transfer correctly when strip elongation is high, typically a few percent, and roll bite friction is low. In these conditions, the forward slip at the exit of the roll bite tends to erode strip roughness significantly and decrease considerably the peak density on the strip. For lower elongation levels (~1%) and high roll bite friction, the ploughing mechanism becomes negligible and roughness transfer is controlled by the crushing mechanism only. With these two mechanisms, the model reasonably predicts the evolution of average roughness and peak density over a wide range of temper rolling conditions (new/worn work rolls, hard/soft grades, various elongations), but skewness is more difficult to predict for some trials.

Oct 1, 2019

By Claudio Fabbro

The increasing demand of wire rod high carbon grades for both small and large sizes are challenging the wire rod producers to enhance new technologies by combining high plant productivity and efficiency of superior quality finished products with extreme process flexibility. The possibility to change process route according to the final application of the rolled steel grade and to simplify production planning is one of the most important keys to success that distinguishes the mill plants developed by Danieli. This paper will focus on the most important metallurgical and process targets and on the in-line heat treatment technologies representing the core of Danieli know-how on high carbon grades production.

Jul 30, 2018

By Claudilene Ribeiro Chaves

Nanopartículas de carbono são uma nova classe de nanomateriais fluorescentes que têm atraido bastante interesse por apresentarem alta estabilidade óptica, ajustáveis comprimentos de onda de excitação e emissão além de excelente biocompatibilidade. Neste trabalho, apresentamos um método de síntese de nanopartículas por carbonização hidrotermal de quitosana. O processo de síntese ocorre em solução aquosa, é biocompatível e de baixo custo.

Aug 16, 2017

By Fábio Lerbach

Balanço Energético Global da Vallourec Sumitomo Soluções Tubulares do Brasil site Barreiro em 2016, com os principais indicadores de consumo energético das áreas consumidoras. Além dos indicacores energéticos globais, o balanço apresenta os consumos específicos de cada insumo nas diversas áreas, permitindo a análise de cada setor da Usina, isoladamente.

Jan 26, 2018

By Lucas Pich Machado

Flotação é um complexo processo para separar os minerais de interesse da ganga. O processo de recuperação neste método depende da condição hidrodinâmica do tanque. A condição ideal de mistura é obtida utilizando-se um mecanismo de agitação que suspende as partículas de maneira homogênea no tanque. O propósito deste trabalho é investigar os parâmetros de operação, como velocidade de agitação e tamanho das partículas, em um tanque de flotação em escala laboratorial com a técnica de Tomografia por Resistência Elétrica. Os resultados deste trabalho mostram que a velocidade de agitação e tamanho das partículas tem um grande efeito na homogeneidade da mistura em suspensão. Outros experimentos serão realizados incluindo outros tamanhos de partículas e densidades, variados tamanhos de rotor e defletores nas paredes do tanque para conter a turbulência em altas velocidades.

Aug 16, 2017

By Janaina da Silva Vieira

Fibras lignocelulósicas vem se tornando alvo de cada vez mais estudos que visam ampliar o aspecto de suas aplicações. Uma de suas aplicações mais importantes é como reforço de compósitos poliméricos na substituição de fibras sintéticas, que não são ambientalmente corretas. Todavia, as fibras ligoncelulósicas com Malva, Juta dentre outras possuem algumas características negativas para sua incorporação em matrizes poliméricas, como por exemplo, o fato dessas não possuírem boa aderência aos polímeros, pelo seu caráter hidrofílico e do caráter hidrofóbico das resinas. Esse trabalho estudou a incorporação de manta hibrida de fibras de malva e juta em compósitos epoxy DGEBA/TETA para testes de impacto Charpy. Os corpos de prova foram feitos sob pressão para que houvesse uma melhora na aderência. O aumento do volume da manta incorporado gerou um aumento da resistência apresentado que pode ser justificado pelo fato da manta atuar como um bloqueador de trincas.

Oct 30, 2017