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By Delio Amorim

Industry 4.0 concepts is the new biggest challenge on the industry nowadays and every company in every industry in every part of the globe is looking to implement this somehow on their factories and machines. To do that on the newest long rolling mills, that brings already onboard state-of-the-art technologies, is for sure a challenge of machinery builder industry, but how to become the long rolling mills built on 70’s, 80’s or 90’s part of this innovation process and connected to the new trends? This is the main mission here, to show some examples of applications that goes in this direction.

Oct 1, 2019

By Karinne Fernanda Menezes de Freitas

O objetivo deste estudo foi avaliar a soldabilidade do aço da classe API 5L X80 de fabricação nacional quanto ao trincamento pelo hidrogênio. Para isto, o aço foi soldado pelo processo arame tubular usando como metal de adição o arame AWS E110-MC com 1,6 mm de diâmetro e como gás de proteção a mistura 75% Argônio+25%CO2. Foram adotados quatro níveis de energia de soldagem, 0,7 kJ/mm, 1,10kJ/mm, 1,60 kJ/mm e 2,00 kJ/mm e o ensaio de soldabilidade utilizado foi o WIC. Para as quatro energia de soldagem foi constatada a presença de trincas que iniciavam na região de grãos grosseiros da ZTA (RGGZTA) e se pronunciavam para a zona fundida (ZF). A ZTA apresentou um comportamento microestrutural com presença de bainita e a ZF com predominância de ferrita acicular. A microdureza na ZF foi superior em relação às demais regiões.

Aug 8, 2018

By Ismael Vemdrame Flores, Maurício Covcevich Bagatini, Otávio Henrique Matos de Assis

De modo a explorar o fenômeno de retardo de redução sobre a taxa de redução de cargas ferrosas no início da zona coesiva, testes de redução e de amolecimento e fusão, completos e interrompidos (nas temperaturas pré, 10 e 50% de contração), foram realizados para duas variedades de cargas ferrosas comumente utilizadas em altos-fornos: sínter e pelota. Os produtos dos experimentos interrompidos foram caracterizados fisicamente por meio de testes de densidade real, densidade aparente e porosidade (aberta, fechada e total). Os resultados obtidos mostraram que para as matérias-primas utilizadas o retardo de redução ocorreu em menor temperatura para a pelota, sendo também mais pronunciado. Por meio da análise dos resultados obtidos, foi possível verificar o aumento da porosidade aberta e total das cargas durante sua redução até níveis de contração de 10%. Para contrações de 50%, dentro do intervalo de retardo de redução, uma redução significativa da porosidade aberta para ambos os materiais foi observada.

Oct 1, 2019

By Getúlio da Silva Abreu

O objetivo geral deste trabalho foi produzir e caracterizar as propriedades mecânicas de um compósito abrasivo nanoestruturado no sistema D-Si, via sinterização cíclica de alta pressão e alta temperatura (APAT). A sinterização cíclica em alta pressão e alta temperatura de compósitos foi feita a partir de uma mistura de 70% diamante e 30% de Si como ligante, e com 1 a 4 ciclos de pressão (P) de 7GPa-4GPa e temperatura (T) 1600°C-300°C, para um tempo (t) de 1min. O aumento do número de ciclos gerou razoável elevação na microdureza e densidade das amostras. Os valores médios de tenacidade à fratura ficaram entre 8,86 e 9,43 MPa.m1/2. No ensaio de desgaste o aumento do número de ciclos diminuiu a perda de massa das amostras no disco de granito. As curvas termogravimétricas apresentaram uma boa estabilidade térmica dos compósitos até a temperatura de 660ºC. Finalmente, por meio deste trabalho será possível melhorar a produção de futuros compósitos abrasivos no sistema D-Si.

Aug 16, 2017

By Adauto Martins de Assis, Atan de Assunção Cardoso

Devido a sua alta demanda de produção e padrão de qualidade a indústria automotiva tem utilizado ao longo da história robôs nas mais diversas atividades como montagem, soldagem, pintura e inspeção. No intuito de levar esta realidade para a sala de aula de alunos de Engenharia Mecânica, foi desenvolvido um braço robótico didático, apresentando configuração semelhante à um modelo industrial, a ser utilizado como ferramenta de apoio ao ensino de robótica e outras disciplinas correlacionadas. Para isto, fez-se o uso associado da placa eletrônica Arduino e do software Matlab. Inicialmente foram obtidas as equações de cinemática direta e inversa. Os resultados mostraram que a posição teórica obtida apresentou um comportamento esperado conforme a metodologia adotada e o resultado experimental mostrou pequena variação de posição. Para a cinemática inversa, o tempo de resolução do conjunto de equações foi comparado à resolução do problema através de um método numérico. Com base nos resultados experimentais, foram feitas algumas sugestões de melhoria para o braço robótico didático e considerações relacionadas a acurácia de um robô industrial.

Oct 1, 2019

By Lívia Lopes de Oliveira Goulart

A prática de escória espumante ganhou o mundo dos fornos elétricos a arco por apresentar muitas vantagens, dentre elas a redução das perdas térmicas do arco elétrico para o ambiente, reduzindo o consumo de energia elétrica e também permitindo uma maior recuperação do metal perdido em forma de FeO para a escória através da reversão feita com a injeção de C. No entanto, a eficiência das escórias espumantes produzidas atualmente ainda é tema de estudo para aqueles que querem melhorar a eficiência do processo, a vida do equipamento e reduzir custos de elaboração. Assim, esse trabalho tem como objetivo otimizar as propriedades da escória através do ajuste da saturação em MgO, melhorando a eficiência da escória espumante e reduzindo a perda de Fe sob a forma de FeO. O resultado das alterações realizadas foram ganho de energia elétrica medido e redução da perda de rendimento metálico do FEA, obtida comparando o peso produzido e o esperado pela carga metálica.

Oct 30, 2017

By Amélia de Santana Cartaxo

Nos dias atuais, a concorrência comercial estimulada pelas grandes empresas multinacionais tem direcionado o rumo das pesquisas cientificas para o aperfeiçoamento ou busca de materiais que ofereçam atrativas propriedades físicas ou químicas. O objetivo desse trabalho é analisar a influência dos métodos de síntese nas características estruturais do pó de titanato de bismuto. Foram sintetizadas amostras de titanato de bismuto pelos métodos Pechini e reação de combustão. As amostras sintetizadas foram submetidas as análises de difração de raios x, microscopia eletrônica de varredura, área superficial pelo método BET, tamanho de partícula por espalhamento dinâmico de luz, análise térmica pelas técnicas TGA, DTA e DSC. Todos os pós estudados apresentaram morfologia semelhante. As perdas de massas ocorreram em maior escala para as amostras produzidas pelo método de reação de combustão. A fase de titanato de bismuto formou-se em ambos os métodos, entretanto a fase teórica (estequiometria 1:1:3) desejada não foi formada.

Oct 30, 2017

By Saul Hissaci de Souza

A liga de alumínio AA 7075 recebida no estado T6 (conformada e envelhecida artificialmente) sofreu tratamento térmico a 300°C com o objetivo de causar o engrossamento das partículas de MgZn2, intermetálico responsável pelo endurecimento do material. As amostras foram então deformadas 45% em redução de espessura por laminação e recozidas isotermicamente a 200°C e a 250°C por tempos variados para estudar a cinética de amolecimento por meio de medidas de dureza Vickers. Os resultados indicam que a cinética de amolecimento em ambas as temperaturas de recozimento aproxima-se do comportamento previsto pelo modelo Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) com boa concordância (coeficientes de correlação de 0,9725 e 0,9140 a 200°C e a 250°C, respectivamente), ainda que as micrografias ópticas da amostra recozida a 300°C por 4 horas não evidenciem a ocorrência de recristalização.

Oct 30, 2017

By Juliana Segura Salazar

Algumas estratégias vêm sendo incorporadas na cominuição de minérios, voltadas para reduzir os custos operacionais (OPEX) e garantir o funcionamento de suas operações no longo prazo. Paralelamente, elas permitem reduzir os impactos ambientais desta operação sob a ótica da sustentabilidade, devido às melhorias na eficiência de uso dos recursos e na mitigação das mudanças climáticas. Porém, a incorporação dessas estratégias é restrita pelo tipo de tecnologia empregada e pelo layout da usina e, portanto, o maior potencial de minimização dos impactos econômicos e ambientais encontra-se principalmente na etapa de projeto dos circuitos. Este potencial muitas vezes é desperdiçado, sendo ainda poucas as implementações sistemáticas adotadas na indústria mineral, visando melhorar a ecoeficiência dos processos. Neste trabalho é proposta uma metodologia fundamentada em princípios de sustentabilidade e aplicável ao beneficiamento de minérios, usando uma abordagem simplificada da Avaliação de Ciclo de Vida (ACV). A metodologia é focada na cominuição de minérios brasileiros, tendo sido aplicada ao beneficiamento de Itabiritos, os quais estão se tornando estratégicos no Brasil.

Aug 16, 2017

By Marcelo Ferreira Martins, Sandro Luís Zahner, Daniel de Paula Ferreira, Celso Dias Barão, Leandro Martins Pereira

O EOF é um forno básico a oxigênio caracterizado pelo conceito de pré-aquecimento da carga sólida baseado na energia da corrida anterior. Mesmo com um sistema supervisório, a operação era totalmente manual. O trabalho consistiu no desenvolvimento e implantação de modelos matemáticos, objetivando atingir a temperatura e composição química programada para vazamento. O sistema de equações consideram todas as entradas metálicas com as respectivas composições químicas e define a quantidade necessária de energético ou refrigerante, além da adição de cales conforme a basicidade e teor de MgO objetivados na escória. O desenvolvimento passou inicialmente por um conhecimento profundo do processo, dada a excelência e originalidade do forno EOF, que é diferente dos demais convertedores a oxigênio. A seguir, foram definidos padrões e práticas operacionais que garantissem a reprodutibilidade do processo, para, finalmente, permitir o cálculo através de modelos matemáticos. Com a automação do processo foram conseguidos expressivos ganhos de produtividade, redução no consumo de materiais, aumento do rendimento metálico e menor consumo de refratários.

Oct 1, 2019

By André Luis de Oliveira

O Alto Forno 3 (AF3) da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) é o equipamento muito importante no processo siderúrgico da Usina Presidente Vargas (UPV), situada em Volta Redonda (RJ), por responder por mais de 70% da produção de gusa da UPV. Na produção de gusa é gerado o Gás de Alto Forno (GAF), subproduto de alta relevância, pois este gás sai do topo do AF3 com grande pressão e cinética, energia essa passível de utilização. Em 2007 a CSN, optou por adquirir um equipamento denominado “Top Pressure Recovery Turbine” (TRT), capaz de aproveitar tal energia para gerar energia elétrica. Em 2013, a equipe de supervisores da KHI – Kawasaki Heavy Industrie, fabricante da turbina, veio para o Brasil para realizar no equipamento os testes a frio e a quente para na seqüência vir a operá-lo. Ocorre que fatores alheios ao objetivo desta apresentação impediram a equipe da KHI de partir o equipamento no tempo previsto, bem como de retornar ao Brasil para dar seqüência nas atividades. Em novembro de 2013 a CSN definiu por partir o equipamento com recursos próprios, sendo este o foco do trabalho. A presente contribuição técnica vem mostrar o trabalho desenvolvido internamente pelo grupo técnico a fim de finalizar o projeto e colocar a Turbina de Topo (TRT) em operação, fato este dado total ênfase pela direção da empresa devido ao cenário nacional de crise energética em que os valores de energia estavam no limite máximo permitido pela legislação e impactando diretamente nos custos da empresa.

Sep 25, 2017

By Bianka Nani Venturelli

Estudou-se o efeito do tamanho de grão austenítico nas propriedades de tração do aço Hadfield refinado com Hf. Estas propriedades foram comparadas com as de um aço Hadfield sem refino, ambos com a composição química de acordo com a norma ASTM A128 – grau B2. Adicionalmente, foram usadas técnicas de caracterização macroestrutural, microestrutural e fractográfica. A caracterização macroestrutural mostrou que o aço Hadfield com adição de Hf apresentou tamanho do grão austenítico (600 ?m) aproximadamente cinco vezes menor do que o do aço Hadfield sem refino (3000 ?m). Os resultados do ensaio de tração mostraram um pequeno aumento (~6%) no valor do limite de escoamento com o refino do grão, em acordo com a Equação de Hall-Petch para materiais austeníticos. No entanto, os resultados dos ensaios de tração do aço Hadfield refinado mostraram aumentos que não foram previstos para as propriedades de resistência à tração (~37%), alongamento (~53%) e tenacidade (~88%). O exame fractográfico dos corpos de prova de tração indicou predominância do mecanismo de fratura dúctil para o aço Hadfield sem refino, enquanto que o aço Hadfield refinado apresentou predominância do mecanismo de fratura intergranular dúctil.

Oct 30, 2017

By Mariana Beatriz dos Reis Silva

A influência do tempo entre passes na evolução microestrutural de dois aços austeníticos, F138 (sem nióbio) e ISO 5832-9 (com nióbio), foi investigada através ensaios de torção a quente em condições industriais. Análises foram realizadas através de microscopia ótica e eletrônica de transmissão, EBSD e microdureza. Menores tempos entre passes produziram menores tamanhos de grãos e de precipitados. Microestruturas mais refinadas induziram a maiores microdurezas. O aço ISO 5832-9 apresentou maior resistência que o F138. Precipitações de TiNbN, após o encharque, e de NbCrN e NbN (5%), durante o processamento, foram observadas no aço ISO 5832-9. Ambos os materiais sofrem recristalização dinâmica, partículas grosseiras (> 200 nm) atuaram como partículas de reforço e partículas menores (< 50 nm) no ancoramento dos contornos de grãos e discordâncias no ISO.

Jan 16, 2018

By Gustavo Henrique Bolognesi Donato

A utilização de materiais cerâmicos em componentes que operam em elevadas temperaturas (p. ex.: trocadores de calor cerâmicos que operam acima de 800°C) é vantajosa do ponto de vista térmico, mas não é trivial em termos estruturais, uma vez que estes materiais são frágeis e portanto, suscetíveis à fratura catastrófica. Considerando a necessidade de materiais resistentes a elevadas temperaturas e que garantam a integridade de aplicações como tais trocadores de calor, este trabalho investiga as propriedades mecânicas da alumina a (Al2O3) como função da temperatura na faixa de 23°C a 850°C. Para tal, cem ensaios de flexão em 4 pontos e ensaios adicionais selecionados em 3 pontos foram realizados em amostras de seção transversal retangular de ~ 45 mm2 produzidas por gelcasting, técnica esta que tem grande potencial para moldar peças de geometria complexa. Os ensaios foram conduzidos empregando um dispositivo fabricado em Inconel (superliga de Níquel-Cromo) especialmente desenvolvido para esta finalidade e contendo articulações objetivando autocompensação de desalinhamentos. Os resultados experimentais puderam ser muito bem descritos usando a estatística biparamétrica de Weibull e demonstram o efeito da temperatura na redução da resistência à flexão. Adicionalmente, o dispositivo proposto facilitou e dinamizou a realização dos ensaios, além de garantir pequena dispersão das propriedades mecânicas obtidas, especialmente se considerado o micromecanismo frágil de fraturamento desta classe de materiais.

Aug 8, 2018

By Sidiney Nascimento Silva

O presente trabalho teve como principal objetivo avaliar, em escalas laboratorial e industrial, a viabilidade técnica e financeira da aplicação da escória de Aciaria LD (EAC), em combinação com a escória granulada de Alto-Forno (EAF), à produção de Cimento Portland CP III. O projeto de pesquisa em questão foi desenvolvido pela CSN, através de Convênio de Cooperação Técnica e Econômica com a Escola de Engenharia de Lorena, EEL, da Universidade de São Paulo, USP, e compreendeu as seguintes etapas: i) caracterização físico-química e mineralógica da escória de Aciaria LD da CSN; ii) desenvolvimento do processo adicional de beneficiamento da EAC para aplicação na produção de cimento; iii) testes laboratoriais visando a avaliar a viabilidade técnica; iv) testes industriais com a finalidade de validar os testes laboratoriais e selecionar a formulação de melhor desempenho; v) estudo de viabilidade financeira; e vi) implantação do projeto. A aplicação da escória de Aciaria LD da CSN na produção de Cimento Portland CP III, em combinação com a escória de Alto-Forno e clínquer, é viável técnica e financeiramente. Isso traz reflexos positivos para o aumento da competitividade do negócio Cimento, aumenta a recuperação de metálicos para reciclagem nos processos siderúrgicos da UPV (negócio Siderurgia) e reduz passivos ambientais.

Aug 16, 2017

By Verônica Scarpini Candido

O comprimento crítico das fibras vegetais é um importante parâmetro para melhorar as propriedades dos compósitos por elas reforçados. Assim, esse trabalho tem como objetivo determinar o comprimento crítico das fibras de bucha vegetal para possíveis aplicações em compósitos poliméricos. Para a execução desse ensaio, as fibras foram embutidas em matriz polimérica e depois foi feito ensaio de pullout. Os resultados mostraram que o comprimento crítico das fibras de bucha é igual a 2,14mm

Aug 16, 2017

By Rosiane Mary Rezende Faleiro

O GMC intensivo, apoiado na evolução da metodologia do GMC atual, é um grupo de trabalho no qual os desempenhos dos processos são analisados e melhorados expressivamente em um curto espaço de tempo. Surgiu na indústria automobilística japonesa e consiste na melhoria contínua dos processos com base no envolvimento das pessoas e o trabalho em pequenos grupos. As principais diferenças estão na velocidade de condução da análise e da implementação das ações, além da maior disponibilidade e dedicação dos integrantes do grupo e do gestor. Foi formado um grupo de 9 pessoas para reduzir a queda de carvão vegetal nas correias transportadoras e em seus entroncamentos, com integrantes da produção e da manutenção. Durante a “semana de execução”, o grupo ficou 100% disponível para planejar e executar ações levantadas para solução dos problemas de queda do carvão vegetal. Após essa semana, o grupo teve mais quatro meses para fechamento e sustentação das ações. O resultado do grupo foi uma redução da queda de carvão vegetal em 49%, para uma meta inicial de 20%, o qual representa cerca de 183t de carvão vegetal por mês.

Aug 1, 2018

By Mariana Tomé da Silva

A câmara de empuxo do Motor Foguete a Propelente Líquido (MFPL) L75 é composta de uma liga Cobre cromo, classe C18200. A jaqueta de refrigeração, responsável pela extração de calor, é feita de aço inoxidável AISI 316L. No que tange ao processo de fabricação, a união entre a câmara de combustão e a jaqueta de refrigeração é uma etapa crítica, pois envolve processos de união de materiais dissimilares e de componentes de geometria complexas. Este trabalho visa contribuir à fabricação do conjunto motor foguete, por meio da soldagem a laser entre a câmara e a jaqueta. Com o uso de um laser a fibra de alta potência, foi possível verificar que existe uma condição otimizada de solda sobreposta, inox sobre Cu(Cr), com potências entre 1.000 e 1.300 W e velocidades de soldagem de 0,05 m/min a 1 m/min. Embora as análises mostrem heterogeneidade microestrutural, pela dissolução parcial de uma fase na outra, obteve-se níveis de dureza aproximadamente constantes ao longo da profundidade da junta.

Aug 16, 2017

By Thiago Alexander Heck

A indústria de máquinas e equipamentos hidráulicos está manufaturando produtos com tolerâncias de ajustes dimensionais cada vez menores, visando o prolongamento da vida útil e o alto rendimento de tais componentes. Nesta perspectiva, é notória a necessidade de identificar as principais fontes de contaminação existentes nos fluidos hidráulicos, a fim de controla-los. A partir da coleta de amostras de um óleo hidráulico que passa por uma filtragem nominal e de um óleo hidráulico que passa por um processo de filtração absoluta, foi realizada a contagem de partículas, análise por fluorescência de raios-x, análise microscópica ótica e análise por microscopia eletrônica de varredura, para estas amostras. Com base nas análises realizadas, foi possível constatar a importância do processo de filtragem absoluta na redução dos níveis de contaminação do óleo hidráulico.

Aug 16, 2017

By Guilherme Silva Costa

A utilização de uma matéria prima renovável que possa substituir os asfaltos utilizados para pavimentação, provenientes do petróleo torna-se algo que pode ser viável ambientalmente. A produção renovável de bioprodutos através do craqueamento térmico de óleos vegetais gera um rejeito conhecido como produto líquido orgânico (PLO). O objetivo deste trabalho é obter uma metodologia de produção de ligantes asfálticos a partir do produto de fundo proveniente da etapa de destilação do PLO oriundo da reação de craqueamento do óleo de palma em uma unidade piloto de produção. Foram caracterizadas quatro amostras (produto de fundo sem tratamento térmico, produto de fundo com tratamento térmico a 375°C durante 15, 30 e 45 minutos) para obtenção da metodologia na qual os resultados seriam os mais aproximados dos valores específicos dos ligantes asfálticos derivados de petróleo. As análises dos dados possibilitaram observar a amostra com tratamento térmico a 375°C durante 45 minutos consumiu muito material, porém obtive resultados aproximados aos especificados pelo CAP 150-200.

Aug 16, 2017