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By Kyle T. Chomyn

Multi-disciplinary engineering analysis and advanced modeling techniques were used to identify and develop low cost design modifications to improve a blast furnace hot blast air distribution main that experienced frequent refractory failures. Piping flexibility analysis helped identify the root causes of refractory damage and determine the need for new expansion joints. Finite element analysis was used to optimize a custom-designed elbow-to-elbow tie-rod system, which ensures thermal expansion loads are not placed on connecting piping. Heat transfer coefficients through the elbows were estimated using computational fluid dynamics (CFD) flow modeling. The cast refractory design was changed to a more reliable brick refractory design. Excessive draft was occurring during furnace back-drafting, so the system was assessed using CFD, and a passive flow-reduction spool was designed. This firstprinciples engineering design approach allowed for optimization and verification, ensuring that the new design addressed the root cause of the previous deficiencies.

Aug 17, 2017

By Lukas Pichler

The market trend of advanced high strength steel (AHSS) with demand for higher strength products is increasing continuously. The inline cooling technologies have established as the most powerful metallurgical tool to achieve these demands. However, the cooling capabilities of existing hot strip mills, plate and Steckel mills are often not adequate to generate high cooling rates and the cooling accuracy required for the production of AHSS. Hence there have been many developments for an intensive, highly flexible accurate homogeneous cooling technology. Considering the wide variety of strip and plate geometry, Primetals Technologies have developed Power Cooling Technology for strip and introduced MULPIC®4 Technology for the plate production. In this paper we shall discuss these enhanced technologies that provide the inline cooling requirement with examples from the recently commissioned machines.

Aug 17, 2017

By Tamara Caroline Guimarães Vilela

Neste trabalho foi avaliado o comportamento de propagação de trinca por fadiga de cinco aços utilizados na fabricação de trilhos empregados na construção e manutenção de vias permanentes brasileiras, por meio da realização de ensaios de propagação de trinca por fadiga (da/dN x ?K), utilizando-se a razão de tensões de carregamento R = 0,7 e comparação com os resultados obtidos com R = 0,1. Vários modelos de previsão do comportamento em fadiga foram avaliados. Observou-se a influência de R nos valores mais próximos ao limiar ?KTH, com diminuição considerável no valor de ?KTH para R = 0,7. Dentre os modelos matemáticos usados no ajuste das curvas sigmoidais da/dN x ?K, o que forneceu melhor ajuste foi o ajuste de Hartman e Schijve. O parâmetro K? proposto por Kujawski reduziu os efeitos de R na tentativa de unificar os dados em uma única e estreita banda de dispersão, porém, na Região I da curva, os dados ainda ficaram bastante dispersos.

Aug 17, 2017

By Bruno Wartchow Laidens

Massas de reparo à quente de sede de válvula e de plugue em panela de aço são utilizadas a fim de se aumentar a vida útil dessas peças, as quais necessitam longo tempo para a troca. Isto propicia um ganho considerável na campanha da panela. O objetivo do presente trabalho foi a caracterização técnica das massas refratárias, bem como a seleção da massa mais adequada para utilização na panela de aço na Usina Rio-grandense. Uma massa magnesiana e duas aluminosas (concretos) foram analisadas por meio de diversas técnicas, como análise de imagens (lupa eletrônica e MEV), distribuição granulométrica, porosidade, composição química, análise mineralógica, resistência à compressão e teste de tração de aderência entre o substrato e a massa. Os resultados demonstraram que a massa de reparo magnesiana com resina de cura à quente apresentou os melhores resultados de adesão junto às sedes, além de apresentar uma significativa resistência à compressão.

Aug 17, 2017

By José Wilmar Calderón-Hernández

Aços inoxidáveis supermartensíticos (AISM) surgiram em meados dos anos 1990, após algumas empresas petroleiras e centros de pesquisa empreenderem projetos para desenvolver aços inoxidáveis com boa resistência mecânica e resistência à corrosão. A força motriz destes projetos foi a procura de aços inoxidáveis alternativos para os aços duplex e superduplex na extração de reservas de petróleo “offshore”, devido a seu alto custo e a problemas de produção naquela época. Os AISM são derivados dos aços martensíticos inoxidáveis convencionais, possuem menor teor de carbono, para permitir melhor soldabilidade e melhorar a resistência à corrosão, adição de níquel para evitar a presencia de ferrita delta (d) e adição de Mo, que também aumenta a resistência à corrosão. Através de ensaios de polarização potenciodinâmica foi avaliada a resistência à corrosão de um AISM 13Cr-5Ni-2Mo, denominado neste trabalho como AIS_2Mo, para três diferentes ambientes, NaCl, NaCl+CO2 e NaCl+H2S (soluções desaeradas). O material foi recebido como chapas laminadas a quente, as quais foram normalizadas a 1.050°C (½ hora/ar) e posteriormente revenidas a 600°C (2 horas/óleo). O melhor desempenho foi observado no eletrólito contendo apenas NaCl, com potencial de pite ao redor de 40 mV (ECS); o ambiente mais agressivo foi a mistura NaCl+H2S, com potencial de pite ao redor de -300mV (ECS), a mistura NaCl+CO2 teve potencial de pite intermediário, com valor 60 mV (ECS) abaixo do eletrólito contendo só NaCl.

Aug 8, 2018

By Maíra de Paula Pereira de Lucena

Revestimentos de conversão nanocerâmicos são obtidos pela imersão de peças metálicas em soluções contendo íons de titânio, zircônio, cério entre outros. Esses revestimentos vêm sendo estudados como uma alternativa a outros processos de conversão que possuem inconvenientes ambientais, como a cromatização e a fosfatização. No presente trabalho foram formuladas diferentes soluções a base dos ácidos hexafluorozircônio e hexafluortitânio para a deposição de revestimentos nanocerâmicos sobre substratos de aço galvanizado. O objetivo é mapear os efeitos dos parâmetros de processo de obtenção do revestimento quanto ao desempenho contra corrosão. Os parâmetros estudados foram a concentração, o pH e o tempo de imersão nas soluções formuladas. Para avaliar os revestimentos obtidos foram realizados ensaios eletroquímicos de espectroscopia de impedância complexa. Os resultados indicam uma forte interação entre o pH e a concentração dos ácidos em solução e que concentrações mais baixas geram uma proteção mais eficaz O melhor conjunto de parâmetros foi para menor pH, concentração e tempo de imersão.

Aug 7, 2018

By Walisson Silva Gomes

A injeção de carvão pulverizado pelas ventaneiras dos altos-fornos é um dos meios de redução de custos de produção do ferro gusa. Esta injeção deve ser de forma efetiva para evitar possíveis desperdícios de combustível. Esse trabalho teve como objetivo desenvolver uma metodologia de quantificação do teor de carbono na lama e no pó de coletor, gerados na limpeza de gás do alto-forno para auxiliar a avaliação da eficiência de queima do carvão injetado pelas ventaneiras e sua correlação com as variáveis de processo. Nenhuma norma especifica a quantificação de carbono na lama e no pó de coletor. Foram utilizadas duas técnicas de quantificação de carbono em carvão e coque utilizados na Companhia Siderúrgica Nacional, a Análise Imediata, baseadas na norma ASTM D 5142-09, e a Análise Elementar. Um estudo mais detalhado para investigar as possíveis interferências nesses métodos de análise, devido a diferença de resultados entre eles, foi utilizado Difração de Raio-X, associado ao método de Rietveld, e Analise Termogravimétrica de Calorimetria Exploratória Diferencial (TG-DSC). A partir dessas análises foi possível definir o melhor método para quantificação de carbono no pó de coletor e lama de alto-forno.

Aug 17, 2017

By Patrik Bloemer

Reliable and accurate furnace bath level data during the melting process is invaluable for good decision making and furnace optimization, while obtaining such information rapidly and safely on a regular basis is of paramount importance. This paper shows how a melting process problem was identified as a concern, how a solution was sought and how a real-time measurement system was tested by simple modification to an existing temperature sampling manipulator. Also how, with furnace power on or off, taking reliable hot heel, fill and running levels could be used to assist melting control, aid decision making and improve safety.

Jul 30, 2018

By Aline Kemp

O objetivo deste trabalho é estudar o efeito da composição química e dos parâmetros de lingotamento convencional na ocorrência de trincas superficiais em barras laminadas. Faz-se um estudo dos parâmetros que podem influenciar na formação deste tipo de defeito e uma análise da morfologia de trincas. Com relação à composição química, foi alcançada redução na ocorrência de trincas superficiais em barras laminadas através da adição de Ti e redução do teor de Al no aço. Maior temperatura e menor velocidade de lingotamento correspondem à melhor combinação para alcançar redução da ocorrência desse tipo de defeito.

Oct 30, 2017

By Alexandre Silva Guimarães

A extração por solventes sinérgica dos metais cálcio, magnésio e níquel, presentes em soluções aquosas sulfúricas em níveis de concentração similares aos dos licores industriais HPAL (High Pressure Acid Leaching), foi avaliada neste trabalho empregando-se os extratantes comerciais Cyanex 272 e Cyanex 301. O uso de Cyanex 301 (10%v/v) sozinho não se mostrou eficiente, em decorrência do baixo percentual de extração e da baixa seletividade entre os metais. Quando misturado ao Cyanex 272, porém, observou-se a possibilidade de remoção seletiva de magnésio, deixando cálcio e níquel em solução. A melhor condição operacional foi obtida utilizando-se 5-10%v/v de Cyanex 301 e 20% de Cyanex 272, na faixa de pH entre 5,4-5,7, na qual se extraiu aproximadamente 70-80% de magnésio, 15-35% de cálcio e 10-15% de níquel.

Aug 16, 2017

By Solange Tamara da Fonseca

Uma das maneiras de se reduzir os custos no transporte de cargas é aumentando a quantidade de carga transportada por vagão, isto eleva a tensão no eixo do vagão e, consequentemente, a roda deve possuir maior dureza sem perda da tenacidade para suportar o desgaste. Para atingir os níveis de dureza necessários estão sendo desenvolvidas rodas ferroviárias com aços microligados ao nióbio (Nb), vanádio (V), molibdênio (Mo) e titânio. A empresa MWL Brasil fabricante de rodas ferroviárias forjadas desenvolveu dois aços microligados: 1° contendo o elemento microligante vanádio (0,13 % em peso) e 2° contendo os microligantes nióbio+molibdênio (0,014 % + 0,12 %, respectivamente), ambos os aços com 0,7 % C. Estes aços foram analisados microestruturalmente e mecanicamente a partir da roda ferroviária pronta. A microestrutura destes aços é composta basicamente por ferrita-perlita. Nas propriedades mecânicas o aço ao V apresentou os melhores resultados em todos os ensaios (tração na temperatura ambiente e 540 ºC, energia absorvida no ensaio Charpy e KIC) quando comparado ao aço sem microligantes ou com a adição de Nb+Mo. O melhor desempenho do aço ao V foi atribuído ao seu menor tamanho de grão austenítico e espaçamento interlamelar da perlita mais refinado.

Aug 16, 2017

By Rossana Bezerra de Azevedo Vasconcelos Seabra de Melo

O presente estudo apresenta um método de avaliação de desempenho de operadores na análise de ferro via úmida baseada na Norma ISO 2597-2, utilizando dados de carta de controle do processo como fonte de informação. A partir do Processo Analítico Hierárquico (AHP), definiram-se pesos que refletem o desempenho dos operadores quanto à produtividade, precisão e veracidade, indicadores estes que são combinados posteriormente num indicador geral de desempenho (IGD). Dados da carta de controle do Laboratório Químico do Terminal Marítimo de Ponta da Madeira (TMPM) foram utilizados para alimentar o IGD e gerar uma classificação dos operadores, possibilitando tomadas de decisão, tais como a dedicação exclusiva dos melhores operadores na análise de ferro e a realocação dos demais para outras atividades, e a identificação dos pontos fracos de cada operador com inferior desempenho, de forma a direcionar capacitações. Além destas melhorias diretas, verificou-se a possibilidade de utilizar o desempenho no IGD como critério para promoções dos operadores, servindo estas como incentivo para a equipe na busca contínua de melhoria em sua habilidade analítica, assim como o aumento da produtividade.

Aug 2, 2018

By Arnaud-Guilhem de Loze

Este artigo apresenta uma ferramenta de simulação computacional desenvolvida com o objetivo de auxiliar a adoção de melhores práticas de controle do forno durante períodos sem produção. O sistema desenvolvido permite simular as temperaturas do revestimento refratário de um forno de tratamento térmico de tubos em função da evolução da temperatura da atmosfera interna em diferentes cenários. O simulador foi desenvolvido baseado em um modelo matemático dinâmico validado, que utiliza um sistema de equações de transferência de calor discretizadas. Realizou-se a validação desta ferramenta computacional com a utilização de dados reais de uma campanha de medição de temperaturas. A comparação dos resultados apresentou pequeno erro entre simulação e valores reais coletados. A utilização desta ferramenta auxiliou a definição de estratégias de controle do forno durante períodos improdutivos, possibilitando redução do consumo de energia e retomada da produção com garantia da qualidade do produto.

Aug 17, 2017

By Paulo Henrique da Silva Gomes

A melhoria contínua dos processos é fator fundamental para o sucesso do negócio. Avaliar as melhores práticas e propor soluções que equilibrem os custos e o uso consciente dos recursos naturais transformará o negócio sustentável e sólido. Com esse ideal, foi realizado um estudo de viabilidade econômico-financeira e operacional para a implantação de um novo modelo de peação (fixação) de cargas conteinerizadas com produtos siderúrgicos (bobinas de aço) da CSN movimentados pelo Sepetiba Tecon - Porto de Itaguaí - RJ. O processo de peação de bobinas era basicamente realizado utilizando-se de madeiras fumigadas para a fixação das bobinas dentro do contêiner. O estudo objetivou a implantação de um processo de peação utilizando cintas de poliéster, reduzindo o uso de madeira, proporcionando maior segurança pessoal e agilidade nas operações. Além disto, propôs também a utilização de um implemento para acomodações das bobinas dentro do contêiner que pode ser operado por uma empilhadeira de menor capacidade, reduzindo assim a emissão de gases poluentes e o consumo de combustíveis fósseis.

Jul 29, 2018

By Uazir Bezerra de Oliveira, Günther Staudinger, Michael Skorianz, Edo Engel

Oct 1, 2019

By Hugo Leandro Rosa

A CBMM aplicou aços micro ligados ao nióbio em dois tipos de caçambas de carregadeiras de rodas que operam na usina de Araxá, Brasil. O objetivo foi avaliar os benefícios destes aços relacionados com redução dos custos, aumento da produtividade e vida útil dos componentes. Uma das máquinas analisadas coleta peças quentes de ferro nióbio para carregamento dos silos do britador. O uso de um aço ferramenta de alta resistência e resistente ao desgaste solucionou os problemas de deformação, desgaste e rachaduras durante o serviço, aumentando a vida útil da caçamba em cerca de 190%. A outra máquina avaliada foi uma carregadeira de rodas que opera na mina de minério de nióbio. O novo desenho com aços de alta resistência mecânica e resistente ao desgaste reduziu o peso em 14%, correspondendo ao incremento na capacidade de carga. A carga extra possibilitou um aumento na produtividade dos caminhões de 42 toneladas. Com os novos materiais, as trincas anteriormente encontradas na caçamba da pá carregadeira foram eliminadas, enquanto foi mantida a resistência ao desgaste antes oferecida pelo aço revestido com carbeto de cromo reduzindo também os custos de investimento em 7%.

Aug 17, 2017

By Alexandre Carvalho Martins

Este trabalho tem por objetivo apresentar o projeto de modernização do sistema de supervisão da Mina, Britagem e Concentrador I da unidade de Germano da Samarco Mineração. A principal motivação que levou a Samarco a modernização do sistema de supervisão foi o fato da aplicação atual já estar saturada, dificultando novas implementações, além de já apresentar limitações no diagnóstico de defeitos e intertravamentos. Na solução implementada, destaca-se a estratégia de virtualização adotada, o sistema para cadastramento e modificação em tempo real das entidades do CLP e as funcionalidades para gestão de alarmes.

Jul 30, 2018

By Carlos Gonzalo Alvarez Rosario

A reciclagem de resíduos eletroeletrônicos (REEs) é importante tanto no aspecto ambiental quanto econômico, uma vez que através do reaproveitamento do REE há diminuição da quantidade de resíduos a ser destinados, além disso, contribui para a sustentabilidade do setor minero metalúrgico, pois é possível a recuperação dos metais provenientes de REEs. Presentes na maioria dos equipamentos eletroeletrônicos, as Placas de Circuito Impresso (PCIs) são compostas por materiais cerâmicos, metálicos e poliméricos. Além disso, a heterogeneidade do material influi diretamente no tipo de processamento/tratamento a ser utilizado, desta forma a caracterização prévia do resíduo é uma etapa fundamental para determinação da rota de processamento a ser utilizada. Assim, no presente estudo é apresentado o processo de caracterização de PCIs proveniente de computadores obsoletos objetivando a determinação e quantificação dos metais presentes, de forma a estudar a influência dos mesmos em processos de biolixiviação futuros. A rota de processamento físico incluiu inicialmente processo manual utilizando guilhotina e, posteriormente, moinho de martelos com grelhas de aberturas de 6 mm e 2 mm. A caracterização foi realizada através de ensaios de perda ao fogo, lixiviação ácida e MEV/EDS e a concentração dos metais foi determinada por ICP-OES. Os resultados mostraram que 50% do material particulado tem granulometria maior que 0,25 mm; as PCIs estudadas possuem 35,6% de metais, 27,2% de polímeros e 37,2% de cerâmicos. Dos metais presentes nas placas o mais representativo foi o cobre com 21,4% em massa enquanto que metais como Fe e Al apresentaram 1,1% e 1,9% em massa.

Aug 8, 2018

By Gabriel Burlandy Mota de Melo

Manchas de óleo em um meio aquoso foram removidas utilizando compósitos de parafina com nanopartículas de ferritas de cobalto (CoFe2O4), níquel (NiFe2O4) e níquel-zinco (Ni0,7Zn0,3Fe2O4), nas proporções de 13,0% e 28,5% em peso. Para avaliar a eficiência da remoção, foi determinada a velocidade dos compósitos ao serem acoplados a uma mancha de óleo na superfície da água e submetidos ao campo magnético de um imã permanente. O melhor desempenho foi obtido com o compósito de parafina contendo 13,0% em peso de ferrita de níquel-zinco.

Aug 16, 2017

By Egnalda Pereira da Silva Pimenta

Visando a redução de custos e peso dos veículos, uma grande variedade de materiais, metálicos ou não, tem sido utilizada na produção de carrocerias. Cada um desses materiais possui uma tensão crítica de aplicação da tinta cataforética (tensão de ruptura) e, como a carroceria é pintada integralmente, a homogeneidade da pintura final em todas as partes representa um fator de grande relevância. Geralmente a tensão de aplicação da tinta é determinada em função do tempo disponível e não considera o tipo de tinta empregada, o que, em muitos casos, restringe o emprego de certos substratos metálicos. Por isso, o estabelecimento de janelas de processamento para a pintura dos materiais permite uma maior flexibilidade operacional. Assim, para esse estudo, foram pintados, em linha de pintura piloto, corpos de prova de aços, com e sem revestimento de zinco, utilizando-se três tipos de tintas e variando-se as tensões e os tempos para sua deposição, de modo a estabelecer uma “janela de processamento” para cada aço em função do tipo de tinta empregada. As “janelas de processamento” conferem maior flexibilidade aos processos de pintura, além de ser uma maneira conveniente de selecionar a tinta de melhor desempenho para uma determinada linha.

Aug 8, 2018