Search Documents

By Nelson SOUTO, Nicolas LEGRAND, Sami ABDELKHALEK, Zafer KOONT

A work roll thermal crown model has been developed for a wide range of hot and cold rolling mill applications. The model is extremely fast, robust and accurate to determine the evolution of thermal crown all along the rolling campaigns. It has also ability to consider work roll shifting, multiple segmented cooling zones along the length and circumference of the roll as well as composite rolls properties (e.g. different thermal properties between mandrel and core of the roll). Moreover, the model includes simultaneously fast and slow temperature evolution calculations, respectively near roll surface (skin area) and at a certain distance below the roll surface (bulk area). This gives to thermal crown predictions a higher accuracy than conventional thermal crown models from literature that consider only the slow temperature evolution regime. An optimization procedure together with roll surface temperature and roll thermal profile measurements have been used to tune the model. The tuned model applied to hot rolling conditions has shown a significant influence of roll shifting and composite rolls properties on the prediction of roll temperature distribution and thermal crown during rolling. The tuned model applied to cold rolling conditions highlights the importance of mill operators practices to modify cooling distribution across roll barrel length with the segmented cooling zones to adjust the thermal crown and to get better strip shape control.

Oct 1, 2019

By Izabelle Lannes Salgueiro Ferreira

O presente trabalho tem o objetivo de mostrar como sistemas especialistas melhoram a gestão da qualidade e processos ao trabalhar com grandes massas de dados, que são gerados continuamente pelos processos produtivos de laminação a quente.

Aug 17, 2017

By Johne Jesus Mol Peixoto

No reator RH, a otimização do fluxo recirculatório de aço entre a câmara de vácuo e a panela é a chave para promover as reações de refino. Neste trabalho, foram utilizados água e solução de cloreto de zinco (ZnCl2) como fluido similar ao aço para investigar a taxa de circulação no modelo a frio de um reator RH em escala 1:7,5. A taxa de circulação foi determinada utilizando o método de pontes de Strain Gages. A técnica PIV foi utilizada de modo a calibrar e validar os resultados. O aumento da vazão de gás de 30l/min para 120l/min resultou na elevação da taxa de circulação para ambos os fluidos. Cálculos preliminares demonstraram que há grande diferença nas condições de arraste de escória entre os sistemas água/óleo e ZnCl2/óleo.

Aug 17, 2017

By Julio Cezar de Sousa Zorzi

Aços com teor de Mn entre 15% e 30% apresentam ductilidade excepcionalmente alta para sua elevada resistência mecânica, devido à ocorrência de transformação de fases (efeito TRIP) e/ou à formação de maclas de deformação (efeito TWIP) na microestrutura predominantemente austenítica. A adição de Mn ajuda a manter a austenita até a temperatura ambiente, evitando a sua decomposição após o recozimento aplicado depois da laminação a frio. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da temperatura de recozimento na microestrutura e nos valores de propriedades mecânicas de um aço com 17% de Mn, por meio de simulações piloto das etapas de processamento industrial utilizando dilatômetro e simulador termomecânico do Centro de Pesquisa da Usiminas. Observou-se que o aumento na temperatura de encharque durante o ciclo térmico de recozimento contínuo promoveu a reversão completa da martensita a’ para austenita. Além disso, a alteração desse parâmetro praticamente não afetou o limite de resistência e o alongamento total do aço, embora tenha reduzido significativamente o limite de escoamento.

Jul 30, 2018

By Érika Aline dos Santos

Este trabalho tem como objetivo a síntese de materiais híbridos nanoestruturados à partir da funcionalização do argilomineral haloisita com (3-aminopropil)trietoxissilano (APTES) para aplicação em processos de adsorção. A rota de modificação baseou-se na acidificação e posterior reação química entre as hidroxilas superficiais da haloisita e os grupos hidrolisáveis de APTES na presença de tolueno sob refluxo. Haloisita em sua forma natural e modificada foi caracterizada por análise termogravimétrica (TG), área superficial específica (BET), espectroscopia de infravermelho (FTIR) e difração de raios X (DRX). A quantidade de APTES enxertado, calculado através da análise termogravimétrica foi de 7,32% para a amostra funcionalizada previamente acidificada e 6,50% para a amostra funcionalizada sem pré tratamento ácido. A área superficial das amostras diminuiu com a funcionalização. As amostras funcionalizadas exibiram novas bandas características de grupos de APTES no espectro obtido por FTIR confirmando a ocorrência da funcionalização do organosilano na haloisita. A análise de DRX indicou que a estrutura original não foi alterada após a funcionalização.

Aug 16, 2017

By Antônio Carlos Simões de Santana Filho

Este trabalho propõe a utilização de simulação computacional adotando princípios de volumes finitos para avaliação do escoamento gasoso em torre de apagamento de coque. Tal simulação poderá fornecer dados, favorecendo a aplicação de tecnologias para redução e controle de emissões de material particulado no período do banho do coque, assim como estimar as variações e características da pluma emitida com a instalação de dispositivos de controle ambiental. Neste estudo são destacados os principais fatores para aplicação da simulação computacional, considerando as condições de contorno; modelos de evaporação; propriedades termofísicas e previsão de saída. Como variáveis de entrada para o modelo apresentado, foram selecionadas a concentração e granulometria do material particulado de vapor d’água da torre de apagamento de coque, através de ensaio de isocinética; as características físico-químicas da água de apagamento; as condições estruturais da torre de apagamento de coque e ciclos de apagamento de coque. Para validar a proposta apresentada, são mostrados resultados baseados nas simulações com o modelo computacional proposto.

Oct 30, 2017

By Verônica Scarpini Cândido

Cimentos provindos de reações álcali-ativadas abrem novas oportunidades para o futuro, como a utilização de polímeros inorgânicos, conhecidos como geopolímeros. Estes materiais são considerados ecologicamente corretos, pois seu processo de fabricação não envolve a emissão de CO2 e é possível utilizar resíduos industriais como matéria prima. Neste trabalho, foi desenvolvido um concreto de cimento geopolimérico (CCG) e sua resistência à fadiga foi comparada com outro concreto correspondente de cimento Portland (CCP). Foram utilizados alguns parâmetros fixos na dosagem de ambos os concretos, como consumo de aglomerantes, relação água/aglomerante e teor de argamassa. O estudo foi realizado por meio de ensaios dinâmicos, avaliando os efeitos de diferentes níveis de tensões, máximas e mínimas, e frequência aplicada. Os resultados de fadiga nas diversas variações realizadas mostraram um melhor desempenho ao comportamento em fadiga do CCG em relação ao CCP. Na análise microestrutural foi observada uma melhor aderência matriz/agregado no CCG quando comparado com o CCP, o que pode explicar sua maior resistência perante a fadiga.

Oct 30, 2017

By Aline Silva Magalhães

Os aços rápidos são assim chamados por sua capacidade de reter elevadas durezas mesmo quando submetidos a altas temperaturas, em geral decorrentes de elevadas velocidades de corte no processo de usinagem. No entanto, para que esses aços apresentem as propriedades mencionadas, faz-se necessária a combinação adequada da composição química e dos parâmetros dos tratamentos térmicos. Dentro deste contexto, o objetivo do trabalho é avaliar os efeitos da temperatura de austenitização e do tempo de encharque na têmpera na microestrutura e na dureza do aço rápido AISI M2, ligado ao tungstênio e ao molibdênio. As análises foram conduzidas através de testes de dureza e microscopias óptica e eletrônica de varredura, além de difração por raios-x, considerando três temperaturas e três tempos de austenitização. Foi observado que, de maneira geral, os valores de dureza aumentaram com a elevação da temperatura de austenitização para os três diferentes tempos de encharque utilizados, de forma concomitante com a redução na quantidade de carbonetos dispersos na matriz martensítica.

Aug 8, 2018

By Marcelo Sousa de Carvalho

Os aços inoxidáveis possuem uma alta aplicabilidade nas indústrias de petróleo e gás, química e de papel e celulose, principalmente, devido à suas características de alta resistência à corrosão e alta resistência mecânica. Neste trabalho, estudos baseadas na técnica dos cinco punções foram realizados para avaliar as características de conformação do aço inoxidável UNS S32304. A metodologia baseia-se na caracterização mecânica do material para mensurar suas propriedades, como limite de escoamento e índice de anisotropia. Seguiu-se com uma análise teórica da estampabilidade do material através da simulação computacional do ensaio de cinco punções. Esta técnica analisa tipos de deformações desde o estiramento biaxial até o embutimento profundo. Esse trabalho apresenta uma análise computacional do comportamento desse material com relação à estampagem para os diversos punções. É apresentado o gráfico da Razão Limite de Estampagem teórica para o UNS S32304 em relação aos cinco punções utilizados e a influência do coeficiente de anisotropia normal nos resultados.

Aug 16, 2017

By Sábata Marla Reis Durães Oliveira

Este trabalho tem como objetivo o uso de modelos termodinâmicos da literatura e termodinâmica computacional no estudo de dessulfuração de ferro-gusa através de misturas CaO-Fluorita e CaO-Sodalita. As experiências foram realizadas com a adição de diferentes misturas destes sistemas em ferro-gusa a uma temperatura de 1400°C. Os resultados dos testes foram analisados e comparados com os obtidos pelos modelos termodinâmicos da literatura e o software de termodinâmica computacional ThermoCalc. Através dos modelos da literatura foram calculados basicidade óptica, capacidade de sulfeto (Cs) e partição de enxofre (Ls). Pelo software ThermoCalc foram calculados o teor de enxofre de equilíbrio no metal, fases sólidas, e a quantidade de líquido em cada uma das misturas dessulfurantes utilizadas no processo a uma temperatura de 1.400ºC. O ThermoCalc mostrou-se mais preciso que os modelo da literatura na análise da capacidade de dessulfuração das misturas utilizadas neste trabalho.

Aug 16, 2017

By Mariana Sizenando Lyrio, Fernanda Nascimento Moreira, Weslley Luiz da Silva Assis, Harison da Silva Ventura, Gabriella Maria Silveira de Sá, Ana Gabriella Conceição dos Santos

surgimento de fases intermetálicas em aços é matéria de grande interesse devido ao caráter nocivo que elas podem conferir às propriedades mecânicas do material. No presente trabalho, foi estudado o efeito do surgimento da fase sigma em um aço inoxidável duplex através de modelamento numérico-computacional. A microestrutura duplex foi obtida via simulação, sendo, então utilizada como matriz para a nucleação e crescimento da fase sigma, também via simulação. O método do Cone Causal foi utilizado para o desenvolvimento da microestrutura e os resultados foram comparados com a metodologia da cinética formal de JMAK para fins de validação do modelo. Os resultados da simulação permitem obter, através da Regra das Misturas, predições sobre as propriedades mecânicas do material, no caso, o limite de resistência à tração, que foi comparado com os dados encontrados na literatura. Foi possível constatar o aumento do limite de resistência à tração para maiores frações volumétricas de sigma, o que traz como resultado a diminuição da ductilidade para o aço.

Nov 17, 2019

By Hormando Leocadio Júnior

A otimização operacional no setor de desbaste da Linha de Tiras a Quente da Usiminas, Ipatinga, proporcionou redução do tempo de processamento dessa etapa, criando-se condições para aumento das temperaturas dos esboços na entrada do Trem Acabador (TA). Desse modo, para manutenção das temperaturas de acabamento dos laminados dentro da faixa de controle desejada, seriam necessárias menores velocidades de laminação no TA. Com a finalidade de garantir temperaturas desejadas na entrada do TA, que possibilitem adequadas velocidades, foi desenvolvido um sistema de controle de temperatura de esboço, que é acionado e desligado automaticamente na região inicial (topo), na extensão necessária do esboço. Esse sistema permitirá uma ampla exploração da nova condição de desbaste em menor tempo, com menor variabilidade da temperatura de entrada no TA, prevenindo ocorrências de estiramentos e de carepa, por temperatura alta nos topos e baixas nas bases dos laminados, maior uniformidade de propriedades mecânicas dos produtos, assim como aumento na capacidade produtiva.

Jul 30, 2018

By Fernando Lopes Latorre

A cadeia produtiva do carvão vegetal que envolve as etapas de silvicultura, colheita e carbonização, tem passado por diversas mudanças nas últimas décadas. As produtividades volumétricas das florestas de eucalipto no Brasil aumentaram cerca de 4 vezes nos últimos 50 anos. A colheita florestal, nesse mesmo período, partiu de formas extremamente primitivas para máquinas de alta produtividade. Os processos de carbonização também evoluíram, mas sempre no sentido de aumento de produtividade dos fornos, com perda na qualidade do carvão vegetal produzido e sem aproveitamento integral da energia contida na madeira. Nesse contexto, esta etapa do processo chega a seus limites tecnológicos, ambientais e econômicos, ameaçando a sua sustentabilidade. Buscando resolver esse impasse, a Vallourec estudou o processo Lambiotte como base tecnológica para desenvolver seu ambicioso projeto de carbonização contínua com cogeração de energia em substituição ao processo artesanal de fornos retangulares de batelada. Esta tecnologia após vários anos de desenvolvimento demonstrou sua plena capacidade para atender a todos os aspectos demandados atualmente.

Oct 30, 2017

By Sueli Aguiar Barros

A água utilizada para refrigerar grandes equipamentos de produção, tais como Alto fornos, Fornos do Laminador de Tiras a Quente, Trocadores de Calor das Laminações de Tiras a Frio é originada de diversas torres de resfriamento da Usina, denominadas CBR´s (Casas de Bomba de Refrigeração). A água refrigerada necessita de tratamento químico para proteger os equipamentos de corrosão, deposição e crescimento microbiológico. Este tratamento químico usualmente na CSN é obtido por uma empresa contratada fornecedora de produtos químicos e serviços nestes sistemas. Dentre os serviços destacam-se as análises físico químicas, monitoramento automático das dosagens, avaliação diária dos tratamentos, etc. Recentemente, em Agosto de 2014 houve o início do novo contrato deste tratamento nas nossas CBR´s, mudando-se o fornecedor, os produtos e a equipe de atuação nestes sistemas. Este trabalho visa descrever como foi realizada esta mudança, as dificuldades enfrentadas inicialmente e os ganhos obtidos com esta alteração do tratamento. Destacamos os ganhos no monitoramento em certos sistemas que anteriormente não era realizado, como nos Staves do Alto Forno 3 e os ganhos financeiros em relação ao tratamento.

Aug 17, 2017

By Roberto Seno Júnior

O Processo Bayer para a produção de Óxido de Alumínio consiste em dissolver o alumínio presente na minério de alumínio (Bauxita) com soda cáustica à quente. Os resíduos insolúveis são separados por decantação e filtração. Após lavagem deste resíduo para a recuperação da alumina e soda cáustica ele é transferido para áreas de disposição. A Companhia Brasileira de Alumínio produz 420 mil toneladas de alumínio por ano gerando cerca de 2.400 toneladas de resíduo de bauxita por dia. Este resíduo é transferido para uma área de disposição, denominada Palmital, com capacidade de estocagem para mais 9 anos. Atualmente, o Palmital contém cerca de 2 milhões de metros cúbicos de água sobrenadante. Esta água contém alumínio e soda cáustica dissolvidos que podem ser reutilizados na Refinaria de Alumina. Este trabalho estuda formas de reutilização desta água sobrenadante visando aumentar a vida útil do Palmital, ou seja, aumentar o volume disponível para disposição de resíduo de bauxita.

Jul 31, 2018

By Vitor de Oliveira Campos

Vários resíduos gerados nos processo siderúrgico são fonte de ferro e podem ser reciclados e reintegrados de volta ao ciclo produtivo do ferro. Exemplos incluem pós de coletores e despoeiramento, carepas e lamas. Estes materiais são geralmente classificados como rejeitos e são descartados em aterros a um alto custo, mas adquirem um valor significante quando reciclados e reutilizados apropriadamente. O presente estudo consiste em demostrar a viabilidade da utilização destes resíduos em um processo de mini sinterização, plantas de sinterização produzindo até 1 milhão de toneladas por ano. O produto obtido apresenta propriedades químicas e físicas adequadas para carregamento direto no alto-forno, para utilização como nucleante na sinterização, ou como refrigerante no convertedor. O balanço do zinco e dos álcalis é de extrema importância para viabilizar um sínter final com qualidade requerida e será analisado neste estudo. Conclui-se que a utilização dos resíduos citados é economicamente viável e o estudo de caso apresentado neste trabalho comprova o benefício com retorno significativo.

Aug 1, 2018

By Thompson Júnior Ávila Reis

Neste trabalho, a microscopia de força atômica foi empregada para estudo da evolução da fragilização a 475ºC em um aço inoxidável lean duplex. Para tal, amostras deste aço foram submetidas a tratamentos isotérmicos com duração variando entre 1 e 100 horas na temperatura de 475ºC. Ensaios de tenacidade ao impacto e de dureza foram realizados para confirmar a ocorrência da decomposição da fase a. Posteriormente foram realizadas análises no microscópio de força atômica. Os ensaios de tenacidade ao impacto e de dureza indicaram que ocorreu decomposição espinodal da fase a. Medições da diferença da dissolução das fases a e ?, conduzidas no microscópio de força atômica, indicaram que a resistência à dissolução da fase a diminui com o tempo de envelhecimento de forma similar a redução da tenacidade. Os resultados indicam que a microscopia de força atômica é uma ferramenta eficiente para avaliar o grau de evolução da fragilização a 475ºC.

Aug 16, 2017

By Johne Jesus Mol Peixoto

A complexidade do formato do molde de beam blank aumenta a importância de se compreender o comportamento do fluxo no interior do mesmo. Neste estudo verificou-se a influência da profundidade de imersão e da velocidade de lingotamento sobre as características de fluxo em um molde de beam blank alimentado por duas válvulas tubulares. Os resultados das simulações matemáticas foram coerentes com os resultados do modelamento físico. A velocidade de espalhamento do jato na região do flange é maior que na alma e este fator pode acarretar na solidificação irregular da pele ao longo da seção transversal. A profundidade de penetração do jato variou entre 66cm e 77cm. A intensidade média de flutuação do menisco foi de 0,22mm, sendo a flutuação máxima encontrada de 0,85mm. Com base nos resultados obtidos, os parâmetros de operação sugeridos são: profundidade de imersão igual a 75mm e velocidade de lingotamento máxima de 1m/min.

Aug 17, 2017

By Claudio José Martins da Silva

A ferramenta PIMS (Plant Information Management System) possibilita, através dos recursos de conexão com o sistema de automação, a qualquer usuário da rede coorporativa da TKCSA o acesso à base de dados do processo produtivo e, através de suas funcionalidades o desenvolvimento, sem restrições, análises “on line" da planta banco a partir dos bancos de dados histórico que ele possui. Este trabalho apresenta a experiência da gerência técnica de utilidades da TKCSA no desenvolvimento de ferramenta de supervisão e gestão de informações através da ferramenta PIMS, intitulada Portal Utilidades. Com a ferramenta desenvolvida o corpo técnico é capaz de realizar análises on line ou consultando a base de dados do sistema, gerando diagnósticos, recomendações ou mesmo orientações às equipes de operação sobre o desempenho do sistema de Utilidades . Além de permitir todos os tipos de usuários (supervisores, mantenedores, operadores e outros) a consulta das informações a qualquer tempo suportando em atividades, como por exemplo, planejamento de manutenção e manobras dentre outras consultas.

Sep 25, 2017

By Bruno Mendes Grillo

O presente trabalho tem por objetivo comparar dois aços produzidos em uma aciaria LD em processo de trefilação de arames, sendo um aço ultra-baixo carbono e outro de baixo teor de carbono (SAE 1005). Através deste desenvolvimento, barras com 12,7 mm de diâmetro foram submetidas ao processo de trefilação para se obter a bitola de 1,25 mm em dezesseis passes, onde foram determinadas as propriedades mecânicas por meio de ensaios de tração uniaxial, medidas de redução de área e dureza após cada passe de trefilação. Os aços estudados neste trabalho suportaram deformações verdadeiras da ordem de 4,6 em redução de área na trefilação e foi mostrado que o aço ultra-baixo carbono possui maior capacidade de deformação plástica que o aço baixo carbono. Com este trabalho foi possível determinar uma curva de previsão de resistência dos aços estudados em função de um plano de trefilação estabelecido, sendo esta utilizada para definição da aplicação final do produto.

Aug 8, 2018