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By Andrew Slifka, Pello Uranga, Douglas Glenn Stalheim

Structural steel final mechanical properties of strength and ductility are predominately generated by the final ferrite grain size/packet size and homogeneity of that ferrite grain size/packet size through the cross-sectional area. Forty to seventy percent of the strength components come from how fine the final cross-sectional ferrite grain size/packet size that can be produced.[1] All the ductility properties of structural steels for a given microstructure are predominately driven by how fine AND homogenous the final cross-sectional ferrite grain size/packet size can be refined.[2,3,4] One key ductility property of structural steels used in construction and energy transmission applications is fatigue. Both low and high cycle fatigue can be realized in these end applications, however, low cycle fatigue is typically the predominate mechanism. In construction applications the environment for fatigue is typically air, such as in wind towers or high-rise building construction. In energy applications, there is an interest in high pressure (5.5 – 21 MPa, 800-3000 psi) gaseous hydrogen as an alternative fuel source to fossil fuels. A project to study the effect of the cross-sectional grain size/homogeneity of a relatively pure polygonal ferrite microstructure on the fatigue performance in air and high-pressure gaseous hydrogen has been developed. This paper will discuss the project strategy, microstructure developed for the project and initial test results.

Oct 1, 2019

By Fernanda Santos da Luz

Compósitos reforçados com fibras naturais lignocelulósicas apresentam elevada dispersão em suas propriedades devido as suas heterogeneidades, as quais dependem de uma série de fatores tais como, idade da planta, local de retirada da planta e as condições da plantação. Assim, a estimativa das propriedades elásticas por testes padrões (destrutivos) podem não reproduzir os resultados reais do compósito. No presente trabalho, as propriedades elásticas foram avaliadas por meio da técnica de excitação por impulso, a qual é um teste não-destrutivo. Foram analisadas a homogeneidade dos módulos elásticos ao longo de todo o compósito e a influência das diferentes frações volumétricas de fibra de coco usada como reforço no compósito. Além disso, para verificar a sensibilidade do método dinâmico, amostras foram testadas por testes mecânicos destrutivos. Com base nos resultados foi observado que as propriedades obtidas pelo teste dinâmico apresentaram pequenas variações diferentemente dos resultados obtidos no teste destrutivo que apresentaram elevada dispersão justificada pela natureza heterogênea das fibras lignocelulósicas.

Jan 16, 2018

By Manuel Enrique Rodriguez Blanc

A média do tempo tap to tap para refino de uma corrida de ferroníquel era 280 minutos. O objetivo do projeto é alcançar média de 240 minutos. Realizado análise das principais perdas de tempo do processo de refino de ferroníquel, análise dos tempos e métodos do processo de amostragem de ferroníquel e brainstorming com os operadores. A partir destas informações foi realizada revisão na receita de refino de ferroníquel com a utilização de cálcio silício ao invés de alumínio para desoxidar a escória e teste com sensores de silício (sem utilização de CAPEX) e proposto para CAPEX utilização de espectrômetro de emissão atómica/óptica para reduzir tempo de espera por resultados de laboratório. A revisão da receita reduziu o tempo tap to tap de corridas sem sucata para 211 minutos.

Oct 30, 2017

By Dyego Irineu Silva de Almeida

O presente trabalho foi proposto em sala de aula, na disciplina de tratamento térmico de ligas metálicas, do curso de Engenharia Metalúrgica da Universidade Federal do Ceará e teve como objetivo comparar as diferenças entre microestruturas e propriedades de um aço SAE 1016 após os tratamentos térmicos de normalização, têmpera e têmpera intercrítica. Três amostras do mesmo material foram tratadas termicamente. Uma amostra foi normalizada, outra temperada e outra temperada na zona intercrítica e após as análises metalográficas e ensaios de dureza foi possível concluir que a amostra normalizada apresentou uma microestrutura ferrítica com ilhas de perlita, a amostra temperada a 930ºC apresentou microestrutura martensítica e a amostra temperada na zona intercrítica formou microestrutura bainítica em uma matriz ferrítica.

Oct 30, 2017

By Wan-sub Kim, Joon-Tae Lee, Seongkyu See, Yong-Kyu Park

Softening heat treatment of CHQ alloy steel (Cr-Mo Steel) is a bottleneck process that requires 90% or more of the entire manufacturing process. In order to reduce the property deviation between edge and center and remove the low-temperature structure problems, CHQ products is heat treated by customers. This technology comes from the idea to solve the problem by applying the concept of “In-line isothermal transformation through initial quenching + heat source addition. Consider the stability of field operations, durability from high ambient temperature and fall of scale, Instantaneous heating and cooling control was required for the conversion of slow cooling and rapid cooling products. An electric heating system was applied to the underside of Stelmor air-cooling nozzle. Using the Scan Pyrometer, the feedback control was performed and fine temperature control was performed through the thermocouple by zone. Through the this technology, it is possible to develop and expand products that can be shortened or omitted by the heat treatment process of customers.

Oct 1, 2019

By Francis Welington Moraes da Cruz

O sistema de despoeiramento primário da Aciaria da thyssenkrupp CSA é um equipamento complexo utilizado durante o sopro no conversor para captação, limpeza e resfriamento dos gases. Estes gases são indiretamente resfriados em uma caldeira de recuperação de calor quase vertical de grande altura. Em seguida passa por resfriamento direto (resfriador evaporativo) com injeção de água e vapor, onde há uma decantação das partículas maiores. Em seguida os gases penetram no precipitador eletrostático, onde é retirada quase a totalidade do pó restante. Um ventilador de grande potência faz a exaustão destes gases, através da caldeira, resfriador evaporativo e precipitador eletrostático, para em seguida comprimi-los para a chaminé ou para o último resfriamento dos gases antes do envio para o gasômetro. A chaminé possui um queimador piloto que queima o monóxido de carbono (CO) transformando-o em dióxido de carbono (CO2). Do gasômetro, os gases podem ser fornecidos para outras unidades da usina onde é consumido como combustível. O objetivo deste trabalho foi aumentar a energia do gás BOF (Basic Oxygen Furnace), através de um conjunto de ações, visando à redução de emissão de gás CO2, redução de consumos de gás natural e aumento da geração de energia.

Jan 16, 2018

By Raimison Bezerra de Assis

Ferritas de níquel-zinco são materiais cerâmicos ferrimagnéticos com estrutura cristalina cúbica do tipo espinélio, pertencente ao grupo espacial Fd3m, sendo uma solução sólida de composição NiO, ZnO e Fe2O3. O método de polimerização de complexos tem enorme potencial para obtenção de cerâmicas magnéticas, por se tratar de um processo simples, que se origina a partir de materiais com elevado grau de pureza, o que leva à obtenção de pós com elevada homogeneidade química e elevada área superficial. Este trabalho tem como objetivo avaliar as características estruturais e morfológicas das ferritas Ni0,25Zn0,75Fe2O4 e NiFe2O4 obtidas através do método polimerização de complexos. A solução foi submetida a uma temperatura final de 120°C até a formação da resina, pirolisada a uma temperatura de 350°C durante 2 horas e calcinada a 500°C durante 2 horas. Os pós resultantes foram caracterizados por difração de raios X (DRX), análises térmicas (TG/ DSC) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados do DRX das duas composições apresentaram formação de fase majoritária ferrita. Os resultados das micrografias obtidas por MEV mostraram a formação de partículas aglomeradas com placas longitudinais para ambas composições, sendo características microestruturais importantes para aplicação magnética. O método de polimerização de complexos se apresentou como um método promissor para obtenção de pós cerâmicos de ferrita de níquel e níquel-zinco para aplicação magnética.

Aug 8, 2018

By Bryane Prando Brandão

Aços microligados expostos a ambientes contendo H2S e CO2 (sour gas) sofrem corrosão generalizada que promovem a entrada de hidrogênio atômico no metal, causando fragilização por hidrogênio, podendo gerar falhas graves no material. O objetivo deste trabalho é estudar o grau de fragilização, utilizando ensaio Charpy, de um tubo API 5L X65 após diferentes tempos de imersão em uma solução saturada com H2S. O eletrólito empregado foi solução A (ácido acético contendo cloreto de sódio) da norma NACE TM0284-2011, fazendo-se purga com N2 e injeções de H2S. Os corpos de prova padronizados foram imersos durante 96 e 360 horas, sendo que após doze dias do término da imersão, foram realizados os ensaios Charpy. Foram levantadas as curvas da energia absorvida em função da temperatura, para corpos de prova com e sem imersão. Os resultados mostraram que mesmo após imersão, não houve modificação significativa na temperatura de transição do material, apenas uma pequena diminuição da energia absorvida. Esse comportamento sugere que o teor de hidrogênio em solução sólida aumentou em função do tempo de imersão, levando a tais resultados. O refinamento da microestrutura e o baixo nível de inclusões estão relacionados a baixa quantidade e uniformidade da distribuição dos sítios de ancoramento de hidrogênio irreversível, o que pode explicar o desempenho obtido.

Aug 7, 2018

By Edilson Alves Maranhão, Willi Anton Buehler, Andrea Pezza

O processo de vácuo é a solução típica aplicada quando é hora de atualizar o nível de qualidade do aço de uma aciaria existente. A instalação do novo Tanque de Desgaseificação à Vácuo (VD) de 135t no Canadá e do novo RH de 150t na planta integrada no México para a produção de tubos de alta qualidade na América do Norte é um exemplo típico disso. A nova instalação inclui o mais recente conceito de design para este tipo de equipamento: operações totalmente automatizadas e menor impacto ambiental são os principais aspectos do projeto. A solução de bomba mecânica a seco continua sendo a melhor abordagem de investimento e custo operacional para a tecnologia de vácuo. Os principais aspectos do design da planta são descritos neste documento. O desgaseificador a vácuo VD é responsável pela melhoria das performances metalúrgicas, especialmente em termos de nitrogênio, remoção de hidrogênio e nível de pureza do aço. O processo a jusante e os resultados estão estritamente ligados aos desempenhos do desgaseificador a vácuo. O monitoramento de processos através da linha completa é uma prática padrão para obter uma melhoria efetiva da qualidade do produto. Os desempenhos metalúrgicos do desgaseificador a vácuo VD são analisados e comentados neste trabalho.

Oct 1, 2019

By Fábio de Oliveira Braga

Blindagens cerâmicas são frequentemente utilizadas para proteção contra projéteis de alta energia, como os de calibre 7,62 mm e 5,56 mm. Recentemente, foi demonstrado que a modificação da geometria da face de impacto, de plana para convexa, possibilita uma melhor distribuição das tensões geradas pela interação do projétil com o alvo. Este efeito provocaria um aumento na absorção de energia do projétil, proporcionando uma maior segurança ao usuário. No presente trabalho caracterizou-se uma blindagem com a face cerâmica convexa, por meio da metodologia da norma NIJ-0101.06 (2008), ou seja, pelo ensaio balístico com medição do trauma em um material de referência que simula a consistência do corpo humano. Este ensaio visa a aplicação do material em coletes balísticos. Foi observada uma melhora significativa no desempenho balístico após a modificação da geometria.

Oct 30, 2017

By Karla Carolina Alves da Silvar

As ligas com memória de forma (LMFs) destacam-se por apresentar propriedades especiais, possibilitando seu emprego em diversas aplicações tecnológicas. Esses materiais podem ser integrados a uma matriz polimérica, agindo como um reforço, constituindo uma nova classe de matérias, chamada de Compósitos Inteligentes, que têm despertado interesse por sua versatilidade na criação de atuadores e/ou sensores. Nesse contexto, fios de nitinol, foram tratados termicamente para obter temperaturas de transformação próximas a ambiente. Em seguida, amostras desse material foram submetidas a calorimetria diferencial de varredura para verificação das temperaturas de transformação. Posteriormente, os fios tratados receberam um treinamento termomecânico para obtenção do efeito memória de forma reversível e assim executar o movimento similar a abertura e ao fechamento de uma garra, pretendido para o atuador a ser desenvolvido. Após essa etapa, os fios já treinados foram incorporados a matriz constituída por silicone e resina epóxi, dando origem a um compósito que ao ser ativado por uma corrente elétrica, reproduz o movimento do treinamento termomecânico dado aos fios. Esta pesquisa tem por finalidade, desenvolver um atuador constituído por um compósito inteligente, analisando características como: transformação martensítica e flexibilidade.

Aug 8, 2018

By Ana Clara Petrucelli

O estudo do sopro de oxigênio no EOF é muito complexo e envolve diferentes fenômenos, incluindo o desenvolvimento do jato supersônico, a interação do jato com o ambiente ao seu redor e o banho metálico, onde ocorrem importantes reações. No presente trabalho, diferentes alternativas de desenho de lança e bicos e arranjos desses no interior do EOF são desenvolvidos a interação do jato supersônico com o ambiente do banho metálico foi caracterizada. Para o EOF, o objetivo foi determinar a melhor combinação de variação de injetores e vazões para alcançar o menor tempo de mistura, estabelecendo um novo padrão operacional. Os injetores tiveram pouca relevância no tempo de mistura. Ventaneiras e lanças supersônicas apresentaram os menores tempos de mistura. A lanças supersônicas tem influência nos mecanismos de movimento do banho e projeção de material líquido no EOF, enquanto as ventaneiras afetam o movimento do banho.

Jul 29, 2018

By Alberto Eloy Anduze Nogueira

O lixo orgânico doméstico gera um problema de eliminação crescente, exigindo sistemas de processamento dispendiosos. É necessário encontrar novas aplicações para estes resíduos; uma poderia ser como matéria prima metalúrgica. Neste trabalho é estudado o desenvolvimento de pelotas auto-redutoras usando a pirólise de resíduos orgânicos, onde é gerado carbono e voláteis condensáveis e não condensáveis. O alcatrão resultante foi misturado com minério de ferro, pó de carvão e fluxante (CaO), para produzir as pelotas. O carvão fluidizado cria uma forte aderência dos elementos, mostrando uma boa viabilidade do presente processo.

Aug 16, 2017

By Izabelle Lannes Salgueiro Ferreira

O presente trabalho teve como objetivo adequar às propriedades mecânicas dos perfis ASTM A572 G60, através do estudo da influência dos parâmetros de processo de laminação e composição química do aço. Os perfis ASTM A572 G60, são utilizados nas indústrias de fabricação de torres de transmissão. A metodologia utilizada neste trabalho foi o desenvolvimento de um modelamento matemático, com base na ferramenta estatística de Análise de Regressão Múltipla. Através desta ferramenta foi possível obter previsibilidade de processo e identificar os parâmetros mais influentes nas propriedades mecânicas dos perfis ASTM A572 G60, o que possibilitou a determinação da composição química ideal do aço e os melhores parâmetros de processo de laminação.

Jul 30, 2018

By Daniel Augusto Ferro

O aço 27MnCrB5-2 tem sido muito utilizado para aplicação em facas, além de peças de boa resistência mecânica e resistência ao desgaste, alguns exemplos são verificados no ramo agrícola como faca para corte basal de colheitadeiras de cana, lâminas de roçadeira e helicoide para transporte de grãos. A indústria de beneficiamento de papel/papelão é outro segmento onde esse aço está presente, sendo usado para facas de corte e vinco. Com o objetivo de melhorar a conformabilidade da liga 27MnCrB5-2 no estado temperado, de forma a atender o nível de conformação solicitado, principalmente na fabricação de facas de corte e vinco, foram processados quatro lotes com diferentes conceitos de tratamento térmico de têmpera (martêmpera e austêmpera) para posterior avaliação das estruturas e propriedades mecânicas, a fim de correlacioná-las com a conformabilidade da dobra em cada situação. Com os resultados encontrados e testes práticos realizados durante fabricação da faca de corte e vinco, foi possível constatar melhora significativa na microestrutura/propriedade mecânica/processamento da peça considerando sua conformabilidade com um dos parâmetros de austêmpera utilizados.

Aug 16, 2017

By Daniel Mapa Clemente

Processing of tin slags in reduction furnaces was studied in order to optimize tin recovery and reduce recirculation rates of slags containing thorium and uranium oxides. A theoretical approach considering a mass balance of the process was developed and adjusted by experimental results in order to predict the final slag composition. A metallic phase (FeSnSi) was discovered trapped in the slag due to high apparent viscosity, raising the FeO and SnO2 contents of the slag sample. This FeSnSi alloy is rich in tin and its recovery would help to reduce the slags recirculation. High contents of ZrO2 were found in the slag, restricting it from reaching complete fluid phase. Through an analysis of the slag in the CaO-FeOx-SiO2 and ZrO2-CaO-SiO2 phase systems it can be concluded that final slags should be modeled aiming fluid phase at working conditions and additions should be planned in order to control ZrO2 levels.

Oct 30, 2017

By Gabriela Olsson Schneider

O acúmulo de poliestireno expandido (EPS) em sua forma pós-consumo é atualmente um motivo de preocupação em termos de impacto ambiental. Desenvolve-se, portanto, diferentes formulações de uma resina veículo para tinta que aproveitam este material como matéria-prima, através da dissolução do mesmo em solventes de origem natural extraídos da casca de laranja, quais sejam o próprio óleo essencial e seu componente majoritário D-limoneno, e em C9 aromático, junto aos copolímeros termoplásticos ESBR, SIS, SBS e SEBS e óleo de soja epoxidado (ESBO) como plastificantes. Obtém-se, em diferentes formulações, um desempenho favorável à futura adição de pigmento e demais aditivos, em termos de compatibilidade, elasticidade e aderência avaliados conforme normatização nacional e internacional. Observa-se especial sucesso com o uso do copolímero SEBS e do ESBO como plastificantes, concomitantemente à eficiência semelhante dos três solventes utilizados, o que permite a substituição do C9 aromático por componentes de origem natural e residual.

Aug 16, 2017

By Adriana Baldessin Costa

Na etapa de flotação de minérios finos de ferro, usa-se como agente depressor o gritz de amido de milho. Tal produto orgânico para ser usado como reagente precisa ser gelatinizado para permitir que os grânulos do amido tenham capacidade de absorver água quando molhados ou expostos à umidade. Este processo pode ocorrer por efeito térmico através de água aquecida ou por um ativador térmico como soda cáustica, sendo o último usado na planta Casa de Pedra. Visando aperfeiçoar a preparação/gelatinização do amido de milho buscaram-se auxiliares químicos para reduzir a presença de grumos suspensos (amidos não gelatinizados), aumentar a eficiência da ação depressora e garantir maiores ganhos de recuperação metalúrgica do metal de interesse. O trabalho contemplou estudos com um agente auxiliar denominado SOFTEX 2011 da empresa TENSAC. Os testes foram feitos em escala de bancada com substituição da massa total de água usada na 1ª gelatinização do gritz de milho (solução com 10% de sólidos) pelo reagente SOFTEX 2011 nas proporções de 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 e 4,0%. Os primeiros resultados demonstraram ganhos significativos em recuperação metalúrgica e uma melhor seletividade das espécies minerais. Fisicamente, observou-se boa transparência nas suspensões do gritz de amido de milho gelatinizado através de um aspecto como gel.

Aug 1, 2018

By Leandro de Almeida

As curvas limite de conformação (CLC) são utilizadas há mais de 50 anos. Propostas inicialmente para o desenvolvimento de produtos provenientes da indústria automobilística, em função das necessidades apresentadas pela indústria de estampagem elas são aplicadas atualmente de maneira geral na produção de inúmeros tipos de peças, oferecendo previsões de possíveis falhas e/ou defeitos durante as etapas do processo de estampagem. As CLC´s permitem prever o afinamento excessivo, enrugamento, estiramento e é claro, a fratura da peça. A raiz da curva limite de conformação (CLC0) é considerada como a mínima deformação obtida pela curva, ou seja, a obtenção de deformações superiores pode levar a peça a falha. As ligas de latão compostas por cobre e zinco, são utilizadas em inúmeras aplicações que necessitam de excelente estampabilidade, como o repuxo profundo, objetivado na fabricação de projéteis. Desta forma, torna-se interessante o entendimento da CLC ou CLC0 para liga de latão em estudo. A obtenção da CLC0 através de ensaios de tração uniaxial no plano da chapa pode ser realizada de acordo com corpos de prova de formatos específicos, como os propostos por Björklund e Nilsson (2014), IRSID (1975) e Wagoner (1980 e 1981). Concluiu-se que o corpo de prova proposto pelo IRSID (1975) é o que melhor se apresentou na determinação das deformações e1 x e2 e com rompimentos dos corpos de prova na região central.

Oct 30, 2017

By João Carmo Vendramim

A oxidação da superfície de peças, ferramentas, moldes ou matrizes construídas em ligas ferrosas tem larga utilização na indústria. As aplicações podem ser as mais diversas, tais como simplesmente atender às questões estéticas, proteção da superfície contra a corrosão, ou proteção contra a interação química com outros metais. Dentre as técnicas industriais utilizadas há o processo conhecido como “Oxidação Negra” que é realizado em baixas temperaturas, com imersão do aço da peça em óleo quente, ou banho de sal especial, ou mesmo a frio (soluções especiais). Outros processos utilizam fornos industriais com atmosfera de ar para aquecer a liga ferrosa até temperaturas da ordem de 500ºC e acrescentar (“pingar”) água como fonte de oxigênio. E em outros, aplicação ceras hidrocarbonetadas e ácidos inorgânicos e posterior oxidação [1] com aquecimento a temperaturas da ordem de 500ºC. Nesses processos, o objetivo é formar uma camada de óxidos tipos Magnetita e Hematita cujas características de menor coeficiente de atrito e determinadas propriedades físicas e químicas serviriam de barreira à interação química com outros metais em contato. A camada de óxido obtida nas condições descritas acima é bastante útil para determinadas aplicações industriais, tais como moldes de injeção de alumínio. Esse texto descreve o processo de oxidação desenvolvido utilizando a tecnologia de plasma.

Jul 30, 2018