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By Walter Gervásio Ladeira

O quartzito Taboões é uma fonte potencial de matérias-primas de sílica (areias industriais), e precisa ser adequadamente caracterizado para se definir metodologias de beneficiamento que visem o seu melhor aproveitamento possível. Dois litotipos foram classificados nos quartzitos intemperizados da Formação Taboões presentes em São Joaquim de Bicas – MG: quartzito argiloso e quartzito. A principal diferença entre eles é a abundância relativa de argilominerais. Em uma amostra representativa do quartzito argiloso foram caracterizados quatro tipos de contaminações com auxílio de análises granulométricas e químicas, microscopia (óptica e eletrônica de varredura), e difração de raios-X. Estas contaminações são: incrustações no quartzo; películas de argilominerais e minerais de ferro aderidas ao quartzo; partículas de minerais de ferro liberadas em meio ao quartzito; e partículas liberadas de rochas estranhas ao quartzito. A caracterização realizada é um ponto de partida para se planejar rotas de processamento mineral visando obtenção de matérias-primas para a indústria.

Aug 8, 2018

By Fabiano Mendes

Processos industriais de carbonização são tecnologias maduras e operam há mais de 7 décadas. Contudo, o sistema integrado de produção de ferro primário e aços a base de biomassa como fonte de energia e termorredutor, mesmo sendo a alternativa ambiental de menor impacto existente, chega a seus limites tecnológicos, ambiental e econômico, ameaçando a sua sustentabilidade. O grupo Vallourec buscou o processo Lambiotte como base tecnológica para desenvolver seu ambicioso projeto de carbonização contínua, em substituição ao processo artesanal de fornos retangulares de batelada, utilizados atualmente. O esforço experimental de mais de meia década, com a adaptação e profunda reengenharia do processo Lambiotte, que é o que melhor representa esta classe de reatores, para que ele atendesse as condições brasileiras e o uso das espécies de madeira da família dos Eucaliptos culminou no desenvolvimento do processo de carbonização continua Carboval, que demonstrou sua plena capacidade, para atender aspectos econômicos, sustentáveis e de qualidade siderúrgica do carvão vegetal produzido.

Aug 17, 2017

By Lumena Glória de Souza Nunes

Objetivo deste trabalho foi simular o processo de deformação plástica severa, mais especificadamente o processo de colaminação acumulativa (Accumulative Roll-Bonding-ARB) em aço baixo carbono, por ensaio de torção a morno. Os corpos de prova foram inicialmente recozidos à 900ºC por 5 min e resfriados dentro do forno com potência desligada. Realizou-se o ensaio de torção à 500ºC aplicando cinco passes de deformação de 0,8, totalizando uma deformação verdadeira de 4, à uma taxa de deformação de 0,1s-1, bem como deformações intermediárias de 0,8; 1,6; 2,4 e 3,2. Para verificar a influencia da temperatura no processo, realizou-se o ensaio também nas temperaturas de 600 e 700ºC. As micrografias mostraram que ocorreu refino do grão, típico do processo estudado. Ensaios de nanodureza Vickers mostraram um aumento considerável na dureza, mostrando que o teste de torção é uma ferramenta eficiente para simulação do processo ARB.

Oct 30, 2017

By Davi Silva Braga

Controlar o perfil térmico dos fornos de uma planta de pelotização é essencial para se garantir a qualidade das pelotas e manter a competitividade da produção. A medição online de variáveis-chave é restrita devido às condições da planta ou limitações tecnológicas, fazendo-se necessário a utilização de um modelo matemático (Soft Sensor) para estimar essas variáveis e, então, exercer maior controle sobre a qualidade e custos do processo. Através de balanços térmico e mássico, o modelo é capaz de predizer o perfil térmico das pelotas e as perdas, térmicas e mássicas, além de simular mudanças no processo e implicações no consumo de combustível. Com o modelo, observou-se a possibilidade de redução de 5% de perda térmica, resultando em redução de 2% do consumo de combustível, devido à melhora da recuperação de calor da zona 2 do resfriador para a pré-queima 1 do forno grelha. O trabalho foi realizado na planta da Vallourec & Sumitomo Tubos do Brasil (VSB).

Aug 17, 2017

By Andrea Pedroza da Rocha Santos

Neste trabalho, amostras de aço Lean Duplex UNS S32304 foram submetidas à temperatura de 800°C em um forno acoplado a um difratômetro de raios-x durante intervalos de tempo de 30, 60 e 90 minutos. Com o objetivo de analisar em tempo real a transformação das fases constituintes, foram realizadas várias varreduras insitu durante os diferentes tempos de permanência em 800°C deste material. Assim, observou-se a formação da fase sigma neste aço, tanto nos contornos de grão da ferrita como nas interfaces ferrita/austenita. Os valores de fase sigma obtidos para cada tempo de exposição foram calculados através do método de Rietveld sobre cada difratograma obtido e variaram de 11% a 17%. Notou-se que a fase sigma exibiu crescimento contínuo até 60 minutos e variação após este período. Todavia, observou-se que a formação de fase sigma a 800°C ocorre de forma significativa neste material após 30 minutos de aquecimento, o que pode comprometer as propriedades do mesmo.

Aug 16, 2017

By Rafael Paini Pavlak

A trefilação a frio para produção de barras de aço é realizada em função da sua precisão dimensional e modificação das propriedades mecânicas do material. O processo consiste na conformação de um fio-máquina que, guiado por um puxador, passa através de uma ferramenta (fieira de trefilação). Tal procedimento irá inserir tensões internas na barra chamadas tensões residuais, as quais, dependendo da sua distribuição e intensidade, podem causar distorções do produto final e possivelmente seu descarte. A fim de prever o comportamento destas tensões foram desenvolvidas simulações tridimensionais no software DeformTM. Este trabalho teve por objetivo explorar os efeitos do desalinhamento angular da fieira combinado com uma heterogeneidade na distribuição do atrito, avaliando a influência na distribuição de tensões residuais na barra trefilada. Observou-se certa influência na distribuição das tensões finais, atingindo diferenças em torno de 300MPa entre superfícies, o que caracteriza um potencial de distorções no produto final.

Aug 8, 2018

By Flávio Altoé Franco

Foi identificada uma trinca no convertedor 2 da ArcelorMittal Tubarão em junho de 2013 durante início de carregamento de gusa, esta se localizava na solda entre o cone inferior e o flange do fundo. A análise abrangeu a avaliação dos danos no vaso, à análise da fratura, análise de material, onde foi verificado que a trinca não foi decorrente de trinca preexistente, nem de degradação do material ou imperfeição de solda. Foi construído um modelo 3D do convertedor considerando-se todos os detalhamentos pertinentes à uma análise termo estrutural. Foram analisadas as seguintes situações: Refratamento conforme projeto do fornecedor – junta de papelão; Projeto de refratamento incluindo influência da junta de dilatação natural 0,2 mm existente no refratário; Carregamento térmico; e situação corrente do projeto considerando proteção de soleira. De acordo com os resultados, verificou-se que a causa da falha do convertedor esta relacionada a esforços oriundos da expansão térmica do refratário.

Aug 16, 2017

By Eustáquio Vieira Júnior, Welder Gomes Gonçalves

Os altos-fornos podem apresentar ocorrências de arrombamento e/ou avermelhamentos dos algaravizes, e esses têm como conseqüências: alto risco na integridade dos conjuntos joelhos/algaravizes, resultando em baixa segurança operacional; elevação brusca da temperatura interna dos algaravizes, causando avermelhamentos e/ou arrombamentos recorrentes por desgaste acentuado do revestimento refratário; necessidade de paradas emergenciais; necessidade de troca dos conjuntos de algaravizes por desgaste acentuado do perfil refratário. Uma possível causa relacionada com essas ocorrências pode ser a combustão no interior do algaraviz do carvão que foi injetado pelas lanças, causando desgaste do revestimento refratário e conseqüentemente avermelhamento e/ou arrombamento do conjunto. Para evitar esse tipo de ocorrência foi instalado sistema de monitoramento de fenomenos na zona de combustão. Esse sistema trabalha como complemento do diferencial de pressão dos algaravizes e o anel de vento. Nesse trabalho, são mostradas as características do sistema de monitoramento e suas particularidades e os resultados alcançados após a implantação dos sistemas no que se refere aos danos em conjuntos de sopro.

Oct 1, 2019

By Nayara Maron Costa Takahashi

Com o crescente aumento nos preços dos produtos derivados de petróleo no Brasil, o gerenciamento de combustível se torna cada vez mais relevante na tentativa de redução de custos operacionais da planta. Este aspecto envolve, além do controle do combustível movimentado, a detecção de desvios associados a perdas e furto, bem como análises de consumo e desempenho dos veículos e equipamentos abastecidos, e análises de eficiência dos próprios postos de combustível. Neste contexto, um Sistema de Gerenciamento de Combustível contempla a instrumentação necessária para a medição dos volumes transferidos e armazenados nos postos; o sistema de automação utilizado para o processamento, monitoramento e envio dos sinais; e o sistema de gestão de combustíveis. Este trabalho abrange a instrumentação aplicável aos processos de Recebimento, Armazenamento e Abastecimento nos postos de combustível, os tipos de sistemas de controle utilizados neste mercado e as funcionalidades de um sistema de gestão, apresentando uma solução em arquitetura WEB para este sistema

Aug 16, 2017

By Tomaz Fantin de Souza

O processo de trefilação de barras, arames e tubos é amplamente utilizado na indústria metal-mecânica para a fabricação de eixos automotivos, componentes mecânicos, pregos, parafusos, etc. O conhecimento e controle dos parâmetros de processo como coeficiente de atrito, força de trefilação, tensões e deformações pode contribuir para uma melhor qualidade do produto e na realização de um processo menos poluente, que reduza o consumo energético e perdas desnecessárias. Desta forma, este trabalho objetiva analisar e medir a força necessária para trefilar uma redução em área de um processo de fabricação de arames de aço baixo carbono através de uma máquina universal de ensaios Emic® adaptada para a realização do processo e construção de um dispositivo para fixação da fieira . Além disso, este trabalho objetiva indicar o coeficiente de atrito de Coulomb (µ) deste processo utilizando-se o valor da força de trefilação obtida nos experimentos com a utilização da equação teórica de Siebel.

Aug 16, 2017

By Roberto Quadros Menin

Os métodos de simulação estocástica permitem acessar o espaço de incerteza associado à estimativa de atributos geológicos. Esse espaço de incerteza, obtido através da geração de múltiplos cenários equiprováveis, pode ser utilizado para análise de risco e tomadas de decisões, de acordo com alguma função de transferência utilizada. Os métodos de simulação sequencial são amplamente difundidos para a construção destes modelos. Simulação sequencial gaussiana requer que a variável original seja transformada em uma distribuição normal. O método de simulação sequencial direta não necessita de alguma transformação anterior a realização das simulações, permitindo simular diretamente dentro do espaço original dos dados. A metodologia apresentada, neste trabalho, irá abordar as principais diferenças destas duas metodologias de simulação sequencial comparando os resultados. Simulação sequencial Gaussiana tende a reproduzir melhor o histograma, enquanto simulação direta é mais facilmente implementada, pois não necessita de nenhuma transformação dos dados. Os métodos serão ilustrados através de um estudo de caso.

Aug 8, 2018

By Umberto Cassará de Castellammare Scott Siciliano

A proposta desta pesquisa foi desenvolver uma metodologia que empregasse radiação gamae a técnica de “Cross-Correlation” para medir a velocidade das pelotas de minério no duto. Uma unidade experimental foi projetada e construída para realizar simulações de fluxos de duas fases, usando um medidor de fluxo, instalado externamente ao tubo, consistindo em dois sistemas independentes, cada um composto por uma fonte 241Am de radiação gama (59,62 keV de energia) e um detector cintilador NaI (1 x 1 "). Estes sistemas estavam localizados no mesmo plano vertical e separados por uma distância de cerca de 18,0 cm. Como Pelotas, foram produzidos corpos de prova de composição distinta a fim de obter um espectro de densidades para verificar a validade da metodologia. Os resultados mostraram que o uso da densitometria gama associado com a medição do coeficiente de "Cross- Correlation” permitiu calcular o tempo transiente entre dois sinais e assim, calcular a velocidade da pelota.

Aug 16, 2017

By Detlef Ehlert

With the proven “Plug & Work” concept developed by SMS Siemag, automation systems are tested and optimized in the test field in a near-reality environment before being shipped and commissioned at a customer’s site. The process and production simulations provide scenes showing the specific mechanical equipment, the drive systems and the technology of the corresponding customer plant. Beside the technological simulation of the plant and the IO-simulation with the automation system, the production simulation is one of the three important parts of the Plug & Work simulation environment. It serves two important additional purposes: the 3D visualization of the entire customer plant on the one hand and the mapping of the logistic procedures in the plant on the other. In order to provide a close-to-reality visualization of the plant, the original design data of the individual customer plant are used for creating the visualization and prepared using an appropriate export filter. In this way, it is ensured that production sequences can be optimized in advance together with the customer, so that each customer can be trained on his own future plant.

Aug 16, 2017

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 Rudolf Lesch

Till date, coke has been produced mainly from coals with a content of volatile matters in the range of 20% to 28% and good coking properties. If such so-called "selfcoking" coals are available, blast furnace coke or foundry coke with the required quality characteristics can be produced in top-charged horizontal ovens. In this case, the possibility of using high-volatile coals and in particular coals with low-caking properties is very restricted. Even if high-volatile coking coals have good coking properties, coke produced from such coal alone will not meet the requirements in terms of coke strength. The mechanical coke properties are influenced by the charge coal blend and the coking conditions. In this context, the bulk density of the oven charge is a decisive factor. Research and development in the field of coke production in horizontal chamber ovens aims at improving the specific oven throughput, increasing the raw material basis and introducing environmental protection technologies. The key factor, however, is to guarantee and further improve the rentability of the coke production. It is very important to reduce the cost of the charge coal to a minimum at the same time maintaining or even improving the coke quality.

Aug 17, 2017

By Maycon Athayde

Samarco produces high quality iron ore pellets processed in straight grate furnaces. This process is essential in order to obtain adequate mechanical strength to the pellet transportation and operation in the reduction reactors. All mechanical properties of the agglomerates are obtained during the stage of firing where the slag and sintering bond happens, thus it is a decisive step to improve the pellet quality. Therefore, the velocity distribution of gas flow within this zone must have homogeneous and even velocity distribution. Hence, it was developed a mathematical CFD model to characterize the gas flow in the burning zone, applying the equations of conservation of momentum, mass and energy and an uneven flow distribution was identified and the gas velocity analyzed and validated through experimental data. On the other hand, on the present paper, an improved firing zone burner were developed and industrially implemented in a way to mitigate the uneven flow pattern detected aided by CFD. Different burner designs, based on CFD analysis, were experimented in order to succeed on the aggressive condition. The combustion was investigated and burner efficiency evaluated and compared with the simulation purposed.

Aug 2, 2018

By Detlef Ehlert

Flexibility in terms of producing high sophisticated products with an exceptional wide range of properties and dimensions requires physical based process models for the generation of optimal set points. Therefore SMS applies since many years an integrated PSC® (pass schedule model), PCFC® (profile, contour and flatness model) and CSC (cooling section control) for the use in hot strip mills, CSP® plants and plate mills offering best possible product tolerances. Focus during the development of the model was made on the best possible physical description of the rolling process to minimize the need of complex adaptation algorithms. As an addition SMS has also developed a microstructure model to ensure the quality control with respect to mechanical properties and to save up the needs of taking samples. Beside of this the modular design of the Microstructure and Material Property Model (MPM) offers additional benefits to improve the accuracy of the other models, e. g. the recrystallization model in the finishing mill. Using the results of that model strain hardening or softening effects during rolling can be predicted and an optimum pass schedule can be calculated to avoid rolling stability problems related to phase transformation.

Aug 16, 2017

By Lionel Loïc Limol

Polymeric materials, such as polyurethanes and rubbers, are widely used in the mining industry because of their moderate cost and excellent mechanical properties. Such polymers have been used mainly in transportation (conveyor belt systems and pipes coatings) and screening, for their appreciable abrasion wear resistance. Studies revealed the complex influence of test parameters, such as grit size and applied normal load, on the abrasion wear process for polymers. In this study, the abrasive wear behavior of several polyurethanes and rubbers were investigated at room temperature according to a rotary drum abrasion method (DIN 53516). Wear tests were carried out at 26 cm/s test speed and load value of 5 N and 10 N. Corundum paper grit varying from 60 to 400 mesh were used as an abrasive surface. After each test the mass loss of the pin was recorded and the wear rates were calculated from wear volume. The wear surfaces were investigated by scanning electron microscopy.

Jul 31, 2018

By Rodrigo Ribeiro de Andrade, Túlio César Nogueira, Ed Juarez Mendes Taiss, Nilton José Lucinda de Oliveira

The objective of this study was to determine the effects of an eventual slab central macro-segregation in microalloyed steels with low Mn content (0.80%) and high Nb content (0.08 to 0.10%) on the kinetics of recrystallization of austenite during its rolling, on its critical temperatures, that is, of non-recrystallization (Tnr), start Ar3 and finish Ar1 of ferrite transformation and its response to a simulated industrial thermomechanical processing. The determination of the austenite recrystallization kinetics was made through isothermal double compression tests using a dilatometer, while the critical temperatures were determined through hot torsion tests in a Gleeble® 3800. It was found that austenite recrystallization kinetics, Ar3 and Ar1 temperatures did not present significant changes for the samples extracted both at ¼ of the thickness and at the core of the plate, indicating that, as expected, the central segregation in this type of steel was not intense to the point of affecting this phenomenon. The Tnr values determined for the samples extracted in the core of the plate were, on average, 30°C lower than those obtained from specimens extracted at ¼ thickness, which suggests that a significant portion of the carbonitrides present in the core of the slab are eutectic and coarse, not having completely dissolved during the reheating of the specimens. This occurred despite the fact that the austenitization temperature adopted in this treatment theoretically leads to the total dissolution of Nb, as seems to have occurred in the case of specimens extracted at ¼ of thickness, where carbonitrides have a finer size.

Oct 1, 2019

By Gilberto Álvares da Silva

New elements have been inserted in NiTi lately, resulting in ternary alloys with specific characteristics beyond Shape Memory Effect and Superelasticity. Among all others alloying elements, the Ag additions itself gives potential antibacterial activity to that smart material. So on, the elaboration procedures of ternary NiTiAg alloys was studied in order to obtain a melting procedure to ensure further studies on this alloy. Microstructural and thermal analyses were used to evaluate the VAR-remelting production of NiTiAg with 4.0% wt silver content. The microstructure is composed by a NiTi matrix, pure Ag precipitates, and, scarcely, TiC inclusions. Heat treatments at high temperature could not dilute those Ag particles, but could lead to the precipitation of new ones. The silver element reduces the temperature of the martensitic transformation, yielding a material with superelastic behavior, beyond induces the R-phase on cooling stage of this alloy.

Aug 8, 2018