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By Alexandre Aparecida Morais

No processo de lingotamento contínuo de placas, o controle de fluxo de aço líquido entre o distribuidor e os moldes pode ser realizado através de tampão refratário ou válvula gaveta. Quando se usa o controle via tampão refratário, aproveita-se o mesmo para reter um volume mínimo de aço no distribuidor, visando efetuar a partida do veio. Este volume de aço é importante para evitar o congelamento da primeira porção de aço e prevenir o arraste de impurezas existentes no fundo do distribuidor para o molde. Já quando se usa o controle via válvula gaveta, para acumular o volume de aço necessário, utiliza-se de outros “artifícios”, como o uso de anteparos metálicos em forma de bujões, cuja eficiência é limitada. Visando melhorar o desempenho de partida das máquinas com controle de fluxo de aço distribuidor-molde, via válvula gaveta, desenvolveu-se o chamado tampão flutuante de fibra cerâmica, cujas funções principais são: equalizar o nível de aço para proporcionar uma partida normal e impedir que impurezas arrastadas pela primeira porção de aço, se dirijam para os veios. Este trabalho mostra o desenvolvimento pioneiro desta técnica para distribuidores de aços planos na ArcelorMittal Tubarão.

Jul 30, 2018

By Amélia de Santana Cartaxo

A pedra cariri, devido a sua extração, produz um alto teor de formação de sobras, o qual polui muito os arredores dos municípios, prejudicando rios e relevos da região. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o resíduo da pedra cariri, juntamente com uma argila para propor seu uso na formulação de blocos de vedação. Inicialmente a pedra cariri e a argila foram beneficiadas. Estes materiais foram submetidos a um ensaio de plasticidade pelo método pfefferkorn, e posteriormente á analises de difração de raios-x e de fluorescência de raios-x, para saber suas composições mineralógicas. Através da fluorescência e da difração de raios-x comprovou-se que a pedra cariri possui um teor elevado de CaO(89,0%), que ajudará na densificação da peça e no abaixamento da temperatura de queima, e que a argila tem um percentual bom de sílica livre, que ajudará na eliminação do gás CO2 decorrente da decomposição térmica do carbonato presente na pedra cariri, ajudando também na estabilidade dimensional da peça. Pelas analises feitas, percebe-se um potencial de uso da pedra cariri na formulação de massas para fabricação de blocos de vedação.

Aug 16, 2017

By Bárbara Dornelas de Assis

Minérios de manganês são uma importante fonte de matéria-prima para a siderurgia. Desse modo, o desenvolvimento de trabalhos de caracterização para melhor compreensão da composição e o comportamento desses minérios é de suma importância. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização física, química, mineralógica e a análise do comportamento de crepitação do produto granulado de minério de manganês de uma mina da região de Dom Silvério no estado de Minas Gerais. Cerca de 77% do produto granulado encontra-se entre 50 e 6,3mm. O minério de manganês é composto pelas fases minerais manganita, pirocroita, groutelita, birnessita, siderofilita e calcopirita. Os teores dos elementos majoritários Mn, Fe e SiO2 foram, respectivamente, 24,04%, 8,89% e 15,57%. A densidade estrutural da amostra é de 3,25 g/cm³ e sua área superficial, 6,8 m²/g. O ensaio de crepitação realizado mostrou que o índice desse fenômeno para a amostra com umidade natural é de 8,82% e se encontra próximo dos índices de crepitação de minérios de manganês atualmente comercializados no Brasil. A secagem da amostra não reduziu de forma significativa os índices de crepitação no minério.

Aug 17, 2017

By Dagoberto Brandão Santos, Kairo de Barros Guimarães, Túlio Magno Füzessy de Melo

The effect of the cooling conditions on the microstructure and hardness of a Dual Phase hot-rolled steel 800 MPa strength was investigated. Simulations of the cooling conditions using a dilatometer were carried out from samples of a hot rolled coil with variations of the intermediary temperature from 620 to 740°C, isothermal holding time between 1 and 10 s and coiling temperature between 50 and 400°C. In addition, two CCT (Continuous Cooling Transformation) diagrams were developed to evaluate the effect of the isothermal holding time on the phase transformations of the remaining austenite. It was observed that the intermediary temperature has a strong influence on the kinetics of the phase transformation, as well as the isothermal holding time influences the amount of ferrite formed and, consequently, the final microstructure and hardness of the material. The coiling temperature did not cause significant changes in the amount and morphology of the ferrite, but a gradual replacement of martensite with bainite was observed, which, in addition to the self-tempering effect, contributed to the hardness reduction.

Oct 1, 2019

By L. Martins Demuner, D. Burzic, V. Cunha Aranda, F. L. Lourenço, G. Romeu Trindade dos Santos, F. Ramstorfer

For many years, Dynamic Soft Reduction has been regarded as a proper method in improving internal quality of slabs. Even though processes models improved significantly over the past years, the efficiency of Soft Reduction was always limited by the discretization error, which inherently exists if segment rollers cannot be positioned individually. The recently developed SRD segment type allows for an individual roller positioning within the mushy zone by avoiding any discretization deviation from the optimal gap. This paper provides a detailed technological overview of the SRD segments as well as operational results at their very first implementation at Ternium Brazil.

Oct 1, 2019

By Gigliola Salerno

The carbon-epoxy composite has high specific resistance and strength, which means specific applications. However, its behavior under compressive stress could be decreased by delamination, needing more detailed studies. The main purpose of the present work is to verify the mechanical properties in bending process considering two different fiber orientations. The composite materials were made by woven fibers and epoxy resin. Primarily, the carbon fiber fabrics suffered a superficial physical treatment called silanization, in order to developing a better chemical adhesion between fibers and resin. After the superficial treatment, the layers were embedded with epoxy resin. The composite resin’s cure was made in a Fanem heater, model 320, during 1 hour at 120°C at 1.5 bar; subsequently the specimens were cut by water jet. Specimens oriented in 0°/90° and 0°/90°/45 were manufactured and taken to bending tests, accordingly to the ASTM E855 and D790 standards, in an universal testing machine MTS – Material Test System, full capacity of 250 kN. It was concluded that all specimens failed by tension. Specimens with internal void volumes results in lower flexural modulus and those with presence of fracture mechanisms, like delamination, showed lower strength values. Scanning Electronic Microscopy demonstrated the damages involved during bending process.

Oct 30, 2017

By Fabiano Almir Barbosa, Eduardo Alves Machado, Felipe Ferreira Cajano, Bruno Rodrigues Henriques

Spring steels are usually classified as medium to high carbon low alloy steels with very high yield strength, enabling the part to return to its original shape regardless of significant bending or twisting. Despite the fact that plain carbon steels are suitable for small springs, larger and high performance springs usually requires alloy steels such as Cr-V or Si-Mn in order to achieve an even microstructure throughout the cross section. Clutch diaphragm spring is a high performance part that requires very good cleanliness and microstructure homogeneity, thus requiring an alloy steel. In this paper was studied, in an industrial scale, the process parameters and critical characteristics for the development of a Cr and V alloyed high carbon sheet steel for the production of clutch diaphragm spring. The steel was characterized throughout the entire process (casting, hot rolling, cold rolling + batch annealing and heat treated) using tensile test, hardness test, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) to assess the mechanical and metallurgical properties of the studied steel. The results have shown the material’s microstructure evolution after each main stage of the process, from a ferrite-bainite/perlite based microstructure as hot band to fully spheroidized as cold-rolled/annealed and then fully martensitic as ready-to-use part.

Oct 1, 2019

By Bruno Pinheiro Silva, João José dos Santos Carvalho, Flávio Túlio Busatto, Leonardo Passos Perdigão

Sinter has high participation in the blast furnaces ferrous burden in ArcelorMittal Tubarão, being therefore of paramount importance the constant control of its physical, chemical and metallurgical qualities, aiming at the fulfillment of the client required quality. With the great challenges faced by market conditions, steelmaking companies seek operational sustainability, aiming at stability and reducing costs. One of the main steps to obtain these results in the Blast Furnaces is the raw materials quality stabilization, in order to guarantee the perfect burden distribution control and a better use of the reductant gas inside the reactor, aiming a lower fuels consumption. It is known that the smaller a ferrous particle is, better its reducibility, since a larger surface area provides greater contact with the reductant agent. Based on this concept, the objective of this work is to quantify the effect of the sinter size produced in ArcelorMittal Tubarão Sinter Plant in its reducibility, and in this way enable the definition of a better sinter particle size distribution aiming at a balance between the permeability effects and gaseous yield in the Blast Furnaces. In addition, the reducibility effects on sinter size reduction were evaluated, where the 5 to 10 mm fraction was analyzed in two sinter samples, the first obtained from the conventional route and the second after crushing of the fraction over 50 mm, in order to simulate the effect of the use of a Secondary Crusher in Sintering.

Oct 1, 2019

By Jan Knobloch

Inter Stand Cooling (ISC) can increase productivity of a HSM and improve final mechanical properties of the strip. Constant Target Exit Temperature can be ensured for the whole strip length eliminating skid marks and other temperature oscillations of the transfer bar. The paper deals with advanced control module of ISC. Essential mathematical models of the control system is introduced and basic functionality is explained. Temperature model is based on FEM. Mechanical and thermal properties of the strip are calculated from chemical composition using neural network. Further on an experimental possibilities for investigation and design of ISC cooling headers will be shown. In conclusion practical experience with ISC on various HSM will be discussed.

Jul 30, 2018

By Silvio Cecchini

State-of-the Art Mould Level Control Solutions for continuous casting applications face different challenges. On the one hand, technological phenomena such as clogging and unclogging, unsteady bulging or waving can create unpredicted meniscus disturbances by completely changing the casting channel geometry and the flow behaviour of liquid steel to the mould. On the other hand, from the viewpoint of caster operations, long lifetime, quick interchange-ability and integration capability into existing systems must be achieved. In the present contribution, the overall development of INTECO TBR’s mould level master – a comprehensive mould level control solution for all continuous casting applications – will be introduced. The basis for the presented system is a development over several years which includes investigations of all critical components such as shroud, stopper, stopper mechanism, servo actuator and mould level control program. These investigations finally resulted in a new-ly developed control algorithm for a highly dynamic servo actuator. The control algorithm with its basic functionality such as the prevention, identification and removal of clogging impacts with the associated automation functions to reduce their influence onto the overall mould level control performance will be presented. The scientific basis, the resulting control functions and their related automation implementation will also be illustrated. Finally, a patented control algorithm and control functionality for unsteady bulging and waving effects with the associated automation functions to reduce their influence onto the overall mould level control performance.

Aug 16, 2017

By Alberto Nei Carvalho Costa

Devido às novas tendências de design de carrocerias de automóveis, as peças pertencentes a estas carrocerias apresentam características de fabricações cada vez mais críticas, principalmente relacionadas ao processo de estampagem. Uma forma de atuar neste processo para evitar perdas de produtividade, principalmente com o rompimento do material, é atuar na lubricidade entre o material e o ferramental do equipamento. A aplicação do óleo lubrificante na bobina de aço é uma forma de atuar na lubricidade, mas devido à criticidade de estampagem que determinadas peças apresentam, somente o óleo lubrificante não é suficiente para este fim. Visando atender essa necessidade, a CSN e seus fornecedores desenvolveram um sistema de lubrificante para seus aços, conhecida como tecnologia de pré-fosfato. Este trabalho tem como objetivo apresentar as vantagens fornecidas pelo aço pré-fosfatizado no que se refere a estampagem crítica de peças automotivas, bem como avaliar o seu impacto no processo de pintura automotiva. Como resultado verificou-se que a camada de pré-fosfato impactou na redução do coeficiente de atrito do aço zincado de forma suficiente para confecção de peças críticas de carrocerias de automóveis. Verificou-se também que o filme de pré-fosfato é totalmente removido na etapa de desengraxe do processo pintura automotivo, não prejudicando as etapas subseqüentes do processo: fosfatização e pintura.

Jul 30, 2018

By Paula Aliprandini

O licor de lixiviação do minério limonítico tem como foco a recuperação dos metais níquel e cobalto. No entanto, o minério apresenta em sua composição outros metais como o cobre. Este metal não é o foco do beneficiamento, porém tem valor comercial, o que faz com que a recuperação desse metal agrege valor ao tratamento do minério. A técnica de extração por solventes é uma técnica conhecida na hidrometalurgia para recuperação de metais. Para a recuperação de cobre alguns extratantes são conhecidos, como os do tipo hidroximas. Pertencente a essa classe, o extratante Acorga M5640 é usado na extração do cobre. Esse trabalho buscou avaliar o pH de extração do cobre a partir de uma solução sintética baseada no licor de lixiviação do minério limonítico. Foi levada em consideração a solução após o pré-tratamento de remoção do ferro. Além disso, foram avaliadas diferentes concentrações do extratante Acorga M5640 na fase orgânica a fim de avaliar a quantidade necessária para a extração total do cobre sem que houvesse coextração dos demais metais. Foi possível extrair 99% do cobre em solução usando Acorga M5640 na concentração de 5% em volume e pH de trabalho igual a 2..

Oct 30, 2017

By Alexandre Furtado Ferreira, Fernando Paulucio Quinelato

A solidificação tem papel fundamental nas propriedades finais do material, uma vez que parâmetros como temperatura, composição química e cinética influenciam diretamente na micro e macroestrutura resultante. A solidificação dos aços no lingotamento contínuo ocorre através do crescimento dendrítico em direção ao núcleo da placa. A velocidade de crescimento interfere diretamente sobre a formação da micro e macroestrutura, bem como na formação das dendritas. Tais efeitos influenciam o perfil de microssegregação e macrossegregação finais. O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento dos espaçamentos dendríticos secundários em função da temperatura de lingotamento e da macroestrutura resultante, além de calcular, através do uso de equações empíricas, a taxa de resfriamento local. Os resultados mostraram que para menores superaquecimentos os espaçamentos dendríticos secundários apresentam-se menores. Foi verificada uma elevada correlação entre espaçamento dendrítico secundário e posição ao longo da espessura da placa para o intervalo de superaquecimento de 22°C e 34°C. Com a utilização de uma equação empírica, foram obtidas curvas que mostram o comportamento da taxa de resfriamento local em função dos espaçamentos dendríticos secundários. Os resultados obtidos são importantes para subsidiar estudos futuros e propostas de otimização de processo relacionadas a micro e macrossegregação em placas de aço.

Oct 1, 2019

By Yan Samuel Ferreira Junqueira

O processo de coqueificação em uma Coqueria do tipo Heat Recovery ocorre pela queima da matéria volátil presente no carvão, principal combustível para aquecimento dos fornos. Uma segunda queima não desejada ocorre pela combustão do coque. Essa queima indesejada é denominada Burn Loss. A quantidade de ar succionada para dentro dos fornos era controlada por um sistema automático que abria ou fechava as válvulas utilizando como principal variável o Tempo. Durante o controle por tempo varias influências e distúrbios que ocorriam no processo não eram levadas em consideração e consequentemente não era utilizado todo o potencial do processo para a produção de coque. O controle desenvolvido pela equipe da Coqueria da thyssenkrupp CSA (tkCSA) chamado de PID Combustão é focado em um sistema de autoaprendizagem, capaz de reconhecer as características do processo e admitir somente a quantidade de ar necessária para cada forno. Cálculos matemáticos, estatísticos e o histórico da temperatura do forno são levados em consideração pelo PID Combustão que otimiza a mistura de gás com ar no forno. Os principais benefícios após a instalação do PID Combustão foram: redução nas temperaturas dos coletores (preservação do ativo), aumento da capacidade de produção do forno (aumento da velocidade de coqueificação) e otimização da sucção ao longo dos fornos no mesmo coletor.

Aug 17, 2017

By Jean Viana Bahia

O óxido de ferro produzido nas Plantas de Regeneração de HCl da Usiminas, Usina de Ipatinga, é comercializado como coproduto para diferentes aplicações. Um dos requisitos de qualidade do óxido é o teor de cloreto abaixo de 0,30%. Nesse contexto, foi realizado um estudo de pesquisa e desenvolvimento visando à melhoria da qualidade do óxido de ferro, por meio de adequações de parâmetros operacionais das plantas baseados em balanços de massa. Os resultados destes balanços mostraram que o excesso de ar tem considerável influência sobre a quantidade de cloreto no óxido, considerando que os demais parâmetros das plantas estejam ajustados adequadamente. Quando o excesso de ar é muito elevado, gera-se óxido de ferro de boa qualidade. No entanto, existe a possibilidade de emissão de Cl2 para a atmosfera devido à ocorrência de reações paralelas indesejáveis. Caso o excesso de ar seja muito reduzido, não há problemas com emissão de Cl2, mas o teor de cloreto no óxido de ferro aumenta. Portanto, o excesso de ar deve estar em uma faixa de valores adequada para gerar óxido de ferro de boa qualidade sem comprometer o meio ambiente. Calculou-se que o excesso de ar ideal varia entre 16% e 18% para as condições estudadas.

Aug 17, 2017

By Leandro de Arruda Santos, Lorena Isabela de Oliveira Ribeiro, Jéssica Dornelas Silva, Pedro Damas Resende, João Victor Lucas Amim, Suzanny Cristina Soares Martins, Vicente Tadeu Lopes Buono

Ligas com memória de forma de NiTi são frequentemente submetidas a esforços cíclicos durante suas aplicações, o que pode acarretar em fratura por fadiga. Entretanto, o comportamento em fadiga destas ligas ainda não é completamente compreendido. Neste trabalho foi realizada uma avaliação das propriedades mecânicas de fios superelásticos, antes e após tratamento térmico, por meio de ensaios de ciclagem mecânica uniaxial após submissão a diferentes frações da vida em fadiga por flexão. O tratamento térmico foi realizado a 400°C por 30 min, seguido de resfriamento em água. As fases foram identificadas por meio de difração de raios-x e as temperaturas de transformação foram determinadas por análise calorimétrica diferencial. Os resultados obtidos mostraram que fios austeníticos apresentaram comportamento superelástico durante toda sua vida em fadiga. Entretanto, o acúmulo de danos pôde ser notado como um aumento na tensão máxima atingida durante a ciclagem mecânica após ensaios até diferentes frações da vida em fadiga. Os fios tratados, por outro lado, passaram por deformações elásticas da martensita, caracterizando comportamento similar ao de fadiga de alto ciclo de materiais convencionais. Nestes fios, as tensões máximas atingidas se estabilizaram, indicando que o acúmulo de danos é desprezível se comparada aos fios superelásticos.

Oct 31, 2019

By Douglas Henrique Milanez

A nanocelulose possui grande potencial de inovação e apelo sustentável, podendo ser obtida a partir de três vias principais: processo mecânico, hidrólise ácida e biossíntese bacteriana. Poucos estudos verificaram os avanços tecnológicos, bem como as principais organizações que dominam tecnologias envolvidas nas três vias principais de obtenção. Este estudo objetivou mapear as principais organizações e caracterizá-las conforme o processo de obtenção, mediante indicadores elaborados a partir de registros bibliográficos de documentos de patente indexados na base de dados mundial Derwent Innovations Index. Foi efetuada a mineração de dados para analisar a evolução do patenteamento, os principais titulares e os subdomínios tecnológicos no período de 2002 a 2011. Também foi realizada a mineração do texto contido nos títulos e resumos dos registros bibliográficos para mapear os processos de obtenção de nanocelulose e suas relações com os titulares. Os resultados indicaram o envolvimento de diversas instituições, sobretudo da China, dos EUA, do Japão e da Finlândia, além da característica emergente dos desenvolvimentos tecnológicos de cada processo. Não foram identificados titulares do Brasil, conforme os critérios e as fontes adotadas no estudo. A metodologia empregada mostrou-se útil para a obtenção dos resultados pretendidos e abre espaço para o seu aprimoramento mediante novas pesquisas.

Aug 8, 2018

By Josué Claudio Metz

A concepção de desenvolvimento sustentável tem resultado no aumento de pressões ambientais para a melhoria da eficiência na utilização de recursos, e para a significativa redução das emissões e da geração de resíduos. No processo de fabricação de aço nas siderúrgicas com fornos elétricos a arco ocorre a geração do resíduo sólido denominado pó de aciaria elétrica (PAE). O PAE é constituído por diferentes óxidos metálicos. Contém cromo, chumbo e cádmio e, por isso, é classificado como resíduo classe I – Perigoso pela NBR 10004 [1]. Gerado em grandes quantidades diariamente em todo o país, o PAE é disposto principalmente em aterros industriais. A indústria da construção civil, devido a quantidade de matérias-primas consumida e variedade de produtos disponíveis – cimento, concreto, agregado, cerâmica, entre outros, apresenta-se como alternativa para a reciclagem de resíduos gerados em outros setores da econômica. Estudos indicam o potencial uso do PAE na produção de materiais da construção civil, tais como cimento e concreto. O objetivo deste trabalho é apresentar uma revisão da literatura sobre a viabilidade técnica da adição do PAE ao cimento como alternativa de valorização desse resíduo. Os estudos sugerem que em quantidades próximas a 1%, a adição de PAE não afeta de forma significativa as propriedades do cimento.

Aug 16, 2017

By Luciano Pessanha Moreira, Gabrielle Cristine Lemos Duarte Freitas, Duílio Norberto Ferronatto Leite, Gláucio Soares da Fonseca

Os aços inoxidáveis duplex são conhecidos por sua alta resistência mecânica e alta resistência à corrosão, propriedades que fundamentam sua crescente aplicação em setores químicos e petroquímicos. Tais propriedades estão associadas à microestrutura, que possui frações volumétricas semelhantes de ferrita e austenita, por meio de adições de elementos de liga como Cr, Mo e Ni. Entretanto em processos térmicos a altas temperaturas, este aço pode sofrer alterações microestruturais importantes, onde elementos de liga antes dispostos em solução sólida na matriz dão origem a precipitados intermetálicos, que geralmente são nocivos às propriedades de tenacidade e resistência à corrosão. Este trabalho tem por objetivo o estudo de transformações de fases decorrentes em ciclos não isotérmicos de resfriamento em um aço inoxidável duplex SAF 2205. O experimento contempla uma sequência de quatro ciclos térmicos simulados na Gleeble 3500®. Com o propósito de investigar o processo de precipitação de fases, fez-se o uso da técnica dilatométrica, onde foi possível determinar as temperaturas de transformação de fase nas amostras. Esta informação é validada através dos resultados obtidos no estudo microestrutural via microscopia óptica. Através da correlação entre a fração volumétrica da fase transformada e ensaio de dureza realizado também foi possível garantir a influência das fases encontradas nas propriedades do material.

Oct 14, 2019

By Eduardo Viedo Moreira

Analisou-se o tratamento térmico de revenimento de grampos ferroviários, modelo E2039AV, feitos a partir de barras redondas com aproximadamente 20 mm de diâmetro do aço SAE 9254 tendo como objetivo reduzir o tempo do processo de fabricação. A temperatura do forno foi mantida em 490ºC e 18 grampos foram imersos no sal fundido. Em grupos de 3, os grampos foram retirados em intervalos de 10 minutos, tendo o último grupo permanecido no forno por 60 minutos. Após cada retirada foram feitos os ensaios necessários para aferir a qualidade das peças: carga estática, dureza e fadiga. Após apenas 10 minutos de revenimento os grampos já resistiam ao mínimo de 1.000 kgf sem fraturar e apresentaram medidas de dureza próximas ao limite superior de especificação, ou seja, a dureza que era aproximadamente 58 HRC antes do revenido, atingiu valores próximos a 48 HRC. O último teste, fadiga, foi feito apenas nos grupos de grampos revenidos por 30 e 50 minutos. Pôde-se concluir que é possível reduzir o tempo de revenimento do grampo E2039AV feito de aço SAE 9254 de 60 minutos para pelo menos 50 minutos mantendo-se a qualidade dos grampos sem a necessidade de aumentar a temperatura do forno.

Aug 17, 2017