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By Guilherme Dias da Fonseca

Com base nos modelos analíticos de Johnson e Mehl, Kolmogorov e Avrami (JMAK) e Cahn, no presente trabalho estudou-se via simulação computacional a cinética das transformações de fases no estado sólido. Tais transformações ocorreram numericamente por nucleação e crescimento nas interfaces de poliedros do tipo Ortotetracaidecaedros em um domínio discreto. O intuito da matriz de Ortotetracaidecaedros é aproximar-se das características fenomenológicas de uma rede perfeita de grãos no espaço amostral. Realizaram-se simulações de nucleação com posições aleatórias em toda a matriz (bulk). Em um segundo estudo foram realizadas novas simulações de nucleação aleatoriamente, porém somente nas interfaces dos Ortotetracaidecaedros. A quantidade de núcleos iniciais para cada caso foi definida por processo de ponto de Poisson. A fração volumétrica, a área interfacial entre material transformado e não transformado, a contiguidade e o caminho microestrutural foram os resultados obtidos através das simulações. Tais resultados foram comparados com as equações analíticas. As nucleações com até mil núcleos corroboraram com JMAK e foram ratificados com o comportamento da contiguidade e do caminho microestrutural. Já as nucleações com valores acima de mil núcleos, mostram a presença de clusters, apresentando uma boa concordância com o modelo analítico de Cahn.

Oct 30, 2017

By Lorena Cristina Amorim, Iara Patrícia Vieira de Oliveira, Leandro Rocha Lemos, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Erick Mitchell Henrique Braga, Paulo Santos Assis

No atual cenário acirrado de competitividade, umas das linhas para redução do custo da mistura de carvões é o desenvolvimento de matérias-primas alternativas nacionais que minimizem o custo do coque e mitiguem a emissão de CO2. O presente trabalho avaliou a utilização de resíduos de shredder (fluff) como aditivo nas misturas para a produção de coque metalúrgico. A utilização de fluff na mistura de carvões minerais sugere uma rota de destinação ecologicamente correta, a fim de mitigar o impacto causado pelo acúmulo desse resíduo no meio-ambiente, além de uma alternativa para redução de custos de produção do coque metalúrgico. Foram realizados enfornamentos, em escala piloto, com adição de fluff, com objetivo de avaliar o impacto sobre a qualidade do coque, especialmente sobre a Resistência após Reação com CO2 (CSR) e a Resistência Mecânica a Frio (DI150-15). Os resultados mostraram a viabilidade técnica da adição de até 1% em massa do material, mantendo a qualidade metalúrgica do coque produzido.

Oct 1, 2019

By Thiago Pinto Silva

A Usiminas implementou dois ensaios para caracterização de minérios de ferro na sinterização, intitulados assimilação e penetração de fase líquida. O primeiro tem como objetivo avaliar as fases mineralógicas, a formação de poros e a resistência mecânica de partículas nucleantes e aderentes por meio da reação do minério com o calcário. O segundo objetiva medir o comprimento da penetração da fase líquida formada entre a calcioferrita e o minério. No presente trabalho, são descritas as principais características e potencialidades desses novos testes, os quais foram utilizados para a avaliação do comportamento metalúrgico de seis minérios distintos. Os resultados obtidos de assimilação e de penetração da fase líquida foram comparados com as características mineralógicas e químicas dos minérios, sendo observada uma boa correlação entre essas características e os resultados dos novos testes. Verificou-se também que a análise tradicional do minério não é suficiente para estimar seu comportamento metalúrgico na sinterização, o que reforça a importância da utilização dos novos testes implementados. Além disso, permitem avaliar o comportamento dos minérios em altas temperaturas, auxiliando na escolha da carga de minérios mais adequada para a sinterização.

Aug 1, 2018

By Luís Marcelo Marques Tavares

Conforme apresentado na parte 1 do artigo, uma metodologia inédita de previsão de resultados de degradação mecânica de pelotas, desde a usina pelotizadora até o pátio ou forno do cliente, foi proposta, resultando no desenvolvimento de um simulador do processo, o qual permite inserir as características das pelotas produzidas, bem como o fluxograma de manuseio. A fim de demonstrar a utilidade já encontrada pela Samarco na aplicação do simulador, três estudos de casos foram apresentados: no estabelecimento, junto a um cliente, da faixa de tamanhos ótima das pelotas a serem fornecidas, que permitiu o aumento da sua resistência à degradação, minimizando os custos de produção; no auxílio à tomada de decisão em um projeto de expansão na instalação portuária em Ponta Ubú. O último estudo de caso tratou do apoio aos esforços de um cliente situado no Oriente Médio na identificação e tomada de decisão sobre ações que poderiam minimizar a degradação dentro de suas instalações.

Aug 16, 2017

By Taciana Rezende Pereira

O aço 10B06 é utilizado na produção de fio máquina para trefilação. Por ser produzido em aciaria elétrica, o teor de nitrogênio desse aço tende a ser elevado, o que pode causar o fenômeno de envelhecimento, resultando em aumento de resistência e queda de ductilidade. Os dois principais fatores que influenciam na microestrutura e propriedades mecânicas do material são a composição química e o processo produtivo. A análise metalográfica realizada com Nital revelou microestrutura composta de 88% de ferrita e 12% de perlita, enquanto o reagente Le Pera identificou ilhas de martensita e/ou austenita retida (MA). Através das análises de raio x foi possível identificar a presença das fases a e cementita e manganês em solução sólida. A análise fractográfica mostrou que o modo de fratura observado no material foi dúctil, entretanto pequenas regiões de ruptura frágil também foram identificadas. Com o objetivo de melhorar as características de trefilabilidade do material, sugere-se a redução do teor de nitrogênio e consequente queda do boro adicionado, e/ou aumento da temperatura inicial de resfriamento do material, dificultando o enriquecimento da austenita em carbono e a consequente formação do microconstituinte MA.

Oct 30, 2017

By Jocemir da Silva Santos, Alberto Vicente Belezia, Matheus Neves Lana

A regulação ambiental de processos industriais que geram efluentes contendo fluoretos é mundialmente restrita devido à alta toxicidade do íon. Na Ternium, a água de resfriamento recirculada no spray do Lingotamento Contínuo (WTP#2) dissolve parte do pó fluxante, resultando em concentrações de 20 a 30 mg/L de fluoreto. Para desenvolvimento do processo de tratamento de fluoreto que atendesse a legislação, mantendo no efluente tratado concentração de Fluoreto menor que 10mg/L e Alumínio menor que 3,0mg/L, foi realizada uma pesquisa utilizando um equipamento de Jar Teste convencional totalizando 165 ensaios. Os ensaios foram planejados segundo revisões bibliográficas descrevendo o método da precipitação química de fluoreto de cálcio, auxiliado por Cátions de Alumínio. Na conclusão da pesquisa, foi desenvolvida uma Rota Tecnológica para tratamento do efluente gerado na purga do sistema WTP#2 atendendo a legislação, atingindo uma remoção de 70% a 80% de Fluoreto. Ao final foi realizada uma etapa de otimização das dosagens, cujo resultado foi a redução do número de etapas de tratamento e uma redução na quantidade de produtos químicos utilizados, consequentemente reduzindo o custo de tratamento. A redução do custo de tratamento foi da ordem de 3 milhões de reais anuais, mantendo o efluente tratado com as concentrações dos contaminantes abaixo dos limites da regulação ambiental.

Aug 1, 2019

By Thaís Ferreira Marks Brasil Duque

O equipamento utilizado na medição do CWI de Bond também mede uma estimativa da energia de fratura das partículas de amostras de rochas e minérios. Esta medida só pode ser considerada uma estimativa da energia de fratura se, durante o ensaio, o material não é danificado. Em função do procedimento do ensaio de CWI, é possível que as partículas sejam danificadas por impactos sucessivos dos martelos em energias de impacto crescentes. Se houver danificação, a estimativa da energia de fratura será menor do que a energia de fratura real do material. Caso contrário a energia de fratura medida corresponde a energia de fratura mais a energia equivalente a um incremento de 5º do ângulo de impacto. Neste trabalho uma metodologia foi desenvolvida especificamente para avaliar a danificação de partículas de rochas durante o ensaio de CWI. Quatro amostras distintas de rochas/minérios foram testadas. Os resultados mostram que há uma tendência consistente indicando que a danificação ocorre, porém, se de fato as partículas danificam, a magnitude da redução da energia de fratura é baixa ou incipiente.

Aug 17, 2017

By Rafael Humberto Mota de Siqueira

A conformação a laser (Laser Beam Forming – LBF) é um processo mecânico sem contato realizado pela introdução de tensões térmicas na superfície de um material com laser, a fim de induzir a deformação plástica. Neste estudo, foram realizadas conformações em chapas de 1,6 mm de espessura, de alumínio de alta resistência, classe AA6013-T4, com uso de um laser de Yb-fibra operando em modo contínuo. A potência do laser foi variada entre 200 e 1000 W e a velocidade entre 3 e 30 mm/s, com o feixe desfocalizado em 5 mm sobre a superfície da chapa. O ângulo de dobramento das chapas variou entre 0,1 e 2,5° por passe, dependendo das condições experimentais. Na condição de maior ângulo, 1000 W e 30 mm/s, a poça de fusão atingiu 0,6 mm de profundidade, porém sem alterar a microestrutura da parte inferior da chapa. Em todas as condições, a dureza se manteve constante em aproximadamente 100 HV, sendo semelhante ao material de base. Para verificar a aplicabilidade do método, foram desempenadas chapas previamente soldadas na configuração T. O método mostrou-se eficiente em corrigir o empenamento de chapas com inclinação de até 5°.

Aug 16, 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 Breno Totti Maia

A aciaria 1 da Usiminas Ipatinga é composta por 03 convertedores BOF e uso de ventaneiras para promover a melhor mistura do banho. No intuito de garantir e melhorar a estabilidade operacional da etapa sopro na produção, foi iniciado uma séria de desenvolvimentos na lança de oxigênio através da aplicação da tecnologia Slagless® com objetivos de melhorar a formação de escória, evitar cascão de lança, evitar cascão no sistema OG (recuperação de gases) e aumentar a disponibilidade de lanças através do aumento de sua vida. Os resultados apresentados são extremamente favoráveis, pois após a implementação da tecnologia, todos os objetivos foram atingidos associado com uma vida extremamente elevada do bico de lança, agora chamado cartucho, garantindo estabilidade e conforto operacional para a equipe da aciaria 1 da Usiminas Ipatinga.

Aug 15, 2017

By Dário Freire Arrais

Atualmente, há uma grande preocupação em criar materiais cada vez mais sustentáveis, dentro desse contexto, encontra-se, o compósito de matriz polimérica adicionado de fibra natural. Dentro dessa classe de fibras, uma das mais utilizadas é a fibra de bambu, a qual apresenta um grande desafio devido a dificuldade para a sua obtenção ultrapassando o comprimento crítico de utilização, que é em média 200 mm. Fibras com essa dimensão são consideradas longas, sendo utilizadas principalmente para a confecção de compósitos como carga de reforço dentro da matriz. Logo, é de fundamental importância determinar métodos simples de obtenção das fibras para se obter melhores resultados diante da finalidade do compósito. Esse trabalho visa apresentar de forma clara processos mecânicos e químicos para se obter fibras de bambu curtas, particuladas e longas, apresentando o seu potencial mecânico através de ensaios mecânicos. Ao realizar ensaios químicos e mecânicos, os procedimentos que apresentaram melhores resultados em relação a fibra ensaiada natural foram a mercerização a 5% de NaOH em solução aquosa e acetilação por uma hora a 100ºC.

Aug 16, 2017

By Rafael Abreu Fraga

Este trabalho tem como objetivo apresentar a nova linha de Laminação de Chapas Grossas da Usina de Ouro Branco da Gerdau, marcando a entrada da empresa na produção de chapas grossas de alto valor agregado no Brasil. A primeira fase do projeto consiste de um forno de reaquecimento de placas, um laminador de chapas grossas, sistema de resfriamento acelerado – Mulpic®, desempandeiras a quente e a frio e uma completa linha de acabamento constituída de linha de tesouras, oxi corte e máquina de ultra som. Neste projeto estão empregadas as mais modernas tecnologias para garantir a qualidade do produto: automação completa dos equipamentos com modelos matemáticos de controle do processo, sistema HAGC, Work Roll Bending e Work Roll Shiftting Smart Crown®. A nova linha tem capacidade de produção de 1,2 milhões de toneladas por ano na primeira fase, podendo alcançar 1,8 milhões de toneladas na segunda fase com espessura variando entre 6,0 a 150 mm e largura entre 900 a 3700 mm.

Aug 17, 2017

By Kíssia Carolina Bertoluci Cardoso

Para a fabricação de peças de grande porte, o forjamento em matriz aberta é o processo mais utilizado. Porém, se seus parâmetros não forem bem estabelecidos, defeitos metalúrgicos poderão surgir; esses, em sua maioria, provindos do material bruto de fusão, como rechupes e vazios. Para sanar tais defeitos, a deformação imposta na peça deve ser a mais homogênea possível. Neste estudo, a simulação numérica foi utilizada para verificar a relação entre a largura de contato matriz-peça e a espessura da parede de peças vazadas, com o objetivo de analisar o conceito de razão de mordida para esse tipo de geometria. Utiliza-se um billet cilíndrico inicial de 450 mm de comprimento, 360 mm de diâmetro externo e 120 mm de diâmetro interno, de material AISI 4140. As razões de mordida estudadas variam entre 0,2 e 1,4, sendo impostas variações de tempo em cada processo. Após análise, pôde-se verificar que as geometrias que apresentam distribuições mais homogêneas de deformação utilizaram razão de mordida de 0,4.

Aug 16, 2017

By Patrícia de Fátima Rodrigues

Neste trabalho, a técnica de ensaios de torção a quente foi utilizada na simulação física do processo de laminação a quente do produto fio-máquina. Foram realizados ensaios em dois tipos de aços, a saber, um aço baixo carbono (BC) e outro aço ultrabaixo carbono (UBC). A realização dos ensaios de torção a quente, sob condições próximas ao processamento industrial, ou seja, utilizando parâmetros de processo como taxa de deformação, temperatura e tempo entre passes, fornecidos pelo fabricante do laminador, possibilitou evidenciar os mecanismos de amaciamento destes aços. Foram obtidas as curvas de escoamento para as condições propostas e realizadas análises metalográficas para avaliar as microestruturas resultantes. A partir dos resultados obtidos pode-se concluir que ambos os aços apresentaram bom desempenho na laminação do fio-máquina. Em particular, o aço ultrabaixo carbono mostrou-se capaz de suportar as condições de processamento impostas nas simulações, o que torna viável sua possível aplicação no mercado de produtos de aços longos.

Aug 16, 2017

By Anderson Alves Cunha

Diante do cenário macroeconômico internacional, o setor mineral busca soluções inovadoras e sustentáveis para seus processos produtivos. Uma dessas soluções é, sem dúvida, aumentar a recuperação do mineral de interesse presente no rejeito proveniente de operações de beneficiamento de baixa recuperação metalúrgica. A substituição de matérias primas naturais por resíduos abre uma gama de oportunidades para melhorar a gestão de recursos não renováveis, contribuindo significativamente para o desenvolvimento sustentável e competitividade do negócio. O presente trabalho tem o objetivo de definir qual a faixa granulométrica, existente na lama, é mais adequada para concentrar e produzir pelotas, considerando a composição química, perda por calcinação, mineralogia e quantidade de elementos deletérios. Para isso, foram utilizadas técnicas de caracterização tecnológica, como: classificação granulométrica (peneiramento a úmido e cyclosizer), fluorescência de raios X, difração de raios X e microscopia óptica. Os resultados do trabalho permitiram identificar uma faixa granulométrica com alto teor de ferro e alto grau de liberação dos minerais de ferro, porém com teores de quartzo acima que um pellet feed comercial. Sendo assim, um determinado tratamento de concentração ou um blend será necessário para adequar quimicamente o material, para posterior obtenção de pelotas com baixo custo.

Aug 17, 2017

By Érico França

A CBMM aplicou aços microligados ao nióbio de alta resistência mecânica para a fabricação de containers de caminhões que transportam grãos na região do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba, com o objetivo de reduzir o peso desses equipamentos e possibilitar o aumento da carga útil transportada. O novo projeto reduziu em 10% o peso do container e também aumentou seu volume útil de 27 m3 para 29 m3. O investimento teve retorno com apenas 8 dias de operação com o novo projeto transportando arroz. Também foram obtidos ganhos no transporte de milho e soja com o retorno do investimento em 21 e 56 dias de trabalho respectivamente. O trabalho mostra os aços utilizados e as principais alterações nos projetos desses componentes.

Aug 16, 2017

By Leandro José de Barros Cardoso

A CSN possui 4 linhas de estanhamento eletrolítico (LEE) com capacidade de produção de 700 kt/ano de Folha de Flandres, nas quais durante o processo de estanhamento podem ocorrer desvios de qualidade que impactam no custo final do produto, afetando diretamente o custo de transformação da folha-de-flandres. Um destes desvios são as manchas superficiais (MS), caracterizadas por manchas na superfície do revestimento da Folha de Flandres que prejudicam o aspecto final do produto. O objetivo deste projeto foi reduzir o índice de desvio NOK por manchas superficiais das Linhas de Estanhamento 5 e 6 de 0,28% para 0,14% até abril de 2013. O projeto foi realizado utilizando a metodologia Lean Seis Sigma, obtida pela união do “Lean Manufacturing”, que visa a eliminação de desperdícios durante o processo produtivo e o Seis Sigma como uma estratégia gerencial que busca a maximização do desempenho dos processos. A metodologia é dividida em cinco etapas: Define, Measure, Analyze, Improve e Control. Após a conclusão do projeto observamos uma redução de 65% no índice de desvio do defeito em relação à média do ano anterior (2012). Com esta redução obtivemos um ganho financeiro de R$212.000,00. Este projeto também serviu como projeto de Certificação de especialista Green Belt.

Aug 8, 2018

By Robson Leandro Silva

O processo de descarburação de aço inoxidável contendo alto teor de carbono inicial via processo VOD foi estudado utilizando o aço AISI 304. Devido a questões operacionais, o carbono inicial aplicado no processo VOD da Villares Metals é próximo a 1% e a pressão de trabalho de 600mbar. O objetivo do trabalho foi encontrar o instante em que se torna possível a redução da pressão do sistema de acordo com o carbono inicial do processo. Para isso foram realizados testes em corridas industriais de 25 t interrompendo o sopro de oxigênio e realizando análise química em diferentes tempos de sopro. O resultado dos testes mostrou que após 11min de sopro de oxigênio é possível reduzir a pressão do sistema levando em consideração as limitações operacionais, podendo assim reduzir a oxidação de elementos de liga durante essa etapa.

Oct 30, 2017

By Leonardo Sales Araujo

Ligas de zircônio encontram grande aplicação em componentes estruturais do núcleo de reatores nucleares, dadas suas vantagens como resistência mecânica e a corrosão e baixa seção de choque de nêutrons térmicos. Contudo, por se tratar de uma liga reativa e necessitar de homogeneidade química e microestrutural, requer processos de fusão especiais como refusão a arco em vácuo. No presente trabalho, foi produzido um lingote de liga de zircônio a partir de briquetes de zircônio esponja compactados e unidos por soldagem para a composição do eletrodo. Foram realizadas duas refusões para aumento do tamanho do lingote e aumento da sua limpeza. As duas fusões foram analisadas por meio de observação das variáveis de processo. Foi possivel corroborar a viabilidade do processo de fabricação do lingote de zircônio em duas etapas de refusão. A análise das variáveis de processo mostrou que a primeira etapa de refusão apresentou maior instabilidade durante a fusão, o que poderia afetar a estrutura de solidificação. Com isso, uma etapa de refusão foi realizada, com maior estabilidade, além de potencialmente propiciar maior grau de limpeza e homogeneidade da liga.

Aug 16, 2017

By Ranieri Corrêa Salazar

Essa contribuição técnica mostra a evolução do processo da Linha de Recozimento Contínuo de Chapas (LRCC#1) da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), na produção de laminados a frio sem revestimento para o segmento de mercado de tambores. A CSN vinha ao longo do tempo perdendo esse mercado devido principalmente a problemas de qualidade, como oxidação quando realizava a laminação de encruamento seca e, por outro lado quando processava o material com laminação de encruamento com óleo protetivo, ocorria no processo do cliente de cura a incompatibilidade com a tinta e vernizes nas aplicações mais críticas como acondicionamento alimentício, farmacêuticos e outros, cujos requisitos de qualidade rigorosos são exigidos contra qualquer tipo de contaminação. Desenvolveu-se um produto que associado ao controle de sua quantidade e a microgeometria da superfície da tira, resultou na lubricidade necessária para a continuidade operacional e atendeu aos requisitos de qualidade desejados.

Jul 30, 2018