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By Klaus-Peter Kinzel

Staves Coolers de cobre proporcionaram uma excelente proteção da carcaça do alto-forno em áreas de alta temperatura. Isso resultou para que os operadores de alto-forno alcançassem alto desempenho em termos de produtividade e taxa de combustível, além de campanhas de mais de 15 anos. No entanto, nos últimos anos, alguns altos-fornos experimentaram um desgaste prematuro nos staves de cobre. Algumas dessas empresas se alinharam com Paul Wurth para investigar a causa fundamental desse fenômeno com base em todos os fatores de influência e, em seguida, propor ações corretivas. Estes resultados são discutidos e apresentados a seguir no trabalho técnico.

Oct 30, 2017

By Jorge Luis Braz Medeiros

As ligas de Alumínio ASTM 2014, caracterizam-se por apresentarem elevada resistência mecânica, quando comparadas a demais ligas de Alumínio. Este comportamento está associado ao tratamento térmico de Solubilização e envelhecimento, sendo que no envelhecimento artificial existem diferentes curvas de avaliação do limite de resistência, limite de escoamento, alongamento etc. Neste trabalho serão apresentados os efeitos da cura de revestimento de Politetrafluoretileno, realizado a 230ºC, nas propriedades mecânicas e na dureza, destas ligas, após a condição preliminar de solubilização. O Politetrafluoretileno confere baixo coeficiente de atrito e acabamento diferenciado, sendo comparado seu efeito com processos de anodização.

Aug 7, 2018

By Rosana Vilarim da Silva

Uma das linhas de pesquisa de destaque na vasta área dos compósitos poliméricos é a da utilização de fibras naturais como agentes de reforçamento. Apesar das inúmeras vantagens essas fibras apresentam limitações, como alta absorção de umidade e baixo desempenho mecânico, que restringem sua utilização em aplicações estruturais. Buscando minimizar estes problemas foram desenvolvidos neste trabalho três compósitos híbridos associando uma fibra natural (sisal, coco e bucha vegetal), com a fibra de vidro. O objetivo foi avaliar o processo de absorção d’água e seu efeito nas propriedades mecânicas em tração dos compósitos. A técnica de fabricação foi a moldagem manual seguida de compressão. Os compósitos são laminados de cinco camadas; três camadas de fibras de vidro intercaladas com duas camadas de fibras naturais. A matriz é a resina poliéster ortoftálica. A caracterização destes compósitos foi feita por ensaios de absorção d’água e ensaios de tração em duas condições: seco e após saturação por água. O híbrido sisal/vidro foi o que apresentou o melhor desempenho mecânico, seguido dos híbridos coco/vidro e bucha/vidro. A absorção d’água causou redução das propriedades mecânicas. O híbrido bucha/vidro foi o que apresentou o menor percentual de redução após a saturação, apesar de absorver o maior percentual d’água.

Aug 16, 2017

By Eduardo de Paula Silveira, Carlos Vinícius Domingos de Carvalho, Roberto Parreiras Tavares, André Afonso Nascimento, Honicássio de Souza Ferreira, Afrânio Márcio Costa

Modelos de transferência de calor possibilitam o conhecimento de espessura da camada solidificada e temperatura da placa, essenciais para alterações no processo visando melhoria de qualidade. Neste estudo foi desenvolvido um modelo pelo método 2½ D, que consiste em acompanhar em toda extensão da máquina uma secção transversal da placa, ajustando as condições de contorno para cada região. Medições de temperaturas superficiais e de espessura da camada de aço solidificada da placa foram utilizadas para validação do modelo. O modelo foi adequado para as condições de contorno e parâmetros da máquina de lingotamento contínuo de placas da Gerdau Ouro Branco visando fornecer subsídios para a melhoria da qualidade superficial e interna das placas.

Oct 1, 2019

By Edmilson Renato de Castro

O presente trabalho apresenta um forno para a produção de ferro gusa por redução carbotérmica estimulada por micro-ondas de minério de ferro, na forma de pelotas autoredutoras. O forno de redução com potência regulável de até 15 kW de micro-ondas de 2.45 GHz foi especialmente projetado e construído para este processo. A estrutura do forno é em aço inoxidável e utiliza três geradores de micro-ondas focados para o centro de um aplicador cilíndrico. Com esta configuração conseguiu-se produzir um campo eletromagnético de alta densidade energética. As cargas de pelotas auto-redutoras, com massas em torno de 90 g e 30 g foram reduzidas em um cadinho de carbeto de silício. A potência de micro-ondas irradiada foi de 6 kW. A montagem do forno dispõe de uma balança elétrica adaptada para suportar o cadinho de redução. O presente forno dispõe de controle e medida da potência fornecida e refletida, permitindo medir a energia de micro-ondas efetivamente aplicada à carga. Esta característica permite realizar balanços de massa e de energia além de determinar a evolução da taxa de reação através da medida contínua da massa das pelotas sob redução, ao longo do tempo de processamento. Obtiveram-se curvas cinéticas de redução carbotérmica de minério de ferro incentivada por micro-ondas e de seu consumo de energia durante o processo.

Aug 16, 2017

By Rodrigo Rangel Porcaro

Juntas soldadas por centelhamento (flash butt welding) de trilhos de aço do tipo intermediário foram caracterizadas mecânica e estruturalmente. Além disso, ensaios preliminares de dilatometria foram aplicados ao metal base e correlacionados ao processo de soldagem. Os resultados indicam que o metal base atendeu aos requisitos da Norma AREMA (2013). A microestrutura de toda a região soldada é formada por perlita e os ciclos termomecânicos provocaram significativas alterações no tamanho das colônias perlíticas e na sua morfologia, com destaque às mudanças de espaçamento interlamelar em toda a junta e início de esferoidização na região de transformação parcial. Como consequência das alterações morfológicas da perlita, a microdureza foi significativamente reduzida na região de transformação parcial e refino de grãos. A taxa de resfriamento média após o processo de soldagem foi estimada a partir dos ensaios de dilatometria.

Oct 30, 2017

By Ricardo Pondé Weber

O objetivo desse estudo é correlacionar a diminuição da resistência balística de um aço de alta dureza (HHA – High Hardness Armor), produzido no Brasil, com as mudanças microestruturais devido ao impacto balístico. Os resultados sugerem que essa diminuição está relacionada ao surgimento da banda de cisalhamento adiabático (ASB – Adiabatic Shear Bands) com uma dureza maior que a do material original, o que produz trincas e consequentemente diminui a resistência balística do aço.

Oct 30, 2017

By Homero Delboni Junior, Thiago Nunan, Flávia Vargas

Ball mill liners perform two main functions in grinding process: protect the mill shell from the aggressive milling environment and delivery input power to the charge. When it comes to liners optimization the challenge are to prolong the service life and improve grinding performance. Some liners characteristics such as A / B ratio, lifters number, lifter height, and attack angle are extremely relevant to grinding process. By analyzing process data, and through DEM simulations application, these parameters were improved on W-mill liner, located at Vazante concentration plant. The new profile promoted a reduction of power variability between the final and the initial life cicle intervals and, therefore, better stability to circuit operation. In addition, the new liner service life reached 21,603 hours, 25% higher compared to the previous one in use. This optimized profile therefore proved to be able to improve its functions by achieving superior process performance combined with longer service life.

Oct 3, 2019

By Thiago Viana de Oliveira Turra

Foi estudado o comportamento do resultado de dureza com o acréscimo de tempo de patamar de tratamento térmico para alívio de tensões, em juntas soldadas com processos MAG e TIG. Utilizou-se o metal base ASTM A743 CA6NM, um aço inoxidável martensítico usado na fabricação de rotores para geração de energia hidroelétrica, e o consumível de soldagem AWS A5.9 ER410NiMo. No processo MAG, foi usado o gás mistura de 96% Ar + 4% CO2, e no processo TIG o gás 100% Ar. Para cada processo, foi soldado um corpo de prova, que foi cortado em sete fatias ao longo do comprimento. Observou-se redução na dureza do estado “como soldado” para o primeiro ciclo de oito horas de patamar. Nos demais ciclos a variação encontrada não tem significância dentro da dispersão da amostragem.

Oct 30, 2017

By Leonardo Pereira

Este trabalho reporta a viabilidade de realizar o tratamento térmico de austêmpera, para obtenção de um Ferro Dúctil Austemperado (ADI), utilizando uma liga de Zn-Al-Mg-Cu, como meio de resfriamento e permanência em patamar, durante o processo de tratamento térmico. Por meio da obtenção da curva de resfriamento da liga Zamac 5, constatou-se a viabilidade de realização da austêmpera em temperaturas superiores a 380ºC. A partir de corpos de prova de ferro fundido nodular de matriz predominantemente perlítica, instrumentados e austenitizados a 870°C e 900°C, avaliou-se a taxa de resfriamento promovida pela liga Zamac 5, até a temperatura de 400°C. O tratamento mostrou-se eficiente, utilizando a liga como meio de austêmpera, sendo registradas taxas de resfriamento superiores a 6°C/s. A análise morfológica constatou a formação de ausferrita, sem a presença de perlita, caracterizando assim a formação do ADI.

Oct 30, 2017

By Alessandra Vieira Guimarães

A liga de Níquel 718 é bastante requisitada para aplicações na indústria aeroespacial devido as suas excelentes propriedades. Endurecida por precipitação, a liga apresenta alta resistência mecânica sob condições extremas e ambientes severos, representando um avanço tecnológico significativo na produção de motores aeroespaciais. Os reparos realizados nos motores são feitos por diferentes processos, porém muitas vezes são realizados até que as especificações estruturais deixem de ser atendidas. Após os reparos, a liga é solubilizada em temperatura inferior a temperatura solvus da fase d, o que pode levar a precipitação crescente desta fase, podendo impactar nas propriedades da liga. O intuito do presente trabalho é avaliar o efeito de múltiplos ciclos de tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento na microestrutura e propriedades mecânicas da liga. Foi possível observar que os múltiplos ciclos induzem uma crescente formação de fase d, reduzindo a resistência mecânica da liga.

Oct 30, 2017

By Robson Jacinto Coelho

A equipe da Coqueria identificou a possibilidade de reduzir o Burn Loss, que é a perda de material por queima durante o processo de coqueificação. Após uma série de estudos, utilizando a metodologia Seis Sigma, identificou-se oportunidades de melhorias operacionais que trariam mais eficiência, estabilidade operacional e consequente aumento na produção de coque e vapor, tais como: maior controle na admissão de ar, controle das perdas de coque e carvão, vedação dos fornos de coque e execução de paradas programadas específicas para Preservação Refratária, com foco na redução do back log e consequente prolongamento da vida útil das baterias de fornos de coque. A redução Burn Loss aumenta o rendimento coque/ carvão, com consequente redução do consumo específico de carvão e aumento na produção de coque e vapor. A implantação desse projeto permitiu a redução de 2,5 dólares por tonelada de aço produzida no Fiscal Year 16/17.

Oct 30, 2017

By Vinícius Cardoso da Rocha

Frente ao cenário industrial competitivo, o emprego de fluxantes em lingotamento contínuo de aços permitiu o aumento da produtividade e a redução das perdas metálicas por defeitos superficiais. Neste estudo, avaliou-se a aplicabilidade de dois tipos de fluxantes para produção do aço SAE 1046 Mod. Os fluxantes foram testados quanto ao desgaste da válvula submersa, frenagem (atrito) na interface metal/molde e rejeição dos produtos de lingotamento devido à presença de defeitos superficiais. O fluxante teste apresentou taxa de desgaste de válvula submersa de 2,2 mm/corrida, frente ao fluxante padrão com 0,8 mm/corrida. Entretanto, o fluxante teste demonstrou bons resultados quanto à lubrificação do molde, reduzindo a frenagem (atrito) entre o metal e molde e, consequentemente, melhorando a qualidade superficial do produto de lingotamento. A rejeição dos produtos por defeitos superficiais reduziu 47% com o fluxante teste.

Aug 16, 2017

By Guilherme Corrêa Soares

Deeper understanding about the strain hardening behavior of steels has become necessary due to its importance in industrial processes such as mechanical cold forming, rolling and drawing. In this work, the strain hardening behavior of AISI 304, non-grain oriented electrical (NGO) and dual phase steels was investigated. Tensile tests were performed and the strain hardening behavior of each steel was studied by the Hollomon’s equation. X-ray diffraction measurements and hardness tests were also carried out in order to characterize the specimens. Different work hardening stages were observed in each steel during the deformation process. The results obtained are discussed in terms of the relationship among the instantaneous strain hardening coefficient, hardness and eventual phase transformations. The instantaneous strain hardening coefficient of dual phase and NGO increases after the yield point, rapidly reaching its maximum and then steadily decreases until tensile strength is reached. In AISI 304’s case, the strain hardening coefficient keeps raising to high values in response to a large strain and then rapidly decreases before reaching the tensile strength. In comparison to the other steels, AISI 304 shows higher instantaneous strain hardening coefficient value, which persists even in large strains. This is a consequence of its strain hardening mechanism based on stress-induced martensite transformation.

Aug 16, 2017

By Franco de Castro Bubani

Cu-base alloys (Cu-Zn-Al, Cu-Al-Be, Cu-Al-Ni), depending on their composition, have martensitic transformations that can be thermally or mechanically induced between a metastable structure called austenite and one or more metastable structures called martensites. In single crystals, depending on the specific composition of the alloy and the crystallographic orientation of the tensile axis, martensite-martensite transformations can be mechanically induced. The hysteresis associated to these martensite-martensite transitions is usually much greater than the one associated to the austenite-martensite transformation. Thus, martensite-martensite transitions are potential candidates for energy dissipation in a mechanical damper. Possible applications that would benefit from high hysteresis include seismic damping devices, dampers for satellites and the aerospace industry, defense and others. We present pseudoelastic cycling results of alloys submitted to different thermal treatments. Our conclusions highlight the fact that, under certain conditions, Cu-base alloys deliver better damping performance than commercially available SMAs and even the new Fe-base SMAs.

Aug 7, 2018

By Daniel Wild, Tobias Scheffer, Marvin Laugwitz, Martin Jochum

Leveling is a standard process in the rolling mill to eliminate flatness deviations. The process layout is based on models and the leveling result depends on the accuracy of the material parameters in these models. Even small deviations from the correct assumptions can have a major effect on the final flatness. Thus, after leveling the products may look optically flat, but subsequent to a final cutting process springback occurs due to residual stresses. The objective of this work is to analyze the influence of material parameters and gravity on the flatness after leveling. To evaluate the sensitivity of the process, an FE parameter study is exerted that reveals the influence of fluctuations in material properties in the case that the leveling setup is fixed. Gravity is neglected to not conceal flatness deviations. Examples of this study are rerun in a further step under consideration of gravity to also analyze its influence on the resulting flatness and residual stresses. Finally, to analyze the consequence of the residual stresses, all information of the plate from the previous step are transferred while gravity is suppressed to prompt springback. This study revealed that slight deviations of the material properties can lead to uneven plates in simulations where gravity is not considered. If gravity is taken into account, the unevenness is concealed and the plate seems flat. A springback simulation of the same plate shows that strong residual stresses are still present and would lead to unevenness if e.g. the plate were cut.

Oct 1, 2019

By Bruna Brito Freitas

O lingotamento contínuo de tarugos é um processo extremamente complexo dependente de variáveis que influenciam diretamente na qualidade do aço lingotado e na produtividade. Geralmente essa influência é conflituosa. É necessário conhecer melhor os parâmetros de processo para compreender seus efeitos naquilo que é a base do lingotamento contínuo: a transferência de calor na interface metal/molde. Foram levantados dados de temperatura durante o lingotamento de diversas corridas de aços em uma planta de aços longos especiais. As medidas de temperatura das paredes do molde da máquina LC foram obtidas, utilizando-se termopares estrategicamente posicionados ao longo do comprimento do molde e nas suas faces. Através da obtenção dos valores de temperatura desses termopares e do levantamento dos dados de processo de cada corrida monitorada, foi possível correlacionar a influência da velocidade com a transferência de calor na interface metal/molde. Por fim, os resultados mostram que o aumento da velocidade de lingotamento gera um aumento na transferência de calor.

Aug 7, 2018

By Suzana Souza da Silva Scardua

O desenvolvimento dos aços microligados representa um grande avanço tecnológico e oferece grandes vantagens econômicas para diversas áreas da engenharia. Nas últimas décadas houve um aumento expressivo na demanda mundial por tubos utilizados na construção de dutos para transporte de petróleo e gás. Neste caso são utilizados os aços ARBL (Alta Resistência e Baixa Liga) que combinam alta resistência e tenacidade necessárias para operar em altas pressões. Os tubos são produzidos a partir de placas laminadas e posteriormente soldadas atendendo a norma API 5L. Em componentes de geometria complexa, tais como juntas, acoplamentos e conexões, a laminação não é a técnica mais adequada. Para este fim, o processo de forjamento é uma alternativa, pois permite uma ampla faixa de dimensões e formas complexas com controle da microestrutura e propriedades mecânicas após tratamentos térmicos adequados. Para avaliar novas técnicas de processamento, foram fabricadas barras forjadas de um aço microligado com composição química similar à de um API 5L X70 comercial. O aço foi lingotado e forjado em barras quadradas de 35 mm de aresta. Em seguida foram retiradas amostras para tratamentos térmicos de têmpera a 920°C e 1.050°C e revenimento de 150°C a 650°C. Após analisar as microestruturas foi escolhida a similar à de um tubo comercial API 5L X70 para preparação de corpos de prova para ensaios de tração. Resultados preliminares mostram a possibilidade de obter aços com qualidade API através do forjamento.

Aug 7, 2018

By Bruna Brito Freitas

O lingotamento contínuo de tarugos é um processo extremamente complexo dependente de uma série de variáveis. Todas essas influenciam diretamente na qualidade do aço lingotado e na produtividade, quase sempre de maneira conflituosa. Para compreender o efeito dos parâmetros de processo, é necessário conhecê-los melhor e avaliar sua influência naquilo que é a base do lingotamento contínuo: a transferência de calor na interface metal/molde. Neste estudo foram levantados dados de temperatura durante o lingotamento de diversas corridas de aços em uma planta de aços longos especiais. As medidas de temperatura das paredes do molde da máquina LC foram obtidas, utilizando-se termopares estrategicamente posicionados ao longo do comprimento do molde e nas suas faces. Através da obtenção dos valores de temperatura desses termopares e do levantamento dos dados de processo de cada corrida monitorada, foi possível correlacionar o efeito da composição química com a transferência de calor na interface metal/molde. Por fim, os resultados mostram que aumentando o carbono equivalente observa-se um aumento na transferência de calor.

Aug 7, 2018

By Luiza Cruz Guimarães

Os fabricantes de instrumentos endodônticos de NiTi têm desenvolvido diferentes estratégias para aumentar a resistência à fadiga e à ruptura torcional desses instrumentos. A tecnologia “Controlled Memory (CM)”, que envolve o emprego de tratamentos térmicos em instrumentos já usinados, é uma dessas novas estratégias. Neste trabalho, dois tipos de instrumentos CM foram avaliados em termos de sua capacidade de recuperação de forma e resistência à fadiga após ciclos de flexão até 45 graus e esterilização em autoclave, simulando o uso clínico. Os resultados obtidos em relação às temperaturas de transformação martensítica e reversa, ao momento de dobramento a 45 graus, à recuperação de forma e à resistência à fadiga após ciclos de flexão/esterilização mostraram que os tratamentos aplicados aos dois tipos de instrumentos, embora referenciados como tecnologia CM, produziram resultados diferentes em termos de microestrutura e propriedades.

Aug 17, 2017