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By Roney Eduardo Lino

Melhorar a qualidade dos aços e dos processos tem sido uma rotina dos engenheiros metalurgistas e das siderúrgicas em um mercado que exige produtos com qualidade e preço competitivos. No processo de refino dos aços são feitos os ajustes de composição química e temperatura, além das modificações inclusionárias necessárias às características de qualidade dos produtos e as exigências para uma perfeita lingotabilidade. O processo de solidificação mais comum é o lingotamento contínuo, onde a continuidade de fluxo de aço líquido através das válvulas é assegurada através da temperatura adequada e presença de inclusões no estado líquido nas temperaturas de lingotamento. Neste trabalho foram utilizados os softwares Thermocalc e CEQCSI com o objetivo de avaliar o efeito dos elementos químicos carbono, silício e enxofre na janela de lingotabilidade de diagramas de fases alumínio vs cálcio. Os softwares se mostraram bastante apropriados e eficazes neste estudo, e os resultados indicam que os elementos estudados afetam diretamente a posição da janela de lingotabilidade dos aços carbono. A análise de amostra de tarugo de um aço 0,2%C via MEV mostrou que há grande heterogenidade de inclusões no aço acalmado ao alumínio e tratado com cálcio.

Aug 8, 2018

By Neiclésio Nunes Ibiapina

No forno elétrico a arco (FEA) é realizado a fusão da carga metálica composta de sucata, gusa sólido ou líquido, fundentes e o aquecimento do banho líquido utilizando energia elétrica e química. O balanço correto dessas energias e a escolha adequada das matérias primas são fatores que determinam a otimização da eficiência energética e demais ganhos advindos. Para melhoria desses fatores foi utilizada a metodologia Delineamento de Experimentos (DOE) que permite estudar as variáveis do processo e a complexidade de suas interações, buscando solucionar problemas e melhorar a desempenho através de análises estatísticas. Este trabalho mostra os experimentos realizados no FEA da Sinobras objetivando otimizar a energia química do FEA para diferentes condições de carga. O resultado alcançado foi a redução no consumo de energia elétrica, no consumo de oxigênio, no power on e aumento da produção.

Jul 30, 2018

By Manoel Farias Martins

A utilização de antracito na produção de pelotas de minério de ferro é uma prática utilizada pelas mineradoras para reduzir custos com combustíveis e melhorar a qualidade física do produto. Objetivando uma melhor compreensão dos efeitos ocasionados pela adição de carvão na mistura (pellet feed moído e aditivos) sobre a resistência a compressão das pelotas queimadas, foram confrontados os resultados dos ensaios de resistência à compressão obtidos através da rotina de ensaios da mineradora VALE SA, com as seguintes variáveis: percentual em massa de carbono (%C fixo), porosidade e granulometria do antracito. Com a elevação de carbono, observou-se a redução nos valores da resistência à compressão, sobretudo, nas pelotas de redução direta. No que diz respeito à porosidade, a resistência à compressão das pelotas aumentou com a diminuição dos poros no interior das mesmas. Analisou-se também a granulometria do carvão, todavia, constatou-se que a mesma não teve influência significativa sobre os resultados da resistência à compressão.

Oct 30, 2017

By Thinnie Hahn dos Santos

O aço API 5L X60 é empregado na fabricação de dutos submarinos para a produção de óleo e gás. Com a ajuda de métodos de inspeção e estudos de mecânica da fratura é possível avaliar a severidade dos defeitos existentes, prever a falha dos componentes e tomar as devidas providências para evitar acidentes que podem levar a danos ambientais, perda de vidas e prejuízos financeiros. Com foco na redução do efeito do histórico de carregamento, avalia-se uma técnica alternativa de pré-trincamento por fadiga para a obtenção das curvas de crescimento de trinca por fadiga. Esta técnica permite a nucleação de trincas em carregamento cíclico compressivo, isentas de tensões residuais compressivas, que mascaram os resultados na determinação do limiar de propagação de trincas. Neste trabalho, foram utilizados corpos de prova do tipo C(T) para a nucleação das pré-trincas de fadiga. Foi avaliada a influência das características do carregamento, como o nível da força aplicada e a razão de carregamento no comprimento de saturação das trincas produzidas, a fim de se obter avanços no estabelecimento dessa metodologia. Com um carregamento mais intenso, o comprimento de saturação de trinca foi maior. Além disso, a diferença de comprimento entre o centro e as superfícies do corpo de prova se torna mais acentuada. O comprimento de saturação de trinca é menor que o raio da zona plástica e maior que a região máxima governada por tensões residuais trativas. Para carregamentos menos severos, a trinca cresce de maneira mais uniforme e alcança comprimentos de saturação de trinca menores. A razão de carregamento não interfere significativamente no comprimento de saturação de trinca.

Oct 30, 2017

By Regina Paula Garcia Santos

Inconel 625 é utilizado na indústria petrolífera em sistemas de bombeamento onde pode ocorrer movimento relativo na presença de partículas abrasivas, mas devido ao seu elevado custo este pode ser depositado em substratos mais baratos tornando-se uma alternativa viável. A deposição pelo processo PTA permite altas taxas de deposição e baixa diluição. Realizou-se a parametrização do processo PTA para obter depósitos espessos em único passe (> 3 mm) de Inconel 625 sobre aço ABNT 1045. Corrente, velocidade de soldagem e taxa de alimentação foram variados. Análises macrográficas permitiram a medição das características geométricas dos cordões. Foram identificadas duas famílias, uma com uma diluição menor (

Aug 16, 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 Johne Jesus Mol Peixoto, Itavahn Alves da Silva, Marina Braga Campos, Carlos Antônio da Silva

A composição, morfologia e distribuição de tamanho das inclusões presentes nos aços têm forte influência sobre propriedades químicas e físicas como fadiga, usinabilidade e resistência à corrosão. Desta forma, melhorar a qualidade do aço implica em aumentar a limpidez do aço líquido [1]. Para tanto são utilizados processos (que apresentam diferentes custos operacionais) como o burbulhamento de gás inerte na panela e o tratamento no desgaseificador a vácuo RH. O presente trabalho apresenta resultados de simulações matemáticas bem como operacionais dos processos de remoção de inclusões através do borbulhamento de gás inerte e do tratamento a vácuo. É feita uma comparação entre as capacidades de remoção de inclusões destes processos, confirmando a maior efetividade do reator RH.

Oct 1, 2019

By Jeferson Preti

Este trabalho apresenta a análise, o projeto e o desenvolvimento de um manipulador robótico industrial de baixo custo para linhas de produção. O aparato proposto possui potencial para contribuir na melhoria das condições de utilização de células robóticas no cenário industrial nacional, auxiliando na superação dos desafios existentes na implantação de células robóticas por pequenas e médias empresas, nomeadamente, custos de implantação, manutenção e reprogramação/reconfiguração. O manipulador robótico industrial foi projetado considerando uma estrutura metálica leve de baixo custo, com elementos mecânicos de precisão média e não dedicados, facilmente encontrados no mercado nacional. Além disso, o manipulador robótico foi projetado para ser capaz de alcançar velocidades médias provendo tempos de ciclo de operação quase equivalentes aos apresentados por robôs polares articulados convencionais, nas mesmas aplicações. O sistema de controle foi concebido para não empregar o dispendioso sistema convencional de hardware centralizado de controle de eixos, sendo esta operação realizada por algoritmo computacional executado no mesmo PC responsável pela gestão e integração dos processos. Assim, a operação emprega dispositivos acionadores descentralizados considerando o envio dos sinais de referência diretamente aos acionadores, possibilitando a compensação das restrições dos esforços da estrutura com recursos de suavização de trajetórias. A integração com o usuário foi projetada para possuir uma interface gráfica de manipulação amigável e que permita facilmente os processos de operação, manutenção e de reconfiguração. Fornecendo ainda, recursos de supervisão, histórico de falhas e assistência remota. Por fim, um protótipo do manipulador robótico industrial proposto é apresentado demonstrando as principais características construtivas e operacionais.

Jul 30, 2018

By Weslei Viana Gabriel

Por meio do uso de técnicas de modelamento físico e matemático, caracterizou-se o fluxo de líquido, no interior de um molde de beam blank, quando alimentado por apenas uma válvula submersa constituída por três portas de saída cilíndricas e espaçadas de 120°. Verificou-se que o fluxo do jato de líquido que atravessa a alma se espalha ao longo de toda a superfície do flange antes de se recircular na região central do molde. Através da técnica de injeção de traçador e análise do perfil de velocidade, percebe-se que os jatos direcionados para as quinas do flange recirculam rapidamente e, por isto, se espalham numa pequena região. Este tipo de válvula se caracteriza também por ter uma maior intensidade de oscilação da superfície do que a válvula do tipo tubular. Foram realizados testes para simular a taxa de remoção de inclusões. Os dados obtidos mostram que esta válvula é mais eficiente na limpidez do aço do que uma válvula tubular simples.

Oct 30, 2017

By Raphael Calazans Cardoso

Os procedimentos de dimensionamento de juntas parafusadas devem corresponder adequadamente às condições impostas na prática, para garantir projetos de alta confiabilidade. Por isso, este estudo tem o objetivo de evoluir na compreensão do comportamento mecânico de juntas parafusadas submetidas à carga axial externa. Para tal foram realizadas simulações numéricas variando a pré-carga de aperto, o comprimento do parafuso, o atrito entre os componentes, a posição de aplicação da carga externa e os materiais dos membros apertados, de modo a verificar a parcela da carga externa transferida ao parafuso. Todos os fatores analisados alteram o comportamento mecânico da junta, exceto o atrito entre os componentes. A transmissão da carga ao parafuso se comporta de maneira não-linear pelo aumento da carga externa. Além disso, existe um patamar de carga externa abaixo do qual não há transferência de carga ao parafuso.

Oct 30, 2017

By Ariella Vianna Fontes

Os dutos de plástico reforçados com fibra de vidro, devido a sua boa relação entre resistência mecânica, peso e resistência à corrosão, são amplamente utilizados, por exemplo, na indústria petrolífera. Todavia as conexões de vários trechos desses dutos, realizadas por juntas adesivas, podem apresentar defeitos como a falta de adesão e a falta de adesivo, tornando-se pontos propícios ao colapso. Até o momento ainda não há uma metodologia de ensaio não destrutivo consolidada, capaz de avaliar a integridade das juntas adesivas. A técnica mais utilizada é o ensaio de ultrassom, porém com fortes limitações. Dentro desse contexto, o presente trabalho apresenta a caracterização dos defeitos utilizando a técnica de microtomografia 3D, visto que esta permite examinar a estrutura interna do material. Foram confeccionados e avaliados corpos de provas contendo os defeitos típicos encontrados em campo. Os resultados mostraram que a técnica utilizada é adequada para caracterização qualitativa e quantitativa dos defeitos típicos em juntas adesivas encontrados em campo.

Aug 16, 2017

By Johne Jesus Mol Peixoto, Itavahn Alves da Silva, João Víctor Gomes Guimarães Ananias, Salvatore Giuliano Peixoto Tropia de Abreu, Weslei Viana Gabriel, Thiago Araujo Santos de Oliveira

O fluxo de aço em um distribuidor de lingotamento contínuo é um dos fatores que ajuda a determinar a qualidade final do aço. O presente trabalho aborda o caso de fluxo assimétrico em um distribuidor de dois veios provocado pelo posicionamento descentralizado da válvula longa, avaliando o efeito de diferentes configurações de barreiras e diques na assimetria, além da influência nos campos de velocidades. Foram realizados testes em modelo físico de acrílico, utilizando água para simular o aço e KCl como traçador para obtenção das curvas de Distribuição de Tempo de Residência (DTR). Simulação computacional e a técnica PIV também foram utilizadas para análise do fluxo. Foi possível verificar que a utilização de barragens e diques melhoraram as condições para a flotação de inclusão, devido ao aumento do tempo mínimo de residência do aço, além da diminuição de zonas mortas e da quantidade de descarte gerada durante a troca de panelas. A utilização de barragens e diques em conjunto foram eficientes para uma melhor distribuição do fluxo na superfície livre do distribuidor, o que também favorece a limpidez do aço.

Oct 1, 2019

By Cássio Barbosa

O desenvolvimento da indústria metal-mecânica nos últimos anos tem levado à demanda de materiais com propriedades mecânicas e de resistência à corrosão cada vez melhores, com o objetivo de suportar severas condições de uso e assim garantir melhor desempenho para equipamentos e estruturas que utilizam os componentes fabricados com estes materiais. Neste contexto, é de fundamental importância conhecer bem a microestrutura destes materiais, que influencia consideravelmente suas propriedades. O propósito deste trabalho é realizar uma caracterização preliminar de ligas não ferrosas (de alumínio e de cobre) utilizadas na fabricação de componentes antifricção. Com esta finalidade, técnicas como microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), envolvendo análises de EDS e de EBSD, assim como ensaios de microdureza foram utilizadas para caracterizar a microestrutura do material (liga Al-Sn-Si-Cu). Os resultados obtidos neste estudo permitiram a identificação das fases presentes neste material.

Aug 16, 2017

By Carlos Vinícius Domingos de Carvalho

As perdas geradas nos processos de uma Aciaria contribuem de forma significativa para a perda metálica do processo. Eventualmente, mesmo com uma operação correta, do ponto de vista de características do produto, pode ocorrer comprometimento do ponto de vista econômico, e uma forma de redução direta dos custos e aumento de performance é a redução das perdas geradas no processo. Desta forma, tornou-se importante realizar um estudo para reduzir as perdas metálicas na Aciaria. Foi utilizado a metodologia Seis Sigma, sendo estratificadas as perdas por processo na Aciaria, onde as maiores perdas na rota dos processos de Lingotamentos Contínuos foram: perda no Distribuidor (24,7%), corte de sequência (17,5 %), retorno de corrida por baixa temperatura do aço na panela (16,3 %); perda por obstrução da válvula da panela (8,8 %). A perda metálica foi reduzida em 50,8%. Além da redução expressiva das perdas, houve uma grande contribuição em relação à compreensão dos modos de falhas para apropriação correta das perdas, tornando as informações mais seguras e facilitando o tratamento de possíveis falhas no processo.

Oct 30, 2017

By Giselle de Mattos Araújo

A autorredução é afetada por características das matérias-primas tais como granulometria, porosidade, tipo e teor da fonte carbonácea, e também por características do ciclo de processamento imposto, taxas de aquecimento, tipo de atmosfera gasosa, temperatura média de processo. No presente trabalho objetiva-se, através de testes de termogravimetria, avaliar a cinética de autorredução e também o fluxo térmico associado, durante o processamento de diversas associações de finos de minério e fonte carbonácea. Com os resultados obtidos identificam-se condições que otimizam tanto a mistura autorredutora quanto o processamento, observando-se que em uma mesma faixa granulométrica, o maior conteúdo de Cfixo da fonte carbonácea e materiais mais reativos otimizam a cinética, em detrimento da maior quantidade volumétrica de partículas carbonáceas observada em amostras contendo carvões mais pobres em Cfixo. Taxas adequadamente controladas permitem a definição de instantes distintos para as diversas etapas fenomenológicas envolvidas no processamento da autorredução.

Aug 2, 2018

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 Jorge Magalhães Ávila de Paula

A aplicação de materiais metálicos exige que os mesmos sejam submetidos a etapas de conformação mecânica. Estes procedimentos elevam significativamente a densidade de descontinuidades, alterando a morfologia dos grãos, assim como o estado de tensão induzida na estrutura. Os materiais submetidos a processos de conformação, em especial aos de conformação a frio, são submetidos, após a deformação, a um tratamento térmico denominado de recozimento de recristalização, cujo objetivo é recuperar a estrutura e recristalizar os grãos. Neste contexto, estudou-se a viabilidade de aplicação da técnica de calorimetria diferencial (DSC), como ferramenta para a determinação da temperatura de início de recristalização de aços. Para a execução deste trabalho, foram utilizados amostras de aço SAE1010 que foram deformadas a frio e em seguida submetidas a rampas de aquecimento em um equipamento DSC. A técnica de DSC evidenciou apenas o início do fenômeno de recuperação do material. Algumas amostras deformadas foram submetidas a tratamentos térmicos de recozimento de recristalização a 500°C, 600°C e 700°C. A partir da caracterização microestrutural e de ensaios de microdureza, calculou-se os valores de k e n do modelo de Avrami para as amostras tratadas a 600°C e 700°C, obtendo-se após isto a energia de ativação para as deformações de 69,6% (199,5KJ) e 87% (178,4KJ). À 500°C, as amostras não se recristalizaram, confirmando esta temperatura abaixo da crítica para as deformações estudadas.

Aug 16, 2017

By Gisele de Araujo Rocha

A boemita é importante na preparação de catalisadores, adsorventes, revestimentos, alumina e materiais derivados de alumina quando porosidade e resistência mecânica são desejadas. Sob condições hidrotérmicas foram preparadas boemitas a partir de 3 precursores diferentes: de uma gibsita comercial, e de pseudoboemita fibrilar e de monohidróxido diacetato de alumínio, ambos sintetizados em laboratório. A síntese foi realizada em autoclave mantida à temperatura de 160oC, em diferentes tempos de envelhecimento térmico. Ao final do tempo de síntese, as dispersões foram secas ao ar, à temperatura ambiente. A diferença nos materiais sólidos de partida pode ter alguns efeitos na morfologia final do cristal de boemita, sendo esse o objetivo desse trabalho. A estrutura cristalina dos cristais obtidos foi caracterizada por DRX e a morfologia foi examinada por MEV.

Aug 8, 2018

By Lucas Gonçalves Generoso, Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Mauro Vivaldino Fernandes, Gustavo Serrano dos Santos, Gustavo Alexandre da Costa Manso

O Alto-Forno 3 da Usiminas iniciou sua atual campanha em 1999. Projetada para durar 15 anos de operação, previa-se uma produção de 41 Mt de gusa. A partir de 2008, iniciaram as avarias mais significativas no sistema de refrigeração, possibilitando a entrada de água e os consequentes distúrbios operacionais. Buscando estender a atual campanha até 2021, a Usiminas realizou, dentre outras atividades de preservação, duas trocas de staves, em 2015 e 2018. Neste trabalho, são apresentados o planejamento e os principais procedimentos relacionados à parada operacional do alto-forno para a segunda troca de staves, com foco nas atividades operacionais que permitiram a redução do nível da carga até 25,1 metros em relação ao stock line. Destacam-se os cuidados e o êxito no abaixamento de carga até o nível das ventaneiras e a metodologia de troca de staves adotada. Por fim, a previsão de extensão da campanha em 7 anos, possibilitará atingir uma produção acumulada de 53,5 Mt, superando em 12,5 Mt o valor projetado.

Oct 1, 2019

By Marcelo Sousa de Carvalho

Os aços inoxidáveis possuem uma alta aplicabilidade nas indústrias de petróleo e gás, química e de papel e celulose, principalmente, devido à suas características de alta resistência à corrosão e alta resistência mecânica. Neste trabalho, estudos baseadas na técnica dos cinco punções foram realizados para avaliar as características de conformação do aço inoxidável UNS S32304. A metodologia baseia-se na caracterização mecânica do material para mensurar suas propriedades, como limite de escoamento e índice de anisotropia. Seguiu-se com uma análise teórica da estampabilidade do material através da simulação computacional do ensaio de cinco punções. Esta técnica analisa tipos de deformações desde o estiramento biaxial até o embutimento profundo. Esse trabalho apresenta uma análise computacional do comportamento desse material com relação à estampagem para os diversos punções. É apresentado o gráfico da Razão Limite de Estampagem teórica para o UNS S32304 em relação aos cinco punções utilizados e a influência do coeficiente de anisotropia normal nos resultados.

Aug 16, 2017