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By Manuela Castaneda, Henry A. Colorado

This paper is about the use and stabilization of iron oxide based powders with arsenic contents coming from the purification of water. Cement paste samples with 0.0, 2.5, 10 and 20wt% of waste were fabricated by mixing mechanically all components. There are two main positive impacts of using this waste, first, this waste is produced in large amounts worldwide, and therefore the stabilization has a significant impact for the environment. Second, the waste can be used as an admixture and filler for cement, and therefore reduce the amount of cement in the concrete, which has a major impact in the CO2 footprint since cement industry produces a lot of this gas. Compressive strength and density tests were tested after 28 days. Microstructure was analyzed with scanning electron microscopy and x-ray diffraction. Results show that compressive strengths greater than 20 MPa were obtained and the samples had calcite, portlandite and ettringite phases.

Mar 1, 2018

By Marcel Magnusson, Guozhu Ye, Pekka Vaananen, Yang Tian

The most used technology for recycling of spent alkaline batteries consists of crushing, magnetic separation and processing of the nonmagnetic fraction, black mass, using a rotary kiln. In the process only zinc is recovered and all manganese in the black mass is lost. According to the EU regulation for recycling of batteries, more than 50% of batteries should be recovered. To meet the demand, Swerea MEFOS has together with a major battery recycler IsoLogistics in Finland and Sweden developed technologies for efficient recovery of zinc and manganese aiming for >50% recovery. This paper will focus on a treatment process using a DC furnace to produce a ZnO- and a MnO-product. The process has been demonstrated in pilot scale, 1 ton/h. The major outcomes will be highlighted. Another approach by using thermal vacuum technology for distillation of zinc metal has also been demonstrated in laboratory scale which is also reported in this paper.

Mar 1, 2018

By Wufeng Jiang, Jiann-Yang Hwang, Suju Hao, Yuzhu Zhang

Magnetite powder and coke powder were used as experimental materials and H2 as reducing agent in a high temperature vacuum tube furnace. The change rules of magnetite powder (MP), mixed coke powder and magnetite powder (MCMP), and carbon coated magnetite powder (CCMP) in the process of reduction were studied. The samples were determined by field emission scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The results show that, with the increase of reduction time, the reduction degree of magnetite powder is improved. Under the same reduction conditions, the addition of coke powder improves the reduction rate. Compared with MP, when the reduction time was 120 min, the reduction degree of MCMP was 30% greater; and the reduction degree of CCMP was 39% greater. The mixed grinding of magnetite powder and coke powder is a better way to add carbon. Under the same reduction conditions, compared with MCMP, the reduction degree of CCMP was 9% greater when the reduction time was 120 min. After the reduction of CCMP, the number of pores in the sample increased and the structure was loose. The results of this study have some reference value for improving the reduction rate of magnetite powder.

Mar 1, 2018

By Chen Qizhou, Wang Yun, Zhu Rong

SiO2 and Al2O3 in the metallurgical slag of nickel laterite ore have great recycling values. In this work, Si and Al were extracted from the slag in NaOH based molten salts through alkali roasting and water leaching process for preparing zeolite materials. The extraction ratio of SiO2 increases with increased temperature and appropriately prolonged time, and more than 80% SiO2 can be recycled from the slag after roasting at 550°C. Si and Al from the slag are in the filtered liquor for producing zeolite materials, while Mg, Ca, Fe and other impurities remain in the leached residues. Adding Na2CO3 into the alkalin-slag roasting process can reduce the amount of pure NaOH used with minor decrease in extraction ratio of SiO2, while make better separation of Ca to avoid it getting into the filtered liquor. Adding Al2O3 into the alkalin roasting process can replace part of more expensive NaAlO2 addition that is required for preparing zeotite material, which may bring out a minor decrease in extraction ratio of SiO2 due to formation of NaAlSiO4 in the filtered residues. Quality X zeolite and 4A zeolite materials can be made from the starting liquor containing Si and Al recycled from the laterite nickel slag through alkali roasting and water leaching process.

Mar 1, 2018

By Jun Li, Lingling Zhang, Daqiang Cang, Guizhou Zhao

Pilot trial of direct modification of molten blast furnace slag and production of high acidity coefficient slag wool fibers were investigated nearby a blast furnace. Molten blast furnace slag discharged from blast furnace and then directly flow into specialized modification furnace and quartz was simultaneously added into the molten slag as modification agent. The modified molten slag was electric heated to 1500–1550 °C and then the melt was produced into slag wool fibers through high-speed centrifugation method. Melt with acidity coefficient of 1.2, 1.4, 1.6 and 1.8 were investigated and fibers with corresponding acidity coefficient were produced. Slag wool fibers with shot content of 5.5, 5.8, 6.2, 6.8% and average diameter of 4.5, 4.9, 5.6, 6.4 lm for four samples were successfully produced, respectively. Total energy consumption and production costs decreased by 50–70% compared to traditional cupola furnace method. This method provides an energy-saving and emission-reduction technology for the direct utilization of molten blast furnace slag.

Mar 1, 2018

By Keiji Watanabe, Hiroyuki Tobo, Yasutaka Ta, Hisahiro Matsunaga

Recently, effective utilization of by-product slag as aggregate for concrete has been expected from the viewpoints of depletion of natural crushed stone and suppression of environmental loads. We developed a new process for continuous solidification of blast furnace slag as coarse aggregate. In this process, molten slag is continuously poured into molds, and the slag is solidified at the thickness of 20–30 mm. The flow rate of the molten slag is 1 t/min, and maximum production per ladle is about 30 t. After solidification, blast furnace slag coarse aggregate (BFG) is produced by crushing and adjusting the particle size of the solidified slag. The new BFG has water absorption of less than 1%, and concrete containing the BFG has the same fresh property and compressive strength after 28 day as concrete using natural crushed stone aggregate.

Mar 1, 2018

By Francisco Rumiche, Rolando Nuñez

El artículo presenta la metodología y resultados de una evaluación de la composición química, microestructura y propiedades mecánicas de tres aceros de puntas de excavación, comercialmente disponibles en el Perú, una de fabricante extranjero y dos de fabricantes nacionales. La microestructura de los tres aceros estaba constituida por martensita revenida con ciertos precipitados e inclusiones. La composición química de partida y las condiciones de fundición y tratamientos térmicos definen las propiedades finales de las puntas. En los tres casos el acero mantiene propiedades adecuadas y similares, con valores promedio entre 48 y 53 HRC para la dureza superficial, y entre 42 y 52 HRC para la dureza en el núcleo. La resistencia al impacto y al desgaste varía en los tres casos entre 12 y 25 J de energía absorbida en el impacto, y 0.82% a 0.98% de pérdida de peso debido a desgaste abrasivo.

Feb 28, 2018

By Ana Larissa Melo Feitosa

Devido ao crescimento acelerado da construção civil e ao alto consumo de produtos metálicos nessa área, cada vez mais procuram-se, nesses materiais, propriedades que se adequem às diversas necessidades do mercado. O conhecimento microestrutural desses materiais, bem como a manipulação da microestrutura pela utilização dos tratamentos térmicos, é de extrema importância para garantir a segurança no desenvolvimento de novas construções. Para analisar e entender as mudanças que os tratamentos térmicos podem oferecer, utilizou-se como material de pesquisa, vergalhões da classe CA-50, visto que esse é o mais comum no mercado nacional atual, e realizouse o estudo de suas propriedades e de sua microestrutura em três estados distintos: como recebido, temperado em água e recozido ao forno. As propriedades e características dos três estados foram comparadas e analisadas por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, ensaios de tração e microdureza, objetivando-se compreender a relação entre as alterações microestruturais promovidas pelo processo de tratamento térmico e as propriedades mecânicas resultantes. A análise por microscopia óptica foi utilizada com o objetivo de se determinar constituintes e fases presentes nos diferentes estados. A análise por microscopia eletrônica teve como ênfase o estudo da fratura após o ensaio de tração. Os resultados encontrados ficaram em concordância com os esperados, em termos de propriedades e microestrutura.

Feb 6, 2018

By Débora Ribeiro Lopes

A descoberta das grandes reservas de petróleo e gás ao longo da costa sudeste do Brasil representou um novo desafio tecnológico na história da indústria brasileira de petróleo. Entre as principais dificuldades pode-se citar: água ultra profunda, espesso leito de sal, alta pressão, baixa temperatura, ambiente muito corrosivo contendo contaminantes como o gás carbônico (CO2) e o sulfeto de hidrogênio (H2S). O objetivo deste trabalho é o estudo do comportamento eletroquímico de um aço inoxidável supermartensítico contendo cerca de 14% de cromo (Cr), em meio contendo 115.000 ppm de íons cloreto, 10 ppb de oxigênio dissolvido, com adição de 10-2 mol/L e 10-3 mol/L de tiossulfato de sódio. Para tal foram empregadas as técnicas de polarização anódica potenciodinâmica cíclica e microscopia ótica. Os resultados experimentais mostraram que ocorreu uma variação significativa na extensão da região de passivação quando tiossulfato de sódio foi adicionado ao meio, aumentando a susceptibilidade à corrosão por pites do material.

Jan 16, 2018

By Fernanda de Lima Menezes

O biodiesel, obtido a partir de um éster e um álcool na presença de um catalisador, é produzido pela reação de transesterificação e tem como coproduto a glicerina. A produção de biodiesel da Petrobras Biocombustível tem, em uma de suas etapas, a lavagem dos produtos para remoção do catalisador básico, metilato de sódio, por meio da reação de neutralização com ácido clorídrico. Devido a essa prática, a glicerina obtida é acidificada e contêm resíduos de cloretos, o que leva à corrosão localizada dos aços utilizados em determinados pontos do processo de produção. Dessa forma, o presente trabalho avaliou a resistência à corrosão do aço austenítico 317L e do aço lean duplex 2304, em meio de glicerina acidificada contendo cloretos. Todas as medidas foram conduzidas a 64ºC, visando simular as condições de operação da empresa. Para o estudo em questão, utilizou-se as técnicas de potencial de circuito aberto (OCP), polarização potenciodinâmica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises mostraram que o aço AISI 317L obteve menor potencial de pite que o SAF 2304, logo foi menos resistente. Por meio do MEV foi possível confirmar a presença dos pites, sendo que as cavidades presentes no aço AISI 317L foram mais numerosas e profundas que as observadas no aço SAF 2304.

Jan 16, 2018

By Karina Aparecida Martins Barcelos Gonçalves

Amostras dos aços inoxidáveis duplex UNS S31803 (duplex padrão) e UNS S32304 (lean duplex) foram investigadas no estado de fornecimento, após laminação a frio com redução de 64% e 62% e recozimento na temperatura de 1055ºC com 20s de encharque. Foram medidas a dureza Vickers e a quantificação das fases, austenita e ferrita, usando o método de contagem por pontos. A textura cristalográfica foi obtida via técnica de EBSD. A textura cristalográfica da fase ferrítica no estado de fornecimento e recozida apresentou as fibras a //DL e q {100} //DN mais intensas, enquanto a fibra g {111} //DN aparece com intensidade menor. Na fase austenítica as principais componentes encontradas com maior intensidade estão na fibra a //DN e na fibra b com menor intensidade.

Jan 16, 2018

By Fernanda Santos da Luz

Compósitos reforçados com fibras naturais lignocelulósicas apresentam elevada dispersão em suas propriedades devido as suas heterogeneidades, as quais dependem de uma série de fatores tais como, idade da planta, local de retirada da planta e as condições da plantação. Assim, a estimativa das propriedades elásticas por testes padrões (destrutivos) podem não reproduzir os resultados reais do compósito. No presente trabalho, as propriedades elásticas foram avaliadas por meio da técnica de excitação por impulso, a qual é um teste não-destrutivo. Foram analisadas a homogeneidade dos módulos elásticos ao longo de todo o compósito e a influência das diferentes frações volumétricas de fibra de coco usada como reforço no compósito. Além disso, para verificar a sensibilidade do método dinâmico, amostras foram testadas por testes mecânicos destrutivos. Com base nos resultados foi observado que as propriedades obtidas pelo teste dinâmico apresentaram pequenas variações diferentemente dos resultados obtidos no teste destrutivo que apresentaram elevada dispersão justificada pela natureza heterogênea das fibras lignocelulósicas.

Jan 16, 2018

By José Wilmar Calderón-Hernández

Aços inoxidáveis supermartensíticos (AISM) são aços de matriz martensítica contendo baixos teores de carbono, abaixo de 0,03%. Eles vêm sendo utilizados na indústria de óleo e gás para aplicações específicas que exigem resistência mecânica aliada a moderada resistência à corrosão. Após serem temperados para a obtenção da estrutura martensítica, esses aços são submetidos a tratamento de revenimento para alívio de tensões e melhoria das propriedades de tenacidade e ductilidade. Durante o revenimento é esperada a ocorrência de mudanças microestruturais resultantes principalmente da precipitação de diferentes fases. Tais precipitados influenciam tanto as propriedades mecânicas finais quanto a resistência à corrosão desses aços. Nesta pesquisa foi avaliada a resistência à corrosão por pite de dois AISM do tipo 13Cr5Ni2Mo, um deles contendo Nb (0,11%), através de ensaios de polarização potenciodinâmica em soluções de 0,6M NaCl sem e com adições de 0,3M e 0,6M Na2SO4. Os resultados mostraram que a adição de Na2SO4 no eletrólito contendo NaCl inibe consideravelmente a corrosão por pite. Foi constatado também que o AISM contendo Nb apresenta maior resistência à corrosão por pite nos eletrólitos de misturas de cloreto e sulfato. Além disso, os resultados mostraram que o revenimento a 575°C melhora a resistência à corrosão por pite, comparativamente ao revenimento a 600°C. O melhor potencial de pite foi obtido para o aço ao Nb, revenido a 575°C por 2h, em eletrólito 0,6Na2SO4+0,6NaCl.

Jan 16, 2018

By Darlene Souza da Silva Almeida

Superduplex são aços inoxidáveis bifásicos de alta liga que, para alcançar suas excelentes propriedades mecânicas e de resistência à corrosão necessitam de um rígido controle sobre sua microestrutura, em especial sobre dois aspectos: relação ferrita/austenita e precipitação de fases deletérias. As transformações metalúrgicas que ocorrem durante o ciclo térmico de soldagem podem modificar tais aspectos e, consequentemente, causar grave degradação das propriedades destes materiais. Buscando contribuir na investigação de parâmetros adequados para a soldagem destes aços, o presente estudo tem como objetivo avaliar a influência do aporte térmico e do gás de proteção sobre tais transformações por meio da avaliação da microestrutural final de juntas soldadas. Para isto seis chapas do SAF2507 foram soldadas via processo GMAW utilizando três aportes diferentes (0,5; 1,5 e 2,2 kJ/mm) e dois gases de proteção distintos. Após a soldagem, a microestrutura das juntas foi caracterizada via microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura e os resultados mostraram que o aumento do aporte térmico elevou significativamente a quantidade de austenita tanto na ZTA quanto na ZF e que a utilização de gás de proteção contendo 2% de N causou aumento de até 17,9 pontos percentuais na quantidade média de austenita na ZF. Adicionalmente, observou-se que os dois menores aportes provocaram a precipitação de fases secundárias na ZTA, com morfologia semelhante à nitreto de cromo.

Jan 16, 2018

By Francis Welington Moraes da Cruz

O sistema de despoeiramento primário da Aciaria da thyssenkrupp CSA é um equipamento complexo utilizado durante o sopro no conversor para captação, limpeza e resfriamento dos gases. Estes gases são indiretamente resfriados em uma caldeira de recuperação de calor quase vertical de grande altura. Em seguida passa por resfriamento direto (resfriador evaporativo) com injeção de água e vapor, onde há uma decantação das partículas maiores. Em seguida os gases penetram no precipitador eletrostático, onde é retirada quase a totalidade do pó restante. Um ventilador de grande potência faz a exaustão destes gases, através da caldeira, resfriador evaporativo e precipitador eletrostático, para em seguida comprimi-los para a chaminé ou para o último resfriamento dos gases antes do envio para o gasômetro. A chaminé possui um queimador piloto que queima o monóxido de carbono (CO) transformando-o em dióxido de carbono (CO2). Do gasômetro, os gases podem ser fornecidos para outras unidades da usina onde é consumido como combustível. O objetivo deste trabalho foi aumentar a energia do gás BOF (Basic Oxygen Furnace), através de um conjunto de ações, visando à redução de emissão de gás CO2, redução de consumos de gás natural e aumento da geração de energia.

Jan 16, 2018

By Phelipe Matias de Oliveira

Os aços inoxidáveis superduplex possuem em sua constituição as fases austenita e ferrita em proporções semelhantes, esses aços apresentam propriedades mecânicas oriundas da combinação dessas duas fases. As fases sigma (s) e austenita secundária (g2) surgem nesses aços, de uma possível reação de decomposição eutetóide da ferrita (a ? s + g2). Este trabalho estuda as transformações de fases, a caracterização das microestruturas do aço inoxidável superduplex UNS S32750, através de microscopia óÓptica, ferritoscopia, quantificação de fases, evolução da dureza Vickers do material, e a precipitação da fase s após tratamento térmico de recozimento a 800ºC em tempos variados. Essa fase é prejudicial ao aço, pois diminui a resistência à corrosão do mesmo e o fragiliza, sua formação ocorre entre 600ºC e 1.000ºC. Foi estudada a evolução da fase s através do método do caminho microestrutural proposto por Vandermeer, geralmente aplicado a recristalização e não em estudos de precipitação da fase s. Os resultados indicam que a nucleação da fase s ocorreu por saturação de sítios.

Jan 16, 2018

By Clélia Ribeiro de Oliveira

Os Aços Inoxidáveis Super Duplex (AISD) constituem sistemas termodinamicamente metaestáveis à temperatura ambiente, de elevada resistência à corrosão por pite em meios contendo cloreto e exibem moderada resistência mecânica. Os AISD possuem diversas aplicações industriais e a principal delas é no setor petroquímico, principalmente nas plataformas offshore. O propósito deste trabalho foi o de analisar a microestrutura e as propriedades mecânicas de juntas soldada por arco elétrico com eletrodo revestido (SMAW) em aços da norma ASTM A890/A890M graus 5A e 6A. As análises foram realizadas sem tratamento térmico pós-soldagem. Procedeu-se ensaios microestruturais (MO e MEV) e ensaios mecânicos (Charpy a -46 e 25 ºC e microdureza) na zona fundida (ZF). Os parâmetros de soldagem foram bem definidos para que não ocorresse fragilidade no material. A microdureza na zona fundida ficou entre 330 e 340 Vickers, o que está de acordo com o valor especificado pela norma Norsok, que é menor que 350 Vickers. No ensaio de impacto Charpy a absorção de energia foi em torno de 86 J para temperatura ambiente e 54 J a -46ºC para ambos os aços. A concentração de fases da austenita na zona fundida ficou em torno de 39%, dentro da faixa estabelecida pela norma ASTM A890/A890M que é de 35 a 65%. As fraturas mostraram-se predominantemente fibrosas, caracterizando elevada plasticidade do material, mesmo em temperaturas negativas.

Jan 16, 2018

By Andre Luis de Zorzi Marin

O corte a plasma de aço inoxidável tem história relativamente nova em comparação com outros meios de corte de metais. Frequentemente os usuários de corte plasma se deparam com questões específicas ao corte do aço inoxidável, como qualidade de corte, velocidade de corte, custo operacional e alterações nas propriedades metalúrgicas. Nos últimos vinte anos as tecnologias aplicadas no corte plasma do aço inoxidável tem evoluído com resultados atrativos nos últimos cinco anos. Estas tecnologias versam com alterações na mistura dos gases de plasma e de proteção, ou ainda, na mudança dos bicos de corte plasma buscando melhor constrição do arco plasma, e a devida seleção de gases em função da espessura de corte. Este trabalho foi desenvolvido através de revisão bibliográfica das principais tecnologias apresentadas pela indústria nas últimas duas décadas para o corte de aço inoxidável com plasma, e testes laboratoriais de corte com as últimas tecnologias de corte. Entre os resultados estão a redução até a eliminação da escória pós-corte, uma borda de corte menos arredondada, melhora na coloração da superfície e diminuição da zona afetada pelo calor na peça de trabalho. A importância do trabalho se dá pelo aumento da participação do uso do aço inoxidável dada a sua importância para a economia, em especial nos setores de energia, processamento de alimentos, papel e celulose e transportes que necessitam de melhorias no corte deste metal e suas ligas.

Jan 16, 2018

By Dalila Chaves Sicupira

A pitting corrosion study of welded joints of lean duplex stainless steel (LDSS) UNS S32304 has been performed. LDSS S32304 thick plates were welded by different processes commonly employed in equipment and piping construction: SMAW (Shielded metal arc welding), GMAW (Gas metal arc welding) and FCAW (Flux cored arc welding). The electrochemical behavior of different weldment zones (fusion zone (FZ), base metal (BM) and heat affected zone (HAZ)) was characterized both independently using an electrochemical microcell and together through whole sample analysis. The electrochemical method applied was performed in acidified glycerin, a process fluid of the biodiesel industry. The results were correlated to the microstructural features of the materials. Based on the results, is possible to conclude that the breakdown potential (Eb) of the fusion zone (FZ) was higher than the Eb obtained for the heat affected zone (HAZ). In general, top samples show higher breakdown potential than root samples and also the samples welded using filler metal 2209 has a better anodic behavior than the filler metal 2307. According to the results, GMAW welding process with 2209 as filler metal was revealed as the optimum chosen for application of 2304 duplex stainless steels in this case.

Jan 16, 2018

By Daniella Gomes Rodriguesr

"As mudanças que ocorrem ao longo do recozimento na microestrutura e textura foram observadas no aço inoxidável ferrítico estabilizado ao nióbio, tipo ASTM 430 por meio de Difração de Elétrons Retroespalhados. As amostras deformadas foram recozidas com uma taxa de aquecimento de 23,5°C/s. O recozimento foi interrompido nas temperaturas de 780, 830 e 880°C para acompanhar a evolução da microestrutura e textura. Os resultados mostraram que a nucleação dos novos grãos ocorre preferencialmente nos contornos de alto ângulo. No estágio inicial da recristalização a fibra g é dominante na fração recristalizada, com as componentes 111121, 1111 ,1 2 mais intensas. Na fração não recristalizada a fibra a foi mais intensa. No progresso da recristalização as componentes 11112 1 e 1111 ,1 2 permanecem predominantes, a fibra g torna-se dominante em detrimento da fibra a."

Jan 16, 2018