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By Ananda Moreira Vaz Ourique de Avila

Ferritic stainless steels have been used in the making of high and intermediate temperature operation solid oxide fuel cells (SOFC) interconnects, replacing the ceramic materials. However, at high temperatures, on the order of 700-850 0C, these steels can present significant oxidation and degradation processes, promoting increased electrical resistivity and corrosion losses that result in contamination of the electrodes and reducing the performance and the useful life of the SOFC. Thus, the knowledge on kinetics of oxidation/corrosion of these steels and their relationship with the microstructural transformations are of great importance. In this study, samples of ferritic stainless steels AISI 430, AISI 441 and Crofer22APU® were tested for oxidation at high temperature (800 0C) for long periods of time (up to 3,600 hours) and mass gains were monitored allowing the determination of the oxidation behaviors of these steels. Additionally, the microstructural characteristics of the samples before aging (corrosion-oxidation test) and after various oxidation times were evaluated by optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM), as well as by micro chemical elemental analysis (EDS) and X-ray diffraction (XRD) phase analysis. Electrical characterization allowed determination of electrical area-specific resistances (ASR) characteristics of the systems studied, thus relating the electrical and oxidative behaviors of steels evaluated.

Aug 7, 2018

By Saulo Brinco Diniz

O presente trabalho avalia a influência de um tratamento térmico de solubilização na retenção do crescimento de grão de distintas ligas de alumínio (1200 e 8011), ao submeter estas ligas, após serem processadas por uma técnica de deformação plástica severa (Laminação assimétrica), a um tratamento térmico de recozimento para recristalização com tempos distintos de encharque. As caracterizações microestruturais e mecânicas das amostras em estudo foram avaliadas por Difração de Raios-X (DRX), análise de dilatometria e ensaios de dureza Vickers. Após o estudo realizado, concluiu-se que as ligas 1200 e 8011 na condição solubilizada apresentaram indícios de “revezamento” entre as orientações (111) e (200) no que diz respeito ao crescimento do tamanho de grãos e ao aumento da fração volumétrica dos grãos associados a essas orientações.

Aug 7, 2018

By Cristiano Devitte

O presente trabalho busca verificar a viabilidade técnica de utilização de aços com diferentes percentuais de elementos de liga em sua composição química para a fabricação de brocas DIN 338, com e sem revestimento PVD de TiN comparando com aço AISI M2. A caracterização do material foi realizada em conformidade com a norma SEP 1615 e a identificação do tamanho de grão foi realizada pelo método Snyder-Graff. No teste de furação foi utilizada um centro de usinagem vertical 3 eixos. A aderência do filme PVD foi verificada pelo teste de indentação VDI 3198. As variáveis significativas foram o material do substrato, o revestimento da ferramenta, a velocidade de corte e o avanço de corte. As variáveis de resposta analisadas foram o desgaste da ferramenta, o número de furos produzidos, a rugosidade superficial e o diâmetro dos furos. Ao final do trabalho foi possível constatar que o material Z2 ainda não pode ser utilizado como alternativa ao AISI M2 para a fabricação de brocas helicoidais de aço rápido.

Aug 7, 2018

By Amanda Coutinho Campanatti

O objetivo desse trabalho é caracterizar o processo de delaminação, tanto em Modo I como em Modo II, de abertura de trinca. A densidade e porcentagem de fibra do compósito carbono-epóxi foram calculadas para caracterizar o compósito. O inserto, para simular o início da trinca, foi feito no processo de fabricação dos compósitos a fim de manter sua integridade. Pelo mesmo motivo o corte foi feito a jato d’água. Para caracterização da delaminação foram feitos ensaios de DCB (Double-cantilever Beam) e ENF (End-notched Flexure), segundo as normas ASTM D5528 e ASTM D790-10, sendo ambos realizados na máquina universal de ensaio MTS, capacidade de 250 kN. A fractografia em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi feita a fim de identificar os mecanismos de dano durante a propagação da trinca. Foi possível concluir a fabricação do compósito, bem como do inserto, é viável. Porém, houve aparecimento de bolhas, por causa da baixa pressão da bomba a vácuo. O corte a jato d’água manteve a integridade do compósito. A rigidez alta do compósito pode ser comprovada por meio das propriedades mecânicas obtidas pelo ensaio de tração. Os valores de GIC e GIIC estão dentro do esperado pela literatura, sendo GIIC maior que GIC por causa da presença de um capo de compressão no ensaio em modo II, enquanto que em modo I é abertura pura por tração.

Aug 7, 2018

By Túlio César Nogueira

Este trabalho teve como objetivo estudar a resistência ao crescimento de trinca por fadiga de juntas soldadas de aços inoxidáveis ferríticos do tipo UNS S40910 e UNS S41003, com entalhe na ZTA. Os ensaios de fadiga foram realizados em juntas soldadas com alta e baixa energia de soldagem realizadas pelo processo GMAW, tendo como metal de adição o consumível austenítico ER 308 LSi, e em amostras do metal de base de ambos os aços. Os ensaios foram realizados sob controle de carga com a amplitude de carregamento constante, e razão R entre tensões de 0,1. Os resultados foram obtidos na forma de curvas (da/dN) vs. ?K, com caracterização das regiões I e II do crescimento de trinca por fadiga. Analisou-se também os aspectos microestruturais e fratográficos por intermédio de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente, como suporte para se justificar o comportamento sob fadiga das amostras. Embora os dois aços tenham comportamento distinto, pode-se concluir que as juntas soldadas não apresentaram efeito do aporte térmico, não sendo influenciados pelas alterações microestruturais existentes na ZTA.

Aug 7, 2018

By Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzin

A produção siderúrgica em usinas semi-integradas gera resíduos de processo, dentre os quais pó de aciaria elétrica (PAE). A presença de zinco e os custos crescentes para a disposição deste resíduo são fatores de motivação para sua reciclagem ou incorporação em outros materiais. Entretanto, fatores como o teor de zinco e as espécies minerais existentes, têm influência no processamento do PAE. Adicionalmente, a presença de outros elementos como o chumbo, cromo e o cloro muitas vezes afetam de modo determinante os processos de reciclagem ou aproveitamento. Neste estudo, após análise, são feitas considerações acerca da influência da composição do PAE em processos piro e hidrometalúrgicos de reciclagem. Complementando o trabalho, são feitas simulações sobre o possível comportamento de algumas espécies químicas do PAE em processos de reciclagem, com auxílio da ferramenta termodinâmica computacional FactSage.

Aug 7, 2018

By Adriano Santos

O presente trabalho busca apresentar o desenvolvimento, as diferenças e os resultados dos testes de flotação em bancada em circuito fechado (locked cycle test - LCT), desenvolvidos para avaliar o circuito industrial do projeto Morro do Pilar da Manabi que foi projetado para processar um itabirito com 30% de teor de ferro. Para buscar a máxima eficiência na recuperação de ferro a rota de processo desenvolvida prevê a flotação em duas estreitas faixas de tamanho: a faixa -0,15+0,044mm será processada em células mecânicas e a fração -0,044mm em colunas de flotação. Por se tratar de um minério de baixo teor, houve a necessidade de desenvolver um teste de bancada, preciso e robusto, para avaliar o desempenho do itabirito no circuito industrial projetado, composto por etapas de flotação rougher, cleaner, recleaner e scavenger. O teste em circuito fechado desenvolvido apresentou excelentes resultados, coerentes com o desempenho de testes piloto contínuos feitos com o mesmo itabirito pobre.

Aug 2, 2018

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 Eustáquio Vieira Junior

O Alto-Forno 3 da Usiminas, em Ipatinga, possui três regeneradores de câmara de combustão interna e passou por sua última reforma em 1999. Nessa reforma, não foram realizadas alterações de projeto nos regeneradores, sendo somente substituídas as fiadas superiores da parede de partição entre as câmaras de combustão e de regeneração e do checker, que se encontravam desgastadas. No decorrer de 2007 e nos anos seguintes, verificou-se a queda de tijolos refratários na região localizada acima do queimador cerâmico do Regenerador 7. Durante o processo investigativo, adotou-se a inspeção por videoendoscopia a partir de 2010. Face à deterioração da região onde se concentravam as quedas de tijolos e à postergação da reforma do Alto-Forno 3, decidiu-se pelo reparo a quente deste regenerador. O trabalho apresenta o histórico das ocorrências no Regenerador 7, as intervenções anteriores ao reparo, o planejamento e os resultados obtidos a partir da operação com dois regeneradores e o desempenho dos regeneradores do Alto-Forno 3 após o reparo a quente no Regenerador 7, mostrando a eficiência do reparo realizado.

Aug 2, 2018

By Rossana Bezerra de Azevedo Vasconcelos Seabra de Melo

O presente estudo apresenta um método de avaliação de desempenho de operadores na análise de ferro via úmida baseada na Norma ISO 2597-2, utilizando dados de carta de controle do processo como fonte de informação. A partir do Processo Analítico Hierárquico (AHP), definiram-se pesos que refletem o desempenho dos operadores quanto à produtividade, precisão e veracidade, indicadores estes que são combinados posteriormente num indicador geral de desempenho (IGD). Dados da carta de controle do Laboratório Químico do Terminal Marítimo de Ponta da Madeira (TMPM) foram utilizados para alimentar o IGD e gerar uma classificação dos operadores, possibilitando tomadas de decisão, tais como a dedicação exclusiva dos melhores operadores na análise de ferro e a realocação dos demais para outras atividades, e a identificação dos pontos fracos de cada operador com inferior desempenho, de forma a direcionar capacitações. Além destas melhorias diretas, verificou-se a possibilidade de utilizar o desempenho no IGD como critério para promoções dos operadores, servindo estas como incentivo para a equipe na busca contínua de melhoria em sua habilidade analítica, assim como o aumento da produtividade.

Aug 2, 2018

By André de Cabral Oliveira

With the onset of the global economic crisis in 2008, and more precisely from 2009, production routes in iron making as blast furnace, sinter and coke oven, indicated a significant increase in frequency as well as intensity of undesirable incidents. The cost impact of such deteriorations of the production chain cause significant losses ranging up to several hundred million dollars annually. On the other hand, opportunities for processes improvement are contributing to enhance process efficiency and results, and also reduce or even avoid losses from unexpected incidents. The use of specialized services for processes has gained projection along the plants and emerged as an attractive alternative to increase results by increasing the performance and reducing costs and expenses. Process Services are formatted to achieve cooperative and customized solution during planned or urgent interventions, conducting feasibility studies, process improvement, training, among others, providing knowledge, information and crucial actions to preserve and optimize processes and plant facilities.

Aug 2, 2018

By Flávio de Castro Dutra

Este artigo apresenta a influência da temperatura e da atmosfera de secagem sobre a resistência mecânica de um aglomerado esférico, com diâmetro entre 3 mm e 8 mm, constituído de pellet feed e silicato de sódio, produzido através de pelotamento em discos e endurecido em temperaturas até 550ºC. O aglomerado obtido a partir deste processo apresenta características que permitem que o mesmo possa ser transportado a longas distâncias e manuseado até a sua utilização na sinterização. As principais técnicas experimentais utilizadas neste estudo foram difração de raios-X, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura e análise térmica. O aglomerado foi submetido à secagem em temperaturas entre 100°C e 550ºC e atmosferas constituídas de ar atmosférico e/ou CO2. Durante o processo de secagem, observou-se a influência da temperatura e da atmosfera sobre a resistência à compressão do aglomerado após exposição à água, assim como na morfologia do silicato de sódio, evidenciando uma dependência entre elas. O uso de CO2 durante a secagem mostrou-se eficiente para a formação de um aglomerado com maior resistência mecânica após exposição à água.

Aug 2, 2018

By Rossana Bezerra de Azevedo Vasconcelos Seabra de Melo

O presente estudo apresenta um método de avaliação de desempenho de operadores nas análises químicas que caracterizam o minério de ferro. São eles: Ferro total (Fe), sílica (SiO2), alumina (Al2O3), manganês (Mn), fósforo (P) e perda por calcinação (PPC). O desempenho é avaliado em termos de precisão e veracidade. Estes dois indicadores primários são combinados num secundário denominado de indicador de “confiabilidade metrológica”. O método foi aplicado nos laboratórios da Mina (no estado do Pará) e do Porto (no estado do Maranhão) de uma empresa mineradora onde foi possível: 1) conhecer o desempenho de cada laboratório assim como conhecer o desempenho de cada operador; 2) identificar os pontos fortes (identificar o procedimento que leva a melhores desempenhos) e oportunidades de melhorias (atuar nas causas, capacitar); 3) equalizar a forma de executar cada uma das tarefas com as melhores práticas identificadas; 4) proporcionar oportunidade de desenvolvimento técnico dos profissionais envolvidos no processo. O desempenho neste indicador tornou-se critério avaliação de aptidão para executar análises.

Aug 2, 2018

By Tatiane Aparecida Rocha Gonçalves

Dentro da caracterização tecnológica do minério de ferro, percebe-se o aumento da realização de ensaios de moagem em escala de laboratório, em função do empobrecimento das principais jazidas de minério de ferro e consequentemente redução do grau de liberação do quartzo. Esse é o principal mineral de ganga do minério de ferro, e para sua liberação é necessário moagem. O Centro de Pesquisas Tecnológicas da Vale tem como procedimento a execução de ensaios exploratórios de moagem para a definição do tempo necessário partindo de um top size de 2 mm até obter um produto com determinado % retido em 0,15mm, a malha de controle da moagem primária. A definição desse tempo era realizado por tentativa e erro, ou seja, fazia-se uma moagem em um tempo inicial, e posteriormente variava-se o mesmo até alcançar a granulometria desejada no produto moído. Este processo torna a atividade morosa, sendo necessário a realização em média de até 5 ensaios para a definição do tempo de moagem. De uma forma simples aplicando a equação de Donda-Rosa utilizando o tempo de moagem, a determinação do tempo de moagem para chegar à granulometria desejada é normalmente atingida na segunda moagem. Os resultados obtidos até o momento são promissores, mostrando ser possível a utilização dessa equação para prever o tempo de moagem. Com isto, obteve-se um ganho de produtividade uma vez que a quantidade média de ensaios exploratórios necessária reduziu-se de quatro para no máximo dois.

Aug 2, 2018

By José Adilson de Castro

In the integrated steel industries the sintering process plays an important role furnishing raw material to the blast furnace. In this work, a computational simulation of the sinter process is developed that is able to predict the most important phenomena within the sintering bed. The model is based on the multi phase concept with multiple components described by conservation equations of each component coupled with the momentum, chemical reactions and heat transfer. The model validation was carried out comparing the model predictions with averaged industrial data and local temperature measurements within the sinter strand. The model predictions presented good agreement with the averaged values measured on the industrial sinter process.

Aug 2, 2018

By Jean Philippe Santos Gherardi de Alencar

O fenômeno de colagem é a formação de aglomerados de pelotas, denominados clusters, devido à sinterização do ferro gerado durante o processo de redução. O resultado disto é a elevação da perda de carga nos reatores de redução direta. Tal fenômeno vem sendo estudado por vários pesquisadores, pois as práticas operacionais dos reatores têm priorizado o uso de temperaturas de bustle gas (BG) cada vez maiores, o que potencializa o aparecimento dos clusters. Uma alternativa para controlar a colagem é por meio de utilização de agentes de coating (AC’s). Em relação às matérias primas utilizadas como AC´s, as questões que surgem agora são as seguintes: Como se comportam os AC’s em temperaturas muito elevadas de BG? Qual seria a maior temperatura possível de BG? A fim de começar a entender a melhor maneira de responder a estas questões foram realizados alguns testes de caráter exploratório e não convencionais para avaliar o comportamento de alguns materiais de coating a elevadas temperaturas de redução. Os resultados destes testes mostraram a possibilidade dos AC’s funcionarem a temperaturas maiores que a de inicio do amolecimento da carga e que, nestas temperaturas, a sua granulometria pode ser parâmetro determinante para seu desempenho. O aprimoramento dos ensaios de simulação do processo de redução em reatores de redução direta é fundamental para responder as questões que se apresentam em relação ao tema.

Aug 2, 2018

By Bernhard Hiebl

Global trends that are constantly challenging the iron and steel producers are related to worsening of the iron ore grades, higher substitution rates of main iron ores to cheaper raw materials due to economic pressure and increased environmental standards. Changing the raw materials in an operating plant can significantly influence the sintering or pelletizing process. Adjusting all process parameters to regain stable and high productive operation takes considerable time and causes production losses. Furthermore changes in raw materials lead to variations in the process gas flows and emission concentrations.Therefore SVAI developed two models for numerical simulation of sintering process and pelletizing process. Amongst others the models are based on Ergun equation and include chemical reactions of the related process. For already operating plants the simulations shall predict changes of the process parameters when raw materials are exchanged or when operational parameters are varied. Furthermore the simulations give advantageous information for the design of green field plants and allow the simulation of different plant configurations.The objective of this paper is to demonstrate what the latest developments are in these numerical simulations and what Siemens VAI is doing to overcome the remaining challenges in this field.

Aug 2, 2018

By Paulo Paranhos Gonçalves Filho

O trabalho apresenta as etapas e resultados obtidos através do projeto de adequação da iluminação de Usinas de Pelotização da VALE no Complexo de Tubarão em Vitória - Brasil utilizando tecnologia LED (Light Emitting Diode). Foi elaborado um estudo luminotécnico das usinas, assim como levantamento in loco para elaboração do projeto de adequação e substituição das luminárias LED. Houve também um estudo da tecnologia e busca por tipos de luminárias que melhor atenderiam cada área especificamente. Foram feitas medições de potência instalada e iluminância das principais áreas das usinas para posterior comparação com os resultados alcançados. Nas áreas onde a tecnologia LED já foi implantada foi obtida uma redução de 45% em média no consumo de energia elétrica do sistema de iluminação. Verificou-se também um incremento de até 11 vezes no nível de iluminância além da redução das intervenções por parte da manutenção para substituição e/ou melhora da iluminação. A viabilidade da utilização da tecnologia LED foi confirmada pela redução de custo com energia elétrica, redução de manutenção do sistema de iluminação e aumento da iluminância na área com o consequente aumento de segurança no trânsito de pessoas e execução de atividades.

Aug 2, 2018

By José Adilson de Castro

In this paper a new technology for a compact iron ore sintering machine is analyzed. The compact sintering process is based on the massive injection of gaseous fuels and the solid fuel is only agglomerated fine charcoal obtained by biomass. The solid fuel used in this study is obtained by agglomeration of fine charcoal produced from elephant glass which has very short period for production and CO2 capture(less than 6 months in tropical climate). To overcome the lower heat supply into the combustion front of the sintering process the simultaneous injection of oxygen and gaseous fuel is proposed. The proposed methodology is to combine the solid fuel (agglomerated fines charcoal) and steelworks gases in a compact machine to enhance heat and mass transfer with high productivity (about 5 times the conventional large machine). A multiphase mathematical model based on transport equations of momentum, energy and chemical species coupled with chemical reaction rates and phase transformations is used to analyze the inner process parameters. A base case representing a possible actual industrial operation of the sintering machine is used in order to compare different scenarios of practicable operations which represents advanced operations techniques. The model was used to predict six cases of combined operation with biomass and fuel gas utilization with oxygen support.

Aug 2, 2018

By Breno Totti Maia

A constante busca por aumento de produtividade aliada à redução de custos com paradas para manutenção nos altos-fornos tem exigido incessantes evoluções tecnológicas em seus equipamentos. As ventaneiras são equipamentos de vital importância para o processo de redução do minério de ferro, e um importante parâmetro para um bom desempenho em processo é seu projeto de refrigeração. Tendo em vista que a otimização da refrigeração pode aumentar a vida do equipamento e reduzir custos com manutenções, o presente trabalho apresentará um estudo de evolução no projeto de refrigeração de ventaneiras com câmaras de refrigeração independente no mesmo corpo (câmaras interna e externa). Esta evolução tem como objetivo principal permitir a utilização da câmara interna mesmo após a falha da câmara externa, devido a sua refrigeração independente e otimizada, com aumento na vida útil do equipamento. A comparação destes projetos será feita utilizando ferramentas de simulação computacional CFD e os resultados serão apresentados na conclusão do trabalho.

Aug 2, 2018