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By Breno Carvalho de Oliveira

Neste trabalho é apresentado uma ferramenta de otimização multiobjetivo para planejamento da manutenção de ativos ferroviários. A aplicação foi modelada com base no problema do Caixeiro Viajante Multiobjetivo, considerando como objetivos a minimização da postergação da manutenção dos equipamentos e do deslocamento da equipe de manutenção. Foi utilizada uma instância real de 17 cidades que são atendidas por uma única equipe de manutenção. A ferramenta de otimização consiste na combinação do algoritmo SPEA2 (Strength Pareto Evolutionary Algorithm), da methaheurística GRASP (Greedy Randomized Adaptive e Search Procedure) e de uma heurística de busca local em vizinhança, cada uma com seu papel específico dentro da otimização. O algoritmo foi capaz de mapear soluções melhores que a atualmente adotada pela empresa, proporcionando uma economia significativa no valor total a ser gasto em um ciclo de manutenção dos ativos ferroviários.

Oct 30, 2017

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 João Batista Conti de Souza

A utilização de fundentes como fontes de CaO e MgO na carga de altos fornos é uma prática operacional bem conhecida e estabelecida pelos produtores de ferro primário na siderurgia mundial. As práticas podem ser encontradas nas literaturas através de trabalhos publicados onde são descritos e apresentados os respectivos benefícios obtidos. A muito que os produtores de ferro primário, pela rota alto-forno, tem se esforçado nos estudos e desenvolvimentos de cargas elaboradas alternativas através de acordos de cooperação técnica junto aos centros de pesquisas e universidades. Tais acordos visam a melhoria da performance dos aglomerados e dos reatores de redução. A dificuldade em produzir pelotas auto - fundentes, com garantia da manutenção das propriedades necessárias e que favoreçam o processo de produção de ferro primário via alto-forno, tem sido o desafio no que se refere á avaliação das diversas formas de amenizar os efeitos detrimentais da adição de fundentes, contendo altos teores do composto MgO, nas etapas do processo produtivo de pelotização, garantindo assim uma composição química, as características físicas e metalúrgicas do produto final (pelota queimada). O plano de pesquisa visou o desenvolvimento de um “novo produto”, pelotas de minérios de ferro auto - fundentes com alto teor de MgO com características superiores para suportar às solicitações impostas no próprio processo de sua produção, no manuseio e no atendimento às solicitações durante as etapas de redução e amolecimento e fusão nos altos fornos, quando comparadas ao uso em substituição as adições de fundentes ricos do referido composto.

Aug 1, 2018

By Frederico Ibrahim Horta

As estradas de mineração influenciam diretamente nos custos de operação de mina e manutenção de equipamentos. A equipe de planejamento de lavra em conjunto com a equipe de operação de mina buscando a melhoria de seus indicadores de custos e produtividade realizaram várias melhorias no perfil de transporte da Mina Oeste. Para realização deste trabalho foram mapeados e projetados novos trechos da mina que poderiam ser melhorados em termos de inclinação de rampa, subidas, descidas e curvas. A realização destas melhorias, em conjunto com correções de drenagem e forragem das pistas, possibilitou a alteração do limite de velocidade dos caminhões fora-de-estrada em alguns trajetos de 40 para 50 km/h. Como resultado destas alterações, obteve-se um ganho de 18% na produtividade da frota de transporte e uma redução de 13% nos custos de operação.

Oct 30, 2017

By Juliano Cesar Cecilio

O trabalho surgiu mediante a necessidade de reduzir o custo na compra de anéis de laminação em 50% do que é praticado atualmente. Os anéis de laminação utilizados atualmente no 1º passe de laminação do laminador de perfis leves são anéis fabricado de aço ferramenta D2 e tem um custo alto para serem fabricados. No processo de laminação de perfis leves utilizamos cassetes onde são alocados esses anéis e para realizar a laminação de cantoneiras faz-se necessário a montagem de 4 anéis bi-partidos no eixo superior e 2 anéis bi-partidos no eixo inferior totalizando 6 anéis por cassete, além de reservas que temos que garantir para a realização de trocas por desgaste por laminação. Para o processo de fabricação de barra chata utilizamos 2 anéis de mesa lisa 1 no eixo superior e outro no eixo inferior, além de reservas para possíveis trocas. Tendo em vista o alto número de anéis que devemos ter para nosso processo resolvemos desenvolver esses anéis a partir de cilindros sucatas de um dos laminadores de nossa unidade, de modo a reaproveita-los e com isso eliminar a compra dos anéis de aço ferramenta D2. Após o desenvolvimento realizamos o teste com os cilindros do laminador DEMAG da unidade de Barra Mansa e os anéis apresentaram performance muito semelhante ao dos que utilizamos atualmente. Com isso todos os cilindros no final de vida útil do laminador de Barra Mansa são nos enviados para passar pelo processo de usinagem serem reutilizados.

Jul 30, 2018

By Carlos André Ruy Carneiro

Em virtude da necessidade de produção de aços cada vez mais restritivos com relação às faixas de composição química, torna-se necessário o desenvolvimento contínuo de novas ferramentas para o controle do processo de fabricação do aço via aciaria à oxigênio. Neste cenário, propôs-se o desenvolvimento de um modelo de controle dinâmico para os Convertedores LD da Aciaria 1 da Usiminas - Usina de Ipatinga, utilizando o resultado da análise dos gases de exaustão, em conjunto com ferramentas matemáticas de ajuste e análise de dados. Neste trabalho é apresentado o modelo de previsão de carbono construído a partir das curvas das análises dos gases, das quais foram obtidos matematicamente os pontos de interesse: análises instantâneas, a interseção das curvas do CO e do CO2 e o ponto máximo da curva do CO2. O modelo foi desenvolvido utilizando redes neurais e validado utilizando dados históricos do processo.

Jul 29, 2018

By André Santos Caires de Sousa

As equipes de manutenção das pontes de Vega não possuíam uma ferramenta de armazenamento de dados de longo prazo, que permitisse analise de falhas e a avaliação das condições operacionais necessárias à manutenção preditiva. Com essa deficiência, as condições de ocorrência de paradas não programadas eram favorecidas. Fazia-se necessário uma ferramenta que permitisse o desenvolvimento de aplicações mais sofisticadas para monitoramento de equipamentos das Pontes Rolantes, além de que todo diagnóstico realizado era localmente na ponte e com as informações atuais (posteriores ao evento ocorrido). Após a implantação os ganhos foram satisfatórios, reduziu-se o tempo de atendimento das ocorrências, a planta se adequou ao padrão mundial de Prevenção de Fatalidades do grupo ArcelorMittal, reduzindo o trabalho em altura, exposição do executante ao risco, custo de manutenção e quantidade de paradas não planejadas, além de suportar o foco na manutenção preventiva e preditiva.

Oct 30, 2017

By Marcos Danilo Monteiro

O final do século XX foi marcado por um grande avanço tecnológico em sistemas automatizados com variadas aplicações, dando destaque ao campo da robótica que desde então busca otimizar cada vez mais os processos industriais, eliminado a mão-de-obra humana em segmentos onde sua presença antes era indispensável. O aumento na qualidade do produto, a relação custo-benefício e dentre outras melhorias que a robótica trouxe a uma linha de produção industrial, justificam a procura por parte das grandes empresas em procurar investir na inserção desta tecnologia ou no melhoramento dela em sua cadeia produtiva. Este trabalho teve como principal objetivo demonstrar a aplicação da tecnologia robótica na indústria, em proporções reduzidas e fins didáticos, com a integração de um sistema de controle e automação representado pela plataforma Arduino que atua no controle de coordenadas de um braço robótico em atividades de carregamento e paletização de cargas.

Jul 30, 2018

By Francisco Diego Araruna da Silva

necessidade de elevados patamares de competitividade na indústria do aço tem levado à utilização cada vez mais frequente, por parte daqueles que utilizam lingotamento contínuo, de ferramentas de modelagem matemática da solidificação. A construção dessas ferramentas, por sua vez, possui uma etapa importante de validação, onde devem ser comparados os resultados simulados com dados reais do processo sendo estudado. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo utilizar critérios metalúrgicos de qualidade e processo no lingotamento contínuo para auxiliar na construção e validação de um modelo matemático da solidificação de tarugos de aço. Uma vez que há na literatura diversas formulações para os coeficientes de transferência de calor na refrigeração primária (molde) e secundária (zona de sprays), foram realizadas análises – a luz dos critérios metalúrgicos – dos resultados simulados com nove combinações dessas formulações, sendo possível, ao final, determinar qual combinação melhor modela o processo (ou máquina) em estudo.

Aug 17, 2017

By Victor Freire de Oliveira

A exaustão das reservas mundiais de minérios de ferro de qualidade, bem como o progressivo avanço das legislações ambientais, são tendências que têm motivado pesquisas acerca do uso de resíduos ricos em ferro e carbono para a fabricação de sínter metalúrgico para uso em alto-forno. Para tal, é necessário que se verifique o comportamento desses materiais nas condições termodinâmicas e cinéticas do processo de sinterização, bem como o seu efeito sobre a qualidade do sínter e sobre os parâmetros de processo da sinterização. Com esse objetivo, em uma primeira etapa do presente projeto de pesquisa, misturas representativas da prática operacional das usinas brasileiras, bem como misturas visando à maximização da reciclagem de resíduos foram testadas em laboratório em condições próximas às da sinterização. Os resultados de análises químicas e mineralógicas obtidos experimentalmente foram comparados com predições termodinâmicas de um modelo de equilíbrio multicomponente, havendo concordância satisfatória.

Oct 30, 2017

By Bruno Deves Flores

O presente estudo visou avaliar em escala laboratorial os efeitos da substituição de carvão importado por nacional em misturas típicas para fabricação de coque metalúrgico. Carvão da camada Barro Branco foi amostrado, beneficiado e caracterizado. Misturas entre carvões coqueificáveis importados, coque de petróleo e o carvão brasileiro foram produzidas de modo a permitir a avaliação da influência do carvão nacional na qualidade do coque. O coque gerado no estudo foi produzido em escala de laboratório e posteriormente avaliado a partir de testes de resistência mecânica e reatividade. Os resultados do estudo apontam que a substituição parcial de carvão importado por nacional é viável tecnicamente sem que ocorram prejuízos importantes à qualidade do coque gerado. As diferenças de qualidade dos coques produzidos com ou sem carvão nacional foram menores para misturas com alto teor de inertes, onde as características termoplásticas da mistura passam a controlar a qualidade do coque gerado.

Oct 30, 2017

By Bruno Deves Flores, Alessandro Gums, Eduardo Osório, Matheus Teixeira Fraga, Anderson Azevedo Agra, Janaína Machado, Antônio Cezar Faria Vilela, Anderson Nicolodi

A utilização de carvão vegetal em substituição a outros materiais de origem fóssil na produção de coque é uma das alternativas para mitigar as emissões de CO2 na siderurgia. Contudo, a inserção de carvão vegetal na coqueificação apresenta fortes limitações, as quais estão principalmente associadas à sua elevada reatividade ao CO2. Assim, o presente estudo visou investigar alternativas para diminuir a reatividade do carvão vegetal. Para isso foram investigados os efeitos da temperatura de pirólise, desmineralização e impregnação por alcatrão. Os resultados mostraram que o aumento da temperatura de pirólise diminui a reatividade do carvão vegetal. Essa mesma tendência foi também observada ao se remover os componentes inorgânicos do carvão vegetal e ao se impregnar a sua estrutura com alcatrão. A associação dos tratamentos térmico, de desmineralização e impregnação com alcatrão resultou em reduções de reatividade na ordem de até 6 vezes a do material inicial.

Oct 1, 2019

By Saulo Morais de Andrade

Aços de alta resistência mecânica têm sido aplicados largamente no setor automotivo para redução do peso veicular e aumento da segurança. O aço de alta resistência e baixa liga (ARBL) é um dos exemplos de materiais utilizados em peças estruturais e de reforço dos automóveis. Nesse trabalho foi avaliado o efeito das temperaturas de bobinamento e encharque nas propriedades mecânicas do aço ARBL laminado a frio microligado ao nióbio, com limite de escoamento mínimo de 410 MPa, produzido em escala industrial. De uma forma geral, foram observados queda nos limites de escoamento e resistência, e aumento do alongamento total do aço com a elevação das temperaturas avaliadas. Foi observado que a temperatura de encharque apresentou uma maior influência, ocasionando uma maior queda na resistência mecânica. Como não foram verificadas alterações significativas no tamanho de grão ferrítico, as variações nos valores de propriedades mecânicas podem ser atribuídas ao coalescimento de precipitados.

Aug 16, 2017

By Jonatas Venâncio Barbosa

Descrevem-se as ações adotadas para a evolução da qualidade de aços ultra baixo carbono com alto teor de silício, destinados a aplicações eletrônicas. Com o propósito de conhecer o comportamento metalúrgico do material durante o processo de laminação foram realizados ensaios de dilatometria, que permitiram a determinação das temperaturas de transformação de fase. Foi evidenciado que, nas temperaturas de processo praticadas, a laminação no trem acabador ocorria na região intercrítica, gerando variações bruscas de propriedades mecânicas no processo, levando a instabilidade operacional. Esta condição de laminação foi corrigida, direcionando para laminação em fase ferrítica. Foram necessários ajustes no modo de operação na linha de tiras a quente e a criação de controle automático de temperatura na entrada do trem acabador. Após as ações foi possível melhorar a qualidade do produto final, em relação às dimensões e forma do produto, reduzindo as perdas internas e retrabalho.

Aug 16, 2017

By André Wulff Hirano

O Alto Forno 01 da ThyssenKrupp CSA entrou em operação em 12/07/2010 dando inicio a uma etapa em que o Brasil recebeu sua mais recente usina integrada, sendo um marco no modelo de planta compacta com o nível de capacidade instalada de 5 milhões ton/ano de placas. O modelo de controle de fluxo gasoso centralizado e com baixa marcha periférica havia se mostrado não adequado. Desse modo, foi implementado um monitoramento de indicadores para auxiliar na avaliação e controle de nível térmico e de distribuição de gás. Logrou-se obter uma estabilização da marcha do Alto Forno resultando em um melhor desempenho nas condições de escoamento, melhor rendimento de gás e, por consequência, redução do Fuel Rate, além de uma otimização no custo de carga metálica. Este trabalho mostra o desenvolvimento das práticas operacionais e de controle que permitiram essa evolução nos resultados.

Aug 1, 2018

By Denir Paganini Nascimento

O efeito da convecção forçada foi estudado na micro e macroestrutura de lingotes de silício grau metalúrgico obtidos pela solidificação unidirecional a partir da extração de calor por uma base refrigerada em contato com o fundo do cadinho com o banho líquido. Um disco sob rotação foi imerso no silício líquido para promover a convecção forçada. Em lingotes de 100 mm, esta convecção aumenta de 8 para 80 mm o comprimento de uma região de grãos colunares claramente alinhados e livre de intermetálicos, indicando um aumento da macrossegregação. Um modelo de transferência de calor e massa indica que o aumento de transporte de soluto causado pela convecção forçada diminui o super-resfriamento constitucional e, consequentemente, aumenta a estabilidade da interface sólido-líquido plana, sem células ou dendritas. A ausência de células e dendritas pode ter contribuído para a maior macrossegregação de impurezas observada sob efeito de convecção forçada.

Oct 30, 2017

By José Geraldo da Silveira, Luiz José Gonçalves, André Mendes Carneiro Lyrio, Raylander Rocha Pessoa, Péricles Guimarães Oliveira Aguiar, Guilherme Ribeiro do Espírito Santo, Filipe Soares Pontes

Este trabalho tem como objetivo apresentar a origem do projeto inovador do cadinho do Alto-forno 2 além do planejamento, a implantação e os resultados obtidos no Alto-forno 2 da Aperam South America após a reforma. O trabalho de pesquisa e desenvolvimento teve início em 2012 após a primeira marcha fria com conseqüente redução das temperaturas da soleira. Foram realizadas diversas reuniões, discussões e seminário sobre alto-forno com especialistas de diversas empresas. A mudança de redutor carvão vegetal para coque por seis meses serviu para comprovar parte da teoria construída pelo time da redução. Para, por fim, culminar no conceito por trás do problema do AF2 e então o novo design do cadinho que foi proposto e implantado na reforma iniciada em dezembro de 2017. Após sua implantação, conforme teorizado pelo time, uma nova gama de resultados e patamar de operação foram atingidos, comprovando diversas das teorias formuladas.

Oct 1, 2019

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 Edney Amaral Moraes

Os aços bifásicos são fortemente dependentes da microestrutura obtida para atender às necessidades na sua aplicação e as propriedades mecânicas requeridas. O processo de recozimento contínuo intercrítico afeta diretamente a formação microestrutural e por consequência as propriedades mecânicas. Nesse trabalho avaliou-se a influência das temperaturas de encharque intercrítico e de fim de resfriamento lento na microestrutura e nas propriedades mecânicas de um aço laminado a frio e revestido da classe de 980 MPa a partir de simulação via simulador termomecânico Gleeble. Análises via microscopia eletrônica de varredura revelaram aumento da fração de segundo constituinte com o aumento da temperatura de encharque, fato associado à formação de maiores frações de austenita durante recozimento intercrítico, refletindo no aumento do limite de escoamento e limite de resistência. A microestrutura e as propriedades mecânicas não apresentaram alteração com a variação da temperatura de fim de resfriamento lento.

Aug 16, 2017

By Caio Henrique Vidigal

No processo siderúrgico de uma usina integrada são gerados diversos combustíveis como subprodutos, os quais são reutilizados internamente ou mesmo, comercializados. Na ArcelorMittal Tubarão, isso ocorre com o Alcatrão, um subproduto do processo de coqueificação do carvão. No Presente trabalho são descritas melhorias implantadas no Sistema de Carregamento de carretas para comercialização do produto na empresa. Essas melhorias visaram eliminar duas fragilidades do sistema original: o risco de transbordo devido dificuldade de visualização do nível da carreta e o risco de exposição do motorista/operador aos hidrocarbonetos presentes no alcatrão, em caso de deficiência do sistema de exaustão dos vapores gerados e da não utilização correta dos EPIs definidos para a atividade. Para tal, foram realizadas algumas adequações ao processo, com a instalação de uma cabine para operação remota do carregamento e para monitoração do nível das carretas, utilizando um sistema de visão termográfica.

Oct 30, 2017