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By Davi Silva Braga

Controlar o perfil térmico dos fornos de uma planta de pelotização é essencial para se garantir a qualidade das pelotas e manter a competitividade da produção. A medição online de variáveis-chave é restrita devido às condições da planta ou limitações tecnológicas, fazendo-se necessário a utilização de um modelo matemático (Soft Sensor) para estimar essas variáveis e, então, exercer maior controle sobre a qualidade e custos do processo. Através de balanços térmico e mássico, o modelo é capaz de predizer o perfil térmico das pelotas e as perdas, térmicas e mássicas, além de simular mudanças no processo e implicações no consumo de combustível. Com o modelo, observou-se a possibilidade de redução de 5% de perda térmica, resultando em redução de 2% do consumo de combustível, devido à melhora da recuperação de calor da zona 2 do resfriador para a pré-queima 1 do forno grelha. O trabalho foi realizado na planta da Vallourec & Sumitomo Tubos do Brasil (VSB).

Aug 17, 2017

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 Thiago Ribeiro Abdou

O presente trabalho visa caracterizar um compósito polimérico de matriz epóxi reforçado com fibras de carbono HTS40 E13 3k TohoTenax® para avaliar o potencial de reutilização das fibras de carbono. As técnicas de caracterização utilizadas foram a microscopia eletrônica de varredura para análise superficial do compósito antes e depois da degradação térmica, análise por Energy Dispersive Spectroscopy para verificar os elementos químicos presentes no produto final e a termogravimetria para determinar a influência da temperatura e do tempo de tratamento na degradação da matriz polimérica. O presente estudo mostra que a matriz polimérica do compósito utilizado inicia o processo de degradação a 250°C e que a 500°C é possível obter um material de reforço intacto e livre da matriz polimérica com apenas traços residuais da resina e o tempo de tratamento térmico em um patamar isotérmico não influencia a taxa de degradação.

Aug 16, 2017

By Alexandre Keunecke Hardt

A dinâmica competitiva do mercado globalizado demanda informações confiáveis no dia-a-dia das empresas. Essas informações são preciosas, pois estabelecem vantagens que permitem que as empresas mantenham suas lideranças no mercado. Enquanto sistemas de Business Intelligence (BI) normalmente pertencem ao mundo da gestão e da estratégia, os conceitos da Indústria 4.0 trazem um conjunto de novas oportunidades para obtenção e extração de dados direto do chão-de-fábrica, permitindo com isso que decisões operacionais e táticas suportadas por esses dados sejam tomadas quase em tempo real. Uma solução BI desenvolvida em tecnologia OLAP (Online Analytical Processing) possui na etapa de ETL (Extract Transform Load) um de seus maiores gargalos. Este trabalho propõe uma ferramenta de processamento desenvolvida em Spark, denominada neste trabalho como BI 4.0, que resolve esse problema ao realizar o ETL de forma escalável, distribuída e com alta performance, trazendo ganhos significativos para o negócio.

Aug 17, 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 Willian Facundes

Algumas qualidades de aço UltraBaixo Carbono têm exigido teores de fósforo cada vez mais baixos. Quando se obtém teor de fósforo fim de sopro no convertedor acima dos níveis exigidos pelo cliente, faz-se necessário realizar um retrabalho na corrida ou promover desvios, utilizando-a em aços para outras aplicações. Para reduzir ainda mais o teor de fósforo durante o vazamento do aço do convertedor para a panela desenvolveu-se uma escória sintética desfosforante a ser utilizada quando o teor de fósforo não atende ao especificado no fim de sopro. Foram comparadas corridas com utilização da escória sintética e corridas utilizando somente cal. Obteve-se um aumento de 28,2 pontos percentuais na taxa de remoção de fósforo durante o vazamento com a utilização da escória sintética. Diante dos resultados obtidos, o produto foi aprovado para utilização na Aciaria 2 da Usiminas Ipatinga

Aug 17, 2017

By Breno Totti Maia

O BOF, Basic Oxygen Furnace, ou convertedor LD, é o processo mais utilizado industrialmente para o refino primário do ferro gusa atualmente. Para aumentar a produtividade do BOF deve-se diminuir o tempo de cada ciclo de operação, especialmente o tempo de sopro aumentado a taxa de descarburação. Durante o sopro do convertedor existem três etapas. A segunda etapa do sopro a taxa de descarburação é alta e constante sendo o fator limitante é a disponibilidade do oxigênio no banho e determina o tempo de sopro. Assim para aumentar a descarburação pode-se melhorar a interação do jato de oxigênio com o banho, configurando o convertedor. Estudando o sopro combinado em um modelo fisíco de um convertedor LD de 220t, foi testado diferentes bicos de lança com um sopro de 160Nm3/h de vazão e vazões de 4Nm3/h e 6Nm3/h nas ventaneiras. Através dos testes pode-se observar que aumentando o número de furos no bico o jato teve menor penetração, maior área de agitação e as projeções tiveram menor altitude, já a injeção pelas ventaneiras aumentou a penetração do jato e diminuiu as projeções. Foi calculado também valores para a constante K para cada configuração, assim é possível prever a penetração do jato industrialmente.

Aug 17, 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 Alberto Eloy Anduze Nogueira

A pelotização é o método de aglomeração de minério que oferece o melhor custo benefício. No processo, é necessária a adição de um aglomerante para conseguir as propriedades desejadas. Entre estes, o cimento é um dos destaques pela facilidade e custo. A adição de pozolânicos no concreto na construção civil para o aumento da resistência é de longa data. Neste trabalho, se estuda o efeito da adição de 1% de SiO2 ou bentonita na mistura das pelotas autorredutoras. Realizam-se ensaios de compressão a frio, compressão após tratamento térmico 950°C, Teste de abrasão a quente, teste de quedas, além de difração de raios-X. Como resultados obteve-se um incremento da resistência a compressão a frio e a abrasão a quente com a adição da bentonita, porém com ambos pozolânicos tem-se uma perda de 50% na resistência a compressão após tratamento térmico a 950°C.

Aug 1, 2018

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 Guilherme Suguinoshita

As propriedades mecânicas e custo-benefício dos ADIs (ferros fundidos nodulares austemperados) tem motivado diversas pesquisas acadêmicas com o intuito de compreender a influência da sua microestrutura em suas propriedades. Buscando consolidar os resultados de estudos anteriores, no presente trabalho foram analisados os efeitos das características (tamanho e posição) dos nódulos de grafita na propagação de trinca submetida a um dado carregamento, utilizando o método dos elementos finitos (MEF) associado à técnica de re-meshing para propagação de trinca, com incremento de comprimento de trinca fixo, tendo como base de estudo dois tipos distintos de ADI. Dentre as principais conclusões, foi observado que nódulos de maior diâmetro apresentam maior influência sobre os fatores intensidade de tensão, sendo este fator um possível motivo para a melhor resistência em fadiga do material ADI 2 (menor tamanho de nódulo) em relação ao ADI1, conforme observado em estudos experimentais anteriores.

Aug 16, 2017

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 Lucio Fabio Cassiano Nascimento

A determinação dos parâmetros cinéticos de cura de uma resina polimérica, bem como do compósito de matriz polimérica constitui importante ferramenta científica e tecnológica para processos industriais. No presente trabalho foi utilizada a técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC), prevista pela ASTM E698, com taxas de 5, 7,5 e 10°C/min para determinação da energia de ativação “E” (kJ/mol), fator pré-exponencial “Z” (min-1) e o tempo médio para alcançar 50% de cura “t1/2” para o epóxi puro e para o compósito reforçado por fibras de malva, em temperaturas variando na faixa de 25ºC a 100ºC. Os resultados mostraram que o tempo médio de cura de 24h, utilizado para a produção de placas de resina epóxi DGEBA-TETA ou compósitos de epóxi reforçados com fibras naturais, pode ser reduzido consideravelmente.

Oct 30, 2017

By Péricles Guimarães Oliveira Aguiar

Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma ferramenta de planejamento da produção de aço na Aciaria com foco na redução do ferro-gusa solidificado, através do balanço de massa integrado entre os altos-fornos e a estação de Pré-Tratamento do Gusa da Aperam South America. Os estudos mostraram que os balanços de massa elaborados apresentaram um grau de confiança satisfatório quando correlacionados aos dados industriais. O balanço de massa integrado é capaz de prever o melhor mix de produção na Aciaria em função da qualidade e do tipo de rota de refino do ferro-gusa.

Aug 17, 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 Patrícia Freitas Rodrigues

Foram utilizadas neste estudo amostras de uma liga de NiTi rica em Ni, a fim de observar as mudanças estruturais e termofísicas ao longo das etapas de forjamento rotativo, nas condições: Bruta de Fusão, Refundida e extraídas após distintas etapas do forjamento inicialmente (primeira, terceira) e ao fim a frio (quinta e sexta). As variáveis dos processamentos termomecânicos e a composição química são fatores de grande importância no processamento destas ligas, afetando a estrutura e por consequência nas transformações de fase, no efeito de memória de forma e na superelasticidade. Dessa forma, foram realizados ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC), para definir as temperaturas de transformação de fases, e de difração de raio X (DRX) para observar as fases presentes a temperatura ambiente.

Aug 17, 2017

By André Wulff Hirano

A operação estável de um Alto Forno com alta produtividade e baixo consumo de combustíveis, dependente significantemente das matérias-primas ferrosas utilizadas. Diante do cenário cada vez mais desafiador devido à piora da qualidade dos ferrosos, o desenvolvimento de novas soluções de carga tem sido um item essencial para a manutenção da estabilidade e produtividade. Dessa forma, tornando importante a compreensão dos fenômenos para a adequação do modelo operacional. O objetivo deste trabalho é apresentar uma revisão dos fenômenos decorrentes da variação na composição química do sínter e a consequência observada no controle de processo dos Altos Fornos da TKCSA. Foi observado elevação nos teores de sílica e alumina, os quais têm forte influencia nas propriedades físicas, metalúrgicas e de fusão do sínter. No Alto Forno, o sínter analisado causou uma variação de 200°C na temperatura de fusão da escória primária, variações bruscas no rendimento CO e no desvio CO/CO2, chegando a valores de 4% e 70%, respectivamente.

Aug 17, 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 Gabriela Moreira Lana

A radiação solar apresenta uma enorme variedade de aplicações de engenharia, dentre elas, a conversão em energia térmica em concentradores solares. Os tubos absorvedores dos concentradores solares podem ser recobertos por cromo negro, com o objetivo de otimizar a absorção energética e a durabilidade. Esse trabalho é parte de um estudo complexo sobre esse tipo de recobrimento. Foram desenvolvidos filmes de cromo negro por eletrodeposição sobre aço inoxidável AISI 304 e tratados termicamente a 600°C por 2 horas. Os filmes foram caracterizados antes e depois do tratamento térmico, utilizando-se microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios X a baixo ângulo de incidência (GAXRD). Além do cromo, observou-se deposição de cobalto e elementos residuais do banho eletrolítico. O estudo da estrutura cristalina mostrou formação de óxidos após tratamento térmico. Microestruturalmente, foram observados filmes com estrutura lamelar ou nodular. O estudo permitiu sugerir modificações do banho eletrolítico, do substrato e métodos adicionais de caracterização.

Aug 17, 2017

By Luciano Gadonski

O Laminador Reversível a Frio 4-Hi de uma cadeira da CSN-PR não foi projetado para reduzir 100% da Bobina Quente Decapada (BQD), ficando sempre o trecho de miolo e capa fora da espessura de especificação. O descarte deste material é realizado na entrada da Linha de Galvanização Contínua (LGC) da CSN-PR, sendo o processo de descarte feito de forma manual baseado em critérios visuais, acarretando em diferentes resultados por turno de operação, assim como o descarte desnecessário de material bom como sucata na maioria dos casos. Este trabalho aborda o estudo e desenvolvimento de um projeto conduzido através da metodologia do Lean Seis Sigma, automatizando a decisão do descarte e atingindo à máxima utilização do material dentro da especificação de espessura, diminuindo assim o trecho fora de bitola descartado como sucata na entrada da LGC, o que afetava diretamente o indicador de Rendimento Metálico da linha.

Aug 17, 2017