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By Pablo Altoé Amorim, Bruno Sellitti Borges, Otávio Lube dos Santos, Arthur Pizetta David, Matheus Diogo Penido da Silva

Automation is in everywhere nowadays, including within companies and industries, and is therefore fundamental and essential for production, quality and process control of them. There are many ways to automate a production line or a machine can be through relay logic, Programmable Logic Controllers (PLCs), and even more modern microcontrollers with native Internet of Things (IoT) support can be used. What are the advantages and disadvantages of each approach? A PCB was created using more modern microcontrollers programmed in C, C ++ and Whiting language to simulate a replacement of a PLC in an actual machine. Having a very positive result, being able to handle the machine manually via Wi fi besides being able to also perform a real-time monitoring of the machine's motors through the mobile phone, thus entering the IoT and fitting into the Industry 4.0.

Oct 1, 2019

By Michel Fillon

Hydrostatic assistance is a commonly used method to improve limited load carrying ability of tilting-pad thrust bearings during transient states of operation of the vertical shaft hydro-generators. Despite of special hydraulic equipment (as pumps, valves etc.), it also requires manufacturing of special recesses/pockets at the pad sliding surfaces, into which oil is injected under high pressure. It allows to lift the rotor before start-up of the machine and form a hydrostatic film between the pads and the collar. There is a quite wide variety of geometry of recesses (shape, depth, size) met in practical large bearing applications. The presence of a hydrostatic pocket (usually located in the sliding surface above the pivot area, where thin film, high oil pressure and temperature are observed) affects bearing performance under hydrodynamic operation. In theoretical researches, there is an almost common practice not to include hydrostatic recess in THD or TEHD analysis. This is probably due to the problems with obtaining solution for oil film geometry with pocket, with pocket depths order of magnitude larger than gap thickness. In this paper, an attempt was taken to study the effect of the lifting pocket on THD performance of a large tilting-pad thrust bearing of ltaipu power plant. Bearing performance was evaluated including recess shape for several cases of its depth. The results show, that hydrostatic recess changes calculated bearing properties quite significantly, especially in the vicinity of the pocket.

Jul 31, 2018

By Márcia M. S. M. Pereira, Hervé Tavernier, Gérson T. Ferreira, Caio Nogueira Araujo Diniz, Fabio Luiz Lourenço, Wagner C. Moreira, Vinicius Cunha Aranda

Pós fluxantes desempenham um papel significativo na qualidade do aço durante o processo de lingotamento contínuo. Os pós fluxantes são escórias sintéticas usadas para lubrificar o molde durante o lingotamento contínuo do aço. Para que isso ocorra, o fluxante deve apresentar as seguintes funções: isolamento químico e térmico do aço, absorção de inclusões não metálicas do aço, lubrificação do molde e controle da transferência de calor entre o aço e o molde. O desempenho de cada função está relacionado às propriedades químicas e físicas do pó fluxante, que são dependentes de sua composição química e sua composição mineral, devido a sua relação com a taxa de fusão do material. A fim de garantir uma produção eficiente e de alta qualidade durante o lingotamento de um aço ultra baixo carbono, os pós fluxantes A e B foram investigados de acordo com diferentes propriedades físico-químicas. Diversos experimentos laboratoriais foram realizados para comparar o desempenho dos materiais A e B, visando à diminuição de captura da escória pelo aço no molde: avaliação do comportamento de fusão e fluidez, composição química e viscosidade. As temperaturas de processo foram avaliadas através de testes estatísticos, visando caracterizar o fluxo de calor e o trabalho de fricção durante lingotamento. Os testes industriais preliminares, realizados na Ternium Brasil, foram conduzidos com o objetivo de analisar o comportamento do pó fluxante durante a operação de lingotamento contínuo em relação a alguns aspectos operacionais e fornecer informações sobre sua influência na qualidade superficial do aço. Os resultados mostraram que, aumentando a viscosidade do fluxante, o consumo de pó tornou-se menor, levando a um maior trabalho de fricção e menor fluxo de calor no molde. No entanto, o comportamento da camada de escória mostrou que, apesar do aumento da força de atrito no molde, a espessura da escória foi adequada e não houve relatos de defeitos superficiais durante o uso do material fluxante de maior viscosidade.

Oct 1, 2019

By Breno T. Maia, Débora C. O. Silveira, Mariana A. Ribeiro, Daniel A. G. de Carvalho, Roberto P. Tavares, Raissa S. Salgado

Mixing time is an important parameter when considering chemical and thermal homogenization in steelmaking reactors. It can also be relevant in the kinetics of chemical reactions. Different methods have been used to estimate mixing times in physical models of steelmaking reactors. In the present work a new method to estimate mixing times in physical models has been proposed. This method can be used when transparent fluids are used to simulate the liquid steel and the slag. Results of mixing times in a physical model of a BOF obtained with different techniques were compared. It was shown that the new method is more reliable and consistent than the common methods based on electrical conductivity measurements and colorimetric analysis.

Oct 1, 2019

By Haysler Apolinário Amoroso Lima, Douglas Fernando Galesi, Vladnilson Peter de Souza Ramos

A busca de novos produtos de maior valor agregado, tem incentivado a produção via sistemas de desgaseificação. Estes equipamentos em especial o RH, propicia altas taxas de descarburação e deshidrogenação, agregando valor ao aço produzido. A engenharia por trás destes equipamentos é de vital importância para o bom desempenho operacional, garantindo produtividade e segurança. Compreender os mecanismos de desgaste do equipamento nos auxilia na tomada de decisão, reforçando regiões de maior desgaste. Para isso medir com precisão o perfil de desgaste, é uma tarefa de vital importância para o sucesso do projeto. Neste trabalho elaborou-se um modelo espacial para estimação do desgaste do RH usando ferramentas da Geoestatística. Através de coletas de alguns pontos foi possível criar um mapa do desgaste estimando valores para as demais regiões. Também foi foco neste estudo analisar a influência do entupimento dos bicos na taxa de circulação do aço e influencia na erosão da parede refratária.

Oct 1, 2019

By Leiliane Alves de Oliveira

O aço EUROFER (9Cr – 1W), pode ser utilizado em turbinas para geração de energia, vasos de pressão, reatores nuclear ou aplicações, onde o material é submetido a temperaturas de serviço entre 250°C e 450°C. Uma forma de melhorar as propriedades do aço, para que ele trabalhe a temperaturas mais altas ou que se torne mais estável é adicionar partículas de segunda fase na sua matriz. Estas partículas podem estar na forma de óxidos, carbetos, nitretos ou até mesmo em solução sólida quando alguns elementos químicos são adicionados ao material. Neste contexto, este trabalho objetiva estudar o efeito da adição de 3% de carbeto de tântalo na matriz metálica do aço ferrítico/martensítico. Para isto a metalurgia do pó foi a rota empregada para a produção deste compósito de matriz metálica (CMM). Duas moagens distintas foram realizadas. A primeira com o aço EUROFER e a segunda com o aço EUROFER com adição de 3% de carbeto de tântalo (TaC). A moagem de alta energia foi realizada durante 5 horas. Em seguida, os dois pós produzidos foram sinterizados em um forno a vácuo (10-4torr) a temperatura de 1.250°C durante 60 minutos. O produto final foi caracterizado por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (EDS) e ensaio de microdureza. Os estudos iniciais dos sinterizados obteve uma resposta positiva nas propriedades mecânicas independente do processamento. Com valores de microdureza maior que 100% do valor de 333,2 HV obtidos para o aço puro como recebido(barra).

Aug 8, 2018

By Cermets

Ti(C,N)-based cermets offer good high temperature strength, perfect chemical stability, excellent wear resistance, and relativly better machinability. In the present work, the tribological behaviors of Ti(C,N)/SiC sliding pairs lubricated in water and seawater were evaluated using a ball-on-disk tribometer. The experimental results show that a relatively low friction coefficient (about 0.025) can be obtained when lubricated with artificial seawater at the sliding speed of 200 mm/s, while the date is about 0.2 in purified water. The wear surface profiles and the lubricants collected after running-in process for the high/low friction conditions were compared. In addition, the effect of salt molar concentration of the lubricant on the Ti(C,N)/SiC friction properties was investigated. It was found that the smooth and flat surface is the premise to gain the low friction. At the same time, the proper concentration of silica colloid, which is affected by the salt ions, is also an essential one. Moreover, the high sliding speed (200 mm/s) is beneficial to achieve low friction.

Jul 31, 2018

By Heitor Cristo Clem de Oliveira

Devido às influências deletérias do fósforo sobre as propriedades do aço e os teores cada vez mais altos de fósforo no minério, a remoção do mesmo através do processo de desfosforação do ferro-gusa ganha cada vez mais importância. Este trabalho tem como objetivo a avaliação termodinâmica de misturas a base de CaOFeO utilizadas no processo de desfosforação de ferro-gusa. A avaliação termodinâmica foi realizada através dos softwares termodinâmicos, ThermoCalc e FactSage, os quais mostraram-se eficazes na determinação da concentração de fósforo de equilíbrio no metal, fases presentes e temperatura de fusão das misturas.

Aug 16, 2017

By Márcia Maria da Silva Monteiro Pereira

Flúor é muito usado em pós de molde aplicados no lingotamento contínuo de aços. Embora o flúor seja importante no comportamento de fusão, infiltração da escória e cristalização do filme de escória, ele tem algumas desvantagens uma vez que o flúor reage com a escória, produzindo substâncias como NaF e SiF, as quais, por sua vez, reagem com a água no resfriamento secundário, formando HF. Estas desvantagens levam a severa corrosão do maquinário e risco para a saúde dos funcionários da usina. Por isto, é necessário remover o flúor dos fluxantes. Pó fluxante para lingotamento de placas livre de flúor está sendo desenvolvido como resultado de uma parceria entre fornecedor de pós fluxantes e a siderúrgica. Relacionado a isto, matérias primas alternativas para substituir F na composição dos pós fluxantes foram investigadas. Pesquisas indicaram B2O3 como substituto em potencial de flúor para escórias de molde. Os testes industriais, feitos em uma siderúrgica brasileira, foram realizados com o objetivo de analisar seu comportamento durante a operação de lingotamento contínuo em aços de baixo carbono. Parâmetros tecnológicos como: absorção de inclusões, espessura da piscina líquida, consumo de pó fluxante e índice de erosão da válvula submersa foram monitorados durante o lingotamento contínuo com o objetivo de avaliar o desempenho do pó e de fornecer informações sobre sua influência na qualidade da superfície do aço. Os testes industriais de lingotamento de aços baixo carbono revelaram uma boa qualidade de superfície e redução na erosão da válvula submersa. Outros parâmetros estão em estudo.

Jul 30, 2018

By Gilberto Fernandes Lima, Leonardo Neves, Getúlio Fonseca dos Santos

O refino secundário é um processo onde a homogeneização do aço e as flotações de inclusões ocorrem no banho metálico, cujo conhecimento do tempo de mistura é necessário na produção de aços limpos. A panela, principal vaso onde ocorre o processo, contem plugues ou bicos de injeção de gás inerte, podendo ser utilizados argônio ou nitrogênio, que são responsáveis pela rinsagem do aço. Devido à importância desta etapa neste processo, este trabalho objetivou realizar o estudo do escoamento bifásico do aço na panela com duas configurações diferentes, sendo a configuração um com dois plugues de gás inerte: ambos a meio raio e a configuração dois com dois plugues de gás inerte, um a meio raio e outro no centro da panela. Neste projeto foi utilizada fluidodinâmica computacional, CFD, para a realização das malhas e simulações que forneceram as curvas de traçador e o perfil de velocidade para ambas as configurações. Os resultados simulados indicam que a configuração dois é a mais indicada para o escoamento bifásico, sendo a melhor opção para ser utilizada no modelo de panela industrial.

Oct 1, 2019

By Gabriela Pereira de Miranda

Os aços avançados de alta resistência do tipo dual phase (DP) são aplicados na indústria automobilística, principalmente, em componentes estruturais. Alguns desses aços são revestidos com zinco e suas ligas, visando maior resistência à corrosão. Atualmente, o processo de união de aços mais utilizado em veículos é a soldagem por pontos. O emprego inadequado de parâmetros de soldagem pode provocar trincas por fragilização por metal líquido (LME, do inglês liquid metal embrittlement) em regiões de soldas a pontos de aços de alta resistência revestidos com zinco. O metal líquido, neste caso, consiste em ligas de Zn-Cu provenientes da combinação de cobre dos eletrodos de soldagem com o zinco do revestimento, que penetra em contornos de grãos, reduzindo a sua energia coesiva. Sob solicitação mecânica, tal fragilização pode ocasionar origem às trincas. Neste trabalho foram investigadas as condições de formação de trincas por LME na soldagem de aços DP da classe de 600 MPa de limite de resistência galvanizado por imersão a quente (HDG - GI). Verificou-se, em todas as condições de soldagem avaliadas, a penetração do metal líquido na superfície da solda. A ocorrência de trincas, no entanto, só foi constatada em condições de soldagem que implicaram na geração de tensões. Tais tensões foram intensificadas com refrigeração inadequada, causada por diferentes vazões de água nos eletrodos inferior (1,5 l/min) e superior (7,5 l/min), e/ou soldagem sequencial. Não foram observados efeitos prejudiciais de trincas por LME nas resistências estática (cisalhamento por tração) e dinâmica (fadiga sob cisalhamento).

Oct 30, 2017

By Cristina da Paixão Araujo

O planejamento de lavra de curto prazo tipicamente confia em amostras obtidas de furos de desmonte em uma operação de lavra a céu aberto. Essas amostras podem conter grande erro de amostragem. O objetivo deste artigo é avaliar o impacto do erro de amostragem na recuperação de lavra. Para comparação, foi utilizado banco de dados Walker Lake exaustivo considerado como a distribuição real dos dados. A metodologia consiste na obtenção de amostras a partir dos dados exaustivo, em um espaçamento regular de 5x5 m. Em seguida, o erro de amostragem foi adicionado às amostras. Posteriormente, as amostras foram utilizados para estimar os blocos e classifica-los como minério ou estéril. Quatro cenários com amostras com 0%, 10%, 20% e 30% de erro relativo. A recuperação de lavra de cada cenário é comparada com a real distribuição dos dados. Além disso, o erro de classificação do bloco é avaliado para os quatro casos. Os resultados mostram que problemas na amostragem e no protocolo de preparação de amostras pobres afetam a curva teor tonelagem e a classificação dos blocos em minério e estéril.

Aug 8, 2018

By José Dimas de Arruda

O conhecimento do campo de fluxo dentro do molde de lingotamento contínuo pode oferecer uma oportunidade de se melhorar a limpidez interna do produto. Modelagem física, aplicação da técnica PIV juntamente com a modelagem matemática via Ansys Fluent foram empregadas para avaliar a distribuição de velocidades na região de interface metal escória num molde de lingotamento de placas. Os resultados foram analisados com base em critérios de estabilidade da interface metal – escória disponíveis na literatura e ressaltam o papel do empuxo e tensão interfacial.

Aug 16, 2017

By Caroline Antunes Corrêa

Filmes híbridos estão sendo utilizados como revestimentos de substratos metálicos para proteção contra corrosão. Este trabalho tem como objetivo verificar o comportamento corrosivo de filmes híbridos com diferentes concentrações de polietilenoglicol (PEG) sobre folhas de flandres pela técnica de varredura por eletrodo vibratório (SVET). Os resultados demonstraram que o aumento da concentração de polietilenoglicol ocasionou a formação de fissuras e delaminação do filme híbrido. As análises por SVET demonstraram a possibilidade de analisar a corrosão localizada em regiões com defeitos no filme e no substrato metálico.

Aug 16, 2017

By Wagner Angelo da Silva

A crescente demanda por energia elétrica nas aeronaves modernas pode ser constatada pelo aumento da potência elétrica gerada a bordo, como exemplo o Boeing 787 produz 1000kVA, 200V trifásico, 400Hz variável contra 240kVA, 200V trifásico, 400Hz fixo produzido pelo Airbus A330, apesar de possuírem aproximadamente as mesmas dimensões. Devido à necessidade de redução de massa de transformadores, a frequência utilizada na geração de eletricidade na aeronave é de 400Hz o que acaba produzindo um aumento das perdas em núcleos de FeSi destes transformadores, principalmente pelo aumento das correntes parasitas no núcleo. Transformadores elétricos com núcleos de ligas amorfas a base de Fe vêm apresentando redução de até 70% das perdas no núcleo quando operados em 50Hz ou 60Hz. Assim, esse estudo visa discutir as vantagens e desvantagens do uso de transformadores elétricos com núcleos de ligas amorfas a base de Fe em aeronaves. Os resultados mostram que, com o desenvolvimento de novas ligas, tal utilização mostra-se viável devido a uma redução de peso de tais transformadores.

Aug 8, 2018

By Caruline de Souza Carvalho Machado

Tensões residuais podem ser muito prejudiciais ao desempenho de um componente, tornando sua quantificação e avaliação extremamente uteis. A difração de raios-X é um método de análise não destrutivo que permite avaliar as tensões sem comprometer o material. Neste trabalho, tiras de aço duplex UNS S32304 com 1,8mm de espessura foram cortadas nas dimensões 36x72mm e soldadas de modo autógeno através do processo TIG. Produziram-se dois tipos de amostras variando-se o gás de proteção a saber: mistura de argônio 98% e nitrogênio 2% e argônio 99.995%. Utilizou-se um difratômetro com geometria Bragg-Brentano, fonte de radiação CuKa ( = 1,5419Å). A técnica sen2 ? foi empregada para determinar a tensão residual da fase austenita no ângulo 2?=146.22°. Os resultados mostram um estado de tensões residuais trativo nas proximidades da zona fundida, chegando a um estado compressivo em regiões distantes. A análise comparativa dos perfis de tensão residual revela que a amostra soldada apenas com argônio apresenta menor tensão residual trativa na zona fundida.

Aug 8, 2018

By Dimas Henrique Barros Andrade, Roberto Abreu Alencar

O algaraviz é uma parte importante do sistema de sopro de um Alto-Forno, utilizado para direcionar o sopro e combustíveis injetados para a ventaneira, por conseguinte o interior do forno. O algaraviz consiste em uma caraça metálica revestida de material refratário com resistência ao calor e uma camada de isolante térmico entre o refratário e a carcaça. Falhas em serviço de algaravizes costumam a gerar grandes danos materiais, financeiros e com grande risco à vida dos operadores, por isso o controle e inspeção da integridade estrutural e térmica dos algaravizes é de suma importância. A inspeção nos algaravizes é realizada a fim de se detectar precocemente pontos quentes que são indicativos de falhas estruturais no algaraviz. Portanto este artigo foi feito um modelo numérico de transferência de calor, a fim de se averiguar as condições do algaraviz, de forma a verificar se o algaraviz em condições normais de operação mantem as condições térmicas. O modelo revelou resultados satisfatórios de forma que em comparação com resultados de inspeções em peças em operação se obteve um erro de cerca de 8%.

Oct 1, 2019

By Rodrigo Cruz Oliveira

Nos últimos anos, a indústria automotiva tem evoluído de forma significativa em relação à preservação ambiental e com respeito à segurança veicular. A Usiminas, alinhada a esses avanços, tem realizado estudos visando obter novos produtos de alta resistência mecânica que possibilitem a redução do peso dos veículos e diminuição do consumo de combustível, além do aumento da segurança. Para novos projetos de veículos, como fator de melhoria do desempenho dos materiais de alta resistência, têm assumido destaque especial nos aços Dual Phase, principalmente naqueles do grau 1000MPa, as características de expansão de furo, em função da correlação com a vida em fadiga e o comportamento à fratura. Esse trabalho teve por objetivo avaliar uma das etapas do ciclo de desenvolvimento de um aço Dual Phase do grau 1000MPa com características de expansão de furo maior que 20%. O trabalho avaliou três conceitos diferentes de liga submetidos a tratamentos térmicos específicos. Os resultados obtidos permitiram retroalimentar o ciclo posterior do desenvolvimento, no qual resultados positivos foram alcançados.

Aug 16, 2017

By Livia Mara Candido

As reservas de minério de ferro, apresentam tendências de menores teores de Fe, tornando maior a necessidade da redução da fração granulométrica inferior a 150µm, o que torna o processo viável tecnicamente por meio concentração. O método mais comum utilizado é a concentração através da flotação. Flotação é uma técnica de separação baseada na afinidade das espécies minerais com as moléculas de água. Na flotação reversa de minério de ferro, utilizam-se agentes que reforçam o caráter hidrofílico das partículas de Ferro, chamados de depressores. O mais comumente utilizado é o amido de milho em forma de solução, gelatinizado com a adição de soda cáustica. Dentro desse contexto e afim de aumentar o poder de gelatinização do depressor, foram realizados através do planejamento fatorial estatístico, ensaios de flotação em bancada, com diferentes concentrações iniciais e finais de amido de milho presente na solução e ainda a relação de amido/soda para avaliar o impacto sobre a recuperação metalúrgica da flotação, concluindo-se que recuperação metálica foram fortemente influenciados pela concentração inicial da solução de amido.

Oct 30, 2017

By ANDERSON OLIVEIRA DA SILVA

Blindagens balísticas são projetadas para resistir a uma determinada ameaça com a menor relação peso/resistência balística possível, isto é, oferecer a melhor resistência à penetração de projéteis e fragmentos provenientes de armas de fogo com menor peso. Os materiais compósitos são, atualmente, aqueles que possuem a maior probabilidade de obter estes requisitos, por possuírem flexibilidade de alcançarem o conjunto de propriedades mais apropriadas para cada nível de proteção e por serem mais leves. Os compósitos reforçados por tecidos de fibra sintética são atualmente os mais utilizados. Com o foco nos aspectos ambientais, este trabalho produziu e avaliou um compósito híbrido laminado de matriz polimérica reforçado por manta de curauá e tecido de poliamida aromática. O compósito foi avaliado segundo o tipo de falha ocorrida após o ensaio balístico, utilizando a análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV), bem como, a análise visual. Por meio da análise dos resultados, foi possível observar que o processo de microdelaminações na interface matriz/tecidos, bem como as falhas intralamelares (trincas na matriz) proporcionaram uma maior dissipação da energia de impacto.

Oct 30, 2017