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By Rodrigo Camargos Barroso

Os fenômenos de solidificação no lingotamento contínuo são altamente dependentes da velocidade de lingotamento e das condições de extração de calor do molde. Por sua vez, equipamentos como os agitadores eletromagnéticos, alteram significativamente o escoamento na região do molde, influenciando o perfil térmico e ajudando na redução do calor de superheat. Simular simultaneamente o escoamento, o transporte de energia e a solidificação é um dos objetivos deste trabalho. O modelo emprega o software Ansys/Fluent e é aplicado ao lingotamento contínuo de moldes redondos. Como resultado, obteve-se os mapas de temperatura e a espessura de casca na saída do molde para diferentes velocidades de lingotamento e correntes de agitação. Experimentos realizados em planta buscam comprovar as previsões do modelo. Espera-se, por fim, criar um padrão operacional no lingotamento contínuo buscando otimizar o uso do agitador eletromagnético em função da velocidade de lingotamento e da temperatura de superheat.

Jul 30, 2018

By Gustavo Coqui Barbosa

Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação a quente do trem acabador de tiras de aço C-Mn. O comportamento desse aço é definido por equações constitutivas que descrevem os mecanismos de encruamento e recristalização acoplados aos campos de tensões, deformações e temperatura. Foi implementada uma sub-rotina em linguagem FORTRAN disponível no programa de elementos finitos ABAQUS/Standard. O modelo foi estabelecido no estado plano de deformação por meio de elementos finitos com acoplamento dos campos de temperatura e deformação para o cilindro de trabalho e tira. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais do laminador de tiras a quente da CSN. O modelo prevê as distribuições de temperaturas e valor de carga de laminação em boa concordância com as medidas industriais. Os resultados do modelo evidenciam que há ocorrência de recristalização dinâmica durante o primeiro passe e, apontam que em determinadas regiões da tira a fração recristalizada dinamicamente chega a 100%. A análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo foi feita para determinar o seu impacto nos resultados das simulações, notadamente na força de laminação e no tamanho de grão austenítico final.

Jul 30, 2018

By Johne Jesus Mol Peixoto

No modelamento matemático do reator RH, a penetração do gás no líquido na perna de subida é o fator chave para determinar a distribuição do gás injetado e obter uma previsão confiável da taxa de circulação do líquido entre a câmara de vácuo e a panela. Neste trabalho, através de simulações numéricas via CFX, investigou-se o efeito das forças de arrasto, de sustentação, de lubrificação da parede, dispersão turbulenta e de massa virtual. A distribuição do gás na perna de subida e os valores de taxa de circulação previstos via CFX foram validados com resultados de modelo físico. A melhor predição da penetração do gás e da taxa de circulação foi obtida na simulação com incorporação da força de massa virtual e da força de sustentação, cujos coeficientes foram iguais a 0,3 e 0,1, respectivamente. A força de lubrificação deve ser utilizada para evitar o acúmulo de gás próximo às paredes da perna, mas possui efeito desprezível sobre a taxa de circulação. Os resultados dos modelos físico e matemático se ajustaram com a equação de Kuwabara para taxa de circulação.

Oct 30, 2017

By Henrique Dias Gatti Turrer, Marcelo Nazaro Silva, Henrique Lopes Martins Pereira, Claudio Luis Goulart

The Minas-Rio industrial complex uses a pipeline with extension of 529 Km to transport the iron ore concentrate to the filtering industrial complex and exporting port. Since project phase, bench lab tests have provided important information for the pumped slurry rheology control. Based in these tests results was possible to verify the effects of slurry stability, rheology controller type and particle size distribution in the regrinded concentrate yield stress and relative viscosity. Controlling some characteristics of pumped slurry, such as particle size distribution, pH and solids concentration guaranteed to achieve the necessary rheology properties for its safe pumping through pipeline and resulted in a performance improvement over the years.

Oct 3, 2019

By Luís Marcelo Marques Tavares, Gilvandro Bueno, Túlio MoreiraCampos

The HPGR development and application in the minerals industry resulted in an important increase in its application in iron ore pellet feed processing in the last decades. Vale SA was one of the pioneers in application of the HPGR in integrated plants, currently operating with six HPGRs in the pelletizing plants of Complexo de Tubarão (Vitória, ES). The work uses the mathematical model of the HPGR, proposed by Torres & Casali and modified by the present authors, to predict the performance of two industrial pellet feed HPGR units of the Complexo de Tubarão. Besides model validation, results of process simulations are shown in order to optimize the pellet feed pressing according to industrial demands, presenting different scenarios that are more attractive to HPGR operation. Simulations showed that it is feasible to reduce the specific surface area of the HPGR feed from 1770 cm²/g to 1570 cm²/g, allowing to produce a pellet feed of the same quality in its product (1911 cm²/g) and therefore reduce the work done by upstream ball milling.

Oct 1, 2019

By Sandra Lúcia de Moraes

Uma característica do setor mineral é a movimentação de grandes volumes de materiais que, em função do teor do bem mineral contido e das particularidades do processo de beneficiamento, ao final gera grandes quantidades de rejeitos. O aproveitamento desses rejeitos é um tema que tem sido discutido e que foi fomentado após o acidente acontecido em 2015, com a barragem da Samarco em Mariana - MG. O trabalho denominado “Rejeitos da Mineração: Um olhar do cenário brasileiro” está estruturado em duas partes. A primeira parte destacou a importância econômica e social do setor mineral para o país. A segunda parte, apresentada neste artigo, aborda o nível de desenvolvimento tecnológico voltado ao aproveitamento dos rejeitos e quais novos usos têm sido propostos. Neste documento, os autores trazem também o fechamento dos levantamentos realizados e suscitam uma discussão visando estimular o desenvolvimento sustentável da mineração, por meio da criação de um novo negócio inserido na cadeia produtiva da mineração.

Oct 30, 2017

By Kioshy Santos de Assis

O desenvolvimento de aços baixa liga e alta resistência (ARBL) tornou-se um desafio constante para a indústria. Enfoques como o aumento de resistência mecânica para espessuras menores tem um forte apelo técnico-científico. Modificações na composição química bem como o refino de grão são ações que apresentam um benéfico sinergismo neste sentido. Um elemento que atua nos dois sentidos supracitados é o nióbio (Nb), pois sua presença na composição química durante o processamento termomecânico promove o refino de grão e possibilita a obtenção de chapas de menores espessuras e com excelentes propriedades mecânicas. Entretanto, a adição do Nb como elemento de liga ficou restrita a percentuais em peso abaixo de 0.05%, devido à redução na soldabilidade encontrada em aços desenvolvidos com técnicas ineficientes de redução do carbono. Contudo, com técnicas mais efetivas de redução utilizadas na aciaria, torna uma alternativa o desenvolvimento de aços com maiores percentuais em peso de Nb, visando a produção de aços com maior resistência mecânica, menores espessuras e com boa soldabilidade. O objetivo do trabalho é apresentar resultados acerca da influência do Nb soldabilidade de um aço API 5L X70.

Aug 16, 2017

By Marco Aurélio de Jesus Matos

Os compósitos possuem dois ou mais constituintes físicos. O Brasil produz uma vasta quantidade de fibras vegetais e as utiliza como fase de reforço. A gelatina é obtida da ruptura de ligações covalentes e formam géis termoreversíveis. Sua principal característica, a gelificação, envolve a renaturação da estrutura e, diante do nosso objetivo, foi utilizada como suporte para as fibras já que a gelificação forma uma rede tridimensional. As fibras foram padronizadas em 0,355 mm. A gelatina foi gelatinizada e a solução coloidal vertida em moldes. Os provetes ensaiados conforme ASTM D412. O acréscimo da celulose microcristalina não altera os resultados da tensão de ruptura. O módulo de elasticidade respondeu de forma inversamente proporcional ao aumento do teor de fibras vegetais. O aumento da resistência à tração e do alongamento do material, porém, não na mesma proporção, faz com que haja uma diminuição de seu módulo elástico. O módulo de elasticidade tende a diminuir devido ao grande alongamento ao passo em que o teor de fibras vegetais e gelatina aumenta. A variação do teor de fibras vegetais e gelatina alterou significativamente os resultados dos ensaios de tração. A tensão de ruptura aumentou proporcionalmente ao aumento do teor de fibras vegetais. O alongamento também aumentou com o aumento do teor de gelatina, não sofrendo variações significativas em relação à variação do teor de fibras vegetais.

Aug 16, 2017

By Claudeir Carvalho Silveira

Para produzir os aços bifásicos galvanizados com revestimento de Zn-Fe as tecnologias de galvanização foram adaptadas visando à produção de aços com alta resistência, resistentes à corrosão e boa conformabilidade. Desta forma, e considerando as deformações obtidas na estampagem tornou importante a caracterização em laboratório da influência do nível e do caminho de deformação na geração de trincas do revestimento com Zn-Fe aplicado a um aço bifásico. O presente trabalho avaliou o efeito dos caminhos de Deformação Uniaxial, Deformação Plana e Estiramento Biaxial Simétrico na evolução das trincas do revestimento Zinco-Ferro (Galvannealed-GA) e sua conectividade considerando o aço base Dual Phase 600. Foi observado que aumento da área composta por trincas ocorre com o aumento do nível de deformação para todos os caminhos avaliados. O Estiramento Biaxial Simétrico foi o caminho de deformação que mais influenciou no aumento da área com trincas na superfície do revestimento e na conexão destas trincas com o aço base. Isso ocorreu em função do estado de tensão (tração-tração) imposta à superfície e à seção dos revestimentos. Mesmo sendo observada a conectividade das trincas com o aço base não foi verificado visualmente defeitos de desplacamento do revestimento tais como Powdering e Flaking.

Aug 16, 2017

By Juliana Porto Guimarães

A crescente demanda por aços galvanizados com alta lubricidade tem impulsionado o desenvolvimento de pós-tratamentos que, aplicados sobre a superfície dos revestimentos, reduzem o atrito entre o ferramental e a chapa durante o processo de estampagem de peças críticas na indústria automotiva. Diante disso, a Usiminas desenvolveu, em parceria com a Quaker, a aplicação do pós-tratamento tipo microfosfato denominado Primecoat Z Auto, com a função de melhorar a estampabilidade de aços galvanizados a quente do tipo GI (Zn puro). Nesse estudo foi avaliada a Razão Limite de Estampagem (RLE) de um aço GI destinado a produção de peças críticas, após aplicação desse pós-tratamento em escala de laboratório. Adicionalmente, foram caracterizadas a morfologia e a constituição química do microfosfato, e o desempenho do aço quanto à fosfatização, à pintura automotiva e à resistência a corrosão. Concluiu-se que o filme de pós-tratamento é amorfo, constituído por Zn, P, Al e Mg, promovendo um excelente ganho de lubricidade ao aço GI, sem interferir nos processos subsequentes de fosfatização e de pintura nas montadoras. Além disso, o material apresentou excelente desempenho quanto à resistência à corrosão.

Jul 30, 2018

By Jorge Luis Barreto

A CBMM aplicou aços microligados ao nióbio de elevada resistência mecânica em caminhões basculantes que operam nas suas instalações de Araxá, com o objetivo de reduzir o peso das caçambas e obter maior desempenho com aumento da carga transportada, redução do consumo de combustível bem como das emissões de CO2. Também tinha o objetivo de eliminar as trincas de fadiga que ocorriam sobre os chassis desses equipamentos. Os caminhões já operam há 12 meses e o objetivo desse trabalho é apresentar os resultados obtidos até o momento. Com a aplicação dos aços de elevada resistência, foi possível desenvolver um novo desenho para sua estrutura e componentes. Houve uma redução de 25% da massa da caçamba o que proporcionou um aumento médio de carga transportada de 40,0t para 41,1t ou 2,7% por viagem, trazendo até o momento, economia de 3,00% no custo total de transporte e redução de consumo de combustível de 8,00%. Não houve trincas ou deformações no sobre chassis que apoiam as caçambas.

Aug 8, 2018

By Adriana da Cunha Rocha, Carlos Bruno Eckstein, Gabriela Ribeiro Pereira, Clara Johanna Pacheco, Elaine Felix da Silva, Raphael Silva de Araújo, Laudemiro Nogueira Junior, Luiz Henrique de Almeida

A composição química da camada de óxido formada durante operação em um forno de reforma a vapor por 70000 h em um aço inox resistente ao calor grau HP-Nb, foi analisada através da espectroscopia Raman confocal, com o objetivo de correlacionar as características químicas e morfológicas dos óxidos com os diferentes estados de envelhecimento. Os espectros Raman, adquiridos pontos aleatórios da camada de óxidos, revelam que os óxidos de Fe (-Fe2O3 e Fe3O4), bem como os óxidos mistos NiFe2O4 e NiFeMnO4 são as espécies predominantes no estado de envelhecimento I. Amostras envelhecidas dão origem a espectros característicos de Cr2O3, MnCr2O4, Fe3O4 e NiFe2O4, em consonância com estudos recentes reportados na literatura.

Oct 20, 2019

By Vinícius Carvalho Teles

Durante a estampagem, ocorre o desgaste na superfície da ferramenta devido ao deslizamento entre a ferramenta e a peça. A manutenção das ferramentas de conformação envolve o polimento das bordas ou, em casos mais severos, a substituição da mesma é necessário. Ensaios de deslizamento alternado em revestimentos CrAlSiN depositados sobre aço ferramenta evidenciaram mecanismos de desgaste abrasivo devido a partículas de desgaste anteriores. O objetivo deste trabalho foi investigar a resistência a abrasão destes revestimentos, onde variou-se a topografia do substrato e arquitetura do revestimento, a composição química e a espessura. As propriedades mecânicas destes revestimentos foram avaliadas utilizando ensaios de esclerometria com carga progressiva e microdureza Knoop. A resistência à abrasão foi avaliada utilizado testes de microabrasão com partículas abrasivas de SiC. Os resultados mostraram que não houve diferença nas taxas de desgaste entre as duas arquiteturas. Maiores taxas de desgaste foram obtidas ao diminuir o teor de AlSiN na superfície e ao diminuir a espessura. Também foi observado uma relação entre as taxas de desgaste e o produto da carga crítica e a microdureza.

Aug 16, 2017

By Géssica Seara Faria

Na produção de bobinas laminadas a quente, além da força aplicada pelos cilindros de laminação sobre a tira para promover a redução de espessura, o material é também submetido a tensões avante e a ré, durante o seu bobinamento e desbobinamento, que devem ser inferiores ao limite de escoamento do material conforme sua temperatura de trabalho. Este estudo trata da caracterização das tensões de escoamento do aço elétrico de grão orientado com 3,2 % de silício em altas temperaturas. A necessidade do estudo surgiu devido a ocorrência do defeito estiramento durante processo de laminação a quente de acabamento em laminadores reversíveis tipo Steckel, defeito este que consiste no estreitamento da largura da tira em regiões localizadas. Isto acontece em função do desconhecimento do limite de escoamento real do material nas temperaturas de trabalho. Os ensaios foram realizados em máquina de tração a quente, em temperaturas previamente determinadas. Através dos resultados dos ensaios, foram determinadas as curvas tensão x deformação do aço e valores limitantes de tensão conforme variação da temperatura, para que o processo não exceda o limite de escoamento do material.

Aug 16, 2017

By Osmar Roberto Bagnato

Este trabalho apresenta um estudo do desgaste de insertos e tensões residuais em diferentes estratégias de entrada de ferramenta no fresamento da liga Ti-6Al-4V. Esta liga possui propriedades mecânicas que a torna ideal para aplicações onde é necessária uma ótima relação resistência-peso. O objetivo é reduzir o desgaste dos insertos no processo de fresamento e analisar as tensões residuais na usinagem da liga Ti-6Al-4V. A integridade superficial do material após a usinagem deve ser conhecida já que esta liga é utilizada em aplicações criticas. Quatro estratégias de entrada foram estudadas, sendo que no faceamento foi utilizada a entrada por rolagem e a frontal reta e no fresamento de cavidade foi utilizado mergulho reto e em rampa. Em todos os ensaios foram utilizados os mesmos parâmetros de usinagem. As tensões residuais foram medidas por difração de raios-X (Luz Sincrotron), pelo método sin²?, utilizando um difratômetro de raios-X instalado no LNLS. No faceamento a estratégia por rolagem mostrou uma importante redução do desgaste e uma pequena redução da tensão residual quando comparada com a estratégia frontal reta. No fresamento de cavidades a estratégia de mergulho reto mostrou um inesperado aumento do desgaste e uma significativa redução da tensão residual quando comparada com o mergulho em rampa. Todas as tensões residuais encontradas foram compressivas. As tensões residuais encontradas em todos os experimentos se mostraram favoráveis a aplicações sujeitas à fadiga.

Aug 8, 2018

By Ligia Mara Gonzaga

A separação magnética ocupa uma posição importante na concentração de minérios de ferro e há grande interesse em avaliar a sua aplicabilidade na etapa de projeto.Isso pode ser realizado por meio de uma caracterização adequada do minério e do uso de ensaios em bancada. O presente trabalho aplicou uma metodologia baseada na caracterização para avaliação do potencial de aplicação da separação magnética de baixa intensidade no WDRE, bem como o separador magnético de alto gradiente (HGMS) Rapid para dois minérios de ferro itabiríticos. Estudos detalhados de caracterização granulométrica, química e mineralógica das amostras, britadas abaixo de 1,18 mm, foram realizados. As análises demonstraram as diferentes composições mineralógicas dos minérios, sobretudo no tocante aos teores de magnetita e hematita. A fim de caracterizar a distribuição dos componentes magnéticos das diferentes amostras preparadas foi realizado o seu fracionamento utilizando o separador magnético Isodinâmico Frantz, que permitiu estabelecer os intervalos de intensidade de corrente preferencial de ocorrência das principais fases presentes nas amostras, sendoos resultados aplicados com sucesso na previsão da separação magnética.

Aug 16, 2017

By Alessandra Vieira Guimarães

A liga de Níquel 718 é bastante requisitada para aplicações na indústria aeroespacial devido as suas excelentes propriedades. Endurecida por precipitação, a liga apresenta alta resistência mecânica sob condições extremas e ambientes severos, representando um avanço tecnológico significativo na produção de motores aeroespaciais. Os reparos realizados nos motores são feitos por diferentes processos, porém muitas vezes são realizados até que as especificações estruturais deixem de ser atendidas. Após os reparos, a liga é solubilizada em temperatura inferior a temperatura solvus da fase d, o que pode levar a precipitação crescente desta fase, podendo impactar nas propriedades da liga. O intuito do presente trabalho é avaliar o efeito de múltiplos ciclos de tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento na microestrutura e propriedades mecânicas da liga. Foi possível observar que os múltiplos ciclos induzem uma crescente formação de fase d, reduzindo a resistência mecânica da liga.

Oct 30, 2017

By Jackson de Brito Simões

As Ligas com efeito de Memória de Forma (LMF) são metais funcionais que podem recuperar grandes deformações, superiores a 5%, quando submetidos a carregamento mecânico e/ou aquecidos. Este fenômeno ainda surpreende pesquisadores e engenheiros de projetos, materiais e processos. Esses metais possibilitam o desenvolvimento de atuadores termomecânicos capazes de gerar esforço mecânico com o bloqueio da recuperação de forma. Inúmeros são os processos para obtenção dessas LMF, cada um com sua particularidade e limitação específica. Nesse contexto, este trabalho avalia o efeito do reprocessamento pela técnica Plasma Skul Push-Pull (PSPP) e do tratamento térmico de solubilização nas propriedades térmicas de transformação de fase de uma LMF 55,1Ni-44,9Ti (% em peso) obtida originalmente pelo processo de fusão por indução a vácuo (VIM). Para isso, a LMF foi refundida com uma tocha de plasma e vazada sob pressão em quatro moldes metálicos distintos (aço, bronze, alumínio e cobre). As técnicas de caracterização térmica Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Resistência Elétrica em função da Temperatura (RET) foram utilizadas para avaliar o efeito desse reprocessamento e do subsequente tratamento térmico de solubilização a 850°C em diferentes tempos. Verificou-se que a injeção em molde metálico proporciona uma significativa redução nas temperaturas de transformação de fase, da ordem de 30°C em relação ao material bruto obtido por VIM. Por fim, foi possível concluir que a LMF NiTi reprocessada mantém a transformação de fase mesmo após tratamentos de solubilização a 850°C em tempos mais longos (8 h), contrariamente ao material originalmente obtido por VIM.

Aug 16, 2017

By Nathanael Wagner Sales Morais

Os aços maraging tem grande importância tecnológica devido sua aplicação nas industrias aeroespacial e nuclear. Uma das aplicações para esse material é a fabricação de cilindros de alta resistência pelo processo de estampagem profunda, logo o conhecimento da textura cristalográfica torna-se fundamental. Este trabalho investigou o efeito da laminação à frio seguida por um recozimento sobre a microestrutura, textura e anisotropia plástica no aço maraging 350. A anisotropia foi medida pelo cálculo dos coeficientes de Lankford e dos coeficientes de anisotropia normal (Rm) e planar (?R). Os resultados mostraram o aumento na deformação a frio gera um aumento na intensidade da fibra acompanhada de um aumento no valor de Rm. As análises metalográficas mostram que maiores reduções induzem à um precipitação intermetálica após o recozimento.

Aug 8, 2018

By Guerold Sergeevitch Bobrovnitch

Amostras de polifurfural (FH) obtidas por catálise ácida foram termobaricamente tratadas em várias temperaturas e sob pressão de 6GPa em um dispositivo de alta pressão do tipo bigorna com concavidade central. Após o tratamento cada amostra foi submetida a análise por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicam que a FH é um material grafitável e, possivelmente, poderá ser utilizado como matéria-prima para a execução do processo de síntese.

Aug 16, 2017