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By Henara Lillian Costa

This paper aims to investigate the effects of a possible incorporation of ethanol to the lubricant during engine use on friction and lubricant film thickness, by adding small amounts of ethanol to Group I base (with and without an organic friction modifier) and to formulated oils. Film thickness was measured using ultrathin film interferometry. Friction tests were carried out using a mini-traction machine to obtain Stribeck curves. The film thickness measurements showed that in the region of low speeds, where the elastohydrodynamic film is very thin and therefore boundary lubrication may prevail, the addition of ethanol produced some boundary film, which was not present for the base oils. For the base oil with an organic friction modifier, the presence of ethanol increased the thickness of the low friction boundary film. For the formulated oil, the addition of ethanol reduced film thickness in all lubrication regimes. The friction tests showed some friction reduction due to addition of ethanol to the base oil, in particular at low speeds. For the formulated oil, the addition of ethanol reduced friction at high speeds, which was associated to a reduction in the viscosity of the lubricant, but at low speeds, the presence of ethanol reduced the formation of a boundary layer, increasing friction. For the base oil containing an organic friction modifier, the presence of ethanol increased the range of speeds for which low boundary friction occurred.

Jul 31, 2018

By Janeir Ribeiro Dutra

Os aços siliciosos de grão orientado (GO) e de grão não orientado (GNO) são aços ligados ao silício para aplicações elétricas. O aço silício de grão orientado possui as propriedades magnéticas otimizadas na direção de laminação, enquanto o de grão não orientado apresenta boas propriedades em qualquer direção. O aço elétrico de grão orientado tem como principais características as excelentes propriedades magnéticas, desenvolvidas especialmente para a redução das perdas magnéticas e aumento da eficiência de máquinas elétricas. Durante o processo de elaboração do aço o principal desafio é o controle de elementos como alumínio, titânio e enxofre, elementos estes provenientes da carga metálica (sucata e gusa) e adições de ligas na panela. Para este controle ser eficaz a estabilidade da composição química da escória na metalurgia secundária é de fundamental importância. O fluxo produtivo do aço GOAT na metalurgia secundária inicia-se no processo VOD(Vaccum Oxygen Decarburization) com término no forno panela. Este trabalho promoveu a adequação da escória da metalurgia secundária do aço GO através da: i. revisão do padrão de consumo de fundentes, mediante estudo de balanço de massa; ii. desenvolvimento de escória sintética para ajustar finamente a basicidade da escória. Os estudos de balanço de massa apontaram que em determinadas situações havia a necessidade da correção da escória para aquecimento no forno panela; iii. implementação de amostragem de escória ao final do processo VOD para correção da basicidade de escória para aquecimento no forno panela; iv. criação de modelo para correção da basicidade da escória. Após a implementação do projeto o controle da escória no forno panela ficou mais efetivo promovendo: i. redução dos teores finais de alumínio e titânio ao final do processo de elaboração no forno panela; ii.possibilidade de correção da quantidade de escória para aquecimento no forno panela sem comprometer a basicidade de escória requerida no processo; iii. atendimento a faixa otimizada do aço GOAT (M3, maior qualidade) passou de 33% para 65%; iv. redução do desgaste de panelas na elaboração do aço GOAT na metalurgia secundária; v. redução do risco de sucatamento por fora de faixa em alumínio e titânio do aço GOAT na aciaria que representou nos últimos 4 anos uma perda ao processo superior a R$ 1,2 milhão; vi. estabilização da basicidade binária da escória final do Forno Panela dentro da faixa desejável.

Oct 30, 2017

By Elaynne Rohem Peçanha

Com o objetivo de estudar a interação da hematita com biorreagente de flotação (Bacillus subtilis), foram realizados experimentos de ângulo de contato. Após a interação com o biorreagente, a superfície da hematita apresentou uma hidrofobicidade apresentando um valor de 46,0º. Os experimentos de potencial zeta mostraram uma interação acentuada entre o reagente e o mineral na faixa de pH alcalina com deslocamento do ponto isoelétrico da hematita. Ensaios de microflotação foram conduzidos em tubo de Hallimond modificado, em pH 6, com uma recuperação de, aproximadamente, 80%. As teorias DLVO e X-DLVO foram aplicadas para avaliar as energias de interação entre o reagente e os minerais. As duas teorias foram capazes de prever a interação que ocorre entre o biorreagente e a hematita. Os resultados evidenciaram o uso promissor do reagente na flotação direta de hematita.

Aug 17, 2017

By Robert Horwood, Richard Harvey

The copper stave was a development of the Blast Furnace cooling system intended to utilise the high heat transfer properties of copper within a fully covered shell cooling solution. They were originally conceived as being able to provide a permanent cooling lining for use primarily in the higher heat zones of the Blast Furnace. Despite a large number of campaign successes around the world the everlasting concept has not proven universal, with some plants having suffered issues in two particular areas: stave bending (leading to water leaks at back of the stave) and stave wear (erosion on the hot face). Primetals Technologies have in the past been approached to provide assistance to a number of Blast Furnace operators who were experiencing operational issues with the copper stave furnace cooling systems of others. Through knowledge gained resolving these issues, and with the positive experiences of their own copper stave designs, Primetals Technologies have worked towards developing a new concept in copper stave design capable of providing a more robust solution to cope with the greater productivities of modern ironmaking. This paper will provide an outline to the concepts that have driven the design of this new technology.

Oct 1, 2019

By José Britti Bacalhau

Na conformação de plásticos de alto desempenho, cuja demanda cresce continuamente nos setores automotivo e de eletrodomésticos, é necessário aços com elevada resistência mecânica e excelente polibilidade. O aço DIN 1.2711 e suas modificações são materiais encontrados no mercado que atendem tais necessidades, porém não foram projetados para essa aplicação. O presente trabalho discute as características de um novo aço desenvolvido especificamente para moldes plásticos de alto desempenho. Foram produzidos em escala piloto, dois lingotes de 55 kg, sendo um deles o DIN 1.2711 que serviu de referência, e o outro com a nova composição química. A curva TRC dos materiais foi determinada por dilatometria, e sua usinabilidade avaliando o volume de material removido em relação ao desgaste da ferramenta de corte em fresamento. Caracterizações microestruturais por MO, MEV e dureza também foram realizadas. O Novo Aço apresenta elevada homogeneidade microestrutural e de dureza, boa temperabilidade e usinabilidade superior ao DIN 1.2711. A segunda etapa constou na produção de um bloco forjado em escala industrial a partir de um lingote de 35 toneladas, e na validação dos dados experimentais em empresas fabricantes ou usuários de moldes, as quais comprovaram a superior usinabilidade do Novo Aço em aproximadamente 50% ao DIN 1.2711. Devido à boa combinação de propriedades de manufatura o Novo Aço se torna uma interessante opção para o aumento da competitividade das ferramentarias e usuários finais de moldes plásticos.

Aug 16, 2017

By Bruno César Calazans de Andrade

No processo de produção de aço o maior volume de custo está na carga metálica, que é composta pelo gusa líquido produzido nos altos fornos e a sucata metálica oriunda dos descartes de processos produtivos da indústria. Visando atingir o custo ótimo de produção, foi definida uma produção dos altos fornos menor que a média histórica da empresa, e a compra de placas no mercado como complemento para suprir a demanda da laminação. Desta forma a otimização da utilização do gusa líquido se tornou primordial para o aumento da produção de placas, redução do custo de produção da metalurgia e consequentemente redução da necessidade de compras de placas no mercado. Com este novo cenário foi necessário aumentar a utilização de sucata pesada e reduzir o tempo de preparação de caixas para garantir a carga no peso e tempo necessário para atendimento dos conversores. As ações tomadas possibilitaram a redução do gusa na carga metálica de 84% para 82% atingido o resultado proposto redução de custo e aumento de produção de placas.

Aug 17, 2017

By Anderson Lúcio de Souza

Foram realizados testes completos de pelotamento para avaliar os efeitos da adição de uma solução de cal hidratada ao pellet feed na etapa de pelotamento. Foram preparadas soluções com diferentes concentrações de cal hidratada e após a mistura das mesmas no pellet feed foram realizados testes de pelotamento onde os principais parâmetros de qualidade das pelotas cruas geradas foram avaliados. O diâmetro médio final das pelotas foi o principal parâmetro influenciado pela adição de cal hidratada. A presença dos íons Ca2+ e CaOH+, em função da dosagem de cal, altera o estado de dispersão do minério de ferro, afetando assim o processo de formação das pelotas. Ainda, os cátions Ca2+ presentes no pellet feed interagem com o aglomerante orgânico e com a bentonita, reduzindo a capacidade desses agentes em controlar o crescimento das pelotas.

Aug 1, 2018

By Andrea Pedroza da Rocha Santos

Neste trabalho, amostras de aço Lean Duplex UNS S32304 foram submetidas à temperatura de 800°C em um forno acoplado a um difratômetro de raios-x durante intervalos de tempo de 30, 60 e 90 minutos. Com o objetivo de analisar em tempo real a transformação das fases constituintes, foram realizadas várias varreduras insitu durante os diferentes tempos de permanência em 800°C deste material. Assim, observou-se a formação da fase sigma neste aço, tanto nos contornos de grão da ferrita como nas interfaces ferrita/austenita. Os valores de fase sigma obtidos para cada tempo de exposição foram calculados através do método de Rietveld sobre cada difratograma obtido e variaram de 11% a 17%. Notou-se que a fase sigma exibiu crescimento contínuo até 60 minutos e variação após este período. Todavia, observou-se que a formação de fase sigma a 800°C ocorre de forma significativa neste material após 30 minutos de aquecimento, o que pode comprometer as propriedades do mesmo.

Aug 16, 2017

By Aline Lima da Silva

The present work is focused on the thermodynamic study of the methane or biogas mixtures conversion on Cu-ceria catalysts. Several experimental studies reported in literature have demonstrated the ability of these materials to operate as SOFC anodes for direct methane oxidation, with the evidence of enhanced tolerance towards sulfur poisoning and carbon deposition. More recently, experimental investigations have shown the feasibility of Cu-ceria anodes to directly operate with simulated biogas feeds at intermediate temperature (1023K). In this way, the effect of the ceria redox properties on the equilibrium composition is investigated, considering methane or biogas mixtures as the fuel. Conditions under which carbon deposition and sulfur poisoning can be prevented are determined. Our study combines results from the classical thermodynamics, obtained with the help of FactSage software, with the new Cu-S and Ni-S diagrams proposed in literature, which were calculated based on the Density Functional Theory (DFT). These diagrams are able to predict a region where sulfur interacts with the metal surface through chemisorption. A comparison between the performances of Ni-YSZ and Cu-CeO2 catalysts is established from a thermodynamic viewpoint. Theoretical results are in agreement with the experimental trends from literature.

Aug 8, 2018

By Marina Fiore

As otimizações termodinâmicas de sistema ternários ou de maior ordem contendo titânio necessitam que os sistemas binários Ti-X estejam consistentemente definidos e otimizados. O sistema Ti-Si já foi amplamente estudado e otimizado termodinamicamente. Um dos seus compostos intermediários, a fase Ti5Si3, foi inicialmente considerada estequiométrica nas primeiras otimizações termodinâmicas para facilitar os cálculos, embora os resultados experimentais confirmassem a sua não estequiométrica. A otimização mais recente modelou esta fase como sendo não-estequiométrica com 3 sub-redes. A solubilidade foi considerada em duas das três sub-redes, uma na sub-rede do Si e outra na sub-rede do Ti. O problema dessa abordagem é que ela pode aumentar significativamente o número de variáveis a serem otimizadas no cálculo de sistemas ternários Ti-Si-X, dificultando assim a sua convergência durante processamento computacional. O presente trabalho simplifica a otimização do sistema Ti-Si, considerando que o Ti5Si3 é sempre hiper-estequiométrico somente em relação ao Ti. Deste modo, mantêm três sub-redes, mas elimina-se a ocupação do Si na sub-rede do Ti. Os resultados mostram que esta simplificação não afetou significativamente o valor das propriedades termodinâmicas do sistema.

Aug 16, 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 Adrian Villanueva

In this study, we compare the influence of two water soluble polymer-based organic binders added to bentonite, to form a hybrid-binder system for Iron Ore Pelletization. The kinetics of the agglomeration process and resulting properties of green pellets were analyzed, and examined in detail through Scanning Electron Microscopy (SEM) and Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) analytical techniques. It was encountered that the differences in the mechanical properties of the pellets produced by each binder system could potentially be explained by the ability of the polymer to interact with bentonite at a macromolecular level.

Oct 30, 2017

By Henry Chumienski

Next to the paper industry, the steel industry is a major user of water. Without an adequate and reliable source of “good” water, steel cannot be produced. The use of water has a direct impact on steel quality and on our environment. Used improperly, water can also add unnecessary costs. Used properly, water can maintain and improve steel quality, enhance our environment and control or reduce the “total cost of operation”. Water needs to be more than just “wet and not lumpy”. Water quality needs to be based on the end use. This paper discusses ways to manage many of the water systems. With little or no capital investment it is possible to develop operating practices that protect your initial investment, ensure that the water systems do not have a negative impact on quality or your production costs and also minimize your chance of having an environmental incident.

Jul 30, 2018

By Ana Lucia Diegues Skury

Em investigação recente, verificou-se que a associação de zinco no sistema convencional de grafite e de liga metálica como matéria-prima utilizada para produzir diamantes em condições de alta temperatura e alta pressão, promove um aumento da produtividade durante o processo de síntese. A forma como a presença do zinco afeta o mecanismo dea nucleação e crescimento dos diamantes ainda está aberto à discussão. O presente trabalho estudou a influência de Zn sobre os parâmetros estruturais de grafite em 4,7 GPa e 1300°C, utilizando a liga Ni-Mn como catalisador. Os resultados indicam que o Zn melhora a ação catalítica para o crescimento dos cristalitos de grafite. Outro ponto importate é que, provavelmente, o aumento do teor de zinco induza dois mecanismos concorrentes durante a evolução do processo de síntese: nucleação/crescimento dos cristais de diamante e recristalização do grafite.

Aug 16, 2017

By Martin Dirks

Nowadays the sinter cooler often becomes the bottleneck of the sinter production, with outdated equipment leading to low productivity and high operation and maintenance costs. Furthermore valuable energy is simply destroyed in the cooler, which is not compatible anymore with a cost efficient and environmentally friendly sinter production. Paul Wurth has developed and improved two types of coolers, the annular cooler and the shaft cooler which offer flexible solutions to the specific situation of each client. The classic design of the annular cooler was completely revised and is now composed of a rigid ringframe construction as opposed to the traditional design with individual sintering cars, avoiding the typical problems of centering. Additional features of the PW annular cooler are the low air leakage rate and the increased effective cooling surface due to the removal of dead areas. This leads, in addition to the lower weight, to lower operating costs and a smaller space requirement. The shaft cooler stands out with an even smaller space requirement and a lower sinter outlet temperature because of a very long residence time of the sinter inside the shaft. Its development into a pure counter flow cooler aims at maximizing its energy efficiency, as it is designed as a system with a very low demand for cooling air, high air discharge temperatures and highly reduced dust emissions. For both cooler types flexible heat recovery solutions can be offered. These solutions include the supply of hot combustion air to the ignition hood burners and the sinter strand, the production of steam for the clients steam grid or the production of electric energy.

Aug 16, 2017

By Brenda Marise Oliveira Custódio Pereira

Este trabalho apresenta uma análise fluidodinâmica de um leito granulado, utilizando-se partículas sólidas de diferentes característica em um leito de área de secção transversal circular. Os materiais utilizados foram aqueles comumente utilizados em um alto-forno a carvão vegetal. Os dados experimentais foram obtidos em um leito fluidizado fixo, de escala piloto, medindo 1,20 x 1,00 m. A fluidodinâmica foi estabelecida pelas medidas da perda de pressão no leito e vazões de ar crescentes. Os valores de velocidade de fluidização foram obtidos a partir dos gráficos de perda de pressão x velocidade do ar.

Aug 1, 2018

By Mirko Jurkovic, Thomas Hueper, Jens Kempken

The high competition scenario pushes the steel producers business. Zero defect requirements from customers force the operators for additional efforts in process control and quality management. PQA® has been developed as an advanced process and quality management assurance solution. It is focusing on the analysis of process data, equipment information, inline quality measurement devices and trend analysis. The paper describes the structure of the advanced process and quality management assurance solution PQA®; it gives insights on the expert know-how, process and quality evaluation and points out the benefits like cost reduction, improvement yield and customer satisfaction increase.

Oct 1, 2019

By Rosa Malena Fernandes Lima, Rodrigo Fina Ferreira

Since 2011 mineral cargo shippers shall comply with the Maritime Solid Bulk Cargoes (IMSBC) Code regulatory framework, established by the International Maritime Organization. Some mineral cargos may liquefy during passage, under certain conditions, if the moisture content is beyond a certain level, and the cargo shifting may jeopardize the stability of the vessel. For cargos which are susceptible to this phenomenon the IMSBC Code stablishes that the moisture content shall be below the Transportable Moisture Limit (TML) for safe transportation by sea. Iron ore fines TML can be determined through the Modified Proctor/Fagerberg Test for Iron Ore Fines. Knowledge related to the TML has become essential to shippers, and research works related to this parameter are increasingly frequent. However, the typical daily productivity for having a TML result through this method is one up to two samples per executant person, requiring approximately 50 kg per sample. This study presents a practical example of the application of a prediction model for estimating the TML. The model application reduced substantially the laboratory work and sample quantity requirement for obtaining conclusions related to the TML.

Oct 3, 2019

By Stael Lustosa Maciel

As impurezas associadas ao minério de ferro em determinadas porções das minas são elevadas, principalmente os teores de manganês. Assim, vislumbrando o entendimento do comportamento dos minerais portadores de manganês no processo de tratamento via separação magnética, foram coletadas amostras diárias que alimentam o concentrador magnético e que representam o mix das minas do Complexo minerador, nas etapas de alimentação, concentrado e rejeito, por um período de oito meses. Nessas amostras, foram determinadas as granulometrias, análises químicas por faixas e mineralogias. Em uma segunda etapa de trabalho, foram coletadas duas amostras da mina 1 e duas amostras da mina 2, representativas dos materiais impuros, para identificação das fases minerais majoritárias através de difratometria de raios X, pesquisa microestrutural e microanálise química dos portadores de manganês através de análises em MEV-EDS. Os resultados mostraram que o manganês possui duas formas de ocorrência: uma como mineral liberado e a outra como minerais componentes de partículas mistas. Nesta última forma de ocorrência, pode-se obter maior concentração do teor de manganês no produto da separação magnética e/ou perda do elemento ferro para o rejeito, pois as partículas mistas (hematita + manganês) não são atraídas pelo campo magnético.

Aug 17, 2017

By Paulo Rogério Minatto

A corrosão provocada pelo CO2 associada ao tipo de escoamento é uma das mais agressivas ao aço de baixo carbono o API X65. O petróleo extraído do pré-sal de baixa profundidade apresenta maior concentração de CO2 podendo aumentar os pontos de corrosão nos equipamento e nas tubulações. O dióxido de carbono sendo um óxido ácido em contato com a água forma o ácido carbônico que reage com o metal formando camadas protetoras de óxidos ou de carbonatos. Essas camadas que ficam entre o metal e o fluído tendem em alguns casos atuarem como protetoras, mas à medida que aumenta a intensidade do fluxo essas camadas podem ser rompidas formando novos pontos de corrosão. As indústrias petroquímicas estão investindo em novos processos de perfuração e no desenvolvimento de novas ligas metálicas que possam conter a corrosão provocada pelo CO2 nos equipamento e nas tubulações que transportam o petróleo e seus derivados. Este trabalho tem por objetivo caracterizar a taxa de corrosão por CO2 em condições de fluxo do aço API X65, nas condições normais de temperatura e pressão, utilizando uma bancada de ensaio dinâmico (loop). Mantendo a concentração constante de CO2 em solução aquosa de NaCl 1% foi monitorado o pH, a temperatura e a concentração de íons ferrosos na solução. A taxa de corrosão foi determinada pela perda de massa, estabelecida após os ensaios. Como conclusão observou-se que CO2 provocou uma maior perda de massa para as amostra com maior rugosidade.

Aug 16, 2017