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By Antônio Carlos Simões de Santana Filho

Este trabalho propõe a utilização de simulação computacional adotando princípios de volumes finitos para avaliação do escoamento gasoso em torre de apagamento de coque. Tal simulação poderá fornecer dados, favorecendo a aplicação de tecnologias para redução e controle de emissões de material particulado no período do banho do coque, assim como estimar as variações e características da pluma emitida com a instalação de dispositivos de controle ambiental. Neste estudo são destacados os principais fatores para aplicação da simulação computacional, considerando as condições de contorno; modelos de evaporação; propriedades termofísicas e previsão de saída. Como variáveis de entrada para o modelo apresentado, foram selecionadas a concentração e granulometria do material particulado de vapor d’água da torre de apagamento de coque, através de ensaio de isocinética; as características físico-químicas da água de apagamento; as condições estruturais da torre de apagamento de coque e ciclos de apagamento de coque. Para validar a proposta apresentada, são mostrados resultados baseados nas simulações com o modelo computacional proposto.

Oct 30, 2017

By Eduardo Gimenes Jabes, Thiago Pires Nagasima, João Ricardo Filipini da Silveira, João Batista Ferreira Neto, Marcelo de Aquino Martorano

Foi implementado um modelo matemático para simular a solidificação de ligas do sistema Nd-Fe-B no processo de lingotamento de tiras. O modelo foi baseado na aplicação da equação de condução de calor unidimensional através da espessura da tira e da parede do rolo refrigerado da máquina de lingotamento. A resolução numérica dessas equações permitiu o cálculo do perfil de fração de sólido através da espessura da tira e dos perfis de temperatura através da tira e da parede do rolo. A temperatura de um ponto da superfície do rolo oscila em ciclos formados pelo contato com o metal líquido (vazamento) e pelo destacamento de um pedaço da tira. A temperatura média do rolo aumenta continuamente, diminuindo a taxa de resfriamento nas tiras. Mesmo no início do processo, os pedaços de tiras que se destacam ainda não estão completamente sólidos.

Oct 1, 2019

By José Helio Sobrinho

O aço inoxidável austenítico alto nitrogênio ISO 5832-9 tem sido promissor na manufatura de próteses ortopédicas com resistência mecânica e de corrosão superiores a do aço tradicional ASTM F-138. Pesquisas recentes têm mostrado que esta liga apresenta resultados peculiares, tais como alta resistência mecânica, resistência à corrosão e presença de partículas de segunda fase (Fase Z) na matriz. Entretanto, não se sabe como se dá a correlação mecânica-microestrutural e de taxa de corrosão em regiões de processabilidade industrial desta liga na conformação a quente de peças. No presente trabalho, ensaios sob torção a quente isotérmico contínuo e interrompidos foram realizados após tratamento térmico de solubilização a 1.200oC, por 300 s com intervalos de temperatura variando entre 1.000°C e 1.200oC com taxa de deformação variando entre 0,05 e 5 s-1, para investigar a trabalhabilidade e a taxa de corrosão sob tensão desta liga com aplicação da técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica e caracterização microestrutural, conduzida por microscopia óptica e varredura. Os resultados mostram que a tensão de escoamento é sensível aos parâmetros de deformação. O pico de tensão diminui com o aumento da temperatura e redução da taxa de deformação com alta taxa de recuperação dinâmica com grãos alongados, gerando regiões de acúmulo de tensão. Essas regiões de instabilidade plástica apresentam grau de corrosão superior em relação às amostras como-recebidas. As regiões de alta temperatura e baixa taxa de deformação apresentam boa trabalhabilidade com microestrutura final refinada com grãos recristalizados dinamicamente.

Aug 8, 2018

By Mônica Aline Magalhães Gurgel

O presente trabalho estudou a evolução microestrutural durante o recozimento no campo intercrítico de um aço baixo carbono com micro-adição de nióbio e molibdênio, laminado a frio, destinado a indústria automobilística, sendo este material da classe dos aços bifásicos. Com o intuito de verificar se os parâmetros utilizados no processo de fabricação (laminação a quente e a frio em função de uma determinada composição química) foram definidos de forma eficaz para obtenção da microestrutura esperada para um material “Dual Phase”. Os estudos foram suportados pelas análises da evolução microestrutural durante o processo de recozimento em escala laboratorial e análise dilatométrica, com o objetivo de determinar a faixa de temperatura no tratamento de recozimento em que as melhores propriedades foram atingidas. As caracterizações microestruturais e mecânicas foram avaliadas por Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e ensaios de dureza Vickers.

Jul 30, 2018

By Wainer da Silveira e Silva, Marco Antonio Teixeira, Robisom Damasceno Calado, Carlos Alberto Chaves, Tone Takayama Filho

A preocupação com o adequado tratamento de resíduos industriais surgiu com o conceito de desenvolvimento sustentável criado pelo Clube de Roma e contribuiu para o uso racional dos recursos naturais ao longo dos últimos 50 anos. A preocupação com a produção responsável e uso judicioso de recursos naturais priorizou a reciclagem de materiais na agenda das empresas, tornando-se numa atividade de alta relevância, vital para a sustentabilidade econômica e ambiental. Este trabalho aborda os aspectos técnicos, econômicos e ambientais da reciclagem de resíduos contendo zinco através do estudo de caso de reciclagem de resíduos gerados no processo de fabricação de aço em Forno Elétrico, denominado pó de Aciaria Elétrica (PAE). A indústria ainda está em busca de tecnologias para redução da geração e reciclagem desse resíduo. A relevância do estudo está na utilização da Análise Hierárquica de Processo (AHP) para avaliação e seleção da melhor alternativa, entre várias, para tratamento e reciclagem do PAE. Como resultado, demonstrou-se a eficácia do uso da metodologia no empreendimento de reciclagem de resíduos contendo zinco implantado pela Votorantim, em Juiz de Fora, Minas Gerais.

Nov 12, 2019

By Weslei Viana Gabriel

Por meio do uso de técnicas de modelamento físico e matemático, caracterizou-se o fluxo de líquido, no interior de um molde de beam blank, quando alimentado por apenas uma válvula submersa constituída por três portas de saída cilíndricas e espaçadas de 120°. Verificou-se que o fluxo do jato de líquido que atravessa a alma se espalha ao longo de toda a superfície do flange antes de se recircular na região central do molde. Através da técnica de injeção de traçador e análise do perfil de velocidade, percebe-se que os jatos direcionados para as quinas do flange recirculam rapidamente e, por isto, se espalham numa pequena região. Este tipo de válvula se caracteriza também por ter uma maior intensidade de oscilação da superfície do que a válvula do tipo tubular. Foram realizados testes para simular a taxa de remoção de inclusões. Os dados obtidos mostram que esta válvula é mais eficiente na limpidez do aço do que uma válvula tubular simples.

Oct 30, 2017

By Daniel Massari de Souza Coelho

Ligas de ferro com diferentes teores de cromo, carbono e cobalto foram expostas a uma condição de atmosfera dupla, onde um lado da amostra é exposto ao vapor d'água e o outro lado a gases ricos em CO2, semelhantes aos encontrados em usinas termelétricas a carvão que utilizam o processo de oxicombustão. Os ensaios realizados em condição de atmosfera dupla a 600°C foram comparados com ensaios realizados em atmosfera simples onde todos os lados das amostras foram expostos ao mesmo gás. As amostras foram caracterizadas para comparar a corrosão em atmosferas simples e dupla e para analisar a influência dos elementos de liga na oxidação destes materiais utilizados em processos em altas temperaturas.

Aug 7, 2018

By Verônica Scarpini Candido

O comprimento crítico das fibras vegetais é um importante parâmetro para melhorar as propriedades dos compósitos por elas reforçados. Assim, esse trabalho tem como objetivo determinar o comprimento crítico das fibras de bucha vegetal para possíveis aplicações em compósitos poliméricos. Para a execução desse ensaio, as fibras foram embutidas em matriz polimérica e depois foi feito ensaio de pullout. Os resultados mostraram que o comprimento crítico das fibras de bucha é igual a 2,14mm

Aug 16, 2017

By Aline Lima da Silva

The reduction in SOFC operating temperature due to recent development in materials and fabrication techniques enables the use of ferritic stainless steels as interconnects for SOFCs. Ferritic stainless steels offer many advantages over traditional ceramic interconnects, such as higher thermal and electronic conductivity, as well as relative ease of fabrication. However, the formation of chromium oxide on ferritic stainless steel results in an increase in ohmic resistance and can lead to the loss of cathode catalytic activity (due to Cr volatilization, with cathode poisoning). The oxide growth depends on several factors, such as steel composition, temperature, oxygen partial pressure. In this way, knowing the phase stability, the oxidation behavior of the material and the oxidation kinetics is of great interest. In this context, a thermodynamic study of the oxidation of ferritic stainless steel 430 under oxidizing atmosphere (cathode), at the temperature of 750ºC, is carried out. As one can see, the thermodynamic system can be very complex, involving several phases (chromium oxide, (Fe,Cr,Mn)3O4 Spinel, iron-chromium oxides, etc.). The effect of oxygen partial pressure and alloying elements on phase distribution is evaluated. Thermodynamic modeling is compared with experimental results from literature.

Aug 8, 2018

By Saulo Brinco Diniz

O presente trabalho faz a caracterização microestrutural e mecânica da liga de alumínio 3105 submetida a duas técnicas de Deformação Plástica Severa (NECAE - Extrusão em Canais Não-Equiangulares, e Laminação Assimétrica), a fim de se eleger entre as duas técnicas a melhor para se obter uma microestrutura mais encruada e refinada. As avaliações microestrutural e mecânica foram feitas por Difração de Raios-X (DRX), análise dilatométrica e ensaio de dureza Vickers, as quais permitiram avaliar de forma indireta o grau de encruamento / refinamento da estrutura resultante de cada processo de Deformação Plástica Severa, avaliando o incremento de dureza, perfil do pico de DRX e temperatura de início de recristalização. Conclui-se que a técnica mais efetiva no encruamento/refinamento da estrutura foi a Laminação Assimétrica, tendo em vista a geometria adotada na técnica de NECAE.

Aug 7, 2018

By Heitor Cristo Clem de Oliveira

O objetivo deste trabalho é estudar a reação de dessulfuração, envolvidas no processo de pré-tratamento de ferro-gusa. A princípio, as misturas utilizadas foram caracterizadas e estudadas através do software de termodinâmica computacional (FactSage 7.1). Em seguida, os resultados obtidos através do estudo termodinâmico computacional foram comparados com aqueles obtidos mediante os testes experimentais a 1400°C. As misturas dessulfurantes tiveram como base a CaO com três tipos de fundentes, fluorita, sodalita e barrilha, além da utilização de alumínio como elemento desoxidante. Os testes experimentais permitiram identificar que a adição de 0,1% em massa de alumínio no gusa, eleva a taxa de remoção de enxofre principalmente no instantes iniciais do processo. Com a utilização da termodinâmica computacional pode-se mostrar que a reação de dessulfuração no ferro-gusa é exotérmica para os teores de silício encontrados no processo. Além disso, a termodinâmica computacional também contribui, em alguns casos, para a análise de compostos sólidos que podem se formar na escória e limitar as reações de dessulfuração.

Oct 30, 2017

By Johne Jesus Mol Peixoto, João Victor Gomes Guimarães Ananias, Itavahn Alves da Silva, Thiago Araújo Santos de Oliveira, Weslei Viana Gabriel, Carlos Antônio da Silva, Salvatore Giuliano PeixotoTropia

O arraste de escória para o distribuidor, durante a drenagem de panelas de aço, tem grande impacto no rendimento metálico, limpidez e produtividade no processo de lingotamento contínuo. Modelamento físico e matemático foram utilizados para o estudo da formação do escoamento tipo vórtice e funil no esgotamento de panelas de aço. Em um modelo em escala 1:6,5 foi avaliada a influência da vazão de drenagem, altura inicial de líquido, temperatura do banho e estratificação da temperatura sobre a altura crítica (Hcr) de formação de vórtice. Para todas as condições experimentais, o valor de Hcr se mostrou crescente com o aumento da vazão, respeitando uma relação linear. Através da técnica de Particle Image Velocimetry – PIV observou-se o desenvolvimento do campo de velocidades sub-superficiais da água durante a drenagem em modelo de acrílico em escala 1:6,5. Os resultados das simulações fluidodinâmicas obtiveram bom acordo com os experimentos físicos, e foram capazes de representar a influência da vazão e da temperatura sobre o valor de Hcr.

Oct 1, 2019

By Getúlio da Silva Abreu

O objetivo geral deste trabalho foi produzir e caracterizar as propriedades mecânicas de um compósito abrasivo nanoestruturado no sistema D-Si, via sinterização cíclica de alta pressão e alta temperatura (APAT). A sinterização cíclica em alta pressão e alta temperatura de compósitos foi feita a partir de uma mistura de 70% diamante e 30% de Si como ligante, e com 1 a 4 ciclos de pressão (P) de 7GPa-4GPa e temperatura (T) 1600°C-300°C, para um tempo (t) de 1min. O aumento do número de ciclos gerou razoável elevação na microdureza e densidade das amostras. Os valores médios de tenacidade à fratura ficaram entre 8,86 e 9,43 MPa.m1/2. No ensaio de desgaste o aumento do número de ciclos diminuiu a perda de massa das amostras no disco de granito. As curvas termogravimétricas apresentaram uma boa estabilidade térmica dos compósitos até a temperatura de 660ºC. Finalmente, por meio deste trabalho será possível melhorar a produção de futuros compósitos abrasivos no sistema D-Si.

Aug 16, 2017

By Sidiney Nascimento Silva

O presente trabalho teve como principal objetivo avaliar, em escalas laboratorial e industrial, a viabilidade técnica e financeira da aplicação da escória de Aciaria LD (EAC), em combinação com a escória granulada de Alto-Forno (EAF), à produção de Cimento Portland CP III. O projeto de pesquisa em questão foi desenvolvido pela CSN, através de Convênio de Cooperação Técnica e Econômica com a Escola de Engenharia de Lorena, EEL, da Universidade de São Paulo, USP, e compreendeu as seguintes etapas: i) caracterização físico-química e mineralógica da escória de Aciaria LD da CSN; ii) desenvolvimento do processo adicional de beneficiamento da EAC para aplicação na produção de cimento; iii) testes laboratoriais visando a avaliar a viabilidade técnica; iv) testes industriais com a finalidade de validar os testes laboratoriais e selecionar a formulação de melhor desempenho; v) estudo de viabilidade financeira; e vi) implantação do projeto. A aplicação da escória de Aciaria LD da CSN na produção de Cimento Portland CP III, em combinação com a escória de Alto-Forno e clínquer, é viável técnica e financeiramente. Isso traz reflexos positivos para o aumento da competitividade do negócio Cimento, aumenta a recuperação de metálicos para reciclagem nos processos siderúrgicos da UPV (negócio Siderurgia) e reduz passivos ambientais.

Aug 16, 2017

By Bruno Miranda Ribeiro

Foi verificado que em uma das prensas de rolos (HPGR, High Pressure Griding Rolls), das usinas de pelotização de Tubarão, estava ocorrendo escorregamento do minério entre os pinos (studs) ocasionando um desgaste excessivo no rolo e desprendimento dos pinos. Este fato levou ao desenvolvimento de uma solução para eliminar o problema através da utilização de um produto que contivesse as características necessárias para conter o desgaste e prolongar a vida útil do rolo, sem comprometer a performance da prensa. As etapas para solução do problema passou por uma definição da escolha do produto, preparação da superfície do rolo e método de aplicação. Após implantada a solução, foram comparados os resultados antes e depois da aplicação do produto. Os resultados mostraram que o objetivo foi alcançado quanto a retenção dos pinos, controle do desgaste e manutenção da performance de processo desta prensa.

Aug 16, 2017

By Rafael de Oliveira Barbosa

O objetivo do trabalho foi reduzir a instabilidade do processo de produção da barra chata série de 1.1/2"x5/8" á 1.3/4"x1/4" no primeiro trem contínuo da linha leve de produção de barras e perfis. Esta instabilidade ocorria principalmente pela utilização de um passe quadrado onde requeria maior acompanhamento operacional e resultava em passes posteriores de menores dimensões tendo dificuldade no controle de laço em um trecho de calha com Pinch Roll (rolo puxador) em função das baixas reduções. O estudo foi realizado com auxílio de um software de laminação seguindo a teoria do alargamento de Ekelund e coleta de amostras reais das barras laminadas para verificação dimensional. Com a alteração do processo substituindo o passe quadrado que é um passe gerador de defeitos e de difícil controle operacional por um passe de borda, conseguimos melhorar sua estabilidade tendo grandes impactos positivos na qualidade superficial do produto final através também do aumento das reduções posteriores. Também conseguimos aumentar a disponibilidade do laminador com a redução das interrupções e sucatas causadas pela instabilidade do processo e reduzimos o tempo de câmbio dentro da família desta barra chata.

Jul 30, 2018

By Carline Fabiane Stalter

O presente trabalho tem por objetivo buscar e aplicar ações de P+L no processo de colagem. Este é realizado em uma cabine de formato cúbico, cujo material colante é o adesivo de poliuretano. Como a aplicação sobre o substrato é feita com uma pistola específica, ocorre a formação de névoas e consequentemente sua deposição nas paredes da cabine, formando camadas de adesivo que devem ser removidas e descartadas como resíduo. A fim de facilitar sua remoção, as paredes eram revestidas com graxa, que acabava contaminando o resíduo. Com as ações de P+L, buscou-se eliminar a graxa do processo. A partir daí, foi realizada a avaliação econômica e ambiental. A melhor opção para eliminar a graxa seria utilizar um produto que agisse como desmoldante, por isso foi testado o tecido de fibra de vidro com Teflon®. Como os testes realizados apresentaram resultados satisfatórios, houve a substituição da graxa. Dessa forma houve a redução de custos e no tempo de limpeza da cabine, não geração de graxa como resíduo, possibilidade de reaproveitamento do resíduo, eliminação do contato entre o operador e a graxa, transformação de um resíduo classe I em classe II e retorno financeiro do valor investido em 1,1 meses.

Aug 16, 2017

By Robson Leandro Silva

O processo de descarburação de aço inoxidável contendo alto teor de carbono inicial via processo VOD foi estudado utilizando o aço AISI 304. Devido a questões operacionais, o carbono inicial aplicado no processo VOD da Villares Metals é próximo a 1% e a pressão de trabalho de 600mbar. O objetivo do trabalho foi encontrar o instante em que se torna possível a redução da pressão do sistema de acordo com o carbono inicial do processo. Para isso foram realizados testes em corridas industriais de 25 t interrompendo o sopro de oxigênio e realizando análise química em diferentes tempos de sopro. O resultado dos testes mostrou que após 11min de sopro de oxigênio é possível reduzir a pressão do sistema levando em consideração as limitações operacionais, podendo assim reduzir a oxidação de elementos de liga durante essa etapa.

Oct 30, 2017

By Saulo Brinco Diniz

O presente trabalho buscou explorar a aplicação da nanoindentação instrumentada na caracterização microestrutural e mecânica de materiais metálicos. Para isso foi utilizado um ultramicrodurômetro (Shimadzu, modelo DUH–211S) e um microscópio (Olympus, modelo BX51M) a fim de analisar uma chapa laminada a quente de uma liga de alumínio 7475-T7351. De acordo com algumas das possibilidades apresentadas, pode-se concluir que a nanoindentação instrumentada é uma ferramenta poderosa para a caracterização de materiais metálicos.

Aug 16, 2017

By Jean-Philippe Houde

The Blast Furnace Campaign lifetime is highly depending on the wear progress of the hearth lining. This progress is monitored in general through single and double thermocouples at the cold side of the lining. This type of monitoring becomes ineffective as soon as heat resistance will be formed in the refractory lining. Paul Wurth’s monitoring system, consisting of MTP-Sensor and Heat Flux Probes, is able to identify such heat resistances to give a true hearth lining wear. Since last year Paul Wurth is also able to install safely those MTP-Sensor and Heat Flux Probes on running blast furnace without salamander tapping, thanks to a newly developed cooled core drilling device. Blast Furnaces that are equipped with Paul Wurth’s monitoring system have optimized their campaign lifetime as they received right information upon the true wear lining such as detection of heat flux transfer failure, detection and monitoring of brittle layer or detection of hot spot.

Aug 16, 2017