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By Marcelo Ferreira Martins, Sandro Luís Zahner, Daniel de Paula Ferreira, Celso Dias Barão, Leandro Martins Pereira

O EOF é um forno básico a oxigênio caracterizado pelo conceito de pré-aquecimento da carga sólida baseado na energia da corrida anterior. Mesmo com um sistema supervisório, a operação era totalmente manual. O trabalho consistiu no desenvolvimento e implantação de modelos matemáticos, objetivando atingir a temperatura e composição química programada para vazamento. O sistema de equações consideram todas as entradas metálicas com as respectivas composições químicas e define a quantidade necessária de energético ou refrigerante, além da adição de cales conforme a basicidade e teor de MgO objetivados na escória. O desenvolvimento passou inicialmente por um conhecimento profundo do processo, dada a excelência e originalidade do forno EOF, que é diferente dos demais convertedores a oxigênio. A seguir, foram definidos padrões e práticas operacionais que garantissem a reprodutibilidade do processo, para, finalmente, permitir o cálculo através de modelos matemáticos. Com a automação do processo foram conseguidos expressivos ganhos de produtividade, redução no consumo de materiais, aumento do rendimento metálico e menor consumo de refratários.

Oct 1, 2019

By Lis Nunes Soares

A Vallourec Tubos do Brasil é uma siderúrgica integrada com produção de tubos de aço sem costura. A qualidade e o acabamento superficial dos tubos estão diretamente relacionados com o processo de laminação pelo qual eles passam. Um fator extremamente importante para um bom processo de laminação é uma boa lubrificação da peça de laminação, o mandril. Durante o processo de laminação, o mandril passa por várias etapas além da lubrificação, incluindo etapas de aquecimento e resfriamento, que se repetem em ciclos de laminação. Um dos principais parâmetros do processo de produção que influenciam a lubrificação do mandril é justamente o perfil térmico e a temperatura superficial do mesmo. O perfil térmico do mandril afeta a aderência do lubrificante em sua superfície. Visando a melhor compreensão do processo, esse trabalho tem como objetivo propor um modelo matemático em diferenças finitas que descreva a evolução do perfil térmico do mandril durante o processo de laminação de tubos sem costura. O mesmo modelo matemático é validado através de engenharia reversa. A proposta do modelo matemático é ser usado na análise de possíveis métodos de pré-aquecimento de mandris antes da lubrificação, diminuindo ou eliminando assim possível sucateamento de peças e paradas da linha de produção por esse motivo.

Jul 31, 2018

By Matheus Teixeira Fraga

Esse trabalho teve como objetivo avaliar os fenômenos termoplásticos de carvões coqueificáveis e sua relação com o tamanho de partícula. Para isso, dois carvões americanos e um de origem nacional foram amostrados, caracterizados e separados em três tamanhos de partículas. Após a preparação das matérias-primas, ensaios termogravimétricos, de dilatometria e plastometria foram realizados a partir dos diferentes tamanhos de partícula. Os ensaios termoplásticos mostraram que o carvão nacional apresentou propriedades plásticas extremamente desenvolvidas e que a granulometria não afeta essas propriedades. No entanto, para os carvões americanos de alto e médio volátil diferenças importantes foram observadas, que indicam uma redução das propriedades termoplásticas com a diminuição do tamanho de partícula.

Oct 30, 2017

By Gabriela Lemos Lages

Os parâmetros influenciadores do processamento mineral para a concentração magnética, como granulometria das partículas, fluxo de alimentação da polpa, susceptibilidade magnética, atuam de forma conjunta em uma planta de beneficiamento. Foram analisadas amostras de polpa contendo sulfetos de níquel, cobre e metais preciosos em seis amostragens objetivando medir a eficiência de um separador magnético de tambor de 750 Gauss em um circuito primário de britagem. O rendimento do equipamento na planta industrial foi comparado com os parâmetros medidos em laboratório. Os resultados obtidos da granulometria médias das partículas da polpa para 80% e material passante (P80) foram: 150 µm, 300 µm, 163,6 µm, 146,1 µm, 287,5 µm e 164,8 µm, e a taxa de alimentação do circuito variou entre 30,2 tph e 55,2 tph, com pressão de lavagem média de 1,0 kg/cm3. As amostras foram submetidas ao balanceamento metalúrgico utilizando o software Bilmat 9.5, após os resultados dos ensaios de caracterização: ICP-metais básicos, Satmagan e LECO-S. O percentual médio de recuperação magnética do laboratório foi de 80,1%, enquanto na planta a média foi de 96,38%, com a eficiência da planta em torno de 20,8% superior à recuperação magnética em laboratório.

Oct 30, 2017

By Lucas Coelho da Silva

Também chamado de PRFV, esse tipo de material é usado em diversos segmentos da indústria e a escolha por esse material é devido ao aprimoramento de suas características ou propriedades se comparados com os metais, cerâmicos ou polímeros isoladamente. O tempo médio de um incêndio foi estimado fazendo-se um levantamento de incêndios de média a grandes proporções e esse tempo usado para calcular a temperatura média do incêndio para materiais hidrocarbonetos. O tubo tem sua temperatura limitada em 200ºC, temperatura de degradação do polímero. As amostras foram envelhecidas no forno a uma temperatura próxima da deterioração e depois resfriadas à água e ao ar. Foi comprovado através da análise da transferência de calor que quanto mais perto o material estiver da fonte de calor, maior vai ser a energia incidente sobre o material. O estudo foi feito considerando uma fonte pontual de calor. Além disso, é feita uma análise do tempo que uma estrutura feita do mesmo material levaria para atingir a temperatura de degradação, descartando seu uso posterior.

Aug 16, 2017

By André Luis de Oliveira

O Alto Forno 3 (AF3) da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) é o equipamento muito importante no processo siderúrgico da Usina Presidente Vargas (UPV), situada em Volta Redonda (RJ), por responder por mais de 70% da produção de gusa da UPV. Na produção de gusa é gerado o Gás de Alto Forno (GAF), subproduto de alta relevância, pois este gás sai do topo do AF3 com grande pressão e cinética, energia essa passível de utilização. Em 2007 a CSN, optou por adquirir um equipamento denominado “Top Pressure Recovery Turbine” (TRT), capaz de aproveitar tal energia para gerar energia elétrica. Em 2013, a equipe de supervisores da KHI – Kawasaki Heavy Industrie, fabricante da turbina, veio para o Brasil para realizar no equipamento os testes a frio e a quente para na seqüência vir a operá-lo. Ocorre que fatores alheios ao objetivo desta apresentação impediram a equipe da KHI de partir o equipamento no tempo previsto, bem como de retornar ao Brasil para dar seqüência nas atividades. Em novembro de 2013 a CSN definiu por partir o equipamento com recursos próprios, sendo este o foco do trabalho. A presente contribuição técnica vem mostrar o trabalho desenvolvido internamente pelo grupo técnico a fim de finalizar o projeto e colocar a Turbina de Topo (TRT) em operação, fato este dado total ênfase pela direção da empresa devido ao cenário nacional de crise energética em que os valores de energia estavam no limite máximo permitido pela legislação e impactando diretamente nos custos da empresa.

Sep 25, 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 Sandro Griza

Neste estudo, analisou-se a fratura de dois pinos suporte de máquina injetora de material polimérico. Os segmentos dos pinos fraturados foram submetidos à análise das fraturas, análise química, análises microestruturais e microdureza. A falha ocorre sempre na mesma posição de encaixe do pino, onde se constatou uma folga superior a folga estipulada no projeto do equipamento. A análise química revelou que o aço usado é um aço para cementação de baixo teor de carbono ligado ao níquel e cromo. A análise de microdureza revelou a presença de uma camada cementada. A análise microestrutural detectou a presença de fases frágeis nos contornos de grão e grande heterogeneidade microestrutural, o que favoreceu a ruptura. A análise da fatura por microscopia eletrônica de varredura revelou aspecto frágil para ambos os pinos, com propagação instável de trinca. A análise de falha indicou que a folga excessiva associada a defeitos metalúrgicos foram os fatores que determinaram a falha.

Aug 16, 2017

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 Daniel Augusto Ferro

O aço 27MnCrB5-2 tem sido muito utilizado para aplicação em facas, além de peças de boa resistência mecânica e resistência ao desgaste, alguns exemplos são verificados no ramo agrícola como faca para corte basal de colheitadeiras de cana, lâminas de roçadeira e helicoide para transporte de grãos. A indústria de beneficiamento de papel/papelão é outro segmento onde esse aço está presente, sendo usado para facas de corte e vinco. Com o objetivo de melhorar a conformabilidade da liga 27MnCrB5-2 no estado temperado, de forma a atender o nível de conformação solicitado, principalmente na fabricação de facas de corte e vinco, foram processados quatro lotes com diferentes conceitos de tratamento térmico de têmpera (martêmpera e austêmpera) para posterior avaliação das estruturas e propriedades mecânicas, a fim de correlacioná-las com a conformabilidade da dobra em cada situação. Com os resultados encontrados e testes práticos realizados durante fabricação da faca de corte e vinco, foi possível constatar melhora significativa na microestrutura/propriedade mecânica/processamento da peça considerando sua conformabilidade com um dos parâmetros de austêmpera utilizados.

Aug 16, 2017

By Marcilio do Carmo Silva

O circuito de flotação de Fábrica Nova é composto por três colunas de quatro metros de diâmetro e quinze de altura, equipadas com sparger’s tipo retrofit (misturadores), utilizando uma mistura de ar e polpa para geração de bolhas. As colunas operam em paralelo constituindo o estágio rougher. Os produtos gerados neste estágio são tratados em células convencionais (cleaner e scavenger). Com o empobrecimento do ROM proveniente da Mina de Fábrica Nova e conseqüente aumento de SiO2 na alimentação da flotação, fez-se necessário ajuste no circuito com o intuito de garantirmos qualidade competitiva do pellet feed de Fábrica Nova. Foram feitas alterações de rota do rejeito do estágio rougher, direcionando o mesmo para o rejeito final (no circuito padrão o mesmo alimentava o estágio scavenger). O rejeito do rougher e o rejeito do scavenger compõem o rejeito final da flotação. Um ajuste no percentual de sólidos da alimentação da flotação foi necessário para favorecer a coleta da sílica (saindo da ordem de 58-60% para 53-54%). Com esta manobra conseguimos retirar o excesso de SiO2 do circuito de flotação, possibilitando a geração de pellet feed com qualidade dentro dos padrões VALE.

Aug 8, 2018

By Caio Oliveira Biondi

A lixiviação de zinco é um processo contínuo que ocorre através da adição de ácido em uma série de tanques, com objetivo de extrair o zinco do material de origem. O ácido deve ser adicionado de forma progressiva para evitar a formação de compostos indesejados e também a formação de espuma decorrente da reação do ácido com o carbonato. O grande desafio do processo é acertar os pontos corretos de adição de ácido para que a lixiviação ocorra com o maior rendimento possível, pois tanto o excesso quanto a falta de ácido prejudicam essa etapa. Com o objetivo de aumentar o rendimento global do processo, a solução de controle avançado baseada em lógica Fuzzy da I.Systems, o Leaf, foi aplicado para substituir o controle tradicional PID e/ou manual. O Leaf foi capaz de reduzir a variabilidade do pH nos tanques em até 25%, fazendo com que fosse possível operar mais tempo no ponto ótimo. Isso permitiu que o rendimento global da etapa de lixiviação aumentasse 0,24%, além de melhoria qualitativa na etapa seguinte de sedimentação. O ganho financeiro proporcionado pela economia de concentrado silicatado foi de 375.000 reais por ano para a Votorantim Metais.

Oct 30, 2017

By Andreize Raphaela Costa

O espessamento é o método mais amplamente utilizado para desaguamento na indústria mineral. O objetivo desse trabalho foi verificar a viabilidade de espessamento conjunto de rejeito e lamas, considerando a utilização de sistemas existentes de espessamento, bombeamento e disposição de rejeitos, para reduzir capex em projeto de expansão. A metodologia utilizada nesse trabalho consistiu na realização de ensaios de sedimentação em proveta variando a proporção de rejeito/lamas, dosagem de floculante e a concentração de sólidos na alimentação. Os resultados indicaram que o espessamento conjunto reduz a área unitária e aumenta a concentração de sólidos no underflow (UF) do espessador.

Aug 1, 2018

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 Kelly Cristina Ferreira

Nas usinas de beneficiamento mineral os gastos com cominuição podem chegar a 80% do total. Diante disso, as indústrias minerais vêm buscando alternativas para a diminuição do consumo energético, dentre as quais destaca-se a utilização de prensas de rolos (HPGR). No presente estudo foram avaliados alguns parâmetros utilizados no dimensionamento de prensas de rolos, tais como capacidade específica, pressão de moagem e energia necessária. Além disso foi avaliado o impacto do aumento da umidade na produtividade do equipamento e determinada a curva de distribuição granulométrica dos produtos e abrasividade do minério. Resultados mostraram que valores de umidade superiores a 5% causam grande prejuízo à capacidade específica do equipamento. Devido à alta abrasividade observada nos ensaios (27 a 48 g/t), percebe-se haver necessidade de estudos mais aprofundados para que se possa aplicar de maneira eficiente a prensa de rolos no material estudado.

Aug 16, 2017

By Daniel Rossi

Em aciarias elétricas, o consumo dos insumos tem impacto importante na composição do custo final do aço, dos quais se destaca o consumo de energéticos utilizados no forno elétrico a arco, que pode representar até 30% do custo operacional de uma aciaria. Para quantificar o aporte desses diferentes tipos de energia é utilizado o indicador de consumo de energia total FEA + FP, que associa fatores de equivalência a cada tipo de energético de forma a transformar sua unidade de medida para a unidade base de kWh/t. Nesse trabalho foi realizado um teste no formato de projeto de experimentos, variando-se as vazões de gás natural e/ou oxigênio em um dos modos de queimador e em três modos de lança a fim de modificar suas proporções O2/GN e avaliar o impacto no consumo de energia total.

Jul 30, 2018

By Erika Baêta e Souza

Essa frota é fundamental em função da flexibilidade de produção. No entanto, o produto da manutenção é a disponibilidade física (DF), que é o tempo disponível para o equipamento operar. Assim, desenvolveu-se um trabalho de seis sigma voltado para a disponibilidade física (DF) da frota, que não estava no patamar esperado. O trabalho foi desenvolvido através de ferramentas de análise e solução de problemas, no período de Jan/12 a Ago/12. A DF média da frota era 68,5% sendo o benchmark interno de 72%. As ocorrências de parada foram agrupadas por sistemas utilizando o critério de similaridade. Após isso foram utilizadas ferramentas de priorização dos focos mais relevantes encontrados. Para estes focos foi feita análise de comportamento no tempo e variabilidade com intuito de encontrar as causas fundamentais para ocorrência dos eventos. As causas foram classificadas e priorizadas e as ações foram então definidas e implantadas. Foram monitorados os indicadores MTBF, DF e considerado o aspecto financeiro. Estabeleceu-se uma rotina de gestão e padronização de processo como forma de alcançar o resultado. Ao fim do trabalho, foram plantadas as sementes dos bons resultados colhidos desde então, chegando a DF de 74,1%.

Aug 8, 2018

By Edelink Efrain Tinoco Falero

Na indústria siderúrgica integrada, geram-se vários tipos de coprodutos, dentre estes escoria granulada de alto forno, os pós de aciaria extraídos nos sistemas de despoeiramento a úmido e a seco do conversor LD e o pó de coletor de alto forno. Em relação aos pós, são principalmente portadores de unidades de ferro e carbono, podendo conter também zinco, o que os tornam alvos de estudos e inovações que buscam recuperar ou reciclar estes elementos. No presente estudo foram concebidos briquetes autorredutores usando os pós finos-F e grossos -G, oriundos de um sistema de despoeiramento a seco de aciaria LD, nas proporções percentuais, F – G, de 50-50 e 70-30, misturados com pó de coletor de alto forno. Utilizando como aglomerante o cimento ARI, foram avaliadas as resistências à compressão dos briquetes em diferentes tempos de cura e determinadas suas metalizações nas temperaturas de 1100°C e 1150°C, em tempos que se estenderam até 45 minutos. Adicionalmente, as capacidades dos briquetes de alterarem a temperatura do aço liquido quando adicionados ao banho, foram avaliadas utilizando-se o balanço térmico do sistema briquete-aço liquido, bem como considerados os potenciais de oxidação do processo e o estabelecimento de um sequenciamento termodinâmico para as reações. Os resultados mostraram que os aglomerados autorredutores possuem alta capacidade refrigerante quando adicionados ao aço liquido, o que os enquadra como possíveis materiais alternativos à sucata e pelotas no controle da temperatura do aço nos convertedores LD. Além disso, a alta cinética de metalização do Fe mostrou ser também viável o uso dos briquetes autorredutores na recuperação do metal contido nos resíduos.

Oct 30, 2017

By Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Mauro Vivaldino Fernandes, José Eduardo da Silva Moreli, Beatriz Fausta Gandra, Adriano Cesar Carvalhido

No atual cenário siderúrgico, o prolongamento da campanha de um alto-forno tem sido prática usual em diversas empresas. Nesse contexto, a Usiminas tem realizado diversas ações de preservação dos altos-fornos, conciliando com a manutenção da competitividade. Particularmente, o Alto-Forno 3 da Usina de Ipatinga passou por duas trocas de staves, em 2015 e 2018, totalizando a substituição de 68 peças. No presente trabalho é apresentado o planejamento e a execução do retorno operacional após a 2ª troca de staves, destacando as contingências adotadas e lições aprendidas face às ocorrências que impactaram o cumprimento do cronograma previsto. Essa intervenção possibilitará a postergação da reforma para 2021, em alinhamento com as diretrizes da empresa e garantindo uma estabilidade operacional, fundamental para os cumprimentos e superação das metas.

Oct 1, 2019

By Angel Rafael Arce Chilque

Este trabalho tem por objetivo estudar a relação da escória (coproduto da siderurgia) com a lama (rejeito da mineração de ferro), visando a utilização da mistura destes como insumo na construção civil particularmente na confecção de tijolos, mitigando impactos ambientais gerados pela extração de argila. O estudo envolveu a realização de ensaios de caracterização química e granulométrica da escória, lama e argila, compactação e modelagem da mistura, queima, absorção de água, cálculo de porosidade aparente e características geométricas dos tijolos confeccionados e determinação de resistência à compressão dos mesmos. Os resultados mostraram que não existe uma relação simples entre a resistência a compressão e a porosidade, indicando com isto que outros fatores devem ser considerados no controle da resistência à compressão.

Aug 8, 2018