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By Jorge Magalhães Ávila de Paula

A aplicação de materiais metálicos exige que os mesmos sejam submetidos a etapas de conformação mecânica. Estes procedimentos elevam significativamente a densidade de descontinuidades, alterando a morfologia dos grãos, assim como o estado de tensão induzida na estrutura. Os materiais submetidos a processos de conformação, em especial aos de conformação a frio, são submetidos, após a deformação, a um tratamento térmico denominado de recozimento de recristalização, cujo objetivo é recuperar a estrutura e recristalizar os grãos. Neste contexto, estudou-se a viabilidade de aplicação da técnica de calorimetria diferencial (DSC), como ferramenta para a determinação da temperatura de início de recristalização de aços. Para a execução deste trabalho, foram utilizados amostras de aço SAE1010 que foram deformadas a frio e em seguida submetidas a rampas de aquecimento em um equipamento DSC. A técnica de DSC evidenciou apenas o início do fenômeno de recuperação do material. Algumas amostras deformadas foram submetidas a tratamentos térmicos de recozimento de recristalização a 500°C, 600°C e 700°C. A partir da caracterização microestrutural e de ensaios de microdureza, calculou-se os valores de k e n do modelo de Avrami para as amostras tratadas a 600°C e 700°C, obtendo-se após isto a energia de ativação para as deformações de 69,6% (199,5KJ) e 87% (178,4KJ). À 500°C, as amostras não se recristalizaram, confirmando esta temperatura abaixo da crítica para as deformações estudadas.

Aug 16, 2017

By Franz Reufer

At Rogesa in Dillingen, Germany, a joint venture company of AG der Dillinger Hüttenwerke and Saarstahl AG and at Salzgitter Flachstahl GmbH in Salzgitter the sinterplants are equipped with the Paul Wurth EFA™ process for the final sinterplant off-gas cleaning. In Dillingen two and in Salzgitter one EFA™ plant are in operation at the respective sinterplants to comply with the very stringent environmental rules prevailing in Germany according to the German Clean Air Act called “TA Luft”. The main target is to eliminate or reduce emissions like dust, sulfur components, dioxins/furans and others in the sinter process off-gas. Since 2006 and 2011 the two EFA™ plant are in operation at Rogesa while the EFA™ plant in Salzgitter was also commissioned in 2011. These installations significantly contribute to the improvement of the emission situation of the Dillingen and Salzgitter Works. The EFA™ technology is the state-of-the-art process for such kind of application in terms of additive and energy consumption, reliability and availability. The report gives an overview of the EFA™ process and the performance results of the Dillingen and Salzgitter plant.

Aug 1, 2018

By M. A. Mekicha, M. B. de Rooij, C. Pelletier, D. T. A. Matthews

One of the main factors that reduce strip cleanliness are iron fines, which are formed due to the abrasive interactions of the roll surface and the strip in the roll bite during cold rolling. They can cause a problem in fouling of the cold rolling mill as well as downstream processes. It has been repeatedly observed that chrome plating the work roll improves strip cleanliness. In the present work, scratch tests and reciprocating sliding tests were carried out under lubricated conditions to explore the influence of chrome plating on iron fines formation. Scratch tests were conducted to study the influence of chrome plating on iron fines formation at single asperity scale due to its intrinsic property. Reciprocating sliding tests were performed to study the influence of chrome plating a rough surface on iron fines formation, taking into account the initial roughness. The scratches made using chrome plated pins showed lower friction, generated less iron fines and exhibited lower material transfer. Reciprocating sliding tests done using the uncoated pins showed galling at different sliding distances depending on the roughness of the pin. On the contrary, reciprocating sliding tests with the chrome plated pins exhibited no galling irrespective of the roughness.

Oct 1, 2019

By Rainer W. Kaiser

High wear resistant HSS rolls are being successfully used in the first stands of HSM finishing trains since the early 1990´s. The strong demand of mill administrators to make them applicable also in the last stands of the finishing rolling mill is a major influence factor of R&D efforts at respective roll suppliers. Looking back to the successful replacement of ICDP and HiCr rolls by more economic HSS rolls in F1-4 in regard to the TCO, rolling mill managers wish to repeat such scale gain also at F5-7 stands. Actually used enhanced ICDP rolls wear faster, being the HSM stoppage factor. F1-4 HSS rolls can be used for example 3 times longer. There is an obstacle to be overcome by roll suppliers and end users to replace F5-7 rolls by HSS rolls. Stick and crack resistance properties of HSS need to be improved. As a worldwide known leading producer of cast rolls for steel mills since 1820, the traditional German family owned foundry and machine shop IRLE, existing since 1693, accepted to face also this additional challenge. IRLE´s long year experience and prior researches have shown possible development directions to improve mentioned stick and crack resistance properties of its HSS grade, called SST. A new material of the HSS family is in the development pipe line and is discussed: SST/G. Choice criteria of the development direction, steps to control and guarantee respective sections of an industrial scale production as well as observations and results are described.

Jul 30, 2018

By Kelen Juliane Mucelin

In order to better understand the tribological behavior of self-lubricating materials, Fe-Si-C matrix composites containing solid lubricants added during the mixing step were studied. The samples were produced by conventional powder metallurgy route, presenting total contents of 5%, 7.5% and 10% in volume of h-BN and graphite mixtures as solid lubricants. The composites were evaluated in terms of tribological properties, under reciprocating sliding conditions, and mechanical properties by using tensile tests. Additionally, the wear scars were characterized by Raman spectroscopy and scanning electronic microscopy. Higher total contents of solid lubricants greatly increased scuffing resistance however decreased mechanical properties. Furthermore, increasing h-BN contents reduces both properties. These results confirmed the applicability of such sintered composites as self-lubricating parts, reaching values up to 7000 N.m for scuffing resistance combined with ultimate tensile strength of 220 MPa.

Jul 31, 2018

By Maíra de Paula Pereira de Lucena

Revestimentos de conversão nanocerâmicos são obtidos pela imersão de peças metálicas em soluções contendo íons de titânio, zircônio, cério entre outros. Esses revestimentos vêm sendo estudados como uma alternativa a outros processos de conversão que possuem inconvenientes ambientais, como a cromatização e a fosfatização. No presente trabalho foram formuladas diferentes soluções a base dos ácidos hexafluorozircônio e hexafluortitânio para a deposição de revestimentos nanocerâmicos sobre substratos de aço galvanizado. O objetivo é mapear os efeitos dos parâmetros de processo de obtenção do revestimento quanto ao desempenho contra corrosão. Os parâmetros estudados foram a concentração, o pH e o tempo de imersão nas soluções formuladas. Para avaliar os revestimentos obtidos foram realizados ensaios eletroquímicos de espectroscopia de impedância complexa. Os resultados indicam uma forte interação entre o pH e a concentração dos ácidos em solução e que concentrações mais baixas geram uma proteção mais eficaz O melhor conjunto de parâmetros foi para menor pH, concentração e tempo de imersão.

Aug 7, 2018

By Lucas Gonçalves Generoso, Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Gerson Evaristo de Paula Júnior, Beatriz Fausta Gandra

A eficiência na redução dos minérios de ferro no alto-forno é governada pela estrutura e permeabilidade das camadas de carga. A zona granular do alto-forno é a região onde a carga mantém a sua estrutura estratificada, decorrente do carregamento, sob a forma de grãos sólidos. Nessa região, as condições de permeabilidade determinam o perfil de distribuição do gás e, consequentemente, a eficiência térmica e química do reator. Na Usiminas, foi desenvolvido um ensaio de permeabilidade que permite avaliar a perda de carga em leitos formados pelas matérias-primas utilizadas nos altos-fornos, buscando as condições mais favoráveis ao fluxo gasoso. A partir deste ensaio, foi possível avaliar cargas compostas exclusivamente por sínter, pelota ou minério granulado, ou ainda combinações binárias entre estes. O sínter apresentou a maior perda de carga, seguido da pelota e do minério granulado. Apesar disso, o sínter foi o material que permitiu maior acréscimo de vazão do gás. Os ensaios realizados indicaram que 5% de material com granulometria menor que 5 mm é o limite para a concentração de finos do sínter, situação em que foi observado acréscimo de aproximadamente 50% na resistência à passagem dos gases para as velocidades correspondentes àquelas dos altos-fornos. O leito de melhor permeabilidade foi formado por 95% de sínter e 5% de pelota, seguido pelo de 100% de sínter, sem diferença significativa entre essas condições. Em geral, a combinação de sínter e pelota é mais benéfica para a permeabilidade do leito.

Oct 1, 2019

By Fernando Hernández Polanco

Transportation and handling metals and alloys from mills to consumption factories as well as dosing in conventional processes with ingots and scrap has always been considered a complicated activity with high operating costs. Several manufacturers of ferroalloys willing to solve these problems have chosen an alternative for their products that can be used to secure, during transport and dosage in the processes to making special steels, with more efficient consumption of ferroalloys. The trend for the production and sale of ferroalloys is to provide the product in the form of granules packed in bags or in bulk. In this paper we will show you how the granulation process was developed and rapidly adopted the ferroalloys industry as an effective solution to reduce operating costs, create cleaner and safer working environments.

Oct 30, 2017

By Getúlio da Silva Abreu

O objetivo geral foi produzir e caracterizar a microestrutura de um compósito abrasivo nanoestruturado no sistema D-Si, via sinterização cíclica de alta pressão e alta temperatura (HPHT). 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, o qual foi moído por moagem de alta energia sendo então partícula nanométricaso. A sinterização foi realizada por 1 a 4 ciclos de pressão (P) de 7GPa- 4GPa e temperatura (T) 1600°C-300°C, para um tempo (t) de 1min. As análises de difrações de raios X mostraram a ocorrência, além do diamante, de SiC, FeSi e grafite. As análises de MEV e EDS mostraram uma distribuição uniforme dos cristais de diamante na matriz de SiC. A análise da região de fratura das amostras mostrou que todos os cristais de diamante foram abrangidos pelo ligante, ou seja, a liga formada a partir da interação de carbono e de silício. Finalmente, conclui-se que esta pesquisa aprimorou a técnica de produção de MCDs para uso futuro em bits de brocas de perfuração de poços de petróleo.

Aug 16, 2017

By Igor Hector Rodrigues Silva

Aços inoxidáveis duplex (AID) são materiais estruturais potencialmente aplicáveis em ambientes marinhos, sujeitos a altas pressões e taxas de corrosão. A precipitação de intermetálicos nesses aços, sobretudo a fase sigma (?), podem comprometer o desempenho estrutural de componentes em aço duplex. Deste modo, o objetivo deste estudo é investigar propriedades físico-químicas do aço duplex 2205, para aplicações na indústria offshore. Para tanto, foram realizadas análises microestruturais baseadas em imagens de microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica (MEV), ensaios de corrosão acelerada por imersão, microdureza Vickers (HV) e difração de raios-x (DRX) para verificar a presença de fase sigma. São observados como resultados uma microestrutura bifásica característica, um processo corrosivo uniforme discreto e ausência de fase sigma no material como recebido indicando grande potencial de aplicação na indústria offshore.

Aug 7, 2018

By Marco Túlio Santiago Ferreira, Nilton Carlos Torquato, Washington Pirete da Silva

In 2005, with the significant reduction of iron content in the “Quadrilátero Ferrífero” reserves, Vale began the study of alternatives for the tailings disposal in other structures, that are not tailings dams. In 2011, after bench-scale and pilot-scale tests, it was defined to implement the project "Alternative methods for tailings disposal", including the construction of experimental drainage piles to get mineral and geotechnical process parameters for future projects. The result of this study shows that it is technically possible to replace traditional tailings disposal (dams), to dry stacking, with the proportion up to 20% of ultrafine tailings in the total tailings composition, however, this study is in evolution and the scale of the project / pile is being gradually increased to guarantee a good performance for the mineral and geotechnical process.

Oct 3, 2019

By Marília Silva Cavalcante, Filipe Brito Marinho de Barros, Suelen Silva Rocha, Jorge Luiz Valença Mariz

A seleção adequada da taxa de produção de um empreendimento mineiro tem influência direta na possibilidade de sucesso do projeto, assim como a definição do porte e quantidade de equipamentos empregados em sua operação influenciam a maximização do Valor Presente Líquido (VPL). Nesse processo, a análise de risco na variável de saída aliada à análise de sensibilidade fornece resultados mais consistentes, visto que considera os riscos e incertezas de um projeto ao longo de sua vida útil. Este estudo teve como objetivo analisar a operação em uma mina de agregados a partir da consideração de quatro diferentes conjuntos escavadeira-caminhões através do método do Valor Anual Uniforme Equivalente (VAUE), comparando-o com o método do VPL. Foram revistas as avaliações econômicas efetuadas em estudo anterior, no qual foi obtido o VPL e efetuadas as Análises de Risco e Sensibilidade em cada um dos cenários, e foi acrescida à análise a metodologia do VAUE, sendo esta também submetida à análise probabilística. Foi verificado o desempenho de cada escavadeira e seus correspondentes caminhões para diferentes taxas de produção em ambas as metodologias, permitindo concluir que, para um mesmo número de unidades de transporte e contanto que a taxa de produção requerida seja possível, quanto menor o porte do equipamento, mais econômico é o cenário. Por outro lado, quanto maior a taxa de produção do empreendimento, mais rentável este será.

Oct 3, 2019

By Altair Vieira de Souza

O tântalo é um dos metais mais versáteis na engenharia, podendo ser utilizado desde tecnologias espaciais até a biomedicina. Isso incentiva o estudo de novas tecnologias de obtenção do metal a partir do óxido de tântalo (Ta2O5). Neste trabalho é apresentada uma nova rota de obtenção de tântalo metálico a partir da reação magnesiotérmica do óxido de tântalo, usando como ignição o plasma de hidrogênio. Propõe-se um método alternativo ao processo Hunter, que apesar de ser o mais utilizado, é lento, pouco eficaz na produção de grandes quantidades e gera rejeitos degradantes ao meio ambiente. Foram misturados pós de magnésio (Mg) e Ta2O5 em recipiente projetado para permitir o efeito de catodo oco, e então aquecidos a plasma até a temperatura de ignição. Os experimentos foram realizados variando a pressão de trabalho buscando a redução completa do Ta2O5. Os produtos resultantes desses processos foram analisados por equipamentos de difração de raios X. Os resultados mostram que é possível a obtenção de tântalo metálico (Ta) a partir da redução metalotérmica do óxido de tântalo (Ta2O5) usando como agente redutor o magnésio e o plasma de hidrogênio como agente de ignição. A redução completa do Ta2O5 é obtida com o uso de pressões de 4,5 e 5,0 Torr.

Oct 30, 2017

By Paulo Sérgio Moreirar

A caracterização do tamanho de grão austenítico prévio dos aços é importante, pois a partir desta investigação é possível estimar parâmetros metalúrgicos que repercutirão na qualidade final do produto. Desenvolver métodos para a revelação do contorno de grão prévio se faz necessário, porém, muitas pesquisas apontam para a complexidade destes métodos. Este trabalho se propõe a avaliar diferentes técnicas de contraste para revelar o contorno de grão austenítico prévio dos aços ABNT 1045 e ABNT 4340. Foram utilizadas três técnicas para revelar o contorno de grão austenítico prévio, sendo: ataque químico, ataque térmico e têmpera superficial. Destacam-se o ataque térmico e a têmpera superficial como métodos inovadores. O ataque químico foi realizado em três condições, variando-se a composição de ácido clorídrico adicionado ao reativo a base de ácido pícrico. O ataque térmico foi realizado em duas condições, em atmosfera inerte e em atmosfera oxidante/inerte. A técnica de têmpera superficial consistiu em austenitizar e promover um tratamento térmico de têmpera com restrições na taxa de resfriamento, promovendo um efeito de transformação bainitica nos contornos de grãos austeníticos prévios. Pôde-se concluir que a técnica mais eficiente para os aços estudados foi o ataque químico a base de ácido pícrico. As técnicas de ataque térmico e têmpera superficial se mostraram eficientes para o aço ABNT 1045, apresentando potencial de melhoria metodológica para outros tipos de aços.

Aug 16, 2017

By Marcella Gautê Cavalcante Xavier

As ligas livres de chumbo (Lead-free solder alloys) potencialmente utilizáveis em processos de soldagem branda, tais como as ligas à base de Sn, vêm sendo estudadas como alternativas para substituir as ligas do sistema Sn-Pb. Em vista disto, o presente trabalho, aborda tanto a análise das características microestruturais formadas durante a solidificação transitória das ligas eutética Sn-0,2%Ni e hipereutética Sn-0,5%Ni, quanto a determinação das suas respectivas correlações com os parâmetros térmicos de solidificação: velocidade da isoterma eutética (VE) e taxa de resfriamento (?E). Para tanto, as ligas foram solidificadas unidirecionalmente no sentido vertical ascendente e em regime transiente, e caracterizadas por técnicas de microscopias ótica e eletrônica de varredura. Na liga hipereutética Sn-0,5%Ni, o aumento da quantidade de Ni na liga influenciou tanto o comportamento térmico quanto o espaçamento celular (λC), proporcionando maiores valores de ?E, porém, λC mais grosseiros.O intermetálico NiSn4 formou-se na região eutética de ambas as ligas, enquanto que na liga Sn-0,5%Ni, as fases primárias identificadas por EDS-MEV foram NiSn4 e Ni3Sn4. A transição morfológica celular/dendrítica(?E> 1,2ºC/s) ocorreu apenas para a liga eutética, enquanto que as células regulares da liga hipereutética deram origem as células do tipo placas(?E> 1,4ºC/s).

Oct 30, 2017

By Samanta Neves da Silva

Depósitos estratiformes são característicos por apresentarem irregularidades nos contatos entre minério e estéril, motivo que requer especial atenção no planejamento de lavra. No depósito de Bauxita em estudo, a definição da geometria da camada de minério é realizada por interpretação dos furos de sondagens com espaçamento médio de 200 metros. O modelo gerado dos contatos litológicos, comumente, não incorpora as oscilações em curtas distâncias das elevações (Z) entre furos, o que influencia na fase de modelamento geológico, logo, na previsão dos fatores de diluição e perdas de minério. Este trabalho propõe agregar dados de curta distância, aumentando as informações entre furos de sondagens e, a partir das medidas de cota no topo e base da camada de minério, melhor refletir a geometria do corpo de minério. Assim a metodologia se divide em: criar modelos de superfícies interpoladas irregulares de topo (SIT) e base (SIB), considerando as informações de curta distância; analisar elevações médias em cada superfície, a fim de pressupor superfícies planas de lavra no topo (SPT) e na base (SPB); verificar a amplitude entre essas superfícies - SITxSPT e SIBxSPB, mensurando os fatores de perdas e diluições de minério a partir da diferença entre as elevações. O produto final deste trabalho consistiu da quantificação dos fatores de diluição e perdas de minério, aplicadas ao planejamento de lavra de curto prazo, otimizando o aproveitamento dos recursos e, consequentemente, aumentando a vida útil da mina.

Aug 8, 2018

By Anna Paula Littig Berger, Caio Vaccari Silva, Victor Bridi Telles, Felipe Fardin Grillo, José Roberto de Oliveira

No presente trabalho foi proposto uma análise da eficiência de desfosforação de uma mistura padrão M1 e outras três misturas, onde foi realizado um aumento progressivo da %FeO em sua composição química (5%,10% e 15%). Além disso, esta mistura padrão M1 foi testada utilizando-se CaO em duas granulometrias diferentes, uma mais fina (M1A) e uma mais grosseira (M1). Os testes experimentais foram realizados a uma temperatura de 1400°C, com agitação de 450 RPM, em um forno de resistência. Para a análise das propriedades da escória, foram realizadas simulações através do software de termodinâmica computacional FactSage 7.2 e análises de imagens obtidas da superfície do cadinho ao final dos experimentos no software Quantikov. A mistura M1 apresentou melhor desempenho do que as misturas onde foi adicionada uma maior quantidade de FeO, visto que foi observado que à medida que a %FeO nas misturas é aumentada, a eficiência de desfosforação diminui. Além disso, a utilização de uma granulometria grosseira mostrou-se mais eficiente do que a granulometria fina, devido a maior aglomeração causada por essa. Esses resultados corroboraram as equações utilizadas para calcular o Fator de Desfosforação (FDeP), calculado para correlacionar as propriedades termodinâmicas das misturas desfosforantes e a eficiência de desfosforação.

Oct 1, 2019

By Fernanda Borba Simões

Na produção de biocombustíveis a partir de óleos vegetais produzidos via craqueamento térmico-catalítico, é realizada a desacidificação do produto final para sua viabilidade, podendo ser efetuada pela adsorção. Os adsorventes são diversificados e vão desde zeólitas até o uso de resíduos industriais. Este trabalho buscou testar a lama vermelha previamente ativada quimicamente e termicamente como adsorvente de ácidos graxos livres presentes no gasóleo leve produzido a partir do craqueamento do óleo de palma com índice de acidez inicial de 55,1257 mg de KOH/g. A lama vermelha foi utilizada em cinco condições: seca sem tratamento, ativada quimicamente (pré-tratada a 400°C/2h) por solução de HCl a 37%, de H2O2 a 4%, de HCl a 1,5 M e de KOH a 1,5 M. Na cinética de adsorção, a lama vermelha ativada por solução de HCl a 1,5 M mostrou-se mais eficiente que os demais adsorventes, pois reduziu o índice de acidez do biocombustível de 10,7574 mg de KOH/g para 9,1752 mg de KOH/g no tempo de 50 minutos. Quanto à eficiência dos adsorventes restantes, no que tange a desacidificação, apenas a lama vermelha seca e a ativada quimicamente por KOH a 1,5 M apresentaram remoção dos ácidos graxos livres perceptíveis.

Aug 16, 2017

By Amélia de Santana Cartaxo

O objetivo deste trabalho foi analisar a influência causada pelo resíduo de Pedra Cariri após tratamento de calcinação em massas argilosas usadas para produzir tijolos de cerâmica vermelha, visando a melhoria e o barateamento dos produtos cerâmicos produzidos e mostrar outra alternativa de reciclagem desses resíduos. As matérias primas foram beneficiadas e formuladas em função do percentual de pedra cariri, caracterizadas por difração e Fluorescência de raios – X, conformadas, queimadas, sendo posteriormente submetidas a ensaio de flexão, absorção de agua, porosidade. A adição de resíduo propiciou o aumento do módulo de resistência à flexão, conforme maior temperatura. As análises de absorção de agua ficaram no limite e a porosidade diminuiu. A amostra de argila utilizada nesse trabalho demonstrou uma melhora em algumas propriedades devido a adição da pedra cariri calcinada, mostrando assim uma certa viabilidade para sua utilização na fabricação de tijolos de alvenaria, e seu uso sustentável é possível.

Oct 30, 2017

By Sandra Lúcia de Moraes

Vários trabalhos voltados a resolução dos problemas da utilização de bentonita no processo de aglomeração de minério de ferro referem-se ao emprego de aglomerantes orgânicos, sendo que os dois tipos principais são os à base de celulose e de poliacrilamidas. Este trabalho teve como objetivo um melhor entendimento da ação de um aglomerante à base de carboximetilcelulose no ganho de resistência mecânica da pelota. Foi avaliada a interação entre a superfície mineral de dois concentrados tipo pellet feed brasileiros e os componentes presentes no aglomerante Peridur de uso comercial. O método proposto e desenvolvido no presente trabalho permitiu comprovar que um mesmo aglomerante atua de maneira diferenciada dependendo do tipo de minério de ferro empregado. Isto reforça a importância do entendimento de como cada produto, utilizado como aglomerante no processo de pelotização, age nos constituintes do minério de ferro para promover o incremento necessário de resistência mecânica das pelotas.

Aug 16, 2017