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By Augusto César Barrios Tamayo

The high temperature erosion of Thermal Barrier Coatings (TBCs) is one of the main factors that define the lifespan in gas turbine components as it is considered the second source of failure of hot path components in power and propulsion turbine operation. The worn Top Coat (TC) surface in components such as first stage turbine blades affects the turbine efficiency due to energy losses and the increment in heat transfer to substrate. The first part of this work consists in describing a HTE test facility developed to emulate the damage conditions found in a number of components of gas turbines; in this testing machine, the samples were exposed to combustion gases moving at velocities close to 1.5 Mach and temperatures of 1100°C. The second part consists in the characterization of liners and first stage turbine blades of a GE7FA gas turbine used for power generation. The last part deal whit correlation of the features of TC’s worn surfaces with the erosion conditions and the dominant degradation mechanisms between test samples and turbine components were compared.

Jul 31, 2018

By Matheus Martini

A escória de aciaria LD é um coproduto abudantemente gerado através da metalurgia primária e secundária, sendo que após seu resfriamento e beneficiamento pode ser aplicado em diversos setores, mas que necessita ser submetido a processo de envelhecimento para minimização da expansão. Em geral, no Brasil, o Método PTM-130/78 é o mais utilizado para avaliar o potencial de expansão, entretanto o método leva 14 dias para obtenção dos resultados. Por meio de uma cooperação técnico-econômica entre a CSN e a EEL-USP, o método de expansão foi correlacionado com as fases identificadas e quantificadas por Difratometria de Raios-X e Método de Rietveld, respectivamente, além de compreender o mecanismo de expansão. Análises de regressão múltipla permitiram ajustar modelos matemáticos com 97,0% de ajuste e uma redução no tempo de ensaio de 14 dias (336 horas) para 7 horas.

Aug 16, 2017

By Bruno Rodrigues Henriques

O entendimento, controle e otimização do rendimento de aço líquido, em uma aciaria LD, é uma tarefa complexa e desafiadora. Qualquer projeto que se disponha a otimizar o rendimento de aço líquido irá se deparar com enormes dificuldades técnicas e operacionais. A despeito de todas as dificuldades e em função da importância do rendimento de aço líquido, uma vez que o mesmo tem forte impacto no custo de produção, toda aciaria procura manter essa variável de processo sob estrito controle. Esse trabalho se propõe a mostrar todas as etapas da condução de um projeto, desenvolvido e implantado em 2014, que tinha como foco entender, controlar e otimizar o rendimento de aço liquido. Durante o desenvolvimento do projeto, foi encontrado um total de 19 desvios e foram implementadas 23 ações corretivas. O valor do rendimento, que antes do projeto estava em torno de 91,6%, evoluiu para uma média de 93,5% em 2015 e 2016. Esse aumento de 1,9%, em média, no valor do rendimento de aço líquido, proporcionou uma expressiva redução no custo de produção na aciaria.

Aug 17, 2017

By Bruna Brito Freitas

O lingotamento contínuo de tarugos é um processo extremamente complexo dependente de variáveis que influenciam diretamente na qualidade do aço lingotado e na produtividade. Geralmente essa influência é conflituosa. É necessário conhecer melhor os parâmetros de processo para compreender seus efeitos naquilo que é a base do lingotamento contínuo: a transferência de calor na interface metal/molde. Foram levantados dados de temperatura durante o lingotamento de diversas corridas de aços em uma planta de aços longos especiais. As medidas de temperatura das paredes do molde da máquina LC foram obtidas, utilizando-se termopares estrategicamente posicionados ao longo do comprimento do molde e nas suas faces. Através da obtenção dos valores de temperatura desses termopares e do levantamento dos dados de processo de cada corrida monitorada, foi possível correlacionar a influência da velocidade com a transferência de calor na interface metal/molde. Por fim, os resultados mostram que o aumento da velocidade de lingotamento gera um aumento na transferência de calor.

Aug 7, 2018

By Phelipe Matias de Oliveira

Os aços inoxidáveis superduplex possuem em sua constituição as fases austenita e ferrita em proporções semelhantes, esses aços apresentam propriedades mecânicas oriundas da combinação dessas duas fases. As fases sigma (s) e austenita secundária (g2) surgem nesses aços, de uma possível reação de decomposição eutetóide da ferrita (a ? s + g2). Este trabalho estuda as transformações de fases, a caracterização das microestruturas do aço inoxidável superduplex UNS S32750, através de microscopia óÓptica, ferritoscopia, quantificação de fases, evolução da dureza Vickers do material, e a precipitação da fase s após tratamento térmico de recozimento a 800ºC em tempos variados. Essa fase é prejudicial ao aço, pois diminui a resistência à corrosão do mesmo e o fragiliza, sua formação ocorre entre 600ºC e 1.000ºC. Foi estudada a evolução da fase s através do método do caminho microestrutural proposto por Vandermeer, geralmente aplicado a recristalização e não em estudos de precipitação da fase s. Os resultados indicam que a nucleação da fase s ocorreu por saturação de sítios.

Jan 16, 2018

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 Aitor Elorriaga Fernandez de Arroyabe

The purpose of Sinter plants is to heat iron ore fines along with fluxes and coke fines or coal, to produce a semi-molten mass that solidifies into porous pieces of sinter with the needed size and strength. Fluxes used in the sintering process need to have an appropriate size distribution and TI to avoid generation of fines, which could reduce the productivity of the Sinter. Besides, a homogeneous chemical composition and high absorption characteristics are necessary to control the basicity and to combine the flux with P, S, Si, etc, respectively. PASEK Dunite is an ultramaphic rock exploited in the north of Spain with a basic chemical classification, being olivine and serpentine its principal minerals. It is a very homogeneous and hard stone and its main characteristics are: high hot and cold resistance to mechanical stresses, softening and melting points of a flux not of a refractory material. In addition, due to its mechanical and chemical properties, less fines are generated in the sintering process and during the handling and transportation to the blast furnace, improving the productivity of these processes. In this way, the use of PASEK Dunite allows increasing the homogeneity structure of sinter, reducing the percentage of return fines and improving the Sinter productivity.

Oct 30, 2017

By Giuseppe Pintaude, Carlos Mauricio Lepienski

The evaluation of the tribological behavior of thermochemically treated surfaces, such as carburising and nitriding, is of uppermost importance for the productive chain of tools, molds and matrices. However, the use of tribological tests for these surfaces should be well selected to avoid erroneous evaluations, in particular considering the effect of the substrate at different levels. In this context, the linear scratch test may be well suited to distinguish the roles of the surface and the substrate. For that purpose, this paper presents a review on the use of this type of test for tribological evaluation in terms of the performance of thermochemically treated surfaces. The approach used is multiscale, considering what types of results are obtained from each load range used and the applications for each one of them.

Nov 22, 2018

By Daniele Tolazzi

Electric Arc Furnaces keep evolving into highly powerful melting units, shrinking taptotap times by increasing the effectiveness of the energy sources and the material fluxes used in the process. Steelmakers are targeting to increase the efficiency of their injection package in order to reduce the overall conversion costs, seeking for technologies specifically designed to promote the metallurgical reactions in a predictable and reproducible process automatically controlled at the correct timing. Many technological enhancements have focused in the gas management, improving the burner design and the penetration capacity of oxygen injectors, dedicated to decarburization and the other exothermic reactions. Instead, lower evolution efforts have been addressed to engineered solutions for managing the addition of solid materials required in slag forming, although they are playing a key role in EAF process optimization, as well. The paper describes the latest solutions designed to manage efficiently the injection of fuel, oxygen and powdered materials in several EAFs and presents the operational results achieved. Accurate control of reliable additions of coal, lime and magnesia proved crucial for the control of the slag FeO and viscosity, generating stable foamy slag and producing cleaner steel.

Aug 17, 2017

By Alexandre Rodizio Bento

A competitividade do setor automotivo exige maior agilidade na gestão de ferramentas de usinagem. Para atender esta necessidade flexibilizar e automatizar o processo de gestão de armazenagem é fator primordial. As ferramentas de usinagem muitas vezes têm custo elevado e a necessidade de controle constante é imprescindível no setor automotivo. A padronização de armazenagem aliada a um equipamento específico para controlar ferramentas surge como uma opção. Pois, a troca de produtos deve ser ágil durante a fabricação para evitar perdas e máquinas ociosas no chão de fábrica. Assim, suprir esta necessidade com velocidade é essencial e de suma importância para a integração entre os departamentos de produção e logística. Neste cenário, a tecnologia de armazenagem permite agilizar e flexibilizar a gestão de ferramentas de usinagem, além de possibilitar ganhos de produção. Neste trabalho, apresenta-se a substituição do processo manual de armazenagem de ferramentas de usinagem baseado em caixas e prateleiras, por um sistema com tecnologia de armazenagem vertical. Esta substituição permite automatizar o controle de ferramentas, reduzir o custo de estoque e flexibilizar a troca de produtos na produção. Os resultados deste processo permitem garantir a melhor gestão das ferramentas de usinagem, evitar paradas nas linhas, reduzir custos operacionais e manter estoques em perfeito equilíbrio, entre o aumento de produtividade e a redução de custos.

Aug 8, 2018

By Bruno Henrique Reis

O pó de aciaria elétrica (PAE) é um importante subproduto da indústria siderúrgica devido ao seu alto teor de Zn. Assim, tecnologias vêm sendo desenvolvidas visando seu aproveitamento, sendo o forno Waelz a mais difundida delas atualmente. Sua operação, por contar com um forno rotativo de grandes dimensões, que abriga uma infinidade de fenômenos físico-químicos, apresenta difícil previsibilidade ab initio. Por essa razão, este trabalho faz uso de uma ferramenta avançada da termodinâmica computacional, destinada à modelagem de processos, chamada SimuSage, a fim de modelar o seu comportamento. Para a criação do modelo utilizou-se também uma base de dados termodinâmicos advinda do software FactSage e a plataforma Lazarus. Com base em dados e resultados operacionais da literatura, foi possível realizar simulações no modo adiabático e comparar os resultados com os da prática industrial. Constatou-se uma grande sensibilidade do modelo com relação à quantidade de ar de entrada considerada no sistema, mas, também, boa aproximação dos resultados com relação à composição química dos produtos Óxido Waelz e Escória Waelz.

Aug 16, 2017

By César Yuji Narita

Um dos problemas de aglomerados autorredutores utilizando cimento como aglomerante é a sua baixa resistência mecânica a temperaturas acima de 900°C levando-os à degradação durante a redução. Uma nova tecnologia propôs utilizar as propriedades de plasticidade térmica do carvão fóssil coqueificáveis como aglomerante, o que deu origem ao produto conhecido como CCB (Carbon Composite Iron Ore Hot Briquette). Este trabalho tem como objetivo propor uma rota alternativa para a fabricação dos briquetes autorredutores e estudar o efeito de variáveis de processo na resistência à compressão dos mesmos. O método utilizado na obtenção dos briquetes foi de compactação em matriz cilíndrica de misturas de finos de carvão fóssil coqueificável (log(máxima fluidez) = 2,48) e minério de ferro (pellet feed) seguida de tratamento térmico. Foram realizados testes variando granulometria do carvão, pressão de compactação, taxa de aquecimento e proporção entre carvão e minério e investigados os efeitos dessas variáveis em relação à resistência à compressão e à densidade dos briquetes produzidos. Foi observado que a resistência à compressão obtida nos briquetes produzidos via briquetagem a frio seguida de tratamento térmico são comparáveis com os CCBs.

Aug 1, 2018

By Leonardo Silva Motta

O carbureto de cálcio tem sido empregado em novas tecnologias para desoxidação e dessulfuração de aços de maneira crescente. A metodologia consiste na realização de um cronograma de projeto contendo dez atividades. Nos últimos anos houve aumento em cerca de 30% na utilização de carbureto de cálcio na metalurgia secundária das usinas brasileiras. Além desse expressivo aumento, vários trabalhos técnicos são apresentados todos os anos atestando as eficiências técnica, energética e financeira do carbureto de cálcio na produção de aço.

Jul 30, 2018

By Camilo José de Freitas Neto

O objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade do depósito de zinco sulfetado do projeto Ambrósia Sul, da Votorantim Metais localizado em Paracatu - Minas Gerais, frente aos processos de beneficiamento e poder, assim, detalhar o comportamento geometalúrgico dos vários corpos de minério do depósito. Além do estudo da variabilidade dos corpos de minério, o trabalho também inclui testes em escala de bancada durante anos e semestres de operação: 2016, 2017/01, 2017/02, 2018/01, 2018/02, 2019. A metodologia do estudo é resumida nas fases de amostragem de testemunho de sondagem, composição das amostras representativas dos corpos de minério e anos e semestres de operação da mina, testes de moagem, peneiramento, flotação de bancada e caracterização mineralógica da alimentação e produtos dos testes. O teste de bancada desenvolvido neste trabalho, tem como objetivo principal verificar variações significativas entre os corpos mineralizados e/ou semestres de mina de operação, tornando possível identificar potenciais oportunidades de otimização do circuito de tratamento de minérios, maximizando o retorno financeiro de toda a jazida mineral.

Aug 17, 2017

By Wanderson Endlich, Tarley Rezende Secchin, Ana Clara Bernabe, Jennifer Oliva Coronel, Danielle Duarte Bernardi

A ArcelorMittal Tubarão (AMT) possui desde o início de operação os recursos hídricos como uma das questões centrais na estratégia de sustentabilidade e estabilidade operacional para sua produção. A gestão hídrica na AMT, dentre outras ações, garante que 96,5% de toda a água captada na usina venha do mar. Além disso, possui investimento contínuo em reusos internos, busca de fontes alternativas de água e combate ao desperdício e vazamentos. A condução dessa gestão hídrica, contribuiu de forma significativa para atravessarmos em 2015, a pior seca que o estado do Estado do Espírito Santo atravessou nos últimos 40 anos. Todos esses esforços resultaram na redução expressiva do volume de água doce utilizado na AMT, reduzindo o consumo específico de 4,2 m³/t em 2014, para 2,5 m³/t em 2018. Como resultado de um plano robusto de gestão hídrica, um projeto arrojado e inovador, pioneiro no Brasil e primeiro do grupo no mundo será realizado na empresa, a planta de dessalinização de água do mar. Com investimentos da ordem de R$ 50 milhões, a unidade começará a ser construída em 2019, com prazo de conclusão em dois anos. Produzirá até 500 m³/h de água industrial para o sistema de água da usina, proporcionando uma importante fonte alternativa ao consumo de água doce.

Aug 1, 2019

By Flávio Altoé Franco

Foi identificada uma trinca no convertedor 2 da ArcelorMittal Tubarão em junho de 2013 durante início de carregamento de gusa, esta se localizava na solda entre o cone inferior e o flange do fundo. A análise abrangeu a avaliação dos danos no vaso, à análise da fratura, análise de material, onde foi verificado que a trinca não foi decorrente de trinca preexistente, nem de degradação do material ou imperfeição de solda. Foi construído um modelo 3D do convertedor considerando-se todos os detalhamentos pertinentes à uma análise termo estrutural. Foram analisadas as seguintes situações: Refratamento conforme projeto do fornecedor – junta de papelão; Projeto de refratamento incluindo influência da junta de dilatação natural 0,2 mm existente no refratário; Carregamento térmico; e situação corrente do projeto considerando proteção de soleira. De acordo com os resultados, verificou-se que a causa da falha do convertedor esta relacionada a esforços oriundos da expansão térmica do refratário.

Aug 16, 2017

By Lorena Cristina Amorim Moura

As coquerias enfrentam um grande problema que é a oxidação do carvão. Este fenômeno as afeta diretamente, pois deterioram as propriedades coqueificante do material, impactando na síntese do coque metalúrgico. Portanto, gerando perda de valor econômico, uma vez que as propriedades coqueificantes são fatores que determinam a atratividade e o custo do carvão. Sendo assim, torna-se necessário o uso de medidas para retardar o efeito da oxidação, garantindo a menor perda possível, desde a extração do carvão mineral da mina, até o carregamento nos fornos de coqueificação. Neste estudo em particular, definiu-se uma equação para previsão do decaimento de fluidez, que é a principal propriedade afetada pela oxidação, e matéria volátil de carvões em pilhas a céu aberto. Foi também desenvolvido o estudo do efeito da aspersão de uma camada polimérica para minimizar os decaimentos de fluidez e matéria volátil.

Oct 30, 2017

By Thiago Pinto Wandekoken

Vazamentos de água em painéis refrigerados apresentam grandes riscos operacionais e de segurança nos processos de fabricação do aço, principalmente nos Fornos Elétricos a Arco. A detecção precoce de vazamentos de água pode minimizar e/ou até eliminar grandes riscos operacionais, de segurança e patrimônio. A Tecnologia ELD, desenvolvida pela Lumar Metals, traz uma proposta inovadora de monitoramento dos painéis do FEA, que através da combinação e análise de dados coletados individualmente nos painéis refrigerados é capaz de detectar vazamentos de 0,2 l/min em até 10 segundos após sua ocorrência. A coleta de dados é realizada de forma contínua nos painéis refrigerados e transmitida via wireless. Testes em escala laboratorial foram realizados, onde os vazamentos de água foram simulados através da abertura de válvulas solenoides. Nos testes em escala industrial o sistema pôde ser avaliado em suas condições reais de operação, ficando exposto ao calor, poeira, ruídos e campos eletromagnéticos. Em todas as etapas de testes realizadas a Tecnologia ELD foi capaz de detectar os menores vazamentos de água, credenciando a tecnologia para inserção no mercado.

Jul 29, 2018

By Afshin Sadri

One of the main reasons for blast furnace reline is the loss of refractory lining, particularly in the hearth and taphole regions. Intense operation of the blast furnace can result in extensive refractory wear and deterioration. This can then affect the continuity of the operation and the furnace campaign life. Novo-Lipetsk (NLMK) and Hatch developed a systematic approach to monitor the condition of blast furnace hearth linings using Acousto Ultrasonic-Echo (AU-E), a non-destructive testing system developed by Hatch. Continuous and periodic inspections of blast furnaces revealed areas with accelerated refractory deterioration, formation of elephant foot, extent and speed of refractory wear, as well as cracks and other anomalies. Improvement in coke quality, stave washing, the addition of titania, and other changes were recommended and implemented to prolong furnace life while maintaining the intensity of furnace operation. This paper demonstrates how the coordinated efforts between NLMK and Hatch resulted in prolonging the blast furnace campaign life.

Aug 17, 2017

By Jim Belous

Fluid Dynamic Modeling (FDM) was used to develop solutions how to eliminate the fugitive emissions from the meltshop building and to comply with the EPA “6% opacity from the furnace operations” rule. Secondary Emission Control (SEC) system performance was simulated by an inverted 1:96 scale Plexiglas model of the entire meltshop, utilizing the negative buoyancy effects of saline solution in water. Test results show that with the installation of the internal partition wall which separates furnace aisle from the caster aisle, significant improvement of the SEC system is achievable, thereby avoiding large expenditure for the expanding a fume collection system capacity.

Aug 17, 2017