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By Claudio Teodoro dos Santos

O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da deformação elástica cíclica e da deformação plástica no comportamento mecânico dos precipitados presentes em um implante fabricado em aço inoxidável UNS S31675. O teste foi iniciado com carregamentos cíclicos e finalizado com carregamento contínuo de dobramento até a ruptura total do implante, no intuito de avaliar se os precipitados sofrem fratura e/ou decoesão da matriz. A flexão ocasionada pelo teste de fadiga resultou em zonas de tração nos lados lateral e posterior e compressão nos lados medial e anterior do implante. Após 6 milhões de ciclos ocorreu a fratura parcial do implante na aresta entre os lados lateral e posterior (zonas de tração). Os resultados mostraram a existência de estrias na superfície de fratura do implante, indicando que a fadiga foi o mecanismo de falha predominante. A análise microestrutural mostrou que os precipitados não fraturaram na região de falha por fadiga, mas sofreram fratura e decoesão na região submetida a deformação plástica por dobramento. Concluiu-se que, embora os precipitados sejam considerados sítios preferenciais para nucleação de trincas de fadiga, eles são capazes de suportar carregamentos cíclicos no regime elástico, mesmo com grau de flexão da haste, onde zonas de tração e compressão são criadas.

Oct 30, 2017

By Jayme Alex Marques da Silva

A utilização de carvão vegetal na fabricação do ferro-gusa tem ganhado destaque devido a suas vantagens ambientais em comparação ao coque. A necessidade de suprir a demanda de consumo de carvão vegetal pelas siderurgias faz com que os produtores busquem maior produtividade e qualidade através da busca constante na redução do tempo de produção do carvão. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo matemático tri-dimensional transiente, para simulação da secagem, carbonização e resfriamento no interior de um forno retangular de alvenaria. Foi desenvolvido um modelo acoplado baseado na solução das equações de conservação da quantidade de movimento, energia e espécies químicas. As soluções das equações diferenciais que representam os fenômenos são obtidas através da técnica de volumes finitos. Ao longo do processo de carvoejamento, o modelo considera a transferência de massa e calor associada à cinética de reação de cada componente. O modelo é tridimensional e transiente, sendo capaz de prever detalhes dos fenômenos no interior do forno e sua evolução temporal o que possibilita o controle das fases de fabricação do carvão vegetal.

Aug 1, 2018

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 Alei Leite Alcantara Domingues

A microscopia óptica é uma ferramenta importante para o entendimento dos processos envolvidos na produção do minério de ferro e seus aglomerados. Nos laboratórios em que esse tipo de análise é feita, tem-se geralmente um microscópio de luz refletida e um operador treinado que leva diversas horas para concluir uma única amostra. Nesse trabalho serão mostrados exemplos de resultados de minérios de ferro, sínter e pelotas obtidos em um sistema de microscopia óptica automática com análise de imagens. No estudo do minério de ferro foram determinados a composição mineralógica quantitativa, morfologia das partículas e tamanho dos cristais. Na microscopia de sínter foram determinados a quantificação de fases, porosidade, textura, recristalização de hematita e morfologia das ferritas. Nas pelotas produzidas com minério de ferro foram feitas análises de quantificação de fases, distribuição e quantificação dos poros e evolução microestrutural dos grãos. A implantação de um sistema de microscopia óptica automática com análise de imagens permite que análises sejam feitas em menor tempo, com maior reprodutibilidade possibilitando que a técnica seja implantada em áreas de produção que exijam respostas mais rápidas.

Oct 30, 2017

By Paula Rodrigues Caumo

A tecnologia da fabricação de aços, nas últimas décadas, apresentou grandes avanços, os quais resultaram em melhorias da qualidade, principalmente no que se refere à remoção de inclusões. As inclusões podem ser responsáveis por prejudicar as propriedades mecânicas por meio da geração de trincas ou fraturas entre outros defeitos. O distribuidor do lingotamento contínuo também pode atuar na remoção destas partículas. A eficácia desta função do distribuidor demanda o conhecimento das características do escoamento do aço líquido de modo que se possa propor modificações na configuração do distribuidor. Esse conhecimento pode ser obtido mediante a utilização de modelos físicos para simular os fenômenos envolvidos. O objetivo deste trabalho é, a partir de um distribuidor com jato aberto, construído em acrílico e em escala 1:1, verificar o percentual de inclusões passantes pelo veio com ou sem a presença de bolhas. O trabalho foi executado com e sem tubo longo, sendo o tubo longo empregado para prevenir o arraste de ar para o interior do modelo. Os resultados foram obtidos por meio do ensaio de remoção de inclusões com o auxílio do ensaio de distribuição de tempos de residência. As variáveis utilizadas neste estudo são: presença bolhas e velocidade de lingotamento.

Aug 16, 2017

By Gláucio Barros Barcelos

Os sistemas de automação Nível 2 da LTQ da Aperam estão em operação a mais de uma década. Esses sistemas foram desenvolvidos sobre plataforma de hardware Alpha Server DS20E e sistema operacional OpenVMS 7.2. Apesar da confiabilidade da plataforma utilizada, atualmente está descontinuada pelo fabricante, bem como o serviço de suporte ao sistema operacional utilizado que também foi encerrado. Com a evolução da tecnologia Intel, apresentando baixo custo de hardware, suporte, manutenção e desempenho, foi tomada a decisão de migração dos sistemas de automação de Nível 2 da LTQ para a arquitetura de hardware Intel e sistema operacional Linux. Esta migração teve como objetivo a eliminação da obsolescência a que os sistemas estavam submetidos. A migração envolveu uma estratégia que minimiza riscos e reduz modificações necessárias nos sistemas de automação envolvidos. Dessa forma, bibliotecas de funções com funcionalidades semelhantes as disponíveis no sistema OpenVMS foram desenvolvidas. Este artigo descreve todo esforço envolvido na migração dos sistemas e os resultados obtidos.

Aug 16, 2017

By Adriana Amaro Diacenco

O presente trabalho propõe-se a analisar a influência do amortecimento estrutural inerente de tais materiais submetidos a perturbações estáticas e dinâmicas as quais afetam as características de resposta. A importância deste trabalho insere-se no contexto do controle de vibrações de sistemas de engenharia. Para tanto, é empregada uma técnica de modelagem baseada em elementos finitos. A análise numérica é desenvolvida utilizando a Teoria da Deformação Cisalhante, a qual é implementada em um elemento Serendipity retangular contendo oito nós. O amortecimento é incluído empregando o modelo histerético. As respostas dinâmicas são representadas por funções de resposta em freqüência e autovalores complexos. Simulações numéricas são realizadas visando quantificar os níveis de amortecimento obtidos no tocante às vibrações transversais de placas retangulares e verificar a possibilidade de se aumentar tal amortecimento.

Aug 7, 2018

By Rafael Sartim

A indústria siderúrgica possui aspectos ambientais associados ao seu processo produtivo ligados em grande parte à emissão de material particulado, efluentes líquidos e geração de resíduos. A emissão de material particulado ocorre durante diversas etapas do processo produtivo, cabendo a estes a aplicação de sistemas para o controle ambiental. Em especial, a planta de sinterização possui como característica emissões primárias ligadas à exaustão da máquina, e secundárias referentes aos sistemas de captações em linhas de peneiramento, retorno de finos e pontos de transferência de correias transportadoras. Para o tratamento das emissões secundárias, a ArcelorMittal Tubarão possui um sistema de despoeiramento. Em virtude de melhorias de processo e alterações na produção, o sistema necessita de uma maior vazão para atendimento à demanda atual. Neste contexto, este trabalho se propôs a avaliar e testar a técnica de supressão de pó em pontos de transferência entre correias transportadoras para verificar sua aplicabilidade. Como conclusão, constatou-se que esta técnica é aplicável em regiões específicas com bons resultados na redução de emissão visível. Além disso, o uso do supressor reduz a quantidade de captações necessárias ao sistema complementando o controle do atual sistema de despoeiramento.

Aug 16, 2017

By John Beaumont

The Plate-Steckel mill combines the asset utilization of the strip rolling process with the grade and width range of the reversing plate mill, delivering a broad range of steel products at low cost. Among rolling mill types, plate mills are distinctive in the way that they exploit the metallurgical attributes of their product. The downside of this flexibility, though, is a low level of asset utilization. The Plate-Steckel mill was originally developed to combine the utilization of the strip mill and the width of the plate mill. The Plate-Steckel mill is now setting new benchmarks in accessible grades and applications, whilst pushing the width boundaries of the process. Long experience in the Steckel process control and coiler furnace design is coupled with caster and plate mill expertise to deliver high level of performance in this increasingly important plate and coil rolling technique. Several new design features have been incorporated and the vertical integration of mechanics with process models is the key for better product quality and flexibility at these plants. The use of fully automatic thermo-mechanical rolling using the latest physical models and intelligent sequencing strategies achieves the optimum grain refinement and thus improves mechanical properties. The novel profile and flatness strategy relies on comprehensive physical models and makes use of SmartCrown® as a powerful actuator, enabling large reductions to be taken without risking poor flatness. Throughout the rolling and cooling stages of processing, accurate calculation of the thermal-mechanical state of the product is performed by the temperature monitor. This enables tighter control of the final plate mechanical properties by providing an insight into the plate evolution during the thermo-mechanical processing. Advanced pacing functionalities provide an optimized mill throughput, utilizing new cooling bed charging strategies. Considering the rolling process, process automation applies state-of-the-art model calculations to achieve saleable coil/plate target dimensions even in non steady state rolling conditions.

Aug 16, 2017

By Juno Gallego

A soldagem de peças de aço por arco submerso é um dos processos mais tradicionalmente usados na fabricação de componentes estruturais. A microestrutura do metal de solda é importante na definição das suas propriedades mecânicas, sendo a ferrita acicular um microconstituinte capaz de conferir à solda altos níveis de resistência mecânica e tenacidade. A nucleação da ferrita acicular depende da presença de inclusões não metálicas no metal de solda. No presente trabalho fez-se a caracterização microestrutural do metal de solda preparados com diferentes aportes térmicos. Lâminas finas foram observadas por microscopia eletrônica de transmissão, que possibilitou determinar alguns parâmetros morfológicos e químicos das partículas e a sua relação com a nucleação das ripas de ferrita acicular. Verificou-se que partículas irregulares com maior tamanho, mais ricas em titânio quando formadas com maior energia de soldagem, apresentam maior probabilidade de servirem como sítio preferencial para nucleação da ferrita acicular, se comparadas às partículas mais lisas e menores.

Aug 7, 2018

By Edwan Anderson Ariza Echeverri

O aumento das exigências para reduzir o consumo de combustível e aumentar a segurança dos passageiros tem estimulado o desenvolvimento da nova geração de aços de alta resistência. Esses objetivos tornam-se atingíveis com a redução do peso dos componentes de aço do veiculo, pelo uso de chapas mais finas e resistentes, mas não menos dúcteis. Com esse propósito, no presente trabalho pretendeu-se analisar os efeitos de diferentes rotas de processamento: estampagem a quente, têmpera e partição e o inovador processo que combina a deformação a quente com a têmpera e partição. Os ciclos térmicos foram projetados para obter a maior fração de austenita retida, além de ferrita e martensita. Para cada amostra tratada, amostras de tração de tamanho reduzido foram extraídas de amostras previamente tratadas em simulador termomecânico avançado Gleeble 3S50. A microestrutura foi analisada por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Com o novo processo combinado acredita-se que seja possível atingir uma boa associação de propriedades para a nova geração de aços de alta resistência pela transformação da austenita retida metaestável em martensita induzida por deformação, contribuindo para a absorção de energia durante impacto.

Aug 16, 2017

By Sandra Lúcia de Moraes

Uma característica do setor mineral é a movimentação de grandes volumes de materiais que, em função do teor do bem mineral contido e das particularidades do processo de beneficiamento, ao final gera grandes quantidades de rejeitos. O aproveitamento desses rejeitos é um tema que tem sido discutido e que foi fomentado após o acidente acontecido em 2015, com a barragem da Samarco em Mariana - MG. O trabalho denominado “Rejeitos da Mineração: Um olhar do cenário brasileiro” está estruturado em duas partes. A primeira parte destacou a importância econômica e social do setor mineral para o país. A segunda parte, apresentada neste artigo, aborda o nível de desenvolvimento tecnológico voltado ao aproveitamento dos rejeitos e quais novos usos têm sido propostos. Neste documento, os autores trazem também o fechamento dos levantamentos realizados e suscitam uma discussão visando estimular o desenvolvimento sustentável da mineração, por meio da criação de um novo negócio inserido na cadeia produtiva da mineração.

Oct 30, 2017

By Adauto Martins de Assis, Atan de Assunção Cardoso

Devido a sua alta demanda de produção e padrão de qualidade a indústria automotiva tem utilizado ao longo da história robôs nas mais diversas atividades como montagem, soldagem, pintura e inspeção. No intuito de levar esta realidade para a sala de aula de alunos de Engenharia Mecânica, foi desenvolvido um braço robótico didático, apresentando configuração semelhante à um modelo industrial, a ser utilizado como ferramenta de apoio ao ensino de robótica e outras disciplinas correlacionadas. Para isto, fez-se o uso associado da placa eletrônica Arduino e do software Matlab. Inicialmente foram obtidas as equações de cinemática direta e inversa. Os resultados mostraram que a posição teórica obtida apresentou um comportamento esperado conforme a metodologia adotada e o resultado experimental mostrou pequena variação de posição. Para a cinemática inversa, o tempo de resolução do conjunto de equações foi comparado à resolução do problema através de um método numérico. Com base nos resultados experimentais, foram feitas algumas sugestões de melhoria para o braço robótico didático e considerações relacionadas a acurácia de um robô industrial.

Oct 1, 2019

By Nelson de Freitas Costa

Em um ensaio de impacto Charpy convencional, não é comum mensurar a energia consumida nas etapas de fratura, geralmente se obtém apenas a porção de fratura dúctil. Esse trabalho tem como objetivo apresentar a proporção do consumo de energia das diferentes etapas de fratura e relacionar com a área de superfície de fratura do corpo de prova. Ainda, desenvolve discussão dos fenômenos envolvidos, utilizando a teoria já conhecida. Para a obtenção dos dados foi realizado ensaio de Charpy instrumentado em 50 corpos de prova de 9 lotes diferentes. As amostras foram retiradas a 1/3 do raio da seção redonda de barras laminadas a quente temperadas e revenidas. As amostras foram preparadas conforme amostra do tipo A, definido na ASTM E23. O ensaio foi conduzido a -20°C, obedecendo a norma ASTM E2298. Os resultados mostraram que aproximadamente 80% da energia consumida na fratura é consumida na etapa de fratura dúctil, sendo que 88% dessa energia é consumida na região de início de fratura. Essa região, porém, não representa maior área na superfície de fratura, devido a diferença de trabalho para deformação nas etapas de nucleação de trinca e propagação instável de trinca.

Oct 30, 2017

By Daniela Miranda Cota

No processo produtivo de minério de ferro, dezenas de equipamentos são utilizados no preparo da mina para as operações de perfuração, desmonte, carregamento e transporte do minério retirado das minas a céu aberto. A iniciativa de trabalhar com a elevação da vida útil dos pneus dianteiros da frota de 992G/K (Caterpillar) ocorreu pelo fato do mesmo ser um dos custos mais altos na operação de mina, ser o maior representante de geração de resíduos de borracha e dentre os pneus em operação, a frota de carregadeiras 992G/K apresentava performance dos pneus do eixo dianteiro inferior à recomendação do fabricante e ao nosso orçamento anual, por isso se tornou foco do trabalho a ser desenvolvido. A metodologia aplicada para a elaboração do projeto foi Seis Sigma, que possibilitou a análise dos dados e alcance dos resultados acima da meta estabelecida por meio de ações processuais estruturantes e comportamentais, levando à redução da variabilidade.

Oct 30, 2017

By Raíra Morais Alcântara Nunes

No laboratório de fundição da Universidade Federal do Ceará, foi desenvolvido novas técnicas de fundição de precisão visando reduzir os custos utilizando materiais reciclados, como sucatas e cinzas residuais de termoelétrica. Ademais, ocorreu a preparação das peças modelo, utilização de silicone para a produção de moldes, preparação das peças em cera e canais de vazamento, fabricação da casca cerâmica refratária, vazamento da liga metálica (ZAMAC), obtenção da peça rústica e processo de usinagem. Desse modo, concluímos nosso projeto dando utilidade para um material poluente e reciclando sucata de zinco e, por consequência, baixando os custos desse processo e podendo haver, também, a geração de emprego para comunidades carentes.

Oct 30, 2017

By Henrique Silva Furtado

Concerning production of low phosphorus steel critical grades at ArcelorMittal Tubarão site, bottom blowing system plays a very important role. For those systems with independently controlled tuyeres, some non-uniform bottom blowing patterns seem to be promising in improving metal-slag mixing; however, based on computational fluid dynamics (CFD) results of ArcelorMittal Tubarão’s post oxygen bottom blowing, this may not be generalized. Also, from industrial trials it became clear that higher the bottom blowing flow rate, the closer were the end point P to the equilibrium. Despite this result an analysis of the apparent mass transfer coefficient has shown a week correlation with the classical power stir correlation suggesting a more complex kinetic limiting step for phosphorus removal.

Jul 30, 2018

By Leandro Brunholi Ramos

Foi estudado o efeito da temperatura no comportamento à corrosão sob tensão do aço inoxidável dúplex AISI 318 em solução contendo 115.000 ppm de cloreto, pH4 a temperatura ambiente e a 70°C. Ensaios de tração com baixa de taxa de deformação foram realizados. Foi avaliada a susceptibilidade do aço inoxidável dúplex AISI 318 à corrosão sob tensão no potencial de circuito aberto e em vários potenciais anódicos e catódicos. Os resultados mostraram que a redução do alongamento variou com o potencial aplicado. Os resultados experimentais mostraram que o aço AISI 318 ficou imune à corrosão sob tensão em potencial entre -750 mVECS e 1.000 mVECS na temperatura ambiente e entre -650 e -100mVECS para a temperatura de 70°C. Em potenciais maiores que o potencial de pite observou-se uma redução drástica no alongamento em ambas as temperaturas. No entanto, quando os potenciais aplicados foram abaixo de -650 mVECS para a temperatura de 70°C e -750mVECS para a temperatura ambiente, houve uma redução no alongamento final até a ruptura, provavelmente através do processo de fragilização por hidrogênio.

Aug 8, 2018

By Izabela Diniz Duarte

O controle da temperatura do aço líquido desde o refino secundário até o lingotamento é condição essencial para alcançar alto nível de qualidade do produto final e economia de energia, o que permite ressaltar a importância de se determinar as perdas térmicas na panela. Entre outros fatores este trabalho buscou identificar a importância relativa das perdas térmicas para o revestimento refratário e através da escória. A temperatura, espessura da camada de escória, temperatura do revestimento refratário, propriedades físicas e características de convecção foram os fatores considerados. Cálculos numéricos que quantificam essas perdas.

Jul 30, 2018

By Márcia Maria da Silva Monteiro Pereira

Durante o lingotamento contínuo de aço, partículas de ZrO2 adicionadas na escória de molde facilitam a nucleação heterogênea de cristais devido à sua limitada solubilidade. A adição de ZrO2 promove a cristalização da fase cuspidina, o que auxilia na redução da transferência horizontal de calor no molde, amenizando desta forma o problema das trincas longitudinais. Outro benefício da adição de ZrO2 em pós fluxantes é reduzir a taxa de desgaste da válvula submersa (SEN) na interface metal/escória; a erosão da SEN é um problema sério. Através de testes de laboratório e de testes industriais concluiu-se que a adição de ZrO2 em pós fluxantes reduz a taxa de transferência de calor horizontal no molde durante o lingotamento contínuo de aço, considerando os dois tipos de pós fluxantes que foram analisados no presente trabalho. Além disso, observou-se que a adição de ZrO2 reduz a taxa de desgaste da válvula submersa na interface metal/escória.

Aug 16, 2017