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By Ricardo dos Santos Oliveira

Este trabalho foi realizado a partir da identificação de um problema ambiental, a alta concentração de gases do efeito estufa. Ao analisar as emissões nacionais de sistemas de energia, observou-se que o segmento da indústria de aço tem uma importante participação devido ao alto consumo de carvão metalúrgico e coque no balanço energético, mostrando a predominância de usinas à base de coque siderúrgico integrados. Depois de identificar algumas possíveis soluções para este problema ambiental, o projeto teve como objetivo utilizar cascas de eucalipto na injeção de finos pulverizados pelas ventaneiras de altos-fornos nas siderúrgicas. A utilização deste material como uma fonte de energia (combustível) no processo de redução de minério de ferro em altos-fornos, substituindo diretamente o carvão, apresenta uma solução viável para o sequestro de carbono. O eucalipto é uma fonte renovável, ao contrário do carvão mineral, e através da fotossíntese captura o gás CO2 da atmosfera, reduzindo a poluição causada pelos altos-fornos e participa no mercado de carbono. Assim, a empresa poderia participar do mercado de carbono, o que poderia resultar em um lucro anual superior apenas por este mecanismo. A casca do eucalipto é rico em carbono e complementa a oferta desse elemento para o processo de redução de minério. Assim, em teoria, o que esta pesquisa mostra é que a casca de eucalipto pode ser injetada em altos-fornos no lugar do carvão pulverizado, tornando este processo ser rentável para a empresa.

Aug 16, 2017

By Ignacio Ferreira França Monjardim Barradas

A elevação da capacidade de um compressor pode se feita de diversas maneiras: incrementando a abertura da guide vane (válvula de admissão – incremento da rotação), diminuindo a temperatura de sucção, abrindo a válvula de recirculação, etc. Neste trabalho exploraremos essa elevação para compressores de Nitrogênio gasoso através do aumento da pressão de sucção destes equipamentos. Este incremento da pressão de sucção foi obtido através da redução da perda de carga na sucção do compressor. Temos dois possíveis benefícios neste caso: o aumento da vazão volumétrica mantendo a mesma pressão de descarga, ou a redução do consumo de energia do equipamento através da redução da abertura da válvula de admissão (guide vane) para disponibilizar uma mesma vazão volumétrica. Essa otimização do sistema foi obtida através da substituição do filtro de sucção do equipamento por um de maior diâmetro e, consequentemente, menor perda de carga. Originalmente o filtro encontrava-se numa tubulação com menor diâmetro: um novo filtro foi especificado e instalado num trecho de tubulação com maior diâmetro.

Oct 30, 2017

By Raphael Calazans Cardoso

Os procedimentos de dimensionamento de juntas parafusadas devem corresponder adequadamente às condições impostas na prática, para garantir projetos de alta confiabilidade. Por isso, este estudo tem o objetivo de evoluir na compreensão do comportamento mecânico de juntas parafusadas submetidas à carga axial externa. Para tal foram realizadas simulações numéricas variando a pré-carga de aperto, o comprimento do parafuso, o atrito entre os componentes, a posição de aplicação da carga externa e os materiais dos membros apertados, de modo a verificar a parcela da carga externa transferida ao parafuso. Todos os fatores analisados alteram o comportamento mecânico da junta, exceto o atrito entre os componentes. A transmissão da carga ao parafuso se comporta de maneira não-linear pelo aumento da carga externa. Além disso, existe um patamar de carga externa abaixo do qual não há transferência de carga ao parafuso.

Oct 30, 2017

By Luiz Cláudio von Sperling Cotta

A produção de pelotas de minério de ferro de alta resistência mecânica, que suportem o transporte e operação nos reatores de redução, necessita da correta adequação dos parâmetros de processo dos fornos de grelha móvel. A região de queima é a etapa decisiva neste equipamento para garantir a qualidade da pelota e também representa a maior parte da energia inserida no processo. No presente trabalho foi realizada a otimização do processo de queima, suportado pela metodologia Lean Six Sigma, avaliando a composição química da pelota, os ajustes de adição de combustível sólido na pelota e temperatura do perfil térmico de queima. Dessa forma, foram realizados ensaios em escala piloto para diferentes perfis de temperatura da etapa de queima. Não obstante, foram avaliadas as propriedades químicas, físicas, metalúrgicas e ainda foi realizada a avaliação microestrutural das pelotas. A validação dos estudos em escala laboratorial foi realizada através de testes industriais a fim de assegurar a qualidade do produto, a produtividade do forno e redução de custos de produção.

Aug 1, 2018

By Heidy de Oliveira Simões

Visando entender os impactos causados pela formação de trincas e deformação das pelotas na qualidade física do material, foi desenvolvido um algoritmo que, através de análise automática de imagens, é capaz de medir o tamanho da trinca, sua largura e comprimento, bem como efetuar as medições de tamanho e morfologia da pelota queimada. Foram analisadas pelotas produzidas com minério hidratado (elevado teor de goethita) com 2 perfis térmicos distintos. Os dados obtidos na análise de imagem foram correlacionados com a resistência à compressão das pelotas e evidenciaram o tamanho das trincas denota notória correlação com a sua resistência física. A medição das trincas formadas pela deformação da pelota no leito (denominadas resiliência) permite evidenciar o quanto a pressão no leito de pelotas impacta na qualidade após a queima, bem como indica o ponto ótimo para que não acarretem em perda da resistência. A medição do tamanho das trincas térmicas mostra-se essencial, pois mesmo em perfis mais suaves de queima pode haver a formação de tais trincas, sendo que o tamanho e a abertura da trinca é que definem a melhor ou pior resistência. O conhecimento, e possível aplicação prática, da avaliação das trincas poderá auxiliar na otimização de perfis térmicos de fornos de pelotização.

Aug 16, 2017

By Jackson Teixeira de Oliveira, Douglas Batista Mazzinghy, Vanderson Eney de Matos, Alexandre Camilo Leles de Figueiredo

This work studied the effect of different ball sizes in the secondary grinding stage of Samarco. The Moly-Cop Tools 3.01 spreadsheet was used for models calibration and simulations, considering grinding balls topsize of 15, 20, 25, 30 and 35mm diameters. A normal specific selection function up to the largest fed ore particle size (840μm) was obtained. The higher generation of fines and compliance with particle size specifications (+ 74μm and -44μm) proved to be more favorable for smaller ball sizes. The specific energy consumption was lower for the 15mm ball (10.7kWh/t), increasing up to the 35mm ball (13.0kWh/t). Although smaller diameter balls seem to be the best option for the size specifications, some factors may limit their use, such as: the higher generation of specific surface area; and the amount of ball purge in the discharge of the mills.

Oct 3, 2019

By Tiago de Abreu Siqueira

CO2 geological storage is one of the current technologies developed worldwide to reduce industrial emissions of carbon dioxide to the atmosphere. Two main mineral types of deep geological reservoir could be contemplated for CO2 storage: sandstone reservoirs and carbonaceous reservoirs. Geochemical reactivity of a dolomite-calcite mineral compound and magnesite pure mineral was studied with a set of nine experiments per crushed mineral phase with two saline solution and with mQ water and three temperatures: 50°C, 90°C and 150°C. Experiments were performed in batch reactors with 250 bar of CO2 partial pressure during 24h to assess the effect of temperature and salinity in constant CO2 pressure. Solid characterization was performed by XRD and solution analysis by ICP-OES. Acidification of solutions due to CO2 dissolution in water is the main source of reactivity in the system. Proton concentration increases and causes partial dissolution of initial dolomite, calcite and magnesite and release of Ca2+ and Mg2+ cations in solution. Bicarbonate anion (HCO3) concentration also increases due to CO2 dissolution in water and carbonate minerals dissolution. Temperatures of 90°C and 150ºC increase the kinetic of reaction and the dissolution of minerals and cations release in solution. New carbonate crystalline phase precipitates as a Ca, Mg solid solution between dolomite and calcite pure poles.

Aug 8, 2018

By Felipe da Silva Siqueira, Weslley Luiz da Silva Assis, Camila dos Santos Pinto, André Luiz Moraes Alves, Guilherme Dias da Fonseca, Paulo Rangel Rios

Neste trabalho estudou-se o comportamento cinético das transformações de fases por nucleação e crescimento nas interfaces (faces, arestas e vértices), das matrizes poliedricas de Kelvin, Voronoi e de Monte Carlo, através da simulação computacional. Com o objetivo principal de comparar os resultados obtidos das simulações com os modelos analíticos de Johnson e Mehl, Kolmogorov e Avrami (JMAK), e de John W. Cahn. As matrizes foram geradas por modelos estocásticos e através do método de crescimento do Cone Causal. Em engenharia o entendimento do comportamento das transformações de fases por nucleação e crescimento são importantes para prever os possíveis locais de nucleação, assim como no entendimento do comportamento dos constituintes presentes do diagrama ferro carbono, na decomposição da austenita, no processo de recristalização, entre outros. Desta forma, o modelamento computacional foi utilizado para o estudo das transformações de fases por nucleação e crescimento, obtendo como resultados a fração volumétrica, o caminho microestrutural e a contiguidade, ambos resultados foram importantes para a caracterização microestrutural e para descrever a distribuição dos núcleos no espaço. Com os resultados obtidos observou-se que se os núcleos estão bem distribuídos nas interfaces o impingement será mais fraco, levando as simulações de Voronoi e de Kelvin a corroborarem com o modelo analítico de JMAK, já o Modelo de Monte Carlo, não apresentou o mesmo comportamento, ou seja, ficou evidenciado que nem sempre a aleatoriedade vai ser válida para todos os casos. Foi constatado também que se aumenta consideravelmente a quantidade de núcleos, a distribuição perde a característica de aleatoriedade e passa a se comportar como clusters, corroborando com o modelo analítico de Cahn.

Nov 10, 2019

By Lucas Coelho da Silva

Neste artigo, foi avaliado o comportamento do tubo frente ao aumento de temperatura. A medida dos valores das propriedades mecânicas do tubo foi determinada através do ensaio de achatamento, para um total de 17 amostras submetidas ao ensaio em condições normais. Através do ensaio foi possível calcular propriedades mecânicas como a tenacidade, limite de resistência à ruptura, limite de escoamento, deformação e módulo de elasticidade. O efeito da temperatura sobre as propriedades mecânicas do material foi estudado. A conclusão foi elaborada no sentido de avaliar de que forma a temperatura pode influenciar no comportamento do material e que características foram comprometidas devido a esse aumento de temperatura e posterior resfriamento.

Aug 16, 2017

By Bruna Helena Malovini Loiola

O presente trabalho apresenta os resultados de têmpera a partir da temperatura de transformação da austenita para ferrita em um aço microligado seguido de revenido de 200 a 550°C. Foram avaliadas as fases presentes no equilíbrio termodinâmico em função da temperatura de formação para verificar quais fases foram solubilizadas nas condições de tratamento térmico. Após os tratamentos de têmpera e revenido, foram realizadas caracterizações microestruturais e de microdureza. Os resultados indicaram presença de ferrita poligonal em conjunto com constituintes displacivos como ferrita acicular, bainita e martensita em baixa fração volumétrica. Ambos os constituintes apresentaram variação de microdureza com o revenido e apresentaram envelhecimento na temperatura de 550°C. Este envelhecimento foi atribuído à precipitação de carbonetos tipos M7C3 e MC com base nas simulações termodinâmicas.

Oct 30, 2017

By Élida Gonçalves das Neves

Nos últimos anos as siderúrgicas têm investido na melhoria de seus processos e produtos buscando à produção de clean steels, onde menor nível inclusionário é almejado. Neste contexto foi objetivado neste trabalho, em um primeiro momento, realizar uma revisão bibliográfica afim de buscar um modelo que pudesse relacionar a composição química da escória com a capacidade da escória de remover de forma eficiente as inclusões, garantindo assim a limpidez de aços. A partir destes dados, buscou-se, como segundo objetivo, avaliar alguns resultados de escórias industriais e compará-los com o proposto pelo modelo. A viscosidade e molhabilidade foram os parâmetros de maior impacto neste estudo, sendo a viscosidade obtida através da termodinâmica computacional com o FactSage e a molhabilidade estimada a partir do modelo de Nakajima.

Jul 30, 2018

By Felipe da Silva Siqueira, Mariana Sizenando Lyrio, Aline Cristine Lemos Duarte, Weslley Luiz da Silva Assis, Harison da Silva Ventura, André Luiz Moraes Alves, Paulo Rangel Rios

A nucleação nos contornos de grão é um fenômeno muito recorrente em materiais metálicos. Essa situação foi tratada por diversos autores como Cahn e Rios e Villa, usando a abordagem de nucleação em planos e linhas aleatórias. Neste trabalho estudou-se a nucleação nos contornos do polígono de Poisson-Voronoi e de uma matriz hexagonal em 2-d com métodos analíticos e simulação computacional. Utilizou-se uma equação baseada no método de Cahn para nucleação nos contornos de grão. Para nucleação nos contornos do polígono de Voronoi a equação não mostrou adequação total com os resultados simulados para dois tipos diferentes de casos, já para os contornos da matriz hexagonal, notou-se que quanto maior a quantidade de pontos sorteados na matriz, mais os resultados simulados concordaram com a equação proposta.

Nov 13, 2019

By André Nogueira

A etapa de flotação convencional do Concentrador 2 ocorre em um circuito com 13 tanques de flotação que recebem o produto dos ciclones limpadores (-0,15mm +0,030mm). O concentrado desta etapa contribui com aproximadamente 80% do volume de produção do concentrador. A necessidade da implantação do sistema de controle avançado de processos (SCAP) advém da alta heterogeneidade na alimentação do concentrador, uma vez que a Samarco não conta com pilha de homogeneização. O objetivo principal do projeto foi maximizar a recuperação metálica da flotação convencional e reduzir a variabilidade do teor de sílica no concentrado final. Aliado ao sistema de análise de imagem de espuma e ao analisador de sílica online, a ferramenta demostrou que, além de atingir os objetivos esperados, trouxe estabilização ao processo e padronização da operação.

Aug 16, 2017

By Fernando Andrade Amorim

O processo de micro soldagem se mostra eficiente para a união de Ligas com Memória de Forma (LMF) do sistema NiTi devido a alta precisão e localização do calor, diminuindo os tamanhos da zona fundida (ZF) e da zona termicamente afetada (ZTA), promovendo melhorias nas propriedades mecânicas destes tipos de juntas. Este estudo teve como objetivo geral determinar as variações das propriedades termomecânicas em juntas soldadas de fios de NiTi. Para o trabalho, fios superelásticos de uma LMF NiTi (ASTM F2063) com 0,9 mm de diâmetro, foram divididos em dois grupos: (a) fios sem tratamento térmico (NiTiA) e (b) fios com tratamento térmico a 400°C durante 20 minutos (NiTi400). Em seguida estes fios foram soldados pelo processo TIG, utilizando a microsoldadora Micromelt (EDG Equipamentos e Controles). A caracterização termomecânica dos fios íntegros e microsoldados foi realizada utilizando ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA), ensaios de tração uniaxial, microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microindentação Vickers. Os resultados mostraram a eficiência do processo TIG ao soldar os fios NiTi de ambos os grupos. As juntas soldadas apresentaram propriedades de superelasticidade semelhante aos fios íntegros e a análise da fratura dos fios com solda mostra características dúcteis.

Aug 7, 2018

By Daniel Angelo Zattera Milesi

Em determinadas rotas de manufatura de componentes automotivos, principalmente de produtos do segmento rodoviário pesado, são muito comuns processos de desempeno a quente, assim como outros procedimentos como arqueamento e alinhamento de longarinas. O presente trabalho tem por objetivo traçar os principais impactos destes processos sobre o material de alta resistência e baixa liga norma DIN EN 10149 S700MC em uma rota de fabricação de produtos automotivos com interferência de um procedimento a quente. Esse material, quando submetido ao ciclo térmico para alinhamento a quente, através do aquecimento de algumas regiões pontuais e do posterior resfriamento ao ar calmo têm suas propriedades mecânicas alteradas. Para comprovar isso, foram reproduzidas as condições do processo atual para mapeamento de dados de temperatura para os subsequentes ensaios de laboratório. Comparando as amostras submetidas ao ciclo térmico, com as produzidas com a mesma matéria prima sem aquecimento, pode-se verificar o impacto causado pelo processo de alinhamento a quente utilizado sobre as propriedades mecânicas do material. Os resultados mostram que o aço DIN EN 10149 S700MC apresenta alterações expressivas em todos os ciclos realizados. Com isso, ocorrem modificações na microestrutura pelo ciclo térmico ocasionando a diminuição de algumas propriedades mecânicas importantes, como tensão de escoamento, dureza e a tensão limite de fadiga.

Aug 16, 2017

By Thiago Félix dos Santos

A maioria dos materiais poliméricos sintéticos apresentam superfícies quimicamente inertes, isentas de porosidade e baixa energia de superfície. Este trabalho tem como objetivo realizar a modificação superficial do substrato têxtil de forma a aumentar a sua molhabilidade. Os tecidos de poliéster são hidrofóbicos e, por isso são desconfortáveis aos usuários, pois a fibra não absorve o suor do corpo, outro fator que é prejudicado pela hidrofobicidade da fibra de poliéster é o tingimento das mesmas. Portanto, tratamentos superficiais vêm sendo utilizados para minimizar esse problema e o plasma é uma técnica que se mostra bastante eficaz. O plasma ao interagir com a superfície do substrato provoca alterações químicas e físicas melhorando suas propriedades. Portanto, através do plasma é possível alterar as propriedades físico-químicas das superfícies de tecidos de poliéster, tendo como resultado o aumento da hidrofilidade dos mesmos com o incremento de grupos funcionais polares e o aumento da rugosidade em sua superfície. As amostras foram tratadas em um reator de plasma de barreira dielétrica a pressão atmosférica, em diferentes tempos de tratamento e voltagem. Após as funcionalizações as amostras foram submetidas ao teste de capilaridade, a fim de observar a melhora na hidrofilidade. Todas as amostras tratadas tiveram aumento na molhabilidade, com exceção, as amostras tratadas com 10 kV, onde não houve alteração.

Aug 7, 2018

By Antonella Rocha Ponseggi

O desenvolvimento dos materiais dos eletrodos (anodo e catodo) e do eletrólito de células a combustível de óxido sólido (SOFC) com o intuito de que estas possam operar de forma estável com combustíveis diferentes do hidrogênio é um objetivo central da pesquisa em SOFC. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é evidenciar as características microestruturais e o desempenho de materiais para uso de combustíveis hidrocarbônicos e alcoóis em SOFC. Neste trabalho são avaliados, à luz da caracterização eletroquímica e elétrica de SOFC unitárias e estruturas em bicamadas anodo-eletrólito, sistemas materiais do tipo Ni/Cu-Céria/YSZ-LSM sob a alimentação de diferentes combustíveis. Os melhores resultados foram obtidos com o uso de hidrogênio ou etanol, mas novos desenvolvimentos em engenharia microestrutural são prementes. Também ficou evidenciado os problemas de degradação e instabilidade advindos da presença de sulfurados no biogás combustível.

Aug 16, 2017

By Flávio James Humberto Tommasini Vieira Ramos

A pesquisa foi realizada com o intuito de produzir nanocompósitos baseados em uma matriz polimérica de poli (metacrilato de metila) (PMMA) com nanocargas de carbeto de silício (SiC) dispersas na matriz orgânica. Os nanocompósitos foram produzidos através da polimerização em massa, a qual o peróxido de benzoíla foi utilizado como o iniciador. Os novos materiais foram produzidos sob a forma de filmes e consequentemente eles foram submetidos e caracterizados pelas análises de termogravimetria (TGA), espectroscopia de infravermelho por transformada Fourier (FTIR), fluorescência de raio-x (XRF), espectroscopia por energia dispersiva de raio-x (EDS) e microscopia eletrônica de varredura (FEGSEM). Os resultados obtidos durante a caracterização dos filmes dos nanocompósitos demonstraram a boa eficiência dos processos de sínteses e misturas das cargas de SiC na matriz orgânica.

Oct 30, 2017

By Frederico Ibrahim Horta

As estradas de mineração influenciam diretamente nos custos de operação de mina e manutenção de equipamentos. A equipe de planejamento de lavra em conjunto com a equipe de operação de mina buscando a melhoria de seus indicadores de custos e produtividade realizaram várias melhorias no perfil de transporte da Mina Oeste. Para realização deste trabalho foram mapeados e projetados novos trechos da mina que poderiam ser melhorados em termos de inclinação de rampa, subidas, descidas e curvas. A realização destas melhorias, em conjunto com correções de drenagem e forragem das pistas, possibilitou a alteração do limite de velocidade dos caminhões fora-de-estrada em alguns trajetos de 40 para 50 km/h. Como resultado destas alterações, obteve-se um ganho de 18% na produtividade da frota de transporte e uma redução de 13% nos custos de operação.

Oct 30, 2017

By Maria Vianna Rigatto

Nesse trabalho, foram realizados ensaios de abrasão do tipo roda de borracha em um aço ASTM A242, com o intuito de verificar se a orientação do desgaste em relação à da laminação influencia no comportamento em desgaste do material. Estes ensaios foram executados seguindo a norma ASTM G65-16. Todas as amostras foram fresadas e lixadas para a realização dos ensaios, além de limpas com acetona para medição da massa tanto antes quanto depois do ensaio de desgaste. Utilizando a massa perdida após o ensaio e considerando um possível desgaste da roda de borracha, foi calculado o volume perdido nos ensaios. Além disso, foi medida a microdureza do aço, nos sentidos transversal e longitudinal à laminação, bem como analisadas as microestruturas nos respectivos sentidos antes e depois dos ensaios de desgaste. Os resultados mostraram que a orientação do desgaste em relação à orientação de laminação possui influência na taxa de desgaste e que no sentido transversal à laminação essa taxa foi 9,6% menor que no sentido longitudinal.

Oct 30, 2017