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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 Paulo de Tarso Rossi Haddad, Eric Valmir Spósito, Cristiane Sales Gonçalves

The heat treatment is a process that acts as a key factor in the tool life of tools made with hot work tool steels. Due to their applications, the main desirable metallurgical properties of this material class are toughness and hot resistance, without which the tools may suffer premature failure, and may lead to increases in the cost of producing articles made using such tools [1, 2]. Therefore, special attention must be given to the heat treatments practiced in these steels, whose operations involve quenching and tempering. The present work carried out the effects of the austenitizing and tempering temperatures on the microstructural condition, hardness and impact properties of TENAX300IM®, modified AISI H11 with lower silicon content. Hardness was measured by the Rockwell method, C scale; the toughness was evaluated by the Charpy-V impact test; and the microstructure for each condition was evaluated by optic microscopy. It was shown that higher austenitization temperatures resulted in increased grain size and hardness; higher tempering temperatures resulted in reduction of hardness, and secondary hardening peaks were observed for some austenitization conditions. The impact resistance showed an inverse behavior to that of the hardness, remaining initially constant, up to ~ 550 ° C of tempering temperature, and then increasing with the tempering temperature. The microstructures presented great dissimilarity, mainly due to the dissolution of carbon and alloying elements in the matrix.

Nov 22, 2018

By Lóren Kelly de Paula Inácio, Witor Wolf, Renata de Oliveira Melo, Dagoberto Brandão Santos, Graziele Gianini Braga Maria, Nayara Aparecida Lopes Viana

Os aços inoxidáveis duplex combinam as propriedades mecânicas da ferrita com a resistência à corrosão da austenita. Quando submetido a tratamentos térmicos, pode haver precipitação de fases secundárias que prejudicam a resistência mecânica e à corrosão. O objetivo desse trabalho é avaliar a ocorrência de fases secundárias em um aço inoxidável duplex 2205 de grão ultrafino laminado a frio e submetido a temperaturas de recozimento de 600°C a 950°C por diferentes tempos (300-86400 s). Para identificação e quantificação das fases, foram utilizados microscopia eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados e difração de raios-x. As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaios de tração e teste de microdureza Vickers. A presença de fase  e  foi observada junto ao carboneto de cromo, M23C6. A fase  foi confirmada apenas depois do tratamento à 800°C. De modo geral, o aumento do tempo de recozimento leva à uma maior precipitação das fases secundárias. À medida que a precipitação ocorreu, houve aumento da fração volumétrica de austenita e redução da fração de ferrita. Embora a resistência mecânica tenha aumentado, no geral, as propriedades mecânicas, como ductilidade, são prejudicadas pela precipitação.

Oct 5, 2019

By Giovanna Agarelli

Avaliou-se a suscetibilidade à corrosão intergranular de juntas soldadas dos aços inoxidáveis ferríticos AISI 409 e AISI 439 utilizados na fabricação de escapamentos automotivos. A possível sensitização nas zonas termicamente afetadas (ZTA) e os seus efeitos nas propriedades mecânicas das juntas foram avaliados por meio de metalografia e ensaios de tração e corrosão. Observou-se um crescimento dos contornos de grão com a ocorrência de valas na ZTA e a presença de precipitados sensitizados. Também se registrou um limite de resistência e alongamento maiores nas amostras de soldagem manual do que na automática. Concluiu-se que quanto maior o aporte de calor na soldagem, maior o tempo de exposição da ZTA a altas temperaturas, maiores os contornos de grão, menores a resistência mecânica e a ductilidade das juntas. Adicionalmente, a precipitação de carbonetos e nitretos nos contornos de grão comprovou a influência térmica sobre a sensitização.

Oct 30, 2017

By Paulinelli Santos Rocha

A frota de equipamentos retro escavadeiras 345 CAT é responsável pela infraestrutura das minas do complexo Mariana, e este Projeto foi desenvolvido devido a baixa confiabilidade que estes equipamentos estavam apresentando. Foi desenvolvido um Projeto de seis sigma para aumentar a confiabilidade do equipamento que é medido pelo indicador MTBF, calculado pela fórmula: horas trabalhadas/ocorrências corretivas. O trabalho foi desenvolvido através de ferramentas de análise e solução de problemas no período de outubro/2012 a agosto/2013. O MTBF médio da frota era 29,39 horas sendo o benchmark de 47 horas. Foi utilizado o método da lacuna para estabelecimento da meta. Após definido a meta foi utilizada ferramentas de priorização dos focos mais relevantes. Para os focos encontrados foram utilizados análise de variabilidade e cartas de proporção, sendo cada causa classificada e priorizada, definido as ações e implantadas. Foi acompanhado o indicador de MTBF e implantados controles de rotina e padronização com o intuito de alcançar o resultado. Por fim, a meta estabelecida foi alcançada, chegando ao MTBF médio da frota de 42,50 horas.

Aug 8, 2018

By Fábio de Oliveira Braga

Um sistema de blindagem multicamada consiste de uma camada frontal de cerâmica, uma camada intermediária de fibras sintéticas ou de material compósito, e uma camada posterior de um metal dúctil. Recentemente, há o interesse em substituir as fibras sintéticas por fibras naturais, por suas propriedades adequadas, menor custo e peso. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de compósitos de matriz poliéster reforçados por fibras naturais de Curauá em blindagens multicamada. Placas com 0, 10, 20 e 30% vol. de fibras integraram a blindagem que sofreu impacto balístico com munição 7.62 mm, e o dano foi avaliado pela indentação característica em plastilina e por uma análise microscópica das superfícies de fratura. Foi mostrado que a blindagem resiste ao impacto balístico, atendendo à norma NIJ-0101.04 para o nível de proteção III. Além disso, as fibras de Curauá são responsáveis por manter a coesão do compósito após o impacto balístico, e o compósito por dissipar parte da energia do projétil por mecanismos como delaminação, trincamento da matriz, fratura e descolamento das fibras.

Aug 16, 2017

By José Murilo Mourão

A pelotização de minério de ferro hematítico demanda grande quantidade de calor para a produção de pelotas de boa qualidade. Avalia-se, neste trabalho, a quantidade teórica de calor, necessária para a queima de três tipos característicos de pelotas, e destacam-se pontos importantes do processamento de queima nos fornos de pelotização, no sentido de otimizar o consumo de calor..

Oct 30, 2017

By Marco Antônio Quintela

São apresentados e discutidos os resultados de estudos de pesquisa para o desenvolvimento de prática para reciclagem de sucata refratária na Usiminas. O processo contempla a obtenção de agregados a partir do beneficiamento, por meio de britagem e classificação granulométrica, de tijolos de carro torpedo e placa gaveta após utilização industrial. Os agregados reciclados são adicionados em concretos refratários de alto desempenho. Os resultados de testes laboratoriais indicaram que os agregados podem ser incorporados com sucesso a concretos para canal de corrida. Essa prática tem sido amplamente utilizada para otimizar a manutenção e melhorar o desempenho ambiental.

Aug 1, 2018

By Antônio Carlos Simões de Santana Filho

Este trabalho propõe a utilização de simulação computacional adotando princípios de volumes finitos para avaliação do escoamento gasoso em torre de apagamento de coque. Tal simulação poderá fornecer dados, favorecendo a aplicação de tecnologias para redução e controle de emissões de material particulado no período do banho do coque, assim como estimar as variações e características da pluma emitida com a instalação de dispositivos de controle ambiental. Neste estudo são destacados os principais fatores para aplicação da simulação computacional, considerando as condições de contorno; modelos de evaporação; propriedades termofísicas e previsão de saída. Como variáveis de entrada para o modelo apresentado, foram selecionadas a concentração e granulometria do material particulado de vapor d’água da torre de apagamento de coque, através de ensaio de isocinética; as características físico-químicas da água de apagamento; as condições estruturais da torre de apagamento de coque e ciclos de apagamento de coque. Para validar a proposta apresentada, são mostrados resultados baseados nas simulações com o modelo computacional proposto.

Oct 30, 2017

By Bruno Miranda Ribeiro

Foi verificado que em uma das prensas de rolos (HPGR, High Pressure Griding Rolls), das usinas de pelotização de Tubarão, estava ocorrendo escorregamento do minério entre os pinos (studs) ocasionando um desgaste excessivo no rolo e desprendimento dos pinos. Este fato levou ao desenvolvimento de uma solução para eliminar o problema através da utilização de um produto que contivesse as características necessárias para conter o desgaste e prolongar a vida útil do rolo, sem comprometer a performance da prensa. As etapas para solução do problema passou por uma definição da escolha do produto, preparação da superfície do rolo e método de aplicação. Após implantada a solução, foram comparados os resultados antes e depois da aplicação do produto. Os resultados mostraram que o objetivo foi alcançado quanto a retenção dos pinos, controle do desgaste e manutenção da performance de processo desta prensa.

Aug 16, 2017

By Shimeni Baptista Ribeiro Daer, Patrícia Freitas Rodrigues, Edir Neves Teixeira, Naiara Vieira Le Sénéchal, Andersan dos Santos Paula, Francisco Manuel Braz Fernandes

Este trabalho visou em compreender as características microestruturais de uma liga de NiTi rica em Ni deformada a quente por meio do processo de forjamento rotativo, que foram submetidas ao processo com temperaturas distintas de pré-aquecimento (800 e 950 ºC) sem e com tratamento térmico de recozimento prévio (950 ºC por 2 horas) para homogeneização do lingote. Por meio dos aspectos da evolução microestrutural verificados com auxílio das técnicas de Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura e difração de Raios X pôde-se observar que a adoção do recozimento prévio para homogeneização e incremento da temperatura de pré-aquecimento as etapas de forjamento rotativo a quente, conduziu a resultados mais satisfatório ao processamento termomecânico a ser aplicado nesta liga, a fim de seguir para as etapas de deformação a frio.

Nov 14, 2019

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 Maria José Santos Lima

Neste trabalho a estrutura cristalina do carbeto de tântalo (TaC), que é um material extremamente duro, com elevado ponto de fusão e elevada estabilidade química, foi analisada por difração de raios- X e pelo método Rietiveld.Para isto, o carbeto de tântalo foi obtido a partir do precursor tris(oxalato)oxitantalato de amônio hidratado, através de reação gás-sólido e sólido-sólido a baixa temperatura (1000°C) e curto tempo de reação, e foi caracterizado através de Difração de Raios-X (DRX), Refinamento Rietveld e Micróscopia Eletronica de Varredura (MEV). Através das analises de DRX e do refinamento Reitiveld para o TaC com S= 1,1584, observou-se a formação do carbeto de tântalo puro com estrutura cúbica e tamanho médio de cristalitos na ordem de 12,9 nanômetros.

Aug 16, 2017

By Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Iara Patricia Vieira de Oliveira, João Ricardo Denicolo Braga, Paulo Santos Assis, Lorena Cristina Amorim Moura

Nos últimos anos diversos trabalhos evidenciam a possibilidade de utilização de small coque como constituinte da carga metálica dos altos-fornos, visando a redução na temperatura da zona de reserva térmica. Esse trabalho avalia a viabilidade técnica, em escala laboratorial, da produção de um determinado small coque altamente reativo, através da adição de 2 catalisadores: pellet feed e cal virgem totalizando 3% em massa, em sua superfície. Foram realizadas caracterizações químicas dos catalisadores por meio de Fluorescência de Raios-X (FRX) e avaliados os impactos destas adições sobre CRI (Coke Reactivity Index) e CSR (Coke Strength after Reaction) das amostras produzidas. Os resultados mostraram aumentos acima de 2% na reatividade do small coque, tanto para a adição de cal virgem quanto para pellet feed, porém mais significativo para a adição de cal virgem, comprovando que a técnica de Pós-adição de catalisadores da reação de Boudouard no small coque, pode ser uma alternativa para redução de custo e emissões de CO2 no Alto-Forno.

Oct 1, 2019

By Eduardo Reis de Oliveira

O alumínio por suas excelentes características físico químicas é empregado na indústria civil, automotiva, naval e aeroespacial. As características mecânicas dos sistemas solidificados dependem do arranjo microestrutural, mais especificamente do tamanho de grão, espaçamentos celulares ou dendríticos, das heterogeneidades de composição química, do tamanho, forma, distribuição das inclusões e das porosidades. A fusão de metais e, consequentemente, a solidificação, são etapas importantes na obtenção dos metais. Neste estudo iremos investigar a solidificação vertical ascendente em regime transiente do sistema Al-Mg. Está análise investigou experimentalmente o efeito das composições e dos superaquecimentos nas microestruturas solidificadas. Durante a fabricação dos lingotes, foram mapeadas a solidificação de cada liga. As microestruturas obtidas evidenciaram um aspecto essencialmente dendrítico, verificados através da microscopia óptica. É estabelecido no trabalho uma comparação entre os espaçamentos dendríticos primário (EDP ou ?1) e secundário (EDS ou ?2) em relação adição de 1, 3 e 5% de Mg e com patamares de superaquecimento (?TV) variando em 20, 40 e 60ºC.A variação do superaquecimento e da composição química dos lingotes teve influência nos espaçamentos dendríticos, verificados nas medições transversais e longitudinais dos lingotes. Para cada posição analisada foram obtidas uma média dos valores e o respectivo intervalo de dispersão.

Oct 30, 2017

By Fernanda Ferrante, Wagner Reis Modesto Ribeiro, Eduardo Pena Carvalho

CSN Mineração S.A. is the second largest exporter of iron ore in Brazil and is among the five most competitive in the market. Casa de Pedra currently has an approximate production capacity of 30 million tons per year. The fleets of small trucks 6x4 and 8x4 models are responsible for the ore movement, traveling an average distance of 10 km between origin and destination. 116 trucks of this size are used in CSN Mineração for the handling of products. Every month this fleet consumes an average of 550,000 liters of fuel. The objective of the work is to do a fuel consumption analysis by truck through the embedded telemetry system. The reports generated through this system provide the specific consumption of each equipment and also the specific consumption of each Driver. As reports are generated it is possible to assess which equipment had a higher specific consumption and, in this case, the respective trucks with greater consumption are directed to the Maintenance team for analysis and action in the event that a problem is identified in the equipment. At the same time, the analysis of the drivers who had the highest specific consumption and conducted a practical and theoretical training, addressing the techniques for a safer and therefore economical direction, is carried out. In 2019, the economy of fuel consumption type S10 was 204 thousand liters, which represents 9% of all consumption foreseen for the period.

Oct 3, 2019

By Ismael Vemdrame Flores, Maurício Covcevich Bagatini, Otávio Henrique Matos de Assis

De modo a explorar o fenômeno de retardo de redução sobre a taxa de redução de cargas ferrosas no início da zona coesiva, testes de redução e de amolecimento e fusão, completos e interrompidos (nas temperaturas pré, 10 e 50% de contração), foram realizados para duas variedades de cargas ferrosas comumente utilizadas em altos-fornos: sínter e pelota. Os produtos dos experimentos interrompidos foram caracterizados fisicamente por meio de testes de densidade real, densidade aparente e porosidade (aberta, fechada e total). Os resultados obtidos mostraram que para as matérias-primas utilizadas o retardo de redução ocorreu em menor temperatura para a pelota, sendo também mais pronunciado. Por meio da análise dos resultados obtidos, foi possível verificar o aumento da porosidade aberta e total das cargas durante sua redução até níveis de contração de 10%. Para contrações de 50%, dentro do intervalo de retardo de redução, uma redução significativa da porosidade aberta para ambos os materiais foi observada.

Oct 1, 2019

By André Luis de Oliveira

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

Sep 25, 2017

By Diego Cota Marinho

O processo de dissolução da alumina em condições industriais em cubas de Tecnologia VSS Soderberg de alimentações laterais em batelada é bastante complexo, pois sofre interferência de muitas variáveis de processo como: temperatura e química de banho, propriedades físico-químicas da alumina, quantidade de alumina adicionada e massa de banho disponível. Um bom controle de adição e variáveis de processo contribuirão para garantia de uma melhor eficiência de corrente, consumo de energia e redução da quantidade lama (alumina não dissolvida) formada que se deposita no fundo das cubas e irá comprometer a passagem da corrente elétrica e consequentemente reduzirá a eficiência dos fornos. Este estudo mostra as principais variáveis que influenciam no processo de dissolução, o comportamento da concentração da alumina e temperatura do banho durante os intervalos de alimentação de 2:40 e 4:00 horas, a temperatura de entrada da alumina e as condições de cavidade devido a deposição de lama no fundo das cubas.

Oct 30, 2017

By Leopoldo José Naves Alves

Os sistemas de controle e supervisão de processos que não contemplam o adequado gerenciamento de alarmes e eventos sofrem uma sobrecarga na operação com um número exacerbado de informações durante situações de distúrbio e até mesmo operação normal. Nos últimos anos, a abordagem sobre metodologia, boas práticas e planejamento adequado do gerenciamento de alarmes vem sendo alvo de crescente interesse, seu objetivo é garantir um ótimo estado de produção e uma maior segurança dos equipamentos e dos operadores. Em 2009 a ISA, após anos de trabalho sobre este tema, apresentou a norma ANSI/ISA 18.2, formalizando conceitos, definindo metodologias e sugerindo boas práticas. Este trabalho visa apresentar de maneira objetiva tal norma e demonstrar a viabilidade e eficiência de sua aplicação pratica.

Aug 8, 2018