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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 Vicente de Paulo Ferreira Marques Sobrinho

Esta pesquisa tem como objetivo estudar a incorporação da massa da poeira de aciaria elétrica (PAE), mediante adição em ferro-gusa (1,78% Si) à temperatura de 1.400 graus Celsius. A PAE é proveniente de uma usina siderúrgica produtora de aços longos. A adição da PAE ao ferro-gusa líquido será sob a forma como recebido, sob a forma de briquetes sem agitação do ferro-gusa líquido e sob a forma de briquetes com agitação do ferro-gusa líquido. Previamente, a PAE foi caracterizada utilizando-se as seguintes técnicas: análise química, análise granulométrica, área de superfície específica, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de micro-regiões por EDS. A realização dos experimentos de fusão, em escala de laboratório, ocorreu em um forno vertical tubular com controlador de temperatura. Os experimentos de fusão para avaliar a incorporação da massa de PAE utilizaram cadinhos de grafite. Após o resfriamento, ferro gusa e escória remanescentes no cadinho foram pesados objetivando efetuar um balanço de massa. Um fluxo de gás inerte (argônio) foi mantido no interior do forno durante a realização dos experimentos.

Jul 30, 2018

By Bruno Deves Flores

A aplicação e viabilidade de uso de aglomerados constituídos de carvão e minério de ferro, denominado Ferro-Coque, vêm recentemente sendo proposta como alternativa inovadora para a redução das emissões de CO2 e consumo de energia no alto-forno. No presente estudo visou-se investigar o comportamento de carbonização de aglomerados produzidos a partir de 3 diferentes carvões e minério de ferro. Briquetes de carvão/minério foram produzidos em laboratório. Esses briquetes foram submetidos à carbonização em forno laboratorial e em termobalança. As amostras de Ferro-Coque produzidas foram caracterizadas via microscopia ótica e eletrônica. Realizou-se também a caracterização mecânica dos briquetes através de ensaios de compressão e tamboramento. Os experimentos termogravimétricos permitiram uma avaliação detalhada das perdas de massa devido a cada uma das etapas de carbonização. As características morfológicas revelaram diferenças importantes entre os diferentes briquetes testados. A resistência mecânica dos briquetes mostrou uma dependência importante, com a temperatura e tipo de carvão utilizado.

Aug 1, 2018

By Verônica Scarpini Candido

O comprimento crítico das fibras vegetais é um importante parâmetro para melhorar as propriedades dos compósitos por elas reforçados. Assim, esse trabalho tem como objetivo determinar o comprimento crítico das fibras de bucha vegetal para possíveis aplicações em compósitos poliméricos. Para a execução desse ensaio, as fibras foram embutidas em matriz polimérica e depois foi feito ensaio de pullout. Os resultados mostraram que o comprimento crítico das fibras de bucha é igual a 2,14mm

Aug 16, 2017

By Ana Cláudia Carioca

Devido à complexidade dos minérios itabiríticos, sua caracterização é necessária, com ênfase em microestrutura. Muito usado é o microscópio eletrônico de varredura (MEV), com microanalisador químico por dispersão de energia (EDS). Métodos computadorizados/automatizados de análise mineralógica e microestrutural, incluindo a liberação dos minerais, têm sido propostos, usando MEV-EDS. Um desses sistemas analíticos é o MLA (Mineral Liberation Analyser), que usa análise de imagens de elétrons retroespalhados (BSE) e espectros de raios-X (EDS) na identificação dos minerais, em secções polidas de partículas de minérios. Assim, geram-se mapas de composição microestrutural, com informações importantíssimas como liberação, associações minerais e análises modais. Há grande significado estatístico, pois vários milhares de partículas podem ser analisadas. Estudaram-se 4 amostras de minérios de ferro do Quadrilátero Ferrífero, MG, com graus diferentes de complexidade microestrutural. As faixas granulométricas (-0,500+0,300 mm e -0,300+0,212 mm) foram estudadas por difração de raios-X, espectrometria Mössbauer e MLA. Pelos métodos instrumentais, os minerais abundantes foram quartzo e hematita, obviamente; também foram identificados goethita, gibbsita e magnetita, minoritários; em geral, os dados do MLA foram consistentes com esses. O quartzo se encontra liberado em 3 amostras, acima de 90%; a exceção é a amostra APV4 com liberação de 60%, onde o quartzo está associado a hematita (principalmente) e goethita.

Aug 1, 2018

By Andreize Raphaela Costa

O espessamento é o método mais amplamente utilizado para desaguamento na indústria mineral. O objetivo desse trabalho foi verificar a viabilidade de espessamento conjunto de rejeito e lamas, considerando a utilização de sistemas existentes de espessamento, bombeamento e disposição de rejeitos, para reduzir capex em projeto de expansão. A metodologia utilizada nesse trabalho consistiu na realização de ensaios de sedimentação em proveta variando a proporção de rejeito/lamas, dosagem de floculante e a concentração de sólidos na alimentação. Os resultados indicaram que o espessamento conjunto reduz a área unitária e aumenta a concentração de sólidos no underflow (UF) do espessador.

Aug 1, 2018

By Beatriz Fausta Gandra

A chave para a operação eficaz de altos-fornos está em elevada produtividade, baixo consumo de combustível e maior liberdade na seleção de matérias-primas. Neste contexto, foram realizados testes de caracterização e comportamento a alta temperatura de diferentes combustíveis para verificar sua potencial utilização sob a forma de small nos altos-fornos. Foi verificada, em escala piloto, melhoria considerável dos resultados para todos os combustíveis analisados em relação à condição de 100 % de sínter na carga metálica. O uso de 5 % de small indica considerável ganho em termos de permeabilidade e redutibilidade, com limite superior em 10 % de small para uso em altos-fornos. Modo geral, o carvão vegetal foi o material de melhor desempenho, seguido pelo coque e coque verde de petróleo. O antracito foi o combustível de pior desempenho sob a forma de small dentre os avaliados. Em relação ao modo de carregamento, é evidente a necessidade de se distribuir o small em meio à carga metálica para se absorver ao máximo seu potencial de melhoria da permeabilidade e da redutibilidade do leito no interior do alto-forno.

Aug 16, 2017

By Uwe König

Traditionally quality control of iron ore sinter, its raw materials and raw mixtures has relied on time-consuming wet chemistry. The mineralogical composition that defines the properties is often not monitored. XRD analysis in combination with Rietveld quantification and statistical data evaluation using Partial Least-Square Regression (PLSR) has been successfully established to determine the mineralogical composition and process parameters such as the FeO (Fe2+) content and basicity of iron sinter within an analysis time of less than 8 minutes per sample. Both methods take the full XRD pattern into account and can be simultaneously applied on the same measurement. In addition the Rietveld method was used to quantify the phase content of raw mixtures to monitor the composition of blending beds.

Aug 16, 2017

By Afonso Garcez de Azevedo

As indústrias cerâmicas do Parque Industrial do Município de Campos dos Goytacazes-RJ utilizam como matéria-prima a argila oriunda das jazidas presentes na planície de inundação do Rio Paraíba do Sul. Os artefatos produzidos por essas indústrias, que são na sua maioria tijolos e telhas, apresentam propriedades provenientes das transformações que ocorrem na constituição mineralógica da matéria-prima após queima, bem como do processo de fabricação empregado. Com o intuito de melhor entender o processo de fabricação destes artefatos e como suas propriedades se desenvolvem, este trabalho pretende caracterizar e identificar os minerais constituintes de uma camada argilosa do Município de Campos dos Goytacazes-RJ, usando, para isso, técnica de Difração de Raios-X, e analisar as transformações térmicas ocorridas através de ADT/ATG/TG e microscopia óptica.

Oct 30, 2017

By Marcelo Ferreira Martins, Sandro Luís Zahner, Daniel de Paula Ferreira, Celso Dias Barão, Leandro Martins Pereira

O EOF é um forno básico a oxigênio caracterizado pelo conceito de pré-aquecimento da carga sólida baseado na energia da corrida anterior. Mesmo com um sistema supervisório, a operação era totalmente manual. O trabalho consistiu no desenvolvimento e implantação de modelos matemáticos, objetivando atingir a temperatura e composição química programada para vazamento. O sistema de equações consideram todas as entradas metálicas com as respectivas composições químicas e define a quantidade necessária de energético ou refrigerante, além da adição de cales conforme a basicidade e teor de MgO objetivados na escória. O desenvolvimento passou inicialmente por um conhecimento profundo do processo, dada a excelência e originalidade do forno EOF, que é diferente dos demais convertedores a oxigênio. A seguir, foram definidos padrões e práticas operacionais que garantissem a reprodutibilidade do processo, para, finalmente, permitir o cálculo através de modelos matemáticos. Com a automação do processo foram conseguidos expressivos ganhos de produtividade, redução no consumo de materiais, aumento do rendimento metálico e menor consumo de refratários.

Oct 1, 2019

By Robson Jacinto Coelho

A equipe da Coqueria identificou a possibilidade de reduzir o Burn Loss, que é a perda de material por queima durante o processo de coqueificação. Após uma série de estudos, utilizando a metodologia Seis Sigma, identificou-se oportunidades de melhorias operacionais que trariam mais eficiência, estabilidade operacional e consequente aumento na produção de coque e vapor, tais como: maior controle na admissão de ar, controle das perdas de coque e carvão, vedação dos fornos de coque e execução de paradas programadas específicas para Preservação Refratária, com foco na redução do back log e consequente prolongamento da vida útil das baterias de fornos de coque. A redução Burn Loss aumenta o rendimento coque/ carvão, com consequente redução do consumo específico de carvão e aumento na produção de coque e vapor. A implantação desse projeto permitiu a redução de 2,5 dólares por tonelada de aço produzida no Fiscal Year 16/17.

Oct 30, 2017

By Gabriela Lemos Lages

Os parâmetros influenciadores do processamento mineral para a concentração magnética, como granulometria das partículas, fluxo de alimentação da polpa, susceptibilidade magnética, atuam de forma conjunta em uma planta de beneficiamento. Foram analisadas amostras de polpa contendo sulfetos de níquel, cobre e metais preciosos em seis amostragens objetivando medir a eficiência de um separador magnético de tambor de 750 Gauss em um circuito primário de britagem. O rendimento do equipamento na planta industrial foi comparado com os parâmetros medidos em laboratório. Os resultados obtidos da granulometria médias das partículas da polpa para 80% e material passante (P80) foram: 150 µm, 300 µm, 163,6 µm, 146,1 µm, 287,5 µm e 164,8 µm, e a taxa de alimentação do circuito variou entre 30,2 tph e 55,2 tph, com pressão de lavagem média de 1,0 kg/cm3. As amostras foram submetidas ao balanceamento metalúrgico utilizando o software Bilmat 9.5, após os resultados dos ensaios de caracterização: ICP-metais básicos, Satmagan e LECO-S. O percentual médio de recuperação magnética do laboratório foi de 80,1%, enquanto na planta a média foi de 96,38%, com a eficiência da planta em torno de 20,8% superior à recuperação magnética em laboratório.

Oct 30, 2017

By Alessandro Ibarra Mendonça

Embora a metalurgia do pó e o forjamento sejam técnicas totalmente consolidadas no mundo industrializado, surge o forjamento de sinterizados e o sinterforjamento para somar as vantagens de cada processo convencional em uma única técnica de processamento. O presente trabalho propõe a obtenção de uma peça denominada cruzeta, forjada utilizando billet sinterizado como matéria prima. O pó de ferro ASC 100,29 e o grafite UNICARBO 50- fino foram utilizados para obtenção do Billet , através da metalurgia do pó convencional, pressão de 600 MPa, a partir da curva de compressibilidade. Foi escolhida a cruzeta como peça alvo, devido a seu uso na indústria automotiva. A geometria da peça foi modelada em Solidworks e posteriormente realizado o projeto e construção das matrizes para o forjamento. Realizaram-se ensaios de compressão para determinar e analisar a densificação do produto, em função dos fechamentos de poros, do billet sinterizado. Ainda, foram realizados cálculos de volume para determinar a altura do billet necessária para o preenchimento da cavidade da geometria determinada. Confeccionaram-se billet sinterizados a 1150ºC em atmosfera redutora, mantido até 900°C e rapidamente transferida para uma matriz fechada de forjamento para a execução do processo de sinterforjamento a morno. Foram realizados ensaios metalográfico, de dureza e microdureza do billet sinterforjados para validação do processo. Após este processo, obteve-se peças sinterforjadas, onde analisou-se o preenchimento, ausência de dobra e trincas macroscópicas.

Aug 16, 2017

By Filipe Augusto Vasconcelos Guimarães

O presente artigo discute as interferências causadas pelo incremento gradual de umidade nos minérios produzidos atualmente, especialmente aqueles produzidos diretamente para carregamento. O aumento de umidade representa um desafio constante no transporte e tratamento dos materiais produzidos, uma vez que a simplificação dos fluxogramas pode também significar uma importante parcela na redução dos custos, tema hoje primordial na sobrevivência de qualquer empreendimento de minério de ferro. A utilização de reagentes auxiliares para ajudar no tratamento e transporte desses materiais pode significar a diferença entre a manutenção ou o fechamento de uma mina.

Aug 16, 2017

By Marcos Paulo da Silveira, Carolina Conter Elgert, Messias Prado de Almeida, Rafael Stella Galdino

Microalloyed steels have been intensely studied as an alternative to increase strength by grain refinement and/or precipitation hardening. Long steel products have a wide range of opportunities to apply well-defined principles of controlled rolling (CR) in order to increase strength and toughness with reduced costs. To evaluate the effect of microalloying elements as Nb and Ti with thermomechanical treatment, three conditions were tested: DIN 16MnCrS5 with hot rolling (HR), DIN 16MnCrS5 with Nb and CR and DIN 16MnCrS5 with Nb+Ti and CR. Austenitic grain size, obtained by direct quenching after rolling, has shown a decrease 32% with Nb addition, and 29% when Nb and Ti was added. Controlled rolling generated higher grain refinement and pancacked grains near the surface. When comparing ferritic grain size, controlled rolling plus niobium and titanium additions resulted in significant reduction of 35%. Yield strength increased 15% with microalloying and CR and more than 270% in impact toughness, even at -40°C.

Oct 1, 2019

By Edelink Efrain Tinoco Falero

Na indústria siderúrgica integrada, geram-se vários tipos de coprodutos, dentre estes escoria granulada de alto forno, os pós de aciaria extraídos nos sistemas de despoeiramento a úmido e a seco do conversor LD e o pó de coletor de alto forno. Em relação aos pós, são principalmente portadores de unidades de ferro e carbono, podendo conter também zinco, o que os tornam alvos de estudos e inovações que buscam recuperar ou reciclar estes elementos. No presente estudo foram concebidos briquetes autorredutores usando os pós finos-F e grossos -G, oriundos de um sistema de despoeiramento a seco de aciaria LD, nas proporções percentuais, F – G, de 50-50 e 70-30, misturados com pó de coletor de alto forno. Utilizando como aglomerante o cimento ARI, foram avaliadas as resistências à compressão dos briquetes em diferentes tempos de cura e determinadas suas metalizações nas temperaturas de 1100°C e 1150°C, em tempos que se estenderam até 45 minutos. Adicionalmente, as capacidades dos briquetes de alterarem a temperatura do aço liquido quando adicionados ao banho, foram avaliadas utilizando-se o balanço térmico do sistema briquete-aço liquido, bem como considerados os potenciais de oxidação do processo e o estabelecimento de um sequenciamento termodinâmico para as reações. Os resultados mostraram que os aglomerados autorredutores possuem alta capacidade refrigerante quando adicionados ao aço liquido, o que os enquadra como possíveis materiais alternativos à sucata e pelotas no controle da temperatura do aço nos convertedores LD. Além disso, a alta cinética de metalização do Fe mostrou ser também viável o uso dos briquetes autorredutores na recuperação do metal contido nos resíduos.

Oct 30, 2017

By Alberto Eloy Anduze Nogueira

A pelotização é o método de aglomeração de minério que oferece o melhor custo benefício. No processo, é necessária a adição de um aglomerante para conseguir as propriedades desejadas. Entre estes, o cimento é um dos destaques pela facilidade e custo. A adição de pozolânicos no concreto na construção civil para o aumento da resistência é de longa data. Neste trabalho, se estuda o efeito da adição de 1% de SiO2 ou bentonita na mistura das pelotas autorredutoras. Realizam-se ensaios de compressão a frio, compressão após tratamento térmico 950°C, Teste de abrasão a quente, teste de quedas, além de difração de raios-X. Como resultados obteve-se um incremento da resistência a compressão a frio e a abrasão a quente com a adição da bentonita, porém com ambos pozolânicos tem-se uma perda de 50% na resistência a compressão após tratamento térmico a 950°C.

Aug 1, 2018

By Washington Martins da Silva Júnior

In stamping process, sliding between metal sheet and forming tool leads to wear of tool surface. Maintenance of stamping tools involves polishing the tool edge, or, in case of severe damage, replacement of the tool. Hard coatings have been applied on the stamping tool surfaces in order to reduce the maintenance cost causing a great economic impact in metal work industry. In this work, CrAlSiN coatings were applied by PVD onto SRV2W tool steel. The coating toughness was avaliated by the critical load in scratch tests. The following coating parameters were analyzed: 1- substrate surface finishing process; 2- coating architecture (multilayer or gradient); 3- chemical composition of the coating. AlSi concentration varied from the substrate/coating interface to the surface. Coatings were 3 µm thick. Scratch tests were carried out using a Vickers indenter. The applied normal load was varied from 0 to 13 N for a scratch length of 5 mm. In order to study the effect in the toughness, the substrate roughness was controlled by the finishing process before PVD coating. Samples subjected to polishing presented highest critical loads. Gradient coatings presented higher critical loads than those with a multilayer architecture. Coatings with higher concentration of AlSi near the surface supported higher loads before failure.

Jul 31, 2018

By Ana Carolina Abrantes de Souza

O objetivo deste trabalho foi a obtenção de microestruturas diferenciadas a partir de simulações de distintas temperaturas de bobinamento, e o estudo da influência destas microestruturas nas propriedades mecânicas, em um aço baixo carbono com microadição de molibdênio e nióbio laminado a quente. A evolução microestrutural e mecânica foi avaliada com o auxílio de técnicas de microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), testes de dureza Vickers e tração uniaxial, somado a determinação das temperaturas de transformação de fase no aquecimento (Ac1 e Ac3) em um analisador termomecânico (TMA). De acordo com os resultados obtidos, pode-se observar que as diferentes temperaturas adotadas da interrupção do resfriamento (simulando o bobinamento), foram capazes de proporcionar sutis diferenças nas microestruturas e propriedades mecânicas finais.

Jul 30, 2018

By Eduardo Gimenes Jabes, Thiago Pires Nagasima, João Ricardo Filipini da Silveira, João Batista Ferreira Neto, Marcelo de Aquino Martorano

Foi implementado um modelo matemático para simular a solidificação de ligas do sistema Nd-Fe-B no processo de lingotamento de tiras. O modelo foi baseado na aplicação da equação de condução de calor unidimensional através da espessura da tira e da parede do rolo refrigerado da máquina de lingotamento. A resolução numérica dessas equações permitiu o cálculo do perfil de fração de sólido através da espessura da tira e dos perfis de temperatura através da tira e da parede do rolo. A temperatura de um ponto da superfície do rolo oscila em ciclos formados pelo contato com o metal líquido (vazamento) e pelo destacamento de um pedaço da tira. A temperatura média do rolo aumenta continuamente, diminuindo a taxa de resfriamento nas tiras. Mesmo no início do processo, os pedaços de tiras que se destacam ainda não estão completamente sólidos.

Oct 1, 2019