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By Gabriela Pereira de Miranda

Os aços avançados de alta resistência do tipo dual phase (DP) são aplicados na indústria automobilística, principalmente, em componentes estruturais. Alguns desses aços são revestidos com zinco e suas ligas, visando maior resistência à corrosão. Atualmente, o processo de união de aços mais utilizado em veículos é a soldagem por pontos. O emprego inadequado de parâmetros de soldagem pode provocar trincas por fragilização por metal líquido (LME, do inglês liquid metal embrittlement) em regiões de soldas a pontos de aços de alta resistência revestidos com zinco. O metal líquido, neste caso, consiste em ligas de Zn-Cu provenientes da combinação de cobre dos eletrodos de soldagem com o zinco do revestimento, que penetra em contornos de grãos, reduzindo a sua energia coesiva. Sob solicitação mecânica, tal fragilização pode ocasionar origem às trincas. Neste trabalho foram investigadas as condições de formação de trincas por LME na soldagem de aços DP da classe de 600 MPa de limite de resistência galvanizado por imersão a quente (HDG - GI). Verificou-se, em todas as condições de soldagem avaliadas, a penetração do metal líquido na superfície da solda. A ocorrência de trincas, no entanto, só foi constatada em condições de soldagem que implicaram na geração de tensões. Tais tensões foram intensificadas com refrigeração inadequada, causada por diferentes vazões de água nos eletrodos inferior (1,5 l/min) e superior (7,5 l/min), e/ou soldagem sequencial. Não foram observados efeitos prejudiciais de trincas por LME nas resistências estática (cisalhamento por tração) e dinâmica (fadiga sob cisalhamento).

Oct 30, 2017

By Jean Viana Bahia

O óxido de ferro produzido nas Plantas de Regeneração de HCl da Usiminas, Usina de Ipatinga, é comercializado como coproduto para diferentes aplicações. Um dos requisitos de qualidade do óxido é o teor de cloreto abaixo de 0,30%. Nesse contexto, foi realizado um estudo de pesquisa e desenvolvimento visando à melhoria da qualidade do óxido de ferro, por meio de adequações de parâmetros operacionais das plantas baseados em balanços de massa. Os resultados destes balanços mostraram que o excesso de ar tem considerável influência sobre a quantidade de cloreto no óxido, considerando que os demais parâmetros das plantas estejam ajustados adequadamente. Quando o excesso de ar é muito elevado, gera-se óxido de ferro de boa qualidade. No entanto, existe a possibilidade de emissão de Cl2 para a atmosfera devido à ocorrência de reações paralelas indesejáveis. Caso o excesso de ar seja muito reduzido, não há problemas com emissão de Cl2, mas o teor de cloreto no óxido de ferro aumenta. Portanto, o excesso de ar deve estar em uma faixa de valores adequada para gerar óxido de ferro de boa qualidade sem comprometer o meio ambiente. Calculou-se que o excesso de ar ideal varia entre 16% e 18% para as condições estudadas.

Aug 17, 2017

By Kermit Reins

The most recent modernization phase of the wire rod mill at Sterling Steel involved installation of a pre-finishing mill, using a Morgan Vee Mini-Block, a new water box and shear with utility systems and automation. The new mill configuration adds more stands to the mill for better drafting and is designed to improve finished product quality by providing a more uniform entry temperature, better control of the feed section into the No-Twist® mill as well as enhanced surface quality. The new shear improves cut length accuracy as well as decreases the amount of trimming to reduce yield loss. This paper explains the changes made in the mill and the features of the new equipment and automation.

Aug 17, 2017

By Fernando de Oliveira Boechat

Dentre as etapas de pelotização de minério de ferro, a fase de mistura tem grande importância devido ser responsável por dar homogeneidade a aos insumos e minério que serão processados nas etapas seguintes. Desta forma ela ajuda a garantir a boa formação das pelotas verdes e seu posterior endurecimento na etapa de queima. No desenvolvimento de misturadores, o auxílio de ferramentas de simulação são uteis para o correto dimensionamento destes equipamentos. Nos últimos anos a utilização do método dos elementos discretos (DEM) tem sido implementada para este fim e por isto vários cuidados têm sido tomados para ter-se resultados compatíveis com o comportamento real das partículas. Entre os fatores que podem inviabilizar o uso do método dos elementos discretos, o tempo e capacidade de processamento computacional tem sido um dos mais impactantes. Assim, este trabalho foi desenvolvido de forma a avaliar a influência do tamanho das partículas no resultado de capacidade de mistura de um misturador horizontal. Para isto, foi feito o escalonamento do modelo de um misturador e testado dois tamanhos de partícula avaliando o comportamento da mistura ao longo do tempo e o seu índice de mistura Lacey. Como resultado, pode-se verificar que o tamanho da partícula tem influência direta no resultado da simulação e que cuidados devem ser tomados no escalonamento destas para que haja compatibilidade entre as simulações e o comportamento real do sistema.

Aug 17, 2017

By Jorge Lucas Carvalho Bechir

A usina de beneficiamento da Unidade Vazante da Votorantim Metais concentra zinco a partir de Willemita – Zn2SiO4 por flotação. Através desse processo, é possível obter elevadas recuperações metalúrgicas. Contudo, foi identificado que é possível aumentar ainda mais a recuperação de zinco através de redução de granulometria. Essa redução eleva os custos de energia de um circuito de cominuição, fato que torna fundamental a identificação da relação ideal entre ganho de recuperação e os gastos com maior consumo de energia. Grande parte das frações de Willemita mais grosseiras (acima de 0,15 mm) que passam pelo processo de flotação, vão para o rejeito. Isso ocorre devido a granulometria atual de moagem não atingir a liberação ideal do mineral de interesse, de forma que, grande parte da superfície das partículas ainda apresenta ganga que não é adsorvida pelo coletor especifico da Willemita. Em busca de elevar a recuperação metálica de zinco potencializando o seu aproveitamento, estudos de caracterização mineralógica foram realizados. O trabalho consistiu na utilização de MEV/EDS com MLA (Mineral Liberation Analyzer) e na realização de testes de flotação em escala de bancada e piloto para determinar a granulometria ideal para flotação do mineral Willemita. Através dos resultados obtidos, foi possível concluir que houve ganhos de recuperação de zinco com a redução da granulometria sem comprometer a qualidade do concentrado gerado.

Aug 17, 2017

By Flávia Guimarães Rocha Godinho Campos Vargas

Amostragem pode ser definida como a sequência de operações que visam retirar do todo (lote) uma parcela (amostra) que conserve as propriedades de interesse do lote. O menor erro possível em um protocolo de amostragem é chamado de erro fundamental de amostragem (FSE), o qual está associado à heterogeneidade constitucional do minério e pode ser estimado através de testes de heterogeneidade. A realização do teste de heterogeneidade com minério fonte de zinco, proveniente da mina de Vazante, permitiu concluir que a heterogeneidade da willemita é menor que a heterogeneidade de minérios de ouro e maior que a de minérios fonte de alumínio, por exemplo. Além disso, os resultados do teste de heterogeneidade permitiram a otimização do protocolo de preparação de amostras do laboratório físico, reduzindo o erro total de 13,4% para 6,0% sem investimentos em infraestrutura de laboratório.

Aug 17, 2017

By Natália Caixeta Rocha

O Terminal Integrador de Santa Luzia (TISL) recebe materiais de origem siderúrgica (fio máquina, bobinas, fardos e chapas grossas) dos clientes Arcelor Mittal Monlevade, Aperam e Usiminas por via ferroviária e os armazena até que sejam despachados para os clientes finais, por via rodoviária. O fluxo inverso (recebimento rodoviário e escoamento ferroviário) é realizado para o cliente Gerdau (tarugos e vergalhões) e para o minério da Usiminas. Os fluxos ferroviários são realizados por vagões Gôndolas, GDE e Plataformas, os quais possuem um ciclo dimensionado para o atendimento ao volume orçado anual, sendo um importante indicador de performance para o TISL, assim como o ciclo de permanência rodoviária. Inicialmente, o tempo de permanência de vagões e carretas estava muito acima da meta determinada e, com o objetivo de reduzir o tempo destes ciclos, foi desenvolvido um projeto de aumento produtividade no terminal. O projeto teve como base a implantação da cultura TPS na busca pela melhoria contínua dos processos, juntamente com a estruturação apresentada na metodologia do PCDA, resultando em grandes ganhos em produtividade.

Aug 17, 2017

By Gustavo Henrique Bolognesi Donato

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de critérios objetivos para a garantia de validade da mecânica da fratura elasto-plástica monoparamétrica, utilizando o parâmetro integral J como descritor dos campos de tensões, deformações e deslocamentos à frente de um defeito do tipo trinca. O mais importante na vertente monoparamétrica da mecânica da fratura é garantir que os campos de tensões no corpo de prova laboratorial sejam comparáveis com os existentes em uma estrutura real para cujo projeto as propriedades retiradas do corpo de prova serão utilizadas (conceito este denominado similitude). Para estabelecer critérios objetivos para a existência de similitude, esse trabalho comparou os campos de tensões obtidos de estruturas de referência sob alta triaxialidade de tensões (MBL) com aqueles obtidos de corpos de provas de mecânica da fratura em escala de laboratório. A matriz de análise permitiu a determinação dos limites de deformação M para geometrias C(T), SE(B) e SE(T) de diversas configurações e para uma faixa de propriedades de material característica de aços estruturais aplicáveis a vasos de pressão e dutos. Os resultados demonstram a baixa restrição à plasticidade de corpos de prova SE(B) e SE(T) com trincas rasas e os efeitos de profundidade de trinca e espessura nos resultados de M. Ainda, alguns comportamentos inesperados foram evidenciados, como no caso em que (para condições particulares de profundidade de trincas) corpos de prova mais finos apresentaram maior restrição a plasticidade do que amostras mais espessas. Sendo assim, o trabalho oferece uma base objetiva para que a similitude seja garantida nas avaliações de integridade estrutural baseadas na mecânica da fratura elasto-plástica suportada pela integral J, seja com seus valores críticos (Jc) ou curvas J-R.

Aug 17, 2017

By Marina de Menezes Lopes

Sabe-se que a presença de ultrafinos em plantas de beneficiamento de minérios pode comprometer a eficiência dos processos principalmente os de flotação, uma vez que fenômenos como o slime coating e o arraste hidrodinâmico das partículas ocorrem fortemente. Além disso, concentrados contendo uma proporção significativa de ultrafinos terão dificuldade de serem filtrados gerando tortas de alta umidade. Este trabalho teve por objetivo estudar o efeito do dispersante AGLP consumido atualmente na planta de beneficiamento da Votorantim Metais Vazante, na flotação do minério silicatado de zinco e avaliar o efeito da sua dosagem na umidade do concentrado final produzido. Para tanto foi realizada a caracterização granulométrica das amostras e conduzidos testes de bancada de sedimentação, filtração e flotação em diferentes dosagens de AGLP. Como era de se esperar, os resultados identificaram que o concentrado de granulometria mais grosseira obteve melhor sedimentação e umidade. Já os testes de flotação indicaram que a dosagem ótima do dispersante em torno de 400g/t garante um concentrado de qualidade, sem perda de recuperação metalúrgica e com umidade adequada para que seja transportado.

Aug 17, 2017

By Artur Frederico Fonseca da Cruz

Com a necessidade urgente e constante de aumento da competitividade no cenário atual da mineração, mostra-se fundamental o desenvolvimento constante de novos parâmetros de processo combinados a uma estratégia de manutenção focada não só na disponibilidade dos ativos, e sim no desempenho dos equipamentos. No que tange ao processo de pelotização neste trabalho foi dado foco especificamente na configuração de perfis de queima no forno de grelha móvel, onde foram testados quatro perfis e fixado o perfil nº 04 otimizado via sistema de otimização de processo para níveis de produções diferentes, equilibrando qualidade e consumo específico de gás natural, no período anterior e posterior à parada fria. A partir daí foram analisados parâmetros de qualidade, produção e processo, comparando-os entre antes e após a parada fria. Foram registradas melhoras nos índices de qualidade e redução de aproximadamente 13,50% do consumo específico de gás natural e 10,80% de redução no consumo específico de energia elétrica de ventiladores por níveis de produção.

Aug 17, 2017

By Matheus Sexto Alexandre Pereira

Controle e centralização de informações referentes ao processo industrial são imprescindíveis e considerando-se que na cadeia de suprimento o maior valor agregado costuma estar na produção, faz todo sentido investir em sistemas que possibilitem a otimização do fluxo, controle e qualidade do processo. O novo Sistema de Controle de Panelas (SIPAN) implantado na CSN permitiu monitorar em tempo real todo o ciclo operacional utilizando novas tecnologias de desenvolvimento de software web, além de melhorar o gerenciamento, comunicação com outros sistemas e rastreabilidade de todo o processo. O sistema implementado conseguiu melhorar a qualidade de informação para a equipe tornando mais rápida e assertiva a tomada de decisão.

Jul 30, 2018

By Gilberson Mendonça Storck de Melo

O desenvolvimento de placas de aços API necessita de preparação adequada das etapas produtivas na aciaria, de maneira a garantir tanto o atendimento aos requisitos do cliente que irá laminá-las, como as condições da última edição da norma API 5L. Este trabalho contém as premissas e as ações tomadas para o desenvolvimento do processo, desde o vazamento até o processo de lingotamento, sempre com foco na qualidade da placa lingotada. Finalmente, serão mostrados os resultados de desempenho das placas, submetidas às premissas e condições de desenvolvimento, nos laminadores dos clientes.

Aug 8, 2018

By Cleciano Berlando Miranda de Oliveira

A Engenharia de manutenção em equipamentos siderúrgicos da CSN vem desenvolvendo habilidade e aplicando com ótimos resultados os recursos computacionais avançados com modelagem 3D e simulação numérica através de métodos de elementos finitos. Estes recursos estão se tornado um diferencial na dinâmica dos trabalhos de manutenção com foco em análises de falhas crônicas e respostas rápidas para a solução dos problemas. Caracterizando e estratificando as falhas é possível desenvolver melhorias e defendê-las com maior assertividade e credibilidade. O recurso computacional já está no mercado há tempos e a CSN está na vanguarda na formação de sua equipe própria com um nível avançado e grande potencial para otimização de resultados da engenharia de manutenção de equipamentos (GEM) da CSN-UPV. A missão principal é agregar valor aos ativos, com agilidade e confiabilidade na caracterização de oportunidades de melhorias dos projetos ou restabelecimento funcional. Trilhando um caminho contínuo no que tange a qualidade e assertividade nas soluções de problemas de equipamentos mecânicos, serão apresentados alguns casos de sucesso que estão em desenvolvimento e um projeto de melhoria nos rolos de entrada de um laminador de encruamento, localizado na saída da linha de recozimento contínuo para chapas número um (LRCC#1). Estes rolos apresentavam fraturas com frequências mensais gerando paradas de mais de 8 horas e, após os estudos e implantação do projeto em 2012, não houve mais registros de paradas por falhas nos rolos. O projeto foi padronizado e multiplicado para os demais rolos da LRCC#1 e outras linhas com projetos semelhantes.

Aug 17, 2017

By Guilherme Liziero Ruggio da Silva

Uma marcha estável do Alto Forno está bastante ligada à consistência das propriedades químicas, físicas e metalúrgicas das suas matérias-primas, especialmente, do coque. O desafio da produção de coque está em projetar misturas de carvões que produzam coque a custo baixo e com elevada qualidade. Neste contexto, este trabalho visa avaliar a utilização de moinha de carvão vegetal na mistura de carvões reduzindo a necessidade da importação de carvões minerais, mantendo a qualidade requerida pelo Alto Forno, além de desenvolver uma rota para minimizar a emissão de CO2 proveniente do processo de obtenção de ferro gusa em Altos Fornos a coque, reduzindo seu impacto ambiental. Foram realizados testes em escala piloto com até 20% de moinha de carvão vegetal. Os resultados das análises realizadas no coque mostraram a viabilidade técnica e comercial para utilização em até 2% na carga.

Aug 17, 2017

By Ana Carolina Abrantes de Souza

O objetivo deste trabalho foi a obtenção de microestruturas diferenciadas, em um aço baixo carbono com microadição de Molibdênio e Nióbio laminado a quente, após submetê-lo a diferentes meios de resfriamento antes e após a temperatura de interrupção de 600°C (que simulava a temperatura de bobinamento). A evolução microestrutural e mecânica foi avaliada com o auxílio de técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, testes de dureza Vickers e tração uniaxial, somado a determinação das temperaturas de transformação de fase em um analisador termomecânico (TMA). De acordo com os resultados, meios de resfriamentos mais severos foram mais efetivos em proporcionar um aumento da resistência mecânica associado a decréscimo da ductilidade pela formação de fases mais dura e aumento da acicularidade da ferrita.

Jul 30, 2018

By Charles David

This work aimed at evaluating the effect of pre-strain of Lean Duplex UNS S32304 on anodic dissolution and hydrogen evolution reaction rates in acidic chloride media. Interrupted tensile testing was employed in order to generate different deformation levels. Potentiodynamic experiments allowed to detect a decrease on the cathodic and anodic reaction rates as a consequence of plastic deformation. A non-linear evolution of corrosion rates was observed, probably as a consequence of the evolution of specific dislocation structures in the material. Strain also caused a slight ennoblement of the ferritic phase, while austenite became a little less noble. These behaviors are analyzed in terms of residual stresses, characterized by X-ray diffraction.

Aug 17, 2017

By Alex Maia do Nascimento

Durante a produção de aços em fornos elétricos a arco (FEA), o hidrogênio pode ser incorporado ao banho líquido através de diversas formas: umidade das matériasprimas, umidade do ar (no momento de abertura do arco elétrico), umidade dos refratários e etc. A fragilização por hidrogênio (FH) é um fenômeno decorrente da incorporação e retenção de hidrogênio, acima de certo nível tolerável para cada aço em particular, que gera altíssimas tensões internas e diminui, catastroficamente, a capacidade de deformação do material. O objetivo do presente trabalho foi encontrar a quantidade de hidrogênio (ppm) aceitável no aço inicialmente desenvolvido para fabricação de barras CA-50 (6,3 / 8,0 / 10,0 e 12,5 mm), obtidas em rolos por laminação a quente após instalação de uma nova máquina de lingotamento contínuo de tarugos. Para realização do trabalho foram realizados ensaios de dobramento a 180° conforme a norma NBR 7480/2007 e medições dos teores de Hidrogênio no distribuidor da Aciaria através do equipamento Hydris.

Aug 17, 2017

By Jeferson Preti

Este trabalho apresenta a análise, o projeto e o desenvolvimento de um manipulador robótico industrial de baixo custo para linhas de produção. O aparato proposto possui potencial para contribuir na melhoria das condições de utilização de células robóticas no cenário industrial nacional, auxiliando na superação dos desafios existentes na implantação de células robóticas por pequenas e médias empresas, nomeadamente, custos de implantação, manutenção e reprogramação/reconfiguração. O manipulador robótico industrial foi projetado considerando uma estrutura metálica leve de baixo custo, com elementos mecânicos de precisão média e não dedicados, facilmente encontrados no mercado nacional. Além disso, o manipulador robótico foi projetado para ser capaz de alcançar velocidades médias provendo tempos de ciclo de operação quase equivalentes aos apresentados por robôs polares articulados convencionais, nas mesmas aplicações. O sistema de controle foi concebido para não empregar o dispendioso sistema convencional de hardware centralizado de controle de eixos, sendo esta operação realizada por algoritmo computacional executado no mesmo PC responsável pela gestão e integração dos processos. Assim, a operação emprega dispositivos acionadores descentralizados considerando o envio dos sinais de referência diretamente aos acionadores, possibilitando a compensação das restrições dos esforços da estrutura com recursos de suavização de trajetórias. A integração com o usuário foi projetada para possuir uma interface gráfica de manipulação amigável e que permita facilmente os processos de operação, manutenção e de reconfiguração. Fornecendo ainda, recursos de supervisão, histórico de falhas e assistência remota. Por fim, um protótipo do manipulador robótico industrial proposto é apresentado demonstrando as principais características construtivas e operacionais.

Jul 30, 2018

By Elaynne Rohem Peçanha

Com o objetivo de estudar a interação da hematita com biorreagente de flotação (Bacillus subtilis), foram realizados experimentos de ângulo de contato. Após a interação com o biorreagente, a superfície da hematita apresentou uma hidrofobicidade apresentando um valor de 46,0º. Os experimentos de potencial zeta mostraram uma interação acentuada entre o reagente e o mineral na faixa de pH alcalina com deslocamento do ponto isoelétrico da hematita. Ensaios de microflotação foram conduzidos em tubo de Hallimond modificado, em pH 6, com uma recuperação de, aproximadamente, 80%. As teorias DLVO e X-DLVO foram aplicadas para avaliar as energias de interação entre o reagente e os minerais. As duas teorias foram capazes de prever a interação que ocorre entre o biorreagente e a hematita. Os resultados evidenciaram o uso promissor do reagente na flotação direta de hematita.

Aug 17, 2017

By Thiago Vieira Lopes

O mercado siderúrgico atual encontra-se cada vez mais competitivo e exige das empresas esforços na diminuição do custo de produção para que seus produtos mantenham atratividade no cenário global. A incorporação crescente de produtos siderúrgicos oriundos da Ásia no mercado ocidental obriga as indústrias encontrarem alternativas de diminuição de custo de produção, as rotas para que tal objetivo seja alcançado geralmente estão ligadas ao aumento do rendimento metálico e diminuição no tempo de processamento dos produtos. O equipamento gargalo na linha de laminação a quente da CSN, é a cadeira reversível da laminação de desbaste, R2, e pequenas reduções de tempo no processamento de placas são responsáveis por incrementos elevados na produtividade da laminação. Visando ampliar a competitividade da CSN no cenário siderúrgico foi criada uma função, chamada RM-NECK, no modelo matemático do laminador que classifica todos os materiais gargalo desbaste por grau, espessura, largura, número de fornos de reaquecimento e comprimento de placa, permitindo assim, a diminuição no tempo de processamento na zona do VE2/R2. O estudo evoluiu para um verdadeiro trabalho em equipe, envolvendo especialistas da manutenção e operação e, consolidando anos de experiência no desenvolvimento de um algorítmo inteligente o suficiente para reduzir o tempo de processo observando os princípios da teoria das restrições.

Aug 17, 2017