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By Kenneth Holmnerg

About 100 million terajoule is used annually worldwide to overcome friction and that is one fifth of all energy produced. The largest quantities of energy are used by industry (29%) and in transportation (27%). Based on our recent studies on energy use in passenger cars, trucks and buses, we concluded that it is possible to save as much as 17.5% of the energy use in road transports in the short term (5-9 years) by effective implementation of new tribological solutions. This equals to annual energy savings of 11.6 exajoules, fuel savings of 330 billion liters and reduction in CO2 emission by 860 million tonnes. In a paper mill, 15-25% of the energy used is spent to overcome friction. The electrical energy used by a paper machine is distributed as 32% to overcome friction, 36% for the paper production and mass transportation, and 32% is other losses. In paper machines, 11% of the total energy used to overcome friction can be saved by the implementation of new tribological technologies. This would result in electrical energy savings worldwide of 130,000 terajoule, economic cost savings of 2 billion euros and CO2 emission reduction of 11 million tonnes annually. An overview of the total energy saving potential by improved tribology in transportation and industry is presented.

Jul 31, 2018

By Arlei Fonseca Barcelos

Uma das características de qualidade mais importantes das bobinas Full Hard é a planicidade. Essa pesquisa visa confirmar a hipótese de desenvolver e treinar uma rede neural capaz de identificar padrões de planicidade de bobinas laminadas no Laminador de Tiras a Frio#3 da CSN, propiciando o aumento do padrão de qualidade, inovação tecnológica e ganhos econômicos. A metodologia aplicada para alcançar os resultados almejados baseou-se em experimentos realizados com informações de bobinas reais, sendo utilizados softwares distintos para o desenvolvimento do projeto, validando os resultados obtidos através de análises de desempenho, com a correlação entre respostas conhecidas e as obtidas com a utilização da rede neural, assim como, a análise do erro médio quadrático das respostas obtidas com a aplicação, sendo simulados na etapa de treinamento da rede neural ou verificados experimentalmente com a execução da ferramenta desenvolvida.

Aug 17, 2017

By Silvio de Carvalho Sabença

Um forno a arco elétrico é um tipo de forno industrial que usa uma corrente elétrica alternada para produzir calor. Estes equipamentos servem como uma alternativa para os altos fornos tradicionais, e desempenham um papel importante na produção de aço. Em um forno de arco elétrico, a corrente elétrica passa através dos eletrodos de grafite, do aço e de outros metais, o que resulta na produção de aço de modo mais rápido e eficiente. A queda de tensão no arco é, praticamente, proporcional à distância entre o eletrodo e a carga. O eletrodo corresponde ao polo positivo (+) e a carga o negativo (-). Em corrente alternada os pólos, positivo e negativo, trocam de posição a cada meio ciclo da tensão de rede. Sob condições de arco, forma-se, no eletrodo e na carga, uma finíssima camada altamente ionizada devida a uma altíssima concentração do campo elétrico nestas zonas. No forno o arco se extingue quando a corrente se anula e reacende, quando a tensão volta a crescer. Devido a constantes quebra de eletrodo foi montado o grupo de trabalho com objetivo de reduzir o consumo dos eletrodos, otimização do consumo de energia, redução do Power On, aumento da potência média e redução nas quebras de eletrodos. Esta implantação foi extremamente importante pois o mesmo está garantindo a continuidade operacional, de forma segura e confiável, de um dos equipamentos mais importantes para a produção de aço na Usina.

Aug 17, 2017

By Bruce V. Kiefer

A modernization project was undertaken by Kroman Celik Sanayii A.S. in order to improve their product quality, consistency and shape of the coil package, reduce maintenance and delays in rod mill, thereby increasing utilization and productivity. The project involved installation of a new Morgan Intelligent Pinch Roll and High Speed Laying Head, modifications to the existing controlled cooling conveyor, plus replacing the coil reforming station. The new pinch roll and laying head were to provide better control of the ring formation and consistency of the coil on the conveyor, while reducing delays on the conveyor. Changes to the controlled cooling conveyor included installation of new nozzle decks and Optimesh air distribution system along with re-arrangement of existing fans in order to improve both cooling rates and uniformity of cooling. This paper explains details and features of the newly-installed equipment technology. Resulting product and process improvements are presented, including increased tensile strength and uniformity, reduction in delays on the conveyor and reform tub, plus improvements in coil quality.

Oct 30, 2017

By Fabio Da Costa Garcia Filho

Todos os anos toneladas de vidro são produzidos, sendo que restos de vidro são facilmente encontrados em resíduos domésticos e comerciais. O resíduo de vidro ainda apresenta uma baixa taxa de reciclagem embora apresente um tempo estimado de decomposição de aproximadamente quatro mil anos. Este trabalho busca propor uma alternativa para resolver o problema da acumulação desses resíduos, através do uso desse material na construção de blocos de concreto, o que se apresenta como uma solução sustentável para redução do volume de vidro descartado. Neste trabalho, foi utilizado o resíduo de vidro moído, como agregado fino na mistura para a produção de pavimentos de cimento interligados, em substituição à areia em uma porcentagem de 25%. A resistência à compressão e a absorção de água foram analisadas. Comparando os resultados dos blocos produzidos com o uso de vidro ao padrão (com a quantidade de areia normal), verificou-se que este novo produto apresenta alto potencial para contribuir para a reutilização desses resíduos nocivos para o meio ambiente, melhorando o desempenho dos blocos, reduzindo o custo e o consumo de matérias-primas.

Oct 30, 2017

By Blênio Márcio Cunha Silva

A indústria siderúrgica global está buscando cada vez mais tecnologias para tornar o seu processo produtivo mais sustentável e competitivo. Uma das grandes oportunidades, já conhecida nesse setor, é a transformação dos seus resíduos em coprodutos para revenda no mercado. Por esse motivo, este trabalho tem como objetivo avaliar as características físicas e químicas de duas escórias de aciaria por meio de uma caracterização tecnológica. Uma das amostras é proveniente do forno elétrico a arco (FEA), e a outra do conversor a oxigênio (Basic Oxygen Furnace - BOF ou Linz Donawitz - LD). Para o desenvolvimento da pesquisa foram utilizadas: uma etapa de cominuição, análises de classificação granulométrica, composição química e microscopia determinativa pelo sistema TIMA-MIRA. Os resultados da caracterização permitiram identificar e quantificar os elementos químicos e fases presentes nas escórias, as quais apresentaram teores de ferro acima de 20%, teores de CaO acima de 25%, ausência de P e Na e predominância das fases CaSi, CaFe e ferrosos.

Aug 17, 2017

By Ayumi Yoshioka

Os componentes automotivos em geral devem atender a especificações rigorosas de propriedades mecânicas, requisitos de limpeza inclusionária, entre outros. Enxofre e alumínio são dois elementos adicionados ao banho líquido, que têm papel importante na obtenção destas propriedades, mas que dificultam o processo de produção por lingotamento contínuo por favorecer a formação de partículas sólidas de alto ponto de fusão, que podem prejudicar a limpeza inclusionária e provocar a obstrução das válvulas de lingotamento. O objetivo do presente trabalho é analisar e classificar as inclusões de corridas do aço DIN 38MnSiVS6 em escala industrial e avaliar estes resultados em conjunto com os dados de processo de aciaria e com os resultados de simulação termodinâmica utilizando o software FactSage 6.4. Foi observado que as corridas apresentaram tanto sulfetos de cálcio quanto espinélios, mas as primeiras, associadas a uma fração líquida menor na escória, tiveram uma correlação mais perceptível com a má lingotabilidade.

Aug 17, 2017

By Dário Freire Arrais

Atualmente, há uma grande preocupação em criar materiais cada vez mais sustentáveis, dentro desse contexto, encontra-se, o compósito de matriz polimérica adicionado de fibra natural. Dentro dessa classe de fibras, uma das mais utilizadas é a fibra de bambu, a qual apresenta um grande desafio devido a dificuldade para a sua obtenção ultrapassando o comprimento crítico de utilização, que é em média 200 mm. Fibras com essa dimensão são consideradas longas, sendo utilizadas principalmente para a confecção de compósitos como carga de reforço dentro da matriz. Logo, é de fundamental importância determinar métodos simples de obtenção das fibras para se obter melhores resultados diante da finalidade do compósito. Esse trabalho visa apresentar de forma clara processos mecânicos e químicos para se obter fibras de bambu curtas, particuladas e longas, apresentando o seu potencial mecânico através de ensaios mecânicos. Ao realizar ensaios químicos e mecânicos, os procedimentos que apresentaram melhores resultados em relação a fibra ensaiada natural foram a mercerização a 5% de NaOH em solução aquosa e acetilação por uma hora a 100ºC.

Aug 16, 2017

By Daniel de Carvalho Silva

O presente trabalho estuda a evolução microestrutural e mecânica ao longo do processo de produção de um aço baixo carbono com micro adição de molibdênio, destinado a produção de chapas de aço dual phase galvanizadas. Para realização do estudo foi feita a caracterização microestrutural e mecânica ao longo do processo produtivo de amostras (placa, chapa laminada a quente, chapa laminada a frio “full hard”, e galvanizada) deste aço via microscopia ótica e eletrônica de varredura das amostras, avaliação da dureza via microdurômetro, do comportamento mecânico via ensaio de tração, este último somente nas amostras de chapa laminada a quente e galvanizada. Os resultados obtidos revelaram um aumento significativo na resistência mecânica do material conjugada uma alta ductilidade, devido principalmente ao refino de grão e a formação de dispersão de martensita.

Aug 17, 2017

By Bruno Veiga Fontana

O uso do nitrogênio como gás de injeção através de plug poroso no forno panela pode ser importante do ponto de vista econômico, no entanto pode provocar pick-up excessivo de nitrogênio caso seja realizado de forma inadequada. No presente trabalho, são apresentados os resultados de testes de injeção de nitrogênio e nitrogênio seguido de argônio em aços para produtos longos. Visando compreender os processos de absorção e sua cinética, um modelo cinético é formulado e ajustado aos dados experimentais. O modelo cinético clássico descreve bem os resultados experimentais e permite o uso para previsões do efeito da injeção de nitrogênio sobre o teor de nitrogênio no aço. Observa-se que a cinética de absorção é controlada pela agitação da panela e pela presença de elementos tenso-ativos, notadamente o oxigênio, como esperado, de acordo com os modelos clássicos do fenômeno. A técnica da injeção de nitrogênio seguida de argônio é bem-sucedida economicamente e o modelo permite a previsão e o controle da absorção de nitrogênio pelo aço.

Aug 17, 2017

By Everton Azola de Mattos

A Retomadora de Minério 342-RE-001 da Anglo American é um equipamento fundamental para a homogeneização do minério, porém este equipamento apresentava problemas de performance operacional desde início da operação da Planta Industrial de Barro Alto. Em agosto de 2015, as equipes de Engenharia e Manutenção realizaram um levantamento de todas as intervenções feitas no equipamento desde o início da operação em 2012, classificando estas intervenções em seis grupos, utilizando as ferramentas da metodologia Lean Six Sigma. Desta forma, foi possível realizar o Retrofit da roda de caçambas, manutenção geral nos rastelos, trucks e na lógica de automação que eram os sistemas que mais impactavam na estabilidade e disponibilidade física do equipamento.

Aug 17, 2017

By Leandro Gusmão da Silva

Neste trabalho, foram estudados os efeitos da irradiação de uma superfície polida do aço inoxidável tipo ASTM F138 com laser de pulsos ultracurtos. As irradiações foram realizadas variando-se a velocidade de varredura do laser, ou seja, a taxa de sobreposição espacial de pulsos. Foi observado que após a irradiação houve uma visível mudança na coloração da amostra. Também foi verificado que com o aumento da taxa de sobreposição de pulsos a superfície tendeu a tornar-se preta, ou seja, absorvedora de luz. Com essa técnica, pode-se realizar marcações com alto contraste sem que haja formação de camadas de óxidos, nitretos ou alterações microestruturais no metal, o que é importante para um material com a precisão que um implante exige.

Aug 17, 2017

By Alini Luisa Diehl Camacho

Este artigo apresenta a caracterização física, química e mineralógica do resíduo casca cerâmica (RCC) gerado em indústria de fundição de precisão. Este setor tem predominância nas regiões sul e sudeste do país com cerca de 35 empresas das quais cada uma gera mensalmente de 50 a 100 toneladas do resíduo. Desta forma, apresenta-se uma metodologia baseada na caracterização do resíduo como forma de reciclagem interna cujo foco é a sua valorização. A metodologia aplicada para o desenvolvimento do estudo envolveu uma caracterização físico-química do RCC obtido através de etapas de moagem. Os parâmetros analisados foram distribuição granulométrica, massa específica, área superficial, composição química quantitativa e mineralógica estrutural semi-quantitativa. A partir da segregação do material foi possível realizar a separação de materiais nobres presentes no resíduo. Em especial, as frações 40 (4.25 mm) e 80 (1.80 mm) concentrou 72.12% do total da massa do material. Apesar de apresentar um alo de amorfismo entre os ângulos 0 a 15º, o RCC tem comportamento predominantemente cristalino. Considerando a caracterização realizada e bibliografia referenciada, este material tem grande potencial como matéria-prima refratária, seja no processo de origem como em outras aplicações.

Aug 17, 2017

By Flávio de Castro Dutra

Este artigo apresenta a influência da temperatura e da atmosfera de secagem sobre a resistência mecânica de um aglomerado esférico, com diâmetro entre 3 mm e 8 mm, constituído de pellet feed e silicato de sódio, produzido através de pelotamento em discos e endurecido em temperaturas até 550ºC. O aglomerado obtido a partir deste processo apresenta características que permitem que o mesmo possa ser transportado a longas distâncias e manuseado até a sua utilização na sinterização. As principais técnicas experimentais utilizadas neste estudo foram difração de raios-X, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura e análise térmica. O aglomerado foi submetido à secagem em temperaturas entre 100°C e 550ºC e atmosferas constituídas de ar atmosférico e/ou CO2. Durante o processo de secagem, observou-se a influência da temperatura e da atmosfera sobre a resistência à compressão do aglomerado após exposição à água, assim como na morfologia do silicato de sódio, evidenciando uma dependência entre elas. O uso de CO2 durante a secagem mostrou-se eficiente para a formação de um aglomerado com maior resistência mecânica após exposição à água.

Aug 2, 2018

By Lucas Sanches Magalhães

A utilização de resíduos industriais é dificultada, na maioria das vezes, pela presença de determinados elementos, como por exemplo, o ferro, justificando assim a sua remoção. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar a sulfatação de um resíduo proveniente da flotação de um minério de ferro e subsequente lixiviação deste resíduo sulfatado. A composição mineralógica da amostra inicial foi obtida por DRX e MEV sendo possível identificar quartzo (SiO2), hematita (Fe2O3) e muscovita (KAl2Si3AlO10(OH,F)2). De acordo com a análise química, os teores dos elementos principais foram: Fe (12,65%), S (4,02%), e Al (0,62%). Na sulfatação, realizada à 250ºC durante 4 horas, foi estudada a influência da relação ácido sulfúrico/amostra (0,1:1; 0,2:1; 0,7:1; 0,8:1; 0,9:1 e 1:1) na extração do ferro. A lixiviação foi conduzida com 5% de sólidos do material sulfatado, sendo avaliada a interferência da temperatura de lixiviação (25°C e 90°C) e do tempo de duração dos ensaios (15min, 30min, 60min, 120min, 180min e 240min). Pelos resultados obtidos observou-se que o tempo de lixiviação foi um parâmetro insignificante. A máxima extração de ferro foi encontrada sulfatando o resíduo na relação ácido/amostra 1:1 e posteriormente realizando a lixiviação deste resíduo sulfatado a 90°C por 30 minutos, alcançando 85,64% de extração do Fe.

Aug 17, 2017

By Diogo Tenório dos Santos

This property has been studied to characterize the strength a metallic material exhibits when it is machined so it can be regarded as its typical behaviour. As such, it may even be considered as an intrinsic material property. It is usually measured by an index called Coppini index, which is expressed by the ratio between the removed mass of a cutting tool caused by wear when it is used for machining and its initial one for a certain set of machining parameters. In this investigation, the tests were therefore conducted by an established set of parameters, namely feed rate, cutting and depth rates, in which the same wear mechanism took place in both ferrous alloys: AISI 4140 and AISI 316 steels. They were chosen based upon their increasing ordinary machinability indexes. The initial and final mass of the cutting tool were measured by an analytical scale with 0.01 mg precision. Cylindrical rods of 50-mm diameter were machined and the CI indexes showed a remarkable difference between them: 0.080 for the first steel and 0.049 for the second one, i.e., AISI 316 steel presented better machinability than the first one. It was then possible to conclude that this method presents good results in terms of both reproducibility and adequacy for machine shop conditions and it may be applied in a foreseeable future, mainly for metallic materials that have rather low machinability indices.

Jul 31, 2018

By Thiago Pinto Silva

Este estudo teve como objetivo investigar o efeito da adição de minérios com diferentes comportamentos a alta temperatura (assimilação e penetração de fase líquida) nos indicadores de processo em uma sinterização piloto. Para isso, seis sinter feeds foram caracterizados e, em seguida, submetidos ao ensaio de sinterização, considerando diferentes misturas a sinterizar. Foi observado que a substituição parcial de um minério que possui grande capacidade de assimilação por aqueles que assimilam pouco o líquido formado no processo de sinterização, resultou em maior resistência mecânica do sínter. Essa propriedade pode também ser associada ao formato dos poros no sínter produto, que reflete na sua redutibilidade. Em termos de penetração de fase líquida, os resultados indicam relação direta com a resistência mecânica do sínter. Dessa forma, esses ensaios de caracterização, juntamente com os aspectos mineralógicos, químicos e granulométricos, permitem subsidiar a tomada de decisão para a substituição mais adequada de um minério na mistura a sinterizar.

Aug 16, 2017

By Marcus Vinicius Dias Garcia

O presente trabalho tem por objetivo contribuir para a preservação refratária de baterias de coque, apresentando uma metodologia de planejamento e controle. A condição dos refratários de baterias de coque é crucial para sua produtividade e para o cumprimento de diretrizes ambientais. São desafios (i) a identificação precoce de danos e previsão de seu efeito no desgaste global da bateria, para hierarquia de reparos; (ii) a seleção da técnica apropriada a cada reparo. No presente trabalho, os autores compilam o estudo da progressão de danos sob diferentes tipos de reparo ao longo de mais de 30 anos em baterias heat-recovery e convencionais, de diversos modelos construtivos, e o combinam a tecnologias de inspeção para consolidar uma metodologia de gestão da preservação refratária. A metodologia foi aplicada em baterias localizadas no Brasil, avaliando a condição de mais de 400 fornos em 90 dias. Para a bateria mais crítica, foi identificado um potencial de prorrogação de vida útil em torno de 10 anos.

Aug 17, 2017

By Rafael Fagundes Ferreira

Aços Bake Hardening são aços laminados a frio com envelhecimento controlado. Estes aços caracterizam-se pela boa conformação e por apresentarem aumento de resistência mecânica devido ao envelhecimento, que ocorre por tratamento térmico. Nesse trabalho, corpos de prova de tração do material BH220 foram submetidos à pré-deformações que variam de 0 a 9% por tração uniaxial, posteriormente à tratamento de envelhecimento realizado em temperaturas que variam de 140°C a 210°C em tempos de aquecimento entre 5 minutos a 45 minutos. Foi confirmada que as temperaturas de envelhecimento, na faixa estudada de 140°C a 210°, alteram a variação do limite de escoamento devido ao fenômeno de difusão que é termicamente ativado. Nos resultados encontrados verifica-se que o tempo de aquecimento, dentro do intervalo testado, não é significativo.

Aug 16, 2017

By Robert Horwood, Richard Harvey

The copper stave was a development of the Blast Furnace cooling system intended to utilise the high heat transfer properties of copper within a fully covered shell cooling solution. They were originally conceived as being able to provide a permanent cooling lining for use primarily in the higher heat zones of the Blast Furnace. Despite a large number of campaign successes around the world the everlasting concept has not proven universal, with some plants having suffered issues in two particular areas: stave bending (leading to water leaks at back of the stave) and stave wear (erosion on the hot face). Primetals Technologies have in the past been approached to provide assistance to a number of Blast Furnace operators who were experiencing operational issues with the copper stave furnace cooling systems of others. Through knowledge gained resolving these issues, and with the positive experiences of their own copper stave designs, Primetals Technologies have worked towards developing a new concept in copper stave design capable of providing a more robust solution to cope with the greater productivities of modern ironmaking. This paper will provide an outline to the concepts that have driven the design of this new technology.

Oct 1, 2019