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By Natalie Chaves de Siqueira

Aços inoxidáveis austeníticos fundidos por centrifugação, da classe HP, são comumente utilizados na indústria de óleo e gás para a fabricação de tubos usados em fornos de reforma e pirólise. Essas ligas possuem uma elevada resistência à oxidação, elevada estabilidade térmica e elevada resistência à fluência em altas temperaturas, sendo esses requisitos necessários para aplicação nos fornos. Mudanças microestruturais, conhecidas como envelhecimento, podem ocorrer durante a operação, influenciado na resistência à fluência. Desta forma, a caracterização dos estados de envelhecimento de uma liga HP torna-se necessária para avaliar a sua vida remanescente. O objetivo deste estudo é caracterizar duas condições microestruturais de uma liga HP com a microscopia eletrônica de varredura e o ensaio não destrutivo de ultrassom. O processamento do sinal ultrassônico, utilizando a Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform – FFT), foi realizado sobre o segundo eco de fundo do sinal ultrassônico, permitindo correlacionar a análise espectral do sinal com a microestrutura do aço HP. De acordo com a metodologia proposta, os dois estados de envelhecimento foram caracterizados através do processamento do sinal ultrassônico.

Oct 30, 2017

By Mariana Sizenando Lyrio, Weslley Luiz da Silva Assis, Harison da Silva Ventura, Gabriella Maria Silveira de Sá, Paulo Rangel Rios, Ana Gabriella Conceição dos Santos

A nucleação em contornos de grão é uma das mais importantes na maioria dos metais utilizados em engenharia. Um exemplo clássico é a nucleação de ferrita no contorno de grão austenítico, mas este tipo de nucleação também é predominante na recristalização. Nesse trabalho, simulações computacionais são realizadas de modo a estudar a transformação de fase nos contornos de grãos equiaxiais e nos contornos deformados. Os grãos equiaxiais são representados por poliedros de Poisson-Voronoi e os grãos deformados por elipsoides de diferentes razões de aspecto. Os resultados são comparados como os modelos analíticos de JMAK e CAHN. A microestrutura final não é visivelmente afetada pela razão de aspecto dos poliedros predecessores. Todavia a cinética de transformação dos grãos recristalizados é significativamente alterada.

Nov 9, 2019

By Wesley Pereira de Miranda, Rafaella Martins Ribeiro

O objetivo do estudo é avaliar o efeito do teor de elementos intersticiais no envelhecimento por deformação do aço ao carbono SAE 1010 submetido ao processo de laminação a frio para a produção de vergalhão. Foram selecionadas duas bobinas de fio-máquina, emprego para a produção do CA-60, com teores distintos de elementos intersticiais. As bobinas foram processadas no laminador a frio para a produção do vergalhão CA-60 Reto bitola 5 mm e o envelhecimento foi avaliado através de variações no limite de escoamento obtidos por ensaio de tração uniaxial, realizados em tempos distintos após a deformação. A composição com alto teor de elementos intersticiais apresentou aumento significativo do limite de escoamento com o tempo quando comparada com a bobina com teores mais baixos desses elementos. Esta última, no período de acompanhamento não mostrou variação expressiva. A análise quantitativa, através de ensaios massivos para cada condição pode ser uma ferramenta útil para estudar o fenômeno

Oct 30, 2019

By Emerson Lamartine Ferreira

Após a escassez hídrica de 2014, a Agência Nacional de Águas (ANA), objetivando preservar os estoques de água dos reservatórios da bacia do Paraíba do Sul, autorizou, em março de 2015, uma redução de 190 para 110 m³/h na vazão do Canal de São Francisco. A mudança ocasionou o agravamento dos efeitos de intrusão da cunha salina da Baía de Sepetiba no dito canal, elevando os valores de condutividade, que impactou nas operações do complexo siderúrgico da Ternium, pois a água do mar passou a entrar nos sistemas de captação de água bruta. Com o objetivo de contornar o problema, a empresa decidiu implantar uma planta de osmose reversa, a fim de adequar a condutividade da água industrial aos parâmetros das especificações técnicas da planta de água desmineralizada. O presente trabalho descreve a otimização da dita planta à produção de água desmineralizada, que decorreu ainda na redução do número de regenerações das resinas de troca iônica, do consumo de produtos químicos, bem como no reuso do rejeito salino gerado no processo de osmose (Projeto Reuso).

Aug 1, 2019

By Edilson Alves Maranhão, Willi Anton Buehler, Andrea Pezza

O processo de vácuo é a solução típica aplicada quando é hora de atualizar o nível de qualidade do aço de uma aciaria existente. A instalação do novo Tanque de Desgaseificação à Vácuo (VD) de 135t no Canadá e do novo RH de 150t na planta integrada no México para a produção de tubos de alta qualidade na América do Norte é um exemplo típico disso. A nova instalação inclui o mais recente conceito de design para este tipo de equipamento: operações totalmente automatizadas e menor impacto ambiental são os principais aspectos do projeto. A solução de bomba mecânica a seco continua sendo a melhor abordagem de investimento e custo operacional para a tecnologia de vácuo. Os principais aspectos do design da planta são descritos neste documento. O desgaseificador a vácuo VD é responsável pela melhoria das performances metalúrgicas, especialmente em termos de nitrogênio, remoção de hidrogênio e nível de pureza do aço. O processo a jusante e os resultados estão estritamente ligados aos desempenhos do desgaseificador a vácuo. O monitoramento de processos através da linha completa é uma prática padrão para obter uma melhoria efetiva da qualidade do produto. Os desempenhos metalúrgicos do desgaseificador a vácuo VD são analisados e comentados neste trabalho.

Oct 1, 2019

By Valeria Collini, Antonello Mestroni, Enrico Plazzogna

The Danieli Group is deeply involved in the technological improvements stimulated by Industry 4.0 concepts widely applied to the metals industry and process automation. The so-called "Intelligent Mill" is the natural evolution of the company’s consolidated know-how and undisputed leadership in the fields of mini-mill and turnkey plants. Complete and structured data collection is the basis for real-time analysis and process optimization in terms of quality, efficiency and easy maintenance. A centralized repository of information is possible thanks to the strong interconnection between process control system architecture and intelligent sensors, together with dedicated software tools leading to an intuitive approach to data analytics.

Oct 1, 2019

By Fábio Heiji Yamada, Marcelo Koiti Fugihara, Ruano Fonseca Araujo

Conception the simulation and optimization technologies for industrial processes applied in the mining environment: tools and methodologies. Clarifications provided about the differences of these techniques when compared with static analysis (intuition, use of static spreadsheets, etc.). Presentation of practical cases at several big mining companies in Brazil. These projects will be presented and illustrated through dynamic simulation models developed at those companies, each one with its set of objectives, scope and results (for example: sizing the number of equipment, silo, piles related to the mining processing, logistics, ROM transportation, mine operations plan, etc.).

Oct 3, 2019

By Gabriel Duarte de Andrade, Arnaldo Veronêz Júnior

Em um processo de sinterização, a velocidade da máquina de sínter deve ser controlada, com o intuito de garantir que o ponto final de queima da camada a sinterizar esteja dentro de uma faixa que possibilitará elevada produtividade. Este artigo apresenta um modelo físico que descreve o movimento da frente de queima da camada ao longo do leito e o controle de velocidade implantado no sistema de automação de nível 2 da Sinterização da ArcelorMittal Tubarão. O controle de velocidade foi proposto para manter o ponto final de queima em torno do valor do setpoint escolhido. Ao longo dos anos, as condições operacionais da planta de sinterização mudaram em razão da variação da qualidade dos minérios que compõem a mistura. Nesse contexto, o controle foi avaliado e apresentou resultados satisfatórios, permitindo à operação uma forma de controlar o processo sem adicionar atrasos relacionados à tomada de decisão.

Oct 1, 2019

By Jorge Luis Barreto

A CBMM aplicou aços microligados ao nióbio de elevada resistência mecânica em caminhões basculantes que operam nas suas instalações de Araxá, com o objetivo de reduzir o peso das caçambas e obter maior desempenho com aumento da carga transportada, redução do consumo de combustível bem como das emissões de CO2. Também tinha o objetivo de eliminar as trincas de fadiga que ocorriam sobre os chassis desses equipamentos. Os caminhões já operam há 12 meses e o objetivo desse trabalho é apresentar os resultados obtidos até o momento. Com a aplicação dos aços de elevada resistência, foi possível desenvolver um novo desenho para sua estrutura e componentes. Houve uma redução de 25% da massa da caçamba o que proporcionou um aumento médio de carga transportada de 40,0t para 41,1t ou 2,7% por viagem, trazendo até o momento, economia de 3,00% no custo total de transporte e redução de consumo de combustível de 8,00%. Não houve trincas ou deformações no sobre chassis que apoiam as caçambas.

Aug 8, 2018

By Albaniza Alves Tavares

Neste estudo, a influência do tipo de argila como nucleante heterogêneo para o PP foi avaliada. As argilas organofílicas MPH e MPTH, provenientes do Laboratório de físico-química da UAMG/UFCG, e C20A da Southern Clay Products, em teor de 1% em massa, foram misturadas com o polipropileno (PP) compatibilizado com 15% em massa de polipropileno enxertado com anidrido maleico (PP-g-MA), em misturador interno do reômetro de torque Haake visando a obtenção de concentrados que posteriormente foram diluídos com o PP em extrusora. As amostras preparadas foram caracterizadas por medidas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e difratometria de raios-X (DRX). Os resultados obtidos mostraram que embora as três argilas tenham atuado como agente nucleante para o PP a MPH foi a mais eficiente.

Aug 8, 2018

By Letícia Pegoraro Leal

O mercado mundial está se desenvolvendo continuamente em todos os segmentos com a finalidade de melhorar a qualidade e diminuir os custos. O aperfeiçoamento e a criação de novas técnicas de soldagem são responsáveis por conservar as propriedades mecânicas e realizar as soldas com um menor número de defeitos. Este trabalho apresenta o processo de soldagem por fricção com pino consumível, conhecido como FHPP (Friction Hydro Pillar Process) em pino AISI 4340 e chapa AISI 4140. Como toda nova técnica é importante conhecer os parâmetros que serão utilizados no processo. Compreender o efeito da velocidade de rotação, força axial e de forjamento, consumo do pino e taxa de carregamento são necessários para avaliar sua influência na microestrutura da solda. Desta forma, no presente estudo, após a soldagem foram realizadas metalografias, a fim de analisar defeitos macro e microestruturais. Por fim, verificou-se significativa influência dos parâmetros de processo no comportamento metalúrgico da região soldada.

Aug 8, 2018

By Antônio Augusto Gorni, Fabio Adriano da Silva, Emanuelle Garcia Reis, Afrânio Márcio Costa

Gerdau Ouro Branco´s plate mill started the operation in 2016 with high level technology. Stands out the capacity to produce different thicknesses in a same plate, therefore allowing special service for sectors such as building structures, bridges, shipbuilding and mechanical applications. The purpose of this study is to present the first results obtained in this innovative product in Brazil. Some slabs of EN10025-2 S355JR+AR steel were rolled and were evaluated the dimensional tolerances, mechanical properties uniformity, grain size, surface and internal qualities. In addition, a correlation was observed between slab and plate thickness reduction and internal plate quality. The results show that this technology can be used with adequate performance for these steel grades in the current market.

Oct 1, 2019

By Haruki Inami, Takashi Ishida, Kazuhiro Ohara, Hiroyuki Imanari

The highly competitive business environment of the international metals industry is driving demand for more cost-effective operation of steel making facilities, rolling mills, and strip processing lines. Achieving stable operation is vital if the steel industry is to produce high-quality products constantly and productively. In recent years, advances in computer processing speeds, data acquisition rates, and data storage capacity have rapidly led to greater use of the new technologies of big data, analytics, the IoT, and AI by control system designers and process engineers, and the introduction of industrial applications. The “Smart Rolling Mill” solutions for hot strip mills have been developed by our group with the goal of achieving sophisticated, state of the art, and automated operation in steel rolling mills. The various solution engines improve process stability, increase the performance of mill equipment, and provide improved process control. These solution engines are based on extensive knowledge of the rolling process and the associated control systems. Two solution engines in particular are the diagnosis systems for rolling condition and for product quality that contribute to cost-effective operation and lower yield loss. This paper focuses on the diagnosis systems for rolling condition and for product quality in hot strip mills. Advanced information technologies using big data analytics and machine learning are applied to real-time data collected from the automation system that controls operation and the rolling process. We have developed diagnosis solutions for rolling condition and product quality utilizing predictive and clustering diagnosis. Predictive diagnosis prevents serious problems by detecting changes in the state of the plant or in the rolling condition. Clustering diagnosis classifies patterns of fluctuation in product quality trend charts, providing effective tuning guidance for improving product quality. This paper describes these applications with several examples.

Oct 1, 2019

By Clélia Ribeiro de Oliveira

Os Aços Inoxidáveis Super Duplex (AISD) constituem sistemas termodinamicamente metaestáveis à temperatura ambiente, de elevada resistência à corrosão por pite em meios contendo cloreto e exibem moderada resistência mecânica. Os AISD possuem diversas aplicações industriais e a principal delas é no setor petroquímico, principalmente nas plataformas offshore. O propósito deste trabalho foi o de analisar a microestrutura e as propriedades mecânicas de juntas soldada por arco elétrico com eletrodo revestido (SMAW) em aços da norma ASTM A890/A890M graus 5A e 6A. As análises foram realizadas sem tratamento térmico pós-soldagem. Procedeu-se ensaios microestruturais (MO e MEV) e ensaios mecânicos (Charpy a -46 e 25 ºC e microdureza) na zona fundida (ZF). Os parâmetros de soldagem foram bem definidos para que não ocorresse fragilidade no material. A microdureza na zona fundida ficou entre 330 e 340 Vickers, o que está de acordo com o valor especificado pela norma Norsok, que é menor que 350 Vickers. No ensaio de impacto Charpy a absorção de energia foi em torno de 86 J para temperatura ambiente e 54 J a -46ºC para ambos os aços. A concentração de fases da austenita na zona fundida ficou em torno de 39%, dentro da faixa estabelecida pela norma ASTM A890/A890M que é de 35 a 65%. As fraturas mostraram-se predominantemente fibrosas, caracterizando elevada plasticidade do material, mesmo em temperaturas negativas.

Jan 16, 2018

By Henrique Lacerda Eleutério, Aldo Henrique de Almeida Barbosa, Vicente Tadeu Lopes Buono

The automotive industry’s interest in galvannealed (GA) boron steel for hot forming processes application has been steadily increasing due to its excellent surface quality, galvanic protection provided to the parts, good paint adhesion and better weldability in relation to other coatings for this application. In this study, samples of 22MnB5 galvannealed steel were heat treated and hot stamped on a water cooled die in laboratory scale. The influence of heat treatment on stability of coating and steel was assessed by using initial heating rates 11.0ºC/s and 15.0ºC/s. Microstructural evolution of galvannealed coating and structural integrity of steel during hot forming were investigated by scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy analysis (SEM/EDS/Line scan), X-ray diffraction (XRD) and optical microscopy (OM). It was possible to quantify the Fe-Zn phase evolution during hot forming, to understand the effect of these heating rates on the product properties and to establish an optimized heat treatment for hot forming of these steel. The heat treatment with the heating rate of 15.0ºC/s presented greater operational flexibility and final products free from surface defects or cracks in the substrate.

Oct 1, 2019

By Marden Valente de Souza

Com o início da utilização do EPC, modelo matemático de previsibilidade de propriedade mecânica, no laminador de tiras a quentes da ArcelorMittal Tubarão em 2012 como ferramenta de acompanhamento da qualidade, pode-se verificar o comportamento das propriedades mecânicas ao longo do comprimento das bobinas logo após sua laminação. Baseado nestes resultados verificou-se que, principalmente, para material com espessura superior a 9,50 mm ocorria uma queda de propriedade mecânica do topo, região indicada para amostragem conforme norma, para o centro de aproximadamente 30 MPa, apresentando todos os valores aprovados conforme especificação da norma. Após verificação por ensaio físico na região central e comprovação da indicação do modelo, modificou-se o processo para garantir um produto com propriedade mais uniforme mantendo a garantia de atendimento às normas ao longo de todo comprimento.

Aug 8, 2018

By B. Philip Shull, Allen W. Cadden, Johanna M. Simon, Michael S. Senior

A 670 linear meter (2,200 linear foot) large-diameter sanitary sewer interceptor installation at depths ranging from 3 to 10 m (10 to 30 ft) below existing grade in an area with a high water table requires careful attention to design and performance of the system during construction. Highly variable soil and rock conditions at the site necessitated the design and construction of various excavation support systems along the alignment. In addition to the subsurface condition challenges faced at this site, the proposed sewer pipe was to be installed between an existing active combined sewer main and a high pressure gas main feeding the nearby city. What better way is there to monitor performance of the system than to require a detailed instrumentation system? Instrumentation system specifications and designs are becoming more commonplace in the industry, but it is always important to sit back and take a look at the whole picture. What are you looking to gain from your monitoring? What pieces of information are useful? What interpretations can you derive from the instrumentation you have selected? This paper will address the instrumentation system used to monitor the 670 m (2,200 ft) excavation from the specification requirements to the implementation and interpretation. This case history will delve into the challenges faced and methods used to overcome those challenges on this particular support of excavation (SOE) project. A combination of soldier pile, lagging and sheeting, and shoring systems was used to achieve the necessary excavation support. In designing the systems, attention was given to the configuration of the bracing system to allow the sections of largediameter pipe to feasibly be installed in the excavation while maintaining the SOE system.

By Solange Kazue Utimura

As placas de circuito impresso (PCIs) dos resíduos eletroeletrônicos (REEEs) possuem diversos metais na composição. A recuperação desses metais tem incentivado as pesquisas inovadoras no seu processo de extração. Como alternativa de recuperação de metais das PCIs de forma sustentável optou-se pela biohidrometalurgia envolvendo a fase extração. O presente trabalho avalia a biolixiviação do cobre na presença de duas cepas bacterianas distintas em PCIs de REEEs provenientes de impressoras obsoletas. As PCIs foram caracterizadas mediante as técnicas analíticas de espectrometria ICP-OES e de fluorescência de Raios X (FRX) para determinar os elementos químicos presentes na amostra inicial. As cepas utilizadas na lixiviação bacteriana foram Acidithiobacillus ferrooxidans (AF) e Leptospirillum ferrooxidans (LF), cultivadas em meio de cultura T&K. Os ensaios de biolixiviação foram realizados em incubadora orbital, com velocidade de rotação de 170 rpm, temperatura de 30 oC, volume de inoculo de 10% (v/v) e densidade de polpa de 30g/L. A técnica empregada na concentração de cobre da solução após a biolixiviação foi a FRX. Foi possível determinar que a cepa AF apresentou uma extração de 100% de cobre em 8 dias em comparação com a LF na qual foi observado que a extração de cobre foi de 100% em 5 dias.

Oct 30, 2017

By Henrique Gobbi Soares

Chapas expandidas são conhecidas como um material metálico com orifícios em forma de losango, cuja produção ocorre em uma máquina que utiliza corte sobre pressão e processos de alongamento para transformar chapas em metal expandido. Estas chapas são usualmente fabricadas em aço carbono, mas em função de serem susceptíveis a fenômenos de corrosão, estudos têm sido conduzidos com o objetivo de se avaliar a viabilidade de substituição destes aços comuns por inoxidáveis. Este trabalho consistiu em caracterizar e testar mecanicamente amostras representativas de chapas expandidas de aços inoxidáveis ferríticos (AISI 410D e AISI 444A) e uma de aço carbono ABNT 1010 com espessura superior às demais. A caracterização estrutural revelou que as estruturas de todas as amostras são influenciadas pelo processo de expansão, apresentando grãos com níveis de deformação e encruamento predominantemente nas hastes. Observou-se a presença de inclusões em diferentes níveis em todas as amostras analisadas, sendo os maiores níveis verificados no aço ABNT 1010. Os resultados obtidos mostraram que as chapas expandidas confeccionados de aços inoxidáveis apresentaram os melhores índices de resistência mecânica quando comparadas à chapa de aço ABNT 1010, mesmo este possuindo maior espessura.

Aug 7, 2018

By Péricles Bosquetti

Estudou-se o comportamento dos aços inoxidáveis AISI 304 e 316, quanto à corrosão causada pelo caldo da cana-de-açúcar nos processos que simulam a sua extração. Devido a inviabilidade de realização dos ensaios de imersão utilizando o próprio caldo da cana-deaçúcar de pH médio de 5,5, pela deterioração do caldo e da variedade da concentração devido a variedade da cana, do tempo de maturação e das condições ambientais expostas, foi utilizado o ácido cítrico, que é o precursor do ácido transaconítico, sendo este o ácido encontrado em maior concentração no caldo da cana, utilizando-se uma solução de 10% em massa, apresentando pH em torno de 5,0 [1]. As amostras permaneceram imersas por vários períodos de tempo, sendo que para tornar o ensaio acelerado, a solução foi submetida à ebulição durante todo período que as amostras ficaram imersas. Ao final de cada um dos períodos, os corpos de prova foram limpos, pesados e avaliados na relação de perda de massa por área, tendo-se medido a massa inicial bem como a área superficial inicial das mesmas. Foram obtidos resultados interessantes que mostram o ataque diferenciado da solução ácida a estes dois aços inoxidáveis, onde se observou a presença de “pites”, cujo tamanho e quantidade dos mesmos foram diferentes, sendo que o AISI 304 foi o que sofreu maior ataque.

Aug 16, 2017