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By Aprígio Ângelo de Jesus

No presente trabalho, foram avaliados os efeitos do tratamento térmico de alívio de tensões na microestrutura e propriedades mecânicas de juntas soldadas dos aços SA516-70 e SA387-11 (ambos aplicados na fabricação de vasos de pressão). Chapas com 40 mm de espessura de ambos os aços foram soldadas por arco elétrico com arame tubular e, posteriormente, submetidas a tratamento térmico para alívio de tensões. A variação de dureza ao longo da solda e a resistência à tração dos materiais soldados e tratados termicamente foi avaliada. A microestrutura dos materiais soldados foi acompanhada por microscopia ótica convencional. Por meio do tratamento térmico empregado foi possível observar a redução do nível de encruamento nos metais base e zonas termicamente afetadas das juntas em ambos os materiais com aumento de ductilidade no aço SA516-70.

Aug 8, 2018

By Rodrigo Alberto Moreira Gomes

Uma planta piloto de 600 kW térmicos implantada para avaliar e testar vários combustíveis líquidos e sólidos foi utilizada para avaliação do desempenho de queima de dois tipos de biocombustíveis líquidos em chama oxidante e redutora. Os testes contaram com a parceria entre a Votorantim Metais e a EMBRAPII. Foram avaliados nestas condições de queima quatro biocombustíveis líquidos derivados de óleo vegetal e de pirólise rápida de biomassa. Os resultados mostraram que os óleos avaliados apresentam excelente desempenho em chama oxidante permitindo o ajuste de ar e temperatura de entrada do combustível para otimizar a queima, podendo os mesmos serem utilizados em processos industriais.

Jul 31, 2018

By Andrea Donadon

This article introduces the Danieli Total Asset Management System, which involves 360 degrees service methods and equipment. Danieli Condition Monitoring System and Danieli Torque Monitoring System are fundamental to evaluate the conditions of the working components in heavy duty transmissions. The first one monitors the vibrations and the lubrication fluid conditions with the purpose to identify the presence of malfunctions, by detecting any variation of the signals from the standard values. The second one monitors the transmitted torque for each spindle and gearbox, with the aim of detecting any anomaly in torque distribution and magnitude, and evaluating the residual life of the mechanical parts, on the base of a dedicated fatigue damage algorithm. All these features are useful in avoiding serious damages to machines, facilities and people, but allow also planning the maintenance and overhaul activities with efficiency, in order to achieve the best plant availability and reliability. The data analysis is made by the IntelliCMS software, which interfaces with plant and Danieli operators and includes the possibility to cooperate by remote connections, simplifying service activities and support. All these features allow providing new full service programs, where the client is totally supported in maintenance, overhauls and substitutions. This is the best way to ensure the most efficient, high quality and reliable after sales assistance.

Aug 16, 2017

By Daniela Oliveira Mota Guimarães

As inclusões de sulfeto de ferro são indesejáveis no aço, pois são responsáveis por causar o fenômeno de fragilização a quente. A relação entre manganês e enxofre se torna de plena importância para o entendimento desse fenômeno. O presente trabalho teve como objetivo indicar a relação entre Manganês (Mn) e Enxofre(S) mais adequada para a não ocorrência deste fenômeno, e explicar a influência dessa relação nas propriedades dos aços C-Mn. Estudou-se um aço C-Mn com a relação Mn/S 50% menor do que a relação visada na Companhia Siderúrgica Nacional(CSN).

Aug 16, 2017

By Jackson de Brito Simões

As Ligas com efeito de Memória de Forma (LMF) são metais funcionais que podem recuperar grandes deformações, superiores a 5%, quando submetidos a carregamento mecânico e/ou aquecidos. Este fenômeno ainda surpreende pesquisadores e engenheiros de projetos, materiais e processos. Esses metais possibilitam o desenvolvimento de atuadores termomecânicos capazes de gerar esforço mecânico com o bloqueio da recuperação de forma. Inúmeros são os processos para obtenção dessas LMF, cada um com sua particularidade e limitação específica. Nesse contexto, este trabalho avalia o efeito do reprocessamento pela técnica Plasma Skul Push-Pull (PSPP) e do tratamento térmico de solubilização nas propriedades térmicas de transformação de fase de uma LMF 55,1Ni-44,9Ti (% em peso) obtida originalmente pelo processo de fusão por indução a vácuo (VIM). Para isso, a LMF foi refundida com uma tocha de plasma e vazada sob pressão em quatro moldes metálicos distintos (aço, bronze, alumínio e cobre). As técnicas de caracterização térmica Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Resistência Elétrica em função da Temperatura (RET) foram utilizadas para avaliar o efeito desse reprocessamento e do subsequente tratamento térmico de solubilização a 850°C em diferentes tempos. Verificou-se que a injeção em molde metálico proporciona uma significativa redução nas temperaturas de transformação de fase, da ordem de 30°C em relação ao material bruto obtido por VIM. Por fim, foi possível concluir que a LMF NiTi reprocessada mantém a transformação de fase mesmo após tratamentos de solubilização a 850°C em tempos mais longos (8 h), contrariamente ao material originalmente obtido por VIM.

Aug 16, 2017

By Melina Gamis da Silva

Em um trabalho anterior [1], as temperaturas de processamento aplicadas na laminação de tiras a quente, LTQ, da CSN foram investigados para algumas classes de aços microligados ao Nb. Os resultados deste trabalho mostraram a possibilidade da redução da temperatura de reaquecimento utilizada para esses aços refletindo em possibilidades de melhoria de produtividade. No trabalho atual, o impacto dessas mudanças na microestrutura obtida de LTQ foi investigado com mais profundidade, utilizando um software desenvolvido para prever a evolução da microestrutura em termos das frações recristalizadas, das distribuições de tamanhos de grãos e do comportamento das tensões médias de escoamento, TME.

Oct 30, 2017

By Luana De Lucca de Costa

O forjamento a quente em matriz aberta é, atualmente, o processo mais utilizado para a fabricação de peças de grande porte. Neste estudo, a simulação numérica foi utilizada, através do método de elementos finitos, para análise do processo de forjamento em matriz aberta de um eixo vazado e escalonado aplicável em aerogeradores. A partir de um billet cilíndrico vazado de aço AISI 4140, pesando 1 kg, é simulado o processo de forjamento objetivando a obtenção de geometria final apresentada. Utiliza-se matrizes superior e inferior em formato côncavo, e um mandril de manipulação com inclinação de 1,15°. A cinemática da simulação numérica, que inclui 4 passes com um número total de 30 cursos, é avaliada. Ao comparar a geometria apresentada com a obtida observa-se que o alongamento longitudinal da forma final é obtido. A partir da análise da temperatura, pode-se concluir que o reaquecimento deve ser realizado após cerca de 45 s, no final de cada série de 5 cursos.

Aug 8, 2018

By Nicolangelo Del Busso

A soldagem é um processo industrial empregado na indústria do petróleo e em minerodutos devido ao sua excelente resistência mecânica. Os seus parâmetros provocam alterações metalúrgicas significativas no metal de solda. Neste trabalho foi estudado o aço microligado da classe API-5L-X70 em termos de microestrutura (metalografia e fratografia por microscopia óptica e eletrônica) e propriedades mecânicas (ensaio de tração a temperatura ambiente, dureza, dobramento e ensaio de impacto Charpy a – 20o C e a 0o C) após soldagem em arco submerso, nas regiões da zona fundida (ZF), zona termicamente afetada (ZTA) e metal de base (MB). O exame metalográfico apresentou microestrutura bandeada consistindo de ferrita poligonal, perlita e bainita, com pequeno tamanho de grão. Os resultados mostram o aumento da resistência mecânica influenciada pela presença de ferrita acicular. Análise fratografica apos ensaios mecânicos revelam comportamento dúctilfrágil.

Aug 16, 2017

By William Lemos Bevilaqua

No presente trabalho foi avaliado, por meio de ensaios dinamométricos em um motor de combustão interna, o desempenho dos anéis de compressão em diferentes materiais de camisa de cilindro, sob alto regime de carga. Dois materiais foram utilizados nas camisas: Ferro fundido cinzento e um revestimento eletrodepositado de Níquel carbeto de silício. Os ensaios tiveram duração de quatro horas com cada configuração anéis/camisa. Parâmetros de análise, como a rugosidade média (Ra) e o aspecto superficial foram aferidos antes e após os testes. Os resultados apontam que o primeiro anel ensaiado na camisa revestida de Ni-SiC apresentou maior redução de Ra na condição estudada.

Aug 16, 2017

By Matheus Martini

A escória de aciaria LD é um coproduto abudantemente gerado através da metalurgia primária e secundária, sendo que após seu resfriamento e beneficiamento pode ser aplicado em diversos setores, mas que necessita ser submetido a processo de envelhecimento para minimização da expansão. Em geral, no Brasil, o Método PTM-130/78 é o mais utilizado para avaliar o potencial de expansão, entretanto o método leva 14 dias para obtenção dos resultados. Por meio de uma cooperação técnico-econômica entre a CSN e a EEL-USP, o método de expansão foi correlacionado com as fases identificadas e quantificadas por Difratometria de Raios-X e Método de Rietveld, respectivamente, além de compreender o mecanismo de expansão. Análises de regressão múltipla permitiram ajustar modelos matemáticos com 97,0% de ajuste e uma redução no tempo de ensaio de 14 dias (336 horas) para 7 horas.

Aug 16, 2017

By Ivan José de Santana

Neste trabalho, as diferentes microestruturas, as propriedades mecânicas e a soldabilidade do ferro fundido submetido aos processos de soldagem SMAW, com a utilização de eletrodos de Fe-Ni, e GMAW mecanizado, com a aplicação de arame de Fe-Ni e proteção de Ar-25%CO2, foram investigadas e comparadas. Dentro deste contexto, após a realização de testes de soldagem, com e sem a aplicação de pré-aquecimento, utilizando diferentes parâmetros de soldagem, os cordões de solda foram avaliados por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, assim como pela análise dos perfis de micro-dureza e da composição química do arame e do material depositado. Foi possível avaliar a influência da aplicação de diferentes parâmetros elétricos de soldagem, a utilização ou não de pré-aquecimento nas microestruturas geradas nas zonas fundidas, parcialmente fundidas e termicamente afetadas dos cordões obtidos, assim como as propriedades mecânicas.

Aug 8, 2018

By Marcos Velho Ludolf

O projeto de Substituição dos Controladores Lógicos Programáveis da Sinterização tem como objetivo a substituição dos PLCs da Família S5 (Siemens) já obsoletos por novos PLCs de tecnologia atual. O projeto de substituição foi dividido em etapas, sendo que a primeira etapa ocorreu em 2012. Consequentemente, teremos novos e antigos PLCs na mesma plataforma de controle até o fim do projeto. Os maiores desafios foram fazer toda a migração e adaptação de hardware e software dos novos PLCs ao restante da planta adequando-se aos sistemas existentes tais como PIMS, comunicação com o Nível 2, comunicação com balanças já obsoletas, SCADA, outros PLCs e concluir toda a migração da primeira etapa do projeto em apenas 60 dias compreendendo desde a desmontagem do sistema anterior, montagem dos painéis novos, recomissionar todo o I/O substituído, conciliar todos os testes à frio e parciais com demais serviços de manutenção programados e realizar o comissionamento a quente de toda a sequência da planta nos últimos 04 dias de implantação, quando todas as linhas de operação foram liberadas para testes. Em 2014 foi iniciada uma segunda etapa, e um PLC de 600 pontos de I/O já foi substituído em apenas 80 h usando uma nova estratégia.

Jul 30, 2018

By Kallin de Souza

No âmbito da inspeção de segurança de caldeiras, a norma regulamentadora NR-13 estabelece a necessidade de um sistema de gerenciamento de integridade estrutural (SGI) com requisitos mínimos para atestar a segurança do equipamento. Entretanto, visando estabelecer um SGI que possibilite maior acompanhamento do equipamento e melhor direcionamento dos reparos instaurou-se um sistema de inspeção com procedimentos mais abrangentes. Esse trabalho apresenta as técnicas de ensaio não destrutivo (END) utilizadas usualmente na inspeção de segurança de NR-13 e novas como o ensaio IRIS (Internal Rotary Inspection System) [1]. As condições estruturais foram comparadas com as recomendadas segundo os códigos de projetos internacionais. Além disso, técnicas de estatística de engenharia de manutenção e projeto foram utilizadas, permitindo quantificar a segurança de operação e programar o momento da intervenção para o reparo.

Oct 30, 2017

By Paulo Roberto Gomes de Sousa

O trabalho mostra a analise de energia e exergia de uma unidade termoelétrica, esta planta consiste em um ciclo regenerativo. Serão comparados os nivéis de irreversibilidade dos componentes que compõem a unidade. A escolha do ciclo regenerativo com a referência em análise, é devido sua eficiência global. Isso é proporcionado através do aquecimento da água de alimentação da caldeira, com isso, consequentemente ocorre uma diminuição da necessidade de energia imposta na caldeira. A análise realizada também mostra as irreversibilidades da planta através da análise de exergia.

Aug 17, 2017

By Leandro Gustavo Mendes de Jesus

A teoria de Kubelka-Munk é bastante genérica e abrangente. A sua aplicabilidade já foi estudada nas mais diversas áreas, como tintas especiais [1], plásticos [2,3], produtos farmacêuticos [4] e alimentícios [5], e também no caolim [6-8]. A partir da teoria pode se relacionar a reflectância difusa com a função de Kubelka-Munk É também notável que carvões com elevados teores de cinza possuem propriedades colorimétricas diferentes de carvões com baixos teores de cinza. Em função dessa notável diferença acredita-se poder quantificar a quantidade de cinzas a partir da reflectância em diversos comprimentos de onda. Para isso foi elaborado um roteiro de retirada da amostra e confecção de pastilhas de carvão pulverizado onde foram medidos a reflectância e o percentual de cinzas. A partir dessas medidas foi possível a obtenção de equações que modelam a função de Kubelka-Munk em função do percentual de cinzas. Apesar do baixo número de amostras coletadas foi possível se obter funções de Kubelka-Munk que se encaixaram nos dados coletados. Por fim, foi possível concluir que há possibilidade de inferir o teor de cinzas de carvão por meio da reflectância.

Aug 8, 2018

By Rodrigo Alves Caetano

A Usiminas, maior siderúrgica latino-americana fornecedora de aços planos, tem dedicado grandes esforços para oferecer materiais mais adequados para as diferentes demandas do mercado, desenvolvendo novos tipos de aços para utilização em carrocerias veiculares. O objetivo deste estudo foi caracterizar o comportamento de dois produtos Usiminas, o aço DP780 galvanizado por imersão a quente e o aço TRIP780 eletrogalvanizado, ambos com espessura de 1,50 mm, revestimento zinco puro e camada de 50 g/m² por face, com base em análises metalográficas, ensaios de tração, ensaios de estampagem e ensaios Bake Hardening (BH) e Aging Index (AI). Os resultados destas avaliações mostraram que os aços TRIP780 e DP780 tiveram performances excelentes em todos os modos de estampagem avaliados, além de boa capacidade de endurecimento após pintura (efeito BH). Tratam-se, portanto, de boas opções para aplicação em peças da carroceria, principalmente em componentes que requeiram elevada resistência mecânica.

Aug 16, 2017

By R. L. Machunda, A. M. Rugaika, D. D. Mdachi

Sedimentary and igneous rocks are the two primary sources of phosphate that are mined and beneficiated to fertilizer. During the beneficiation process, phosphate is lost into the tailings. We investigated phosphate concentrations in tailings dumps at Minjingu mine, Tanzania using energy-dispersive X-ray fluorescence spectrometry to quantify the chemical compositions. The phosphate content in the tailings varied from 12.91% phosphorus pentoxide (P2O5) in Tailings 2 to 19.61% in Tailings Dump 1. The naturally occurring phosphate concentration in rocks ranges from 3% to 35%, and phosphate tailings from various locations with P2O5 concentrations as low as 6.46-12.65% have been beneficiated to commercial fertilizer. Our investigation revealed that phosphate concentrations in Minjingu tailings may be sufficient to be recovered for commercial applications. Suitable recovery methods are discussed, and we recommend that beneficiation should be performed to minimize the loss of phosphate into tailings. Further research is needed to identify the optimal beneficiation methodology.

Aug 8, 2024

By Peter Zhang, Daniel Su, Mark Alexander Van Dyke, Heather Dougherty, Bo Hyun Kim

The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) has been evaluating longwall mining-induced strata fractures and their impacts on casing stability of Marcellus shale gas wells located in longwall pillars. To understand the extent of overburden fractures after longwall mining, NIOSH researchers drilled a post-mining corehole into the fractured strata above the Pittsburgh coal seam longwall gob. Knowing the extent of the fracture zone height will help gas operators minimize the hazards of drilling into longwall gobs. The core was retrieved from the surface down to the top of the gob void. Various fractures were encountered varying from 35 to 64°, depending on lithologic type and relative closeness to the gob. The longwall panel dimension was 457-m wide and 3657-m long, in which the total fracture zone height was found to be at 141 m and the hydraulic connected fracture zone at 87.7 m above the top of the Pittsburgh seam. In addition to core drilling through the gob, FLAC3D modeling was also used to simulate the formation of fracture zone and the orientations of longwall-induced fractures. This study provides much-needed evidence on the fracture zone of Pittsburgh seam longwall gobs to help gas operators avoid potential hazards associated with drilling through highly fractured zones in longwall gobs.

Jun 9, 2022

By Manoj Khandelwal, Minghui Liu, Jian Zhou, Kun Du

The waste rock and tailings backfill into the mined-out areas are the most effective method for solving the environmental pollution and surface disasters for nonferrous metals mines. In practice, the success and availability of backfill operations are dependent on the slurry fluidity and the strength properties of cement backfill. The transport of the slurry through the pipeline to the designated backfilling area relies on its eximious flow properties, while the appropriate strength of the filling body ensures the safe operation of the stope. In this paper, the effects of cement and aggregate types on the slurry fluidity and strength characteristics of cemented backfill are studied in detail, which are often ignored in other pieces of literature. Diffusivity is used as an indicator to evaluate the slurry fluidity. Various slurries whose concentrations ranging from 70%, 73%, 75%, 78%, and 80% are made with different aggregate ratios and cement-sand ratios are tested. It has been shown that slurry fluidity is inversely related to its concentration, but 78% is the “stopping point” for the deterioration of fluidity. The addition of rod-milled sand improves or worsens the cemented backfill (CB) strength depending on the amount of rob-milled sand. The uniaxial compression experiment results on 216 CB specimens produced by different combinations of influencing variables showed that CB specimens made from cement with superior mechanical properties have a higher uniaxial compressive strength (σucs). It has been also found that the effect of aggregate ratio on the CB strength is not singular, but works in conjunction with the curing time and the cement-sand ratio. The longer the curing time and the higher the cement content, the higher the CB’s σucs. To avoid the time-consuming and costly problem of obtaining the strength of the CB from indoor experiments, an SVR model capable of predicting the uniaxial compression strength of CB specimens is proposed, which is optimized by genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization (PSO) algorithm. The results of the three performance indexes (MAPE, MSE, and R2) show the superior performance of the GA-SVR and PSO-SVR models and the agreement of the predicted results with the experimental results, which indicate that these two models can accurately predict the σucs of CB.

Feb 3, 2022

By Nawal Kishore, Nilesh Pratap Singh, Amit Kumar Verma, Vikram Seervi

In India, despite its natural abundance, demand for coal exceeds its countrywide supply due to failure to achieve high production targets, especially in opencast mines, which are responsible for 94.98 percent of total raw coal production in the country. Employment of technological solutions, such as surface miners, is key to achieving higher coal production and productivity in an environmentally friendly manner, especially in populated areas adjacent to the mining zone. This technology eliminates blast hole drilling, blasting and primary crushing units, thus reducing related environmental hazards like ground vibration and fly rocks.

May 1, 2023