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By Rodrigo Vitorino da Silva

Ligas a base de zircônio utilizadas na indústria nuclear estão sujeitas à formação de hidretos que são causadores de efeito deletério no material. Para aumentar o tempo de operação desses componentes, é necessário o desenvolvimento de novas ligas que retardem ou diminuam esse efeito. Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da adição de elementos de liga em uma liga inédita a base de Zr-Nb na absorção de hidrogênio, através de testes que avaliam a absorção de hidrogênio e a formação de hidretos no material após processamento termomecânico e comparar seu desempenho com duas ligas comerciais. Para tal, foram realizados ensaios de microdureza, cinética de absorção de hidrogênio e micrografias. Os resultados de microdureza Vickers das três ligas estudadas, após o processamento termomecânico, são muito próximos. As curvas de cinética de absorção de hidrogênio mostram que a liga Zr-Nb-Sn-Fe apresenta melhor comportamento que as demais uma vez que o tempo para o início de absorção foi maior. As micrografias indicam que a liga proposta apresenta um desempenho superior em relação à morfologia dos hidretos visto que os mesmos são mais curtos e alinhados.

Aug 17, 2017

By Antônio Carlos Simões de Santana Filho

Entre os anos de 2012 e 2014 a CSN adotou uma série de ações para ajustar o balanço hídrico da Usina Presidente Vargas (UPV), localizada na cidade de Volta Redonda no estado do Rio de Janeiro. Tais ações possuíam o objetivo de alcançar um fluxo hídrico mais ajustado e equilibrado em relação aos seus processos produtivos, consequentemente favorecendo na identificação de novas oportunidades de redução de captação de água do rio Paraíba do Sul e principalmente na melhor quantificação no consumo de água nos processos produtivos da companhia. A quantificação detalhada, atualizada e mais precisa do balanço hídrico da empresa favoreceu uma série de ganhos operacionais, possibilitando uma comparação mais assertiva com outras empresas do ramo siderúrgico, além de alavancar diversos indicadores ambientais da CSN.

Aug 17, 2017

By Maria Amélia Martins

Os aços inoxidáveis duplex (AID) possuem uma estrutura austeno-ferrítica de aproximadamente 50% de cada fase, tal característica confere aos AID propriedades mecânicas superiores aos aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos e elevada resistência à corrosão. Esses aços possuem uma adição significativa de elementos de liga, que são os responsáveis pelo correto balanceamento das fases e asseguram as propriedades desejadas. Outro parâmetro importante para assegurar as propriedades desejadas é o processamento termomecânico. Sendo assim, este trabalho avaliou a influência de diferentes temperaturas de tratamento térmico de recozimento nas frações de fases primárias (ferrita e austenita) e nas propriedades mecânicas de dois AID (UNS S32304 e UNS S31803). Os tratamentos térmicos de recozimento foram realizados em cinco temperaturas diferentes com tempo de encharque fixo seguido de um resfriamento rápido. A quantificação das fases primárias foi realizada através de microscopia óptica (MO) e as propriedades mecânicas avaliadas em um ensaio de tração uniaxial. As frações de fases primárias medidas indicam que com o aumento da temperatura de recozimento há aumento na fração de ferrita e a temperatura onde a microestrutura é mais aproxima de 50% de ferrita e 50% de austenita foi em 1020°C em ambos os AID. Além disso, observou-se que com o aumento da temperatura e, consequentemente da fração de ferrita, houve uma redução no limite de resistência nos dois AID deste estudo.

Aug 17, 2017

By Henrique Paier Milanez

À medida que os depósitos minerais de alta qualidade vão se exaurindo e a contínua busca por menores custos operacionais aumentando, as rotas de beneficiamento de minério tornam-se mais complexas, gerando custos de capital cada vez maiores. Dessa forma, surgem desafios não somente para a redução desses custos, mas também para validação do dimensionamento dos equipamentos, teste das lógicas de controle, treinamento operacional e redução do tempo de start-up. No presente trabalho é realizada uma breve revisão bibliográfica sobre o atual cenário de simulação de processos na indústria mineral e é mostrado como essa tecnologia se encaixa em todas as etapas do desenvolvimento de projetos. Especificamente, são apresentados estudos de dimensionamento de linhas de processo e dimensionamento de bombas centrífugas em casos técnicos em que o software IDEAS foi utilizado como ferramenta de simulação dinâmica para validação do processo, reduzindo o impacto financeiro em etapas posteriores. Como exemplo dos resultados das validações, mais de 40 bombas tiveram seu dimensionamento reavaliado e mais de 10 tubulações tiveram seus diâmetros revisados. Os resultados observados corroboram o grande potencial tanto da ferramenta computacional, quanto da simulação de processos de modo geral.

Jul 30, 2018

By Johannes Münzer

Regeneradores são elementos importantes em uma usina siderúrgica. Eles são os responsáveis pelo aquecimento do ar de sopro aplicado no alto-forno a partir do aproveitamento da energia contida nos gases do processo de produção de ferro gusa. Dessa forma, os regeneradores estão diretamente associados ao processo siderúrgico. Durante do seu ciclo de trabalho, o qual se denomina campanha, problemas podem ocorrer devido a variações operacionais indesejadas, falhas de projeto, entre outros fatores. Num ambiente onde o tempo cessante de um equipamento gera enormes custos, a solução é desenvolver soluções customizadas que minimizem essa interrupção. Cada uma das partes do regenerador tem funções únicas e consequentemente soluções únicas, que visam o reparo no estado da arte com menor custo.

Aug 17, 2017

By Isadora Pereira Nunes

O objetivo deste trabalho é estudar o efeito do recobrimento de níquel-nióbio por eletrodeposição na resistência à fadiga de um aço carbono SAE 1020. Os corpos de prova para os ensaios de fadiga foram extraídos de barras de diâmetro igual a 7,94 mm (5/16’’). Os ensaios de fadiga foram realizados por flexão rotativa com carregamento em balanço. Foi empregada uma velocidade de rotação de aproximadamente 1500rpm. Foram realizados ensaios de dureza do aço e da camada depositada de Ni-Nb. Análises microestruturais do aço e das fraturas de fadiga foram realizadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os ensaios de fadiga foram realizados de forma a se obter curvas S-N (curvas de Whöler). Foram realizados três ensaios para cada carregamento. Foi observado que o recobrimento de Ni-Nb proporcionou tendência ao aumento do limite de resistência à fadiga do aço.

Aug 17, 2017

By Neussias Inocêncio Henrique

O processo de coqueificação em uma Coqueria do tipo Heat Recovery é baseado na queima da matéria volátil presente no carvão, principal combustível para aquecimento dos fornos. A Combustão dos gases tem que ocorre dentro da câmara primaria (interior do forno) e na câmara secundaria (Sole Flue). Devido a algumas interferências no processo de coqueificação não ocorre a queima completa dos gases no forno e com isso a combustão terciária ocorre nos coletores de gases (equipamento destinado apenas para transporte dos gases de combustão). Com a queima dos gases nos coletores temos o aumento de temperatura no interior do duto e como a estrutura refratária não foi projetada para suportar esse limite máximo de temperatura acontece a contração e posteriormente colapso do refratário causando perdas em todo o processo. Os principais benefícios após a aplicação dessa técnica é a redução no tempo de reparo, aumento do rendimento de aplicação da massa refratária e prolongamento na vida útil desse equipamento.

Aug 17, 2017

By Aline Aguiar Lopes

A piora na qualidade dos minérios de ferro tem levado as empresas a adaptarem seus processos a novas condições de qualidade das matérias-primas, surgindo assim a necessidade de desenvolver estudos que auxiliem as tomadas de decisão. Esse trabalho avaliou a influência da qualidade do sínter e da composição da carga metálica na zona coesiva do alto-forno através dos parâmetros de amolecimento e fusão. A importância de se obter informações sobre a zona coesiva se deve principalmente ao fato de nessa região ocorrer a maior parte da perda de carga no interior do alto-forno. Cinco amostras de sínter de qualidades químicas distintas, produzidas nas sinterizações da CSN (Companhia Siderúrgica Nacional), foram selecionadas e caracterizadas para esse estudo. Os ensaios de Amolecimento e Fusão foram realizados no Centro de Tecnologia de Ferrosos da Vale através de um acordo de cooperação técnica entre as empresas. Os resultados obtidos mostraram que as técnicas utilizadas são adequadas para avaliação das propriedades em altas temperaturas, fornecendo dados importantes para a interpretação do comportamento da carga metálica no interior do alto-forno, como espessura e posicionamento da zona coesiva, permeabilidade e redutibilidade da carga, indicando assim, a composição da carga metálica de melhor desempenho para o alto-forno.

Aug 17, 2017

By Julián Andrés Ortiz González

Este estudo apresenta novos resultados que comprovam a confiabilidade e a repetibilidade das medições de cargas de abertura de trincas de fadiga obtidas em estudos anteriores [1,2], que foram usadas para questionar a hipótese proposta por Elber em 1970 de que a força motriz das trincas é a gama efetiva do fator de intensidade de tensões (?Kef). Para isto, dois corpos de prova DC(T), um fino com 2 mm e o outro grosso com 30 mm de espessura, foram usados em ensaios de propagação de trincas por fadiga sob ?K e Kmax quase constantes, para simular condições dominadas por tensão ou deformação plana. Medições redundantes de ?Kef foram feitas usando uma série de extensômetros colados ao longo do ligamento residual à frente da ponta da trinca, por outro extensômetro colado na face traseira do DC(T), e por um sistema independente de correlação digital de imagens (DIC), que mede o campo de deslocamentos na face do espécimem. As cargas de abertura medidas pelos três sistemas independentes foram similares, comprovando assim que suas variações significativas observadas durante o crescimento da trinca são metrologicamente confiáveis. Este resultado comprova que a propagação daquelas trincas por fadiga não foi controlada por ?Kef. As consequências desta conclusão são detalhadamente discutidas neste trabalho.

Aug 17, 2017

By Jean-Paul Simoes

The development of the blast furnace over the last years lead to a substantial increase in production capacity and productivity. This development triggered an evolution of the cooling systems in order to cope with the raising heat loads. The excellent protection of the shell by copper staves allowed blast furnace operators to achieve campaign lifetimes of more than 20 years. However in recent years some blast furnaces have experienced severe wear of the copper staves due to abrasion. The influences of the blast furnace design as well as of the operation conditions on this premature wear have been analysed and the mechanisms leading to the wear will be explained. New developments in the copper stave technology are part of the solution for avoiding premature wear during periods with less favourable conditions. The protection mechanisms made available by the new design extend the inherent protection mechanisms of copper staves to these periods. BFXpert® system is the ideal tool for the monitoring of the process data, the process models and the recommendations given by Sachem® support the operator in choosing efficient operation points. The charging with a Bell Less Top® (BLT) allows an accurate controlling of the blast furnace with regard to the optimization of the gas distribution. High performance operation together with long campaign lifetimes are thus made possible.

Aug 1, 2018

By Magda Moreira Pinto

Durante a fabricação do aço as grandes siderúrgicas possuem usinas térmicas integradas aos seus processos industriais. Uma operação bastante comum na indústria siderúrgica é a geração de vapor, normalmente utilizado para a produção de trabalho mecânico em turbinas (vapor superaquecido) ou em processos de aquecimento, nos quais se emprega o vapor saturado. Estes vapores de processos também podem ser utilizados na geração de energia elétrica. Para isto, foi importante assegurar a qualidade da água e do vapor de baixa pressão (VBP) enviado para Termelétrica. Foi com este intuito que a TKCSA se preocupou em padronizar o (VBP) gerado na Caldeira Auxiliar da área de Utilidades e Caldeiras da Aciaria. O desafio era transformar o (VBP) na mesma qualidade do vapor produzido nas caldeiras recuperadoras de calor (HRSG). O procedimento adotado foi á modificação no tratamento químico, a instalação de uma monitoração química contínua e eficiente para assegurar os parâmetros químicos dentro da especificação técnica recomendada pelo EPRI - Electric Power Research Institute, Inc. Com este tratamento foi controlada as dosagens químicas, a operação da caldeira e a geração dos efluentes líquidos para o tratamento químico ambiental. Contudo foi possível tornar um mecanismo dinâmico e econômico para a empresa viabilizando a utilização do vapor na termelétrica.

Jul 31, 2018

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 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 Sérgio de Azevedo Penchel Júnior

A Votorantim Metais possui dois Smelters de Zn situados no estado de Minas Gerais, Brasil, um na cidade de Três Marias e outro na cidade de Juiz de Fora. A unidade de Juiz de Fora tem se caracterizado ao longo dos anos pela mudança de estratégia no que diz respeito a obtenção de matérias-primas, buscando oportunidades em materiais secundários ricos em Zn, em substituição ao concentrado de Zn, tornando-se ao longo do tempo cada vez mais uma unidade recicladora. O cemento é um material gerado na Hidrometalurgia do Zn, mais precisamente na etapa de purificação, e é composto basicamente por Zn, Cu, Cd, Co, Pb e Tl. A solução purificada, produzida após esta etapa é direcionada a eletrólise para produção de zinco eletrolítico. Atualmente em Juiz de Fora, todo cemento gerado é destinado a uma área específica da hidrometalurgia para seu tratamento e recuperação de Zn e Cd. Os demais metais são perdidos e dispostos na barragem de rejeitos. Na planta de Três Marias não existe área específica para tratamento desse material, e dessa forma, todo ele é estocado em depósito especial. O objetivo desse estudo é avaliar e propor uma rota alternativa de processo que permita uma maior recuperação de metais dos cementos de TM e JF, utilizando os ativos da planta de tratamento de cementos de JF levando dessa forma a redução da geração de resíduos enviados para as barragens de uma forma economicamente viável.

Aug 17, 2017

By Rodrigo Cesar de Miranda

A importância de descrever o processo de beneficiamento por um modelo matemático tem sido apresentada por vários pesquisadores. O principal benefício é o controle e a otimização do processo dentro de uma situação industrial. O modelo seria capaz de prever determinada variável de controle do processo a partir de dados conhecidos. Assim, a simulação dinâmica representa um marco no campo da otimização de processos minerais. Essa tecnologia de simulação tem uma ampla aplicação no estudo de processos, o que permite a obtenção do seu conhecimento e domínio operacional. Além disso, possibilita melhores definições nas etapas de projeto, além de realizar uma análise de confiabilidade mais realista. O presente trabalho consiste em realizar uma análise de confiabilidade, através da simulação dinâmica, para entender como as paradas não-programadas influenciam a produção de uma planta de beneficiamento de ferro. Ainda, visa entender o desempenho fenomenológico dos equipamentos de acordo com a entrada de diferentes tipos de minérios e também como são suscetíveis a condições climáticas.

Aug 17, 2017

By José Ramiro Esteves Ramos

Características microestruturais são determinantes para as propriedades não ôhmicas de materiais varistores, uma vez que elas se relacionam com o coeficiente de não linearidade das curvas U x I, com a capacidade de absorção de energia, e com o seu grau de confiabilidade. O presente trabalho tem por objetivo a análise composicional e microestrutural de um material varistor comercial a base de ZnO dopado com diversos óxidos, além de comparar a eficiência dos ataques químico e térmico para a visualização das imagens em MEV. Os resultados obtidos condizem com a literatura onde foi observada a predominância de grãos majoritariamente compostos por ZnO com a presença de segregações constituídas de diversos elementos e concentradas nos contornos de grão. Quanto aos ataques, foi notável uma melhor qualidade das imagens quando se adotou o ataque térmico do ponto de vista da visualização dos contornos de grão. O ataque químico, por sua vez, demonstrou ser mais eficiente na elucidação das fases segregadas e na revelação da porosidade do material varistor.

Aug 17, 2017

By Juliana Cecília Costa Ribeiro Vieira

As operações de amostragem de qualquer atividade que necessite de controle de qualidade são fundamentais tanto para fins de garantia da qualidade quanto para efeito comercial dos produtos. Na mineração de ferro não é diferente. Uma amostragem que carregue um vício de 0,20% no teor de Fe (%) pode representar uma perda de faturamento de aproximadamente US$226 mil para cada milhão de toneladas comercializadas aos preços atuais. Para fazer um bom plano de amostragem é necessário conhecer o grau de heterogeneidade ou variação de qualidade (sW) do minério a ser amostrado. Segundo Pierre Maurice Gy, um dos mais renomados especialistas em amostragem de minérios em geral, a forma mais indicada para estimar a sW é o método do variograma. Neste trabalho usamos a metodologia do variograma, com base na Norma Técnica ABNT ISO 3084:2003, para estimar a sW do minério tipo Sinter Feed produzido na Mina de Serra Azul da ArcelorMittal.

Oct 30, 2017

By Sayonara Soares de Freitas Carneiror

A extração de alumina por digestão ocorre em meio reacional entre a pasta de bauxita e licor cáustico aquecido. Este aquecimento ocorre em uma série de trocadores de calor, que utilizam vapor saturado produzido em caldeiras de gás natural. Aproximadamente vinte minutos após a passagem pelos trocadores, o licor alimenta o reator e a mistura entre este fluido quente e a pasta fria deve atingir uma temperatura pré-definida de digestão. O controlador tradicional não era capaz de integrar o circuito entre os produtores e consumidores de vapor, por causa do deadtime do processo que gera a necessidade de um modelo robusto para ser acoplado à lógica de PID, mais a questão da não-linearidade do processo de transferência de calor. Este artigo apresenta a metodologia e os resultados de uma aplicação de tecnologia baseada em lógica Fuzzy em trocadores de calor para controle da temperatura reacional. A ferramenta do projeto é uma plataforma de controle avançado que não necessita de modelos fenomenológicos e é capaz de lidar com sistemas não-lineares. A média da temperatura de digestão ficou 0,4°C mais próxima do setpoint e a variabilidade reduziu em 61%, o que permitiu a redução em 3,2% no consumo específico de vapor.

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 Flávio Beneduce

O conhecimento das características termodinâmicas do sistema NiO-CaO é de fundamental importância no modelamento do equilíbrio metal-escória-refratário para a elaboração de ligas à base de níquel em fornos elétricos a arco assim como para o desenvolvimento de base de dados consistente para a extração de níquel de minérios lateríticos. O modelamento existente para a escória líquida, baseado no modelo quase-químico modificado por Pelton e Blander, não pode ser utilizado diretamente na base de dados SLAG usada pelo programa Thermo-Calc pois utiliza um outro modelo termodinâmico para a fase escória. O presente trabalho apresenta o modelamento do sistema NiO-CaO usando o modelo quase-químico de células de Kapoor-Frohberg-Gaye para a fase escória líquida. Os dados utilizados neste modelamento foram atividades das espécies químicas nas fases sólidas, composições solvus em várias temperaturas e parâmetros magnéticos da fase NiO. A otimização foi feita com o módulo PARROT® do programa Thermo-Calc®. Os resultados obtidos da otimização ajustaram-se bem aos dados experimentais apresentados na literatura.

Aug 17, 2017