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By Božidar Šarler, Umut Hanoglu

A rolling simulation system has been developed to calculate the macroscopic rate of deformation, stress, strain, and temperature fields by using a novel meshless method. The model is based on two-dimensional traveling slice assumption. The slices are aligned towards the rolling direction. The initial size of the billet, bloom or slab and the geometry of the grooves at each rolling stand, the distances between the rolling stands, and continuous or reverse rolling can be arbitrarily considered. The purpose of this paper is to complement these development by predicting and visualizing also the grain size of steel over the strand cross-section for each position in the rolling mill. The grain size models have been in one-way coupled to the macroscopic calculations. First the critical strain for dynamic recrystallization is being checked. If the calculated strain is higher than that, considering also the time for meta-dynamic recrystallization, dynamic or meta-dynamic grain size calculations are carried out. If the strain is too low then only the static recrystallization is considered together with its required time. Finally, austenite grain size and ferrite grain size are calculated respectively as the steel cools down. The listed physical models are based on collection of empirical relations found in literature. The user of the system is free to choose or create the model he wants with his own parameters. The simulation system has been coded as a user friendly computer application for an industrial use based on C# and .NET framework and runs on regular PCs. The computational time for a rolling simulation is usually less than one hour and can thus be straightforwardly used for optimization of the rolling mill design in a reasonable time.

Oct 1, 2019

By Milca Ventura dos Santos, Ricardo Rodrigues Grizotti, Luciano Henrique Andrade de Resende, Francisco Ricardo Casa Neto, Paulo Roberto de Oliveira Junior, Bruno Rodrigues Ferreira

O trabalho tem por objetivo demonstrar o processo de desenvolvimento e implantação da automatização nas operações, atividades de almoxarifados (recebimento, armazenagem, movimentação, inventário, picking e entrega de materiais), com o uso da tecnologia SAP FIORI com interface nos sistemas operacionais Android e IOS para utilização do Mobile (smartphones e tablet’s), já alinhado ao momento da indústria 4.0, visando inovações tecnológicas nos campos de automação, controle e tecnologia da informação. O desenvolvimento nesta nova plataforma visa tornar as operações de almoxarifados mais ágeis e eficientes, buscando otimizar o processamento das informações com mais rapidez, redução do tempo de permanência das mercadorias nas áreas de transferência e gerar maior rastreabilidade dos processamentos com interface direta e on-line com o ERP-SAP da organização. A metodologia do trabalho foi identificar as oportunidades de explorar as melhores potencialidades das soluções do SAP Fiori, alinhadas aos sistemas operacionais Android e IOS para uso de celulares, tablet’s, com comunicação através da rede interna e/ou 3G/4G sempre visando otimizar todas as atividades operacionais (fluxo de materiais) e administrativas (fluxo de informações) dentro dos processos dos almoxarifados e suas áreas de interface. O projeto iniciou-se e sendo implementado nas unidades de Planos (ArcelorMittal Tubarão e Vega), e com plano de expansão para as unidades de Longos da ArcelorMital Brasil durante o ano de 2019. Nesta primeira etapa o resultado alcançado foi de plena adequação, tendo sido encontrado benefícios em redução de erros; aumento de segurança; redução de custos; otimização de processos; transparência em dados; customização de produtos, o qual espera-se que a curva de aprendizado naturalmente nos levará a adoção de novas soluções incrementais resultando nos melhores níveis de gestão do processo de armazenagem e movimentação de materiais.

Oct 1, 2019

By Dhyemila de Paula Mantovani

Hoje em dia, a necessidade de utilizar materiais ecologicamente corretos tem aumentando em paralelo com a constante busca de novas tecnologias para produzir materiais renováveis, economicamente viáveis e tecnologicamente avançados, o que justifica esse trabalho. O presente trabalho consiste em estudar o comportamento mecânico de compósitos de matriz poliéster reforçados com fibras de cânhamo e testadas com impacto Izod. Para a realização deste teste, foram feitas amostras com dimensões de 10 mm de largura, 63 mm de comprimento e 12,7 mm de espessura em diferentes frações volumétricas de fibra, 0%, 10%, 20% e 30%. As amostras foram testadas em um conjunto pendular PANTEC na configuração Izod, modelo XC-50 localizado no LAMAV/UENF. A energia de impacto Izod dos compósitos de poliéster de 30% de fibras de cânhamo foi de 169,4 J/m.

Oct 30, 2017

By David Bassanelli Sampaio

Com a crescente demanda por sistemas distribuídos e multiplataformas, houve uma larga proliferação de métodos, linguagens e tecnologias com o objetivo de atender aos mais diversos requisitos desse ambiente. Com isso, a TI de corporações que possuem desenvolvimento interno de aplicações enfrentam um grande desafio de gerir conhecimento dos profissionais mais experientes e integrar novos profissionais de forma a garantir a qualidade e agilidade na tratativa de incidentes, bem como a capacidade de evolução e criação de novas soluções. Neste trabalho, apresentaremos as diretrizes, tecnologias e processos desenvolvidos na Usiminas, consolidados em uma arquitetura. Esta arquitetura propiciou, entre outros, a estabilidade e continuidade dos sistemas existentes, a padronização da experiência final do usuário, a agilidade na construção das soluções Java, evoluindo a qualidade dos sistemas mantidos pela TI, com resultados efetivos.

Oct 30, 2017

By Cristiano José Scheuer

The effect of low-temperature plasma carburizing treatment on the micro-abrasive wear resistance of AISI 420 steel was investigated by mean of a CSM Calowear ball-cratering equipment. Carburized samples were treated at temperatures of 350, 400, 450 and 500°C for a fixed time of 12 h, using a gas mixture containing 99.5% (80% H2+20% Ar)+0.5% CH4. Micro-scale abrasive wear tests were conducted with a 25.4 mm AISI 420 steel sphere, using an abrasive suspension of alumina (Al2O3) with particle size of 1 ?m (abrasive concentration of 0.11 g/cm³). The contact normal force, abrasive flow and ball rotation speed were fixed at: 0.5 N, 0,2 drop/s, and 120 rpm. The wear craters were analyzed using a confocal laser microscope, Olympus OLS 3000. The wear analyses were performed for test times of: 30, 60, 90, 120, 180, 360, 540, 720 and 900 s (equivalent sliding distance: 0.84, 1.68, 2.52, 3.36, 5.04, 10.09, 15.14, 20.19 and 25.23 m, respectively). The results indicate that the wear coefficient in the outer layer and in the diffusion layer are different, being lower in the latter. It was also verified that the wear coefficient on the outer layer region decreases with increasing treatment temperature in the range of 350 to 450 °C, and increase again for 500ºC. The diffusion layer wear coefficient is similar for all the carburized samples. Finally, for all studied conditions, the analysis of the wear craters surface indicates the occurrence of grooving and micro-rolling abrasion wear modes.

Aug 8, 2018

By Fabiana da Silva Santos

Neste trabalho foram estudados os efeitos da laminação a frio com baixo percentual de redução e a cinética de recristalização em um aço médio carbono e alto manganês. O aço em estudo foi laminado a frio com percentual de redução de 10%, seguido de um tratamento térmico de recozimento nas temperaturas de 650 e 700°C, em tempos de 10, 15, 20, 25 e 30 minutos. A caracterização microestrutural e avaliação da fração recristalizada foram avaliadas por microscopia óptica e a dureza Vickers (avaliada em um macrodurômetro e um microdurômetro). De acordo com os resultados pode-se observar um efeito combinado de recristalização e crescimento de grão em função da microestrutura parcialmente encruada pelo baixo percentual de redução imposto, que se acentua com aumento do tempo e da temperatura de encharque.

Aug 16, 2017

By Claudio Pereira Diogo

Bobinas de aço laminadas a frio galvanizadas com recobrimento do cromo foram empregadas para a produção de telhas e calhas d’água. Entretanto, o fabricante destes produtos teve problemas com as superfícies obtidas, que mostraram sinais de marcas de deformação/estiramento. O problema é que, na aplicação desejada, uma aparência superficial que não seja brilhante e lisa é muito indesejável. Este trabalho foi feito a fim de descrever as condições que levaram o material para se comportar como visto pelo usuário (fabricante de telhados e calhas de chuva) com base em sua aparência e comportamento mecânico. Foram empregadas observações em microscópio estéreo e curvas tensão-deformação, obtidas a partir de ensaios de tração. Com base nos resultados, são apresentadas algumas opções para minimizar a ocorrência de marcas citadas durante a utilização do que as bobinas.

Aug 16, 2017

By Marcio José Campos Borba

A cotação do minério de ferro caiu muito nos últimos anos. Em função disto, a Vale buscou se adaptar para continuar atendendo às condições do mercado. Considerando que o principal cliente mundial atualmente é a China, que os principais concorrentes estão na Austrália, e que as suas operações deste produto estão localizadas no Brasil, os desafios da Vale têm sido cada vez maiores para se produzir com qualidade e com baixo custo. Com este cenário, o desdobramento da estratégia da empresa, bem como sua execução, têm merecido destaque especial na Diretoria de Ferrosos Sudeste. Em meio a este momento, foi implantado o Escritório de Projetos, que recebeu a responsabilidade pela condução do planejamento estratégico, desdobramento da estratégia e gestão de carteira de projetos nessa Diretoria, de forma integrada com outros pilares da Gestão da Qualidade.

Oct 30, 2017

By Breno Totti Maia

Metalurgistas e pesquisadores de aciarias a oxigênio buscam dia após dia o desenvolvimento de parâmetros operacionais com reflexos diretos em ganhos metalúrgicos e no desempenho dos equipamentos, visando aumentar a produtividade e evitando interrupções para manutenção. O principal requerimento para um converterdor a oxigênio é o conjunto de lança com bico de cobre. Recentemente a Lumar Metals apresentou cartuchos com a tecnologia Slagless que podem ser usados para substituir os bicos convencionais de cobre com expressivos resultados de processo. Alguns pontos são fundamentais para se obter um projeto de bico que tenha satisfatória vida útil, como por exemplo, a estrutura do material utilizado, o correto dimensionamento do circuito de refrigeração e o correto dimensionamento dos lavais de saída do oxigênio. O objetivo do presente trabalho é avaliar os efeitos dos parâmetros de processo: pressão e vazão e suas influências no desgaste do bico de lança devido ao mau dimensionamento dos lavais ou quando operando em condições abaixo da especificada. Os resultados mostram que para cada conversor com um perfil operacional único, o projeto do bocal específico é o que garante os melhores ganhos metalúrgicos e aumento da vida útil do bico.

Aug 16, 2017

By Raimison Bezerra de Assis

Ferritas são compostos cerâmicos que apresentam propriedades magnéticas, sendo estas dependentes da sua estrutura cristalina. Dentre as ferritas, a do tipo Ni-Zn é uma das mais promissoras, em virtude da microestrutura e das propriedades magnéticas deste material. Este trabalho teve como objetivo analisar a microestrutura e propriedades magnéticas da ferrita Ni-Zn dopada com íons (TR) Sm3+. A ferrita Ni-Zn-Sm foi obtida pelo método dos precursores poliméricos, a partir da dissolução do ácido cítrico, nitrato de ferro, nitrato de níquel, nitrato de zinco, nitrato de samário e etilenoglicol. A resina obtida foi pirolisada a 350°C/2h com taxa de aquecimento de 10°C/min. e calcinada a 650°C/3h com taxa de aquecimento de 10°C/min. O material resultante foi caracterizado por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e magnetometria de amostra vibrante (VSM). Os resultados mostraram a formação de fase única da ferrita Ni-Zn-Sm, com partículas aglomeradas e características magnéticas de material macio "soft", com baixa coercividade (0,189 kOe) e magnetização de saturação (47,699 emu/g).

Aug 8, 2018

By Daniel Augusto Ferro

O aço 27MnCrB5-2 tem sido muito utilizado para aplicação em facas, além de peças de boa resistência mecânica e resistência ao desgaste, alguns exemplos são verificados no ramo agrícola como faca para corte basal de colheitadeiras de cana, lâminas de roçadeira e helicoide para transporte de grãos. A indústria de beneficiamento de papel/papelão é outro segmento onde esse aço está presente, sendo usado para facas de corte e vinco. Com o objetivo de melhorar a conformabilidade da liga 27MnCrB5-2 no estado temperado, de forma a atender o nível de conformação solicitado, principalmente na fabricação de facas de corte e vinco, foram processados quatro lotes com diferentes conceitos de tratamento térmico de têmpera (martêmpera e austêmpera) para posterior avaliação das estruturas e propriedades mecânicas, a fim de correlacioná-las com a conformabilidade da dobra em cada situação. Com os resultados encontrados e testes práticos realizados durante fabricação da faca de corte e vinco, foi possível constatar melhora significativa na microestrutura/propriedade mecânica/processamento da peça considerando sua conformabilidade com um dos parâmetros de austêmpera utilizados.

Aug 16, 2017

By Marcilio do Carmo Silva

O circuito de flotação de Fábrica Nova é composto por três colunas de quatro metros de diâmetro e quinze de altura, equipadas com sparger’s tipo retrofit (misturadores), utilizando uma mistura de ar e polpa para geração de bolhas. As colunas operam em paralelo constituindo o estágio rougher. Os produtos gerados neste estágio são tratados em células convencionais (cleaner e scavenger). Com o empobrecimento do ROM proveniente da Mina de Fábrica Nova e conseqüente aumento de SiO2 na alimentação da flotação, fez-se necessário ajuste no circuito com o intuito de garantirmos qualidade competitiva do pellet feed de Fábrica Nova. Foram feitas alterações de rota do rejeito do estágio rougher, direcionando o mesmo para o rejeito final (no circuito padrão o mesmo alimentava o estágio scavenger). O rejeito do rougher e o rejeito do scavenger compõem o rejeito final da flotação. Um ajuste no percentual de sólidos da alimentação da flotação foi necessário para favorecer a coleta da sílica (saindo da ordem de 58-60% para 53-54%). Com esta manobra conseguimos retirar o excesso de SiO2 do circuito de flotação, possibilitando a geração de pellet feed com qualidade dentro dos padrões VALE.

Aug 8, 2018

By Daniel Augusto Ferro

Devido crescente necessidade de elevação dos níveis de conformação em peças estampadas, existe uma demanda cada vez maior em ligas e processos diversificados que atendam as variadas exigências do setor de produtos estampados e posteriormente tratados termicamente para aumento de dureza. Desse modo desenvolveu-se a liga C80M (modificada), que é uma variante da liga C80U especificada na norma DIN EN ISO 4957 porém com adição de Cromo, entretanto a liga C80M ainda é pouco estudada e pouca informação técnica se tem a seu respeito. Com a finalidade de melhor conhecimento técnico dessa liga, foram conduzidos estudos de caracterização em amostras laminadas a quente e após processo de esferoidização posteriormente sendo revestidas com fosfato de zinco. Foram realizados estudos de composição química, microestrutura e propriedades mecânicas, além de levantamento da curva CLC através do método Nakazima em amostras com e sem revestimento de fosfato. Através dos resultados parciais encontrados, foi possível definir o lado da curva CLC relacionado ao estiramento da chapa bem como comparar o deslocamento e a força do punção no teste Nakazima conformando-se amostras esferoidizadas sem e com revestimento de fosfato.

Jul 30, 2018

By Caio Oliveira Biondi

A lixiviação de zinco é um processo contínuo que ocorre através da adição de ácido em uma série de tanques, com objetivo de extrair o zinco do material de origem. O ácido deve ser adicionado de forma progressiva para evitar a formação de compostos indesejados e também a formação de espuma decorrente da reação do ácido com o carbonato. O grande desafio do processo é acertar os pontos corretos de adição de ácido para que a lixiviação ocorra com o maior rendimento possível, pois tanto o excesso quanto a falta de ácido prejudicam essa etapa. Com o objetivo de aumentar o rendimento global do processo, a solução de controle avançado baseada em lógica Fuzzy da I.Systems, o Leaf, foi aplicado para substituir o controle tradicional PID e/ou manual. O Leaf foi capaz de reduzir a variabilidade do pH nos tanques em até 25%, fazendo com que fosse possível operar mais tempo no ponto ótimo. Isso permitiu que o rendimento global da etapa de lixiviação aumentasse 0,24%, além de melhoria qualitativa na etapa seguinte de sedimentação. O ganho financeiro proporcionado pela economia de concentrado silicatado foi de 375.000 reais por ano para a Votorantim Metais.

Oct 30, 2017

By Daniel Wild, Tobias Scheffer, Marvin Laugwitz, Martin Jochum

Leveling is a standard process in the rolling mill to eliminate flatness deviations. The process layout is based on models and the leveling result depends on the accuracy of the material parameters in these models. Even small deviations from the correct assumptions can have a major effect on the final flatness. Thus, after leveling the products may look optically flat, but subsequent to a final cutting process springback occurs due to residual stresses. The objective of this work is to analyze the influence of material parameters and gravity on the flatness after leveling. To evaluate the sensitivity of the process, an FE parameter study is exerted that reveals the influence of fluctuations in material properties in the case that the leveling setup is fixed. Gravity is neglected to not conceal flatness deviations. Examples of this study are rerun in a further step under consideration of gravity to also analyze its influence on the resulting flatness and residual stresses. Finally, to analyze the consequence of the residual stresses, all information of the plate from the previous step are transferred while gravity is suppressed to prompt springback. This study revealed that slight deviations of the material properties can lead to uneven plates in simulations where gravity is not considered. If gravity is taken into account, the unevenness is concealed and the plate seems flat. A springback simulation of the same plate shows that strong residual stresses are still present and would lead to unevenness if e.g. the plate were cut.

Oct 1, 2019

By Dr. Steven G. Jansto

The market demand for reduced fuel consumption and CO2 emissions in the automotive, energy and construction sectors have further increased the demand for new and advanced higher quality microalloyed grades produced via TMCP. The technological integration of the process and physical metallurgical advancements of value-added niobium (Nb) microalloyed thermo-mechanical controlled process (TMCP) steels continue to be developed and is an important element for these more demanding end user requirements and cost-effective steel production. The reheat furnace process step has a profound effect on the TMCP performance, final hot rolled steel quality and mechanical property consistency during the production of hot rolled steels. The uniformity of heating applied across the entire width, thickness and length of the slab or billet is essential in the successful achievement of consistent customer properties regardless of the chemistry. The resultant ferrite grain size in the final hot rolled product is significantly governed by the initial prior austenite grain size. However, the transition from laboratory melted and TMCP hot rolled heats to the production scale is often quite challenging. Aberrations in the reheating process step at the industrial furnace are often the root cause of mechanical property quality issues. These combustion process metallurgy parameters connect directly to the resultant TMCP product quality and is defined as Combustion Metallurgy

Oct 1, 2019

By Angela Selau Marques

A ferramenta CAE possibilita a avaliação do processo de forjamento virtualmente para otimização da produção industrial reduzindo o custo final do produto através do mínimo uso de matéria prima, juntamente com a previsão das variáveis que ocorrem durante a conformação do material no processo. Os procedimentos necessários para o forjamento de uma peça com geometria de média complexidade forjada em alumínio é apresentada. O objetivo deste trabalho é analisar experimentalmente o forjamento desta e compara-la com a simulação computacional.

Aug 8, 2018

By Maria Carolina Andrade Teles

Nas últimas décadas, questões ambientais estão motivando novos paradigmas para o desenvolvimento de nossa sociedade. Assim, os compósitos epoxídicos reforçados com fibras lignocelulósicas atraíram o interesse em várias áreas de engenharia devido ao seu baixo custo, baixo consumo de energia durante a fabricação em associação com várias aplicações possíveis. A fibra, que é avaliada no presente trabalho, é extraída da folha da planta do fique (Furcraea Andina), demonstra um grande potencial como reforço de compósitos poliméricos. Este trabalho avaliará o desempenho em ensaio de impacto Charpy, de compósitos com matriz epóxi associada a diferentes camadas de tecido de fibras de Fique. Os resultados mostraram um aumento notável na dureza do entalhe com a quantidade de camadas de tecido de Fique incorporadas. Isso pode ser atribuído a uma desvinculação preferencial da interface fibra / matriz, o que contribui para uma energia absorvida elevada.

Oct 30, 2017

By Enori Gemelli

Um complexo de MoB/CoCr, aplicado por aspersão térmica, vem se destacando na literatura como uma boa opção para revestimento das peças imersas no banho de 55%Al-Zn, prometendo melhora drástica na resistência a corrosão, quando comparado ao revestimento convencional WC-Co. Este promissor revestimento foi aplicado nas extremidades do rolo estabilizador da chapa de aço imerso no banho de 55%Al-Zn da ArcelorMittal Vega em quatro diferentes faixas com variação da espessura de sua camada. O revestimento apresentou danos após 18 dias e 3 períodos de imersão, não sendo economicamente viável para a maioria das linhas de galvanização à quente. Porém, quando comparado com desenvolvimentos similares, pode-se admitir um excelente potencial ao revestimento com MoB/CoCr, sendo necessário a continuidade do desenvolvimento com novas variações da espessura da camada de revestimento aplicada.

Aug 16, 2017

By Artur Camposo Pereira

Cerâmicas argilosas foram processadas com adição de até 30% em peso de resíduos de pedra ornamental e queimadas a 900, 950, 1000 e 1050°C. Esta adição contribuiu para ajustar a plasticidade do corpo da argila e aumentar a densidade seca aparente, que ocasiona um empacotamento mais elevado das partículas. A cerâmica adicionada diminuiu sua retração linear com a quantidade de resíduos e evita assim alterações dimensionais excessivas nos produtos finais. Outra vantagem foi a diminuição na absorção de água com resíduos adicionados. As resistências à flexão e à compressão sofreram uma diminuição associada à adição de resíduos. Isto foi atribuído à grande quantidade de quartzo nos resíduos, que gera rachaduras e enfraquece o produto final. No entanto, até 30% em peso de adição a resistência mecânica, de acordo com a norma ASTM, é ainda satisfatória para utilização como cerâmica de pavimentação.

Oct 30, 2017