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By Raul Victor Medeiros da Nóbrega

Os tratamentos térmicos são operações de aquecimento e resfriamento controlados, que visam afetar as características dos materiais, agrupando diversos tipos de processos, diferentes patamares de temperatura, velocidades de resfriamento e adição de elementos químicos, com o intuito de aperfeiçoar as propriedades mecânicas (ductilidade, tenacidade), tribológicas (desgaste, fadiga) ou de resistência à corrosão, dependendo da necessidade de aplicação. O controle do processamento térmico por programas computacionais tornou-se uma prática cada vez mais frequente no meio industrial. Utilizando ferramentas como o controlador PID (Proporcional-Intergral-Derivativo), o sistema SCADA (Supervisor Control and Data Acquisition) e um protocolo de comunicação industrial, é possível configurar os parâmetros de entrada, acompanhar o desenvolvimento do processo, visualizar seus valores em cada instante do ciclo e valores finais (de saída), obter gráficos do processo em tempo real, comparando valores, aumentando a confiabilidade do processo, e por tanto, do produto final. Foi desenvolvido um sistema livre que, além de auxiliar na configuração dos parâmetros, exerce funções de monitoramento, de controle e de registro dos dados nos processos de tratamento térmico. Esse sistema poderá ser empregado em fornos na indústria e nos laboratórios de pesquisa.

Aug 7, 2018

By Izabelle Lannes Salgueiro Ferreira

O presente trabalho tem o objetivo de mostrar como sistemas especialistas melhoram a gestão da qualidade e processos ao trabalhar com grandes massas de dados, que são gerados continuamente pelos processos produtivos de laminação a quente.

Aug 17, 2017

By Sábata Marla Reis Durães Oliveira

Este trabalho tem como objetivo o uso de modelos termodinâmicos da literatura e termodinâmica computacional no estudo de dessulfuração de ferro-gusa através de misturas CaO-Fluorita e CaO-Sodalita. As experiências foram realizadas com a adição de diferentes misturas destes sistemas em ferro-gusa a uma temperatura de 1400°C. Os resultados dos testes foram analisados e comparados com os obtidos pelos modelos termodinâmicos da literatura e o software de termodinâmica computacional ThermoCalc. Através dos modelos da literatura foram calculados basicidade óptica, capacidade de sulfeto (Cs) e partição de enxofre (Ls). Pelo software ThermoCalc foram calculados o teor de enxofre de equilíbrio no metal, fases sólidas, e a quantidade de líquido em cada uma das misturas dessulfurantes utilizadas no processo a uma temperatura de 1.400ºC. O ThermoCalc mostrou-se mais preciso que os modelo da literatura na análise da capacidade de dessulfuração das misturas utilizadas neste trabalho.

Aug 16, 2017

By Antônio Carlos Simões de Santana Filho

Este trabalho propõe a utilização de simulação computacional adotando princípios de volumes finitos para avaliação do escoamento gasoso em torre de apagamento de coque. Tal simulação poderá fornecer dados, favorecendo a aplicação de tecnologias para redução e controle de emissões de material particulado no período do banho do coque, assim como estimar as variações e características da pluma emitida com a instalação de dispositivos de controle ambiental. Neste estudo são destacados os principais fatores para aplicação da simulação computacional, considerando as condições de contorno; modelos de evaporação; propriedades termofísicas e previsão de saída. Como variáveis de entrada para o modelo apresentado, foram selecionadas a concentração e granulometria do material particulado de vapor d’água da torre de apagamento de coque, através de ensaio de isocinética; as características físico-químicas da água de apagamento; as condições estruturais da torre de apagamento de coque e ciclos de apagamento de coque. Para validar a proposta apresentada, são mostrados resultados baseados nas simulações com o modelo computacional proposto.

Oct 30, 2017

By Alexandre de Souza Rios

Neste estudo, caracterizações morfológicas e mecânicas foram utilizadas em fibras de coco brasileiras na condição como recebida e tratadas superficialmente (por NaOH, aquecidas e por NaOH seguido de aquecimento) e em mantas de fibras de coco fabricadas por compressão. Para a análise morfológica foi utilizada a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e para a análise mecânica foi utilizado o ensaio de tração uniaxial. As análises por MEV apresentaram que as fibras tratadas por NaOH possuem paredes celulares externas mais nítidas e partículas circulares com diâmetros de aproximadamente 10 µm. O tratamento químico alterou a parede externa das fibras de coco; em uma das amostras foram vistas microtrincas da ordem de 7 a 60 µm em virtude do tratamento seguido de aquecimento. O módulo inicial (módulo de elasticidade) e a tensão de ruptura diminuíram com o aumento de diâmetro nas quatro condições de fibras de coco estudadas. A geometria e a massa da manta de fibra de coco influenciaram no seu comportamento mecânico.

Aug 16, 2017

By Thiago de Souza Amaral

Os aços de alta resistência microligados ao nióbio têm mostrado ser uma boa opção para fabricação de perfis estruturais, utilizando os conceitos já desenvolvidos para a indústria de gás e óleo. Entretanto, a definição das reais necessidades em termos de soldagem desta família de aços não está bem descrita nas normas de soldagem mais utilizadas pelo setor. Este trabalho demonstra uma metodologia de avaliação destes aços, através de simulações térmicas físicas (Gleeble e dilatometria) e ensaios mecânicos de amostras simuladas, de forma a elaborar um atlas de soldagem orientativo para melhor definição das faixas de parâmetros para soldagem deste material. A metodologia proposta foi aplicada a um aço BLAR bainítico da classe 65 ksi. Foi possível determinar com mais segurança a faixa de energia de soldagem recomendada, inclusive quanto à necessidade ou não do uso de pré-aquecimento, e evidenciar que as simulações são comparáveis a soldas reais. Esta abordagem mostrou trazer benefícios, como redução de custos com processo de pré-aquecimento desnecessário.

Aug 17, 2017

By Lívia Lopes de Oliveira Goulart

Visando garantir o nível de qualidade dos produtos e o controle do processamento do aço para atender aos requisitos dos clientes e das normas técnicas aplicáveis e manter-se competitivo no mercado de aços longos com redução contínua de custos, um dos grandes desafios das aciarias elétricas é promover o aumento do rendimento de suas ferro-ligas melhorando ao mesmo tempo os processos de desoxidação e dessulfuração, além da limpeza interna do banho. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de carbureto de cálcio durante o vazamento das corridas do aço 1026-D nestas variáveis, através da análise estatística e termodinâmica de dados de corridas experimentais, com e sem adição de carbureto de cálcio. Foi demonstrado que a adição desse insumo melhora de forma significativa os parâmetros metalúrgicos de qualidade do material e reduz o custo de transformação para a fabricação desse produto através da redução do consumo de ferro-ligas.

Aug 16, 2017

By Fernando Lopes Latorre

A cadeia produtiva do carvão vegetal que envolve as etapas de silvicultura, colheita e carbonização, tem passado por diversas mudanças nas últimas décadas. As produtividades volumétricas das florestas de eucalipto no Brasil aumentaram cerca de 4 vezes nos últimos 50 anos. A colheita florestal, nesse mesmo período, partiu de formas extremamente primitivas para máquinas de alta produtividade. Os processos de carbonização também evoluíram, mas sempre no sentido de aumento de produtividade dos fornos, com perda na qualidade do carvão vegetal produzido e sem aproveitamento integral da energia contida na madeira. Nesse contexto, esta etapa do processo chega a seus limites tecnológicos, ambientais e econômicos, ameaçando a sua sustentabilidade. Buscando resolver esse impasse, a Vallourec estudou o processo Lambiotte como base tecnológica para desenvolver seu ambicioso projeto de carbonização contínua com cogeração de energia em substituição ao processo artesanal de fornos retangulares de batelada. Esta tecnologia após vários anos de desenvolvimento demonstrou sua plena capacidade para atender a todos os aspectos demandados atualmente.

Oct 30, 2017

By Julio Cezar de Sousa Zorzi

Aços com teor de Mn entre 15% e 30% apresentam ductilidade excepcionalmente alta para sua elevada resistência mecânica, devido à ocorrência de transformação de fases (efeito TRIP) e/ou à formação de maclas de deformação (efeito TWIP) na microestrutura predominantemente austenítica. A adição de Mn ajuda a manter a austenita até a temperatura ambiente, evitando a sua decomposição após o recozimento aplicado depois da laminação a frio. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da temperatura de recozimento na microestrutura e nos valores de propriedades mecânicas de um aço com 17% de Mn, por meio de simulações piloto das etapas de processamento industrial utilizando dilatômetro e simulador termomecânico do Centro de Pesquisa da Usiminas. Observou-se que o aumento na temperatura de encharque durante o ciclo térmico de recozimento contínuo promoveu a reversão completa da martensita a’ para austenita. Além disso, a alteração desse parâmetro praticamente não afetou o limite de resistência e o alongamento total do aço, embora tenha reduzido significativamente o limite de escoamento.

Jul 30, 2018

By Nissandro Domingues

Foi avaliada a possibilidade de aumentar a produtividade do aço IF processado via recozimento contínuo. Amostras laminadas a frio desse aço foram submetidas a ciclos térmicos de recozimento em escala laboratorial, empregando-se menores temperaturas de encharque e maiores velocidades de processamento que as praticadas industrialmente. Foram, então, medidas as propriedades mecânicas em tração e caracterizada a microestrutura do aço. A partir dos resultados mais promissores, bobinas foram processadas industrialmente nas mesmas condições simuladas em escala laboratorial. Em amostras dessas bobinas, foi avaliada, além das propriedades mecânicas e da microestrutura, a conformabilidade de blanks visando à garantia de atendimento dos requisitos de aplicação no cliente. Com os resultados obtidos, verificou-se que é possível produzir o aço IF satisfatoriamente, preenchendo todos os requisitos de aplicação, com um incremento de 10% na velocidade de processamento e uma diminuição de até 30°C, na temperatura de encharque. Esses resultados representam considerável ganho em produtividade no processamento do aço IF.

Aug 17, 2017

By Hormando Leocadio Júnior

A otimização operacional no setor de desbaste da Linha de Tiras a Quente da Usiminas, Ipatinga, proporcionou redução do tempo de processamento dessa etapa, criando-se condições para aumento das temperaturas dos esboços na entrada do Trem Acabador (TA). Desse modo, para manutenção das temperaturas de acabamento dos laminados dentro da faixa de controle desejada, seriam necessárias menores velocidades de laminação no TA. Com a finalidade de garantir temperaturas desejadas na entrada do TA, que possibilitem adequadas velocidades, foi desenvolvido um sistema de controle de temperatura de esboço, que é acionado e desligado automaticamente na região inicial (topo), na extensão necessária do esboço. Esse sistema permitirá uma ampla exploração da nova condição de desbaste em menor tempo, com menor variabilidade da temperatura de entrada no TA, prevenindo ocorrências de estiramentos e de carepa, por temperatura alta nos topos e baixas nas bases dos laminados, maior uniformidade de propriedades mecânicas dos produtos, assim como aumento na capacidade produtiva.

Jul 30, 2018

By Alessandra Savazzini dos Reis

A incorporação de resíduo na massa argilosa é uma alternativa para diminuir o consumo de matéria-prima dando simultaneamente um destino adequado ao resíduo e assim preservar o meio ambiente. Este trabalho visa estudar a viabilidade técnica de utilização da lama de alto forno em massa argilosa usada na indústria de cerâmica vermelha. Neste sentido foram obtidas amostras da lama de alto forno e de argila e submetidas a ensaios de caracterização química, mineralógica e microestrutural. Amostras com teores de lama de alto forno variando entre 5% e 90% foram produzidas e queimadas em forno industrial à temperatura entre 800ºC e 900ºC durante 24 horas. As características tecnológicas avaliadas foram: absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, perda de massa e resistência mecânica. Os estudos mostram que a lama de alto forno contribui para economia energética permitindo eficácia de queima. Os corpos-de-prova com até 5% de lama de alto forno obtiveram os melhores resultados nas características analisadas.

Aug 8, 2018

By Thompson Júnior Ávila Reis

Neste trabalho, a microscopia de força atômica foi empregada para estudo da evolução da fragilização a 475ºC em um aço inoxidável lean duplex. Para tal, amostras deste aço foram submetidas a tratamentos isotérmicos com duração variando entre 1 e 100 horas na temperatura de 475ºC. Ensaios de tenacidade ao impacto e de dureza foram realizados para confirmar a ocorrência da decomposição da fase a. Posteriormente foram realizadas análises no microscópio de força atômica. Os ensaios de tenacidade ao impacto e de dureza indicaram que ocorreu decomposição espinodal da fase a. Medições da diferença da dissolução das fases a e ?, conduzidas no microscópio de força atômica, indicaram que a resistência à dissolução da fase a diminui com o tempo de envelhecimento de forma similar a redução da tenacidade. Os resultados indicam que a microscopia de força atômica é uma ferramenta eficiente para avaliar o grau de evolução da fragilização a 475ºC.

Aug 16, 2017

By Eduardo Oliveira Magalhães

Otimizar o consumo dos insumos energéticos e coprodutos é uma tarefa de suma importância na busca de competitividade das usinas siderúrgicas. O gás de alto forno é um importante componente dessa matriz energética e a maximização do seu consumo reduz sensivelmente os custos com a compra de outros combustíveis. Nesse cenário, o controle de nível dos gasômetros, equipamentos existentes nas siderúrgicas que exercem um papel fundamental na distribuição desse gás, não é trivial. Distúrbios e variações entre geração e consumo dificultam o desafio de manter a segurança operacional e ao mesmo tempo otimizar o consumo. Procedimentos operacionais e técnicas convencionais de controle não são suficientes para evitar perdas com a queima desse gás nas tochas de segurança (flares) dos altos fornos. Esse trabalho apresenta um caso real do uso de técnicas de controle preditivo MPC (Model Predictive Control) e regulatório para a distribuição em tempo real do gás de alto forno para os principais consumidores na Vallourec Tubos do Brasil em Belo Horizonte.

Jul 30, 2018

By Ramon Fraga Resende

O distribuidor é o último equipamento revestido de refratários em contato com aço líquido e que pode afetar a qualidade do produto. Nesse equipamento, a massa de trabalho é responsável por proteger o revestimento de segurança e evitar a contaminação do aço. Apesar das preocupações em relação ao “pick up” de hidrogênio e consumo de gás, as massas “spray” tem sido uma tecnologia dominante para o revestimento de distribuidor na América do Sul. Nos últimos 20 anos, outras tecnologias entraram no mercado com o objetivo de reduzir a necessidade de água e de gás e aumentar a disponibilidade de distribuidor. Embora essas tecnologias apresentem algumas vantagens, quase 80% das usinas siderúrgicas da América do Sul ainda usam massas “spray”. Isso se deve principalmente aos benefícios como flexibilidade, baixo custo, baixo consumo e alto isolamento térmico. Este trabalho tem o objetivo de discutir as principais vantagens e desvantagens das massas disponíveis no mercado.

Oct 30, 2017

By Mariana Sizenando Lyrio, Fernanda Nascimento Moreira, Weslley Luiz da Silva Assis, Harison da Silva Ventura, Gabriella Maria Silveira de Sá, Ana Gabriella Conceição dos Santos

surgimento de fases intermetálicas em aços é matéria de grande interesse devido ao caráter nocivo que elas podem conferir às propriedades mecânicas do material. No presente trabalho, foi estudado o efeito do surgimento da fase sigma em um aço inoxidável duplex através de modelamento numérico-computacional. A microestrutura duplex foi obtida via simulação, sendo, então utilizada como matriz para a nucleação e crescimento da fase sigma, também via simulação. O método do Cone Causal foi utilizado para o desenvolvimento da microestrutura e os resultados foram comparados com a metodologia da cinética formal de JMAK para fins de validação do modelo. Os resultados da simulação permitem obter, através da Regra das Misturas, predições sobre as propriedades mecânicas do material, no caso, o limite de resistência à tração, que foi comparado com os dados encontrados na literatura. Foi possível constatar o aumento do limite de resistência à tração para maiores frações volumétricas de sigma, o que traz como resultado a diminuição da ductilidade para o aço.

Nov 17, 2019

By Felipe da Silva Siqueira, Aline Cristine Lemos Duarte, Weslley Luiz da Silva Assis, André Luiz Moraes Alves, Guilherme Dias da Fonseca, Paulo Rangel Rios, Daniel Gomes de Souza dos Santos

Com o aumento da complexidade dos materiais metálicos, duas ou mais fases produto podem nuclear simultaneamente durante uma transformação de fase. A nucleação de novos grãos pode ocorrer por saturação de sítios ou por taxa constante. Neste contexto, esse trabalho busca estudar a influência da transformação simultânea com nucleação por taxa constante de duas fases produto na cinética, na microestrutura e na distribuição do tamanho de grão em uma região tridimensional. A efeito de comparação, também foi realizado o estudo de reações em que uma fase nucleia por saturação de sítios e a outra fase, por taxa constante e ambas iniciam sua transformação no instante inicial, de forma simultânea. Os resultados obtidos computacionalmente foram comparados às equações analíticas, apresentando ótima concordância entre os modelos. Foi observado que parâmetros microestruturais como tamanho médio de grãos e morfologia das interfaces podem auxiliar o pesquisador a identificar o tipo de nucleação, seja por saturação de sítios, seja por taxa constante.

Nov 8, 2019

By Diego Berti Salvaro

A morfologia, dimensões e composição química de tribocamadas são fortemente dependentes das pressões e temperaturas existentes no contato e oriundas das reações das superfícies entre si, com a atmosfera, com os lubrificantes e contaminantes presentes no contato. No presente artigo foi analisada a formação de tribocamadas em pares DLCaço inoxidável testados por 180, 500, 1000 e 2500 horas em atmosfera de gás refrigerante R134a sem a presença de óleo lubrificante. A caracterização foi realizada por microscopia eletrônica de varredura espectroscopia de energia dispersiva (MEV-EDS) (morfologia e composição química) e interferometria ótica de luz branca (dimensões). Nas análises por MEV-EDS foram identificadas tribocamadas que se apresentaram mais pronunciadas nas superfícies do aço inoxidável sendo as mesmas oriundas de transferências mútuas entre os pares tribológicos bem como oxidação. A espessura das tribocamadas, por sua vez variou de 100 a 500 nm. Os resultados revelam que as tribocamadas são quimicamente estáveis e que suas espessuras não variam significativamente após mil horas de ensaio.

Aug 16, 2017

By Rachel Ribeiro Possamai

No processo de fabricação de componentes mecânicos existem vários fatores que contribuem para gerar distorções de forma após o tratamento térmico, sendo um deles o desalinhamento na distribuição da zona de segregação. Este artigo tem como objetivo caracterizar as segregações em barras de aço ABNT NM 87 Grau 1045, assim como determinar sua variação dentro de um mesmo lote. Para tanto, foram retiradas amostras de diferentes posições de uma rota de trefilação combinada, nas quais foram realizadas análises químicas e microestruturais, com o intuito de caracterizar as zonas de segregação ao longo de um fio-máquina durante o processo de trefilação. Os resultados das análises químicas mostram uma maior concentração de carbono na zona de segregação, com um pico de 0,7% em massa. A análise microestrutural apresenta uma maior concentração de perlita próximo ao centro. As análises macrográficas demonstram que há uma variação na segregação dentro do mesmo lote, tanto em posição quanto em concentração.

Aug 17, 2017

By Natália Cristina Candian Lobato

A indústria siderúrgica gera cerca de 600 quilogramas de resíduos por tonelada de aço bruto produzido. Estes resíduos, conforme estabelecido pela legislação ambiental vigente, devem ter uma destinação final adequada de forma a não acarretar poluição do meio ambiente. Além disso, a preocupação com a sustentabilidade e a escassez de recursos minerais não renováveis tem feito com que as usinas siderúrgicas invistam cada vez mais no desenvolvimento de meios de produção mais econômicos e menos poluidores e na busca de métodos adequados para a reciclagem ou a reutilização dos resíduos gerados, de forma a minimizar a quantidade de resíduos estocados ou destinados a aterros industriais. Neste contexto, destaca-se a escória e a lama de aciaria LD. Assim, este trabalho, avalia as possíveis tecnologias aplicáveis ao gerenciamento ambiental destes resíduos, apontando as tendências e as alternativas tecnológicas para seus tratamentos, de modo a contribuir para o aumento da sustentabilidade deste setor industrial.

Jul 30, 2018