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By Lara de Assis Moreira, Vinicius Thiago Lecco Rampinelli

The energy efficiency of reheating furnaces is a continuous challenge, as these equipment consume a representative portion of the total fuel of an integrated steel plant. Therefore, any investigation and implementation which brings improvement in this figure become an important issue for the mill competitiveness. In the case of production delays due to external factors (the condition addressed in this work), whether predicted or unforeseen, the slabs remain inside the furnace with high temperatures in order to avoid production delay during the production restart, elevating the specific consumption and scale formation. This work increased the energy efficiency of the two ArcelorMittal Tubarão’s walking beam reheating furnaces, by reducing the consumption of mixed gas during production delays (either scheduled or not) lasting less than 3 hours. The objectives were achieved through improvements, among them, tuning of Level 2 automation system parameters, automatization of procedures and operational training. The work resulted in a 34.4% fuel gas consumption reduction during the delays.

Oct 1, 2019

By Jorge Luiz Soares do Couto

O presente trabalho tem como objetivo realizar uma análise comparativa do comportamento de quatro metais de solda obtidos pelo processo arame tubular de forma a avaliar o efeito da relação Ni-Mn nas propriedades mecânicas. Foram soldadas juntas multipasse, com consumíveis da classe 110ksi de resistência mecânica, preaquecimento de 200°C, corrente contínua e posição plana e aporte térmico nominal de 1,2 kJ/mm. Após a soldagem, realizaram-se ensaios mecânicos e metalográficos em corpos-de-prova retirados integralmente do metal depositado, na condição de como soldado e após tratamento térmico pós-soldagem. Os resultados mostraram que as melhores propriedades mecânicas foram obtidas para uma composição contendo 1,35%Mn e 2,50%Ni. Adicionalmente, verificou-se que o tratamento térmico pós-soldagem propiciou uma redução da tenacidade ao impacto dos metais de solda de maior resistência devido à precipitação de carbetos nos contornos de grão.

Aug 7, 2018

By Thamiris Auxiliadora Gonçalves Martins, Isabela Falconi Brandolis Alves, Viviane Tavares de Moraes

Reverse flotation process is a method used for remove impurities from the most abundant iron ore; the itabirite. In this process, amines surfactant are used which may prevent the reuse of water in processes. The Fenton oxidative processes and the synthesis of nanoparticles are highlighted in catalysts application and in organic substances degradation. This study performed the synthesis of copper nanoparticles (CuNPs) to employ them as catalysts of the modified Fenton reaction to degrade an amine surfactant used in reverse flotation and compared with the classic Fenton (Fe2+) reaction. CuNPs were synthesized by chemical reduction, pH 11 with copper sulfate and ascorbic acid. They were characterized by UV-Vis, DRX and DLS and Zeta potential. The nanoparticles had diameters of 125.00 to 17.22nm and stability during 50 days. The tests were prepared with 180mg/L of amine and 1890mg/L of H2O2 in 150 minutes. The degradation was assessed by UV-Vis and FT IR. The results showed that CuNPs degraded 84% of the surfactant while Fe2+ reached 89%. In this way, both processes can be used for surfactant degradation, although the CuNPs method is easier to operate at neutral pH.

Oct 3, 2019

By Marlon José Zanotto

O objetivo deste trabalho é comparar o uso da liga~mãe Al-5Ti-1B e dos sais de fluortitanato de potássio (K2TiF6) e fluorborato de potássio (KBF4) no refino de uma liga de alumínio de pureza comercial. Os resultados demostram a eficiência da liga-mãe no refino de grão quando adicionada em quantidades acima de 0,6% em peso. No entanto, para o sal de boro, não houve refino de grão na mesma quantidade e no dobro da porcentagem. Já para o sal de titânio ocorreu refino de grão, provavelmente devido à presença de boro residual no alumínio puro comercial.

Aug 17, 2017

By Denisio Miranda Custódio, Rodrigo Boyer, Josiane Lira Batista Haagensen, Raquel Teixeira Pereira, Felipe Viana Pimenta, Rossano Augusto Pilon Nunes

In the Tubarão Pelletizing Plants, anthracite is used as solid fuel, which has fixed carbon content of 72%. This paper will present the pilot scale results and industrial scale tests of an alternative fuel to anthracite, named Blast Furnace Dust. All the work was developed using samples from Arcelor Mittal Tubarão, due to it has a large source of production and is near to Vale/SA, which reduces significantly the cost for the material’s transportation. There was an impact on the variability in fixed carbon results of the slurry, mainly at the beginning of the test, reaching very high levels and put on risk the pellets physical’s quality. This variation can be explained by some operational disturbances and, mainly, by the low predictability of Blast Furnace Dust quality and lack of an adequate system for material preparation and dosage.

Oct 1, 2019

By Kleiton dos Santos Melo

As fibras de bambu são ricas em celulose, hemicelulose e lignina. Elas apresentam altos módulos de elasticidade e alta resistência mecânica, o que as tornam bastante eficazes como reforço em compósitos. Com o intuito de aprimorar as propriedades mecânicas de materiais poliméricos em escalas diminutas, tem-se buscado a aplicação desses reforços em sua forma nano. A extração de nanocelulose tem sido bastante estudada e, em nosso trabalho, foram feitas adaptações de métodos que mostraram-se mais eficazes. Os nanowhiskers a base de bambu foram obtidos por hidrólise ácida a 64%, após tratamento químico prévio de limpeza e branqueamento. Os materiais obtidos foram então caracterizados por FTIR, TG, DTG e tamanho de partícula por Potencial Zeta, onde seus resultados indicaram que o método de produção utilizado foi eficaz.

Aug 17, 2017

By Thiago Pinto Silva

Este estudo teve como objetivo investigar o efeito da substituição da dolomita por magnesita como fonte de MgO no processo de sinterização. Em testes realizados em escala piloto, observou-se que a utilização de magnesita eleva a resistência mecânica do sínter. A diferença de resistência foi decorrente da formação de uma solução sólida entre magnésio e ferro durante a sinterização. No caso da dolomita, que é fonte tanto de cálcio quanto de magnésio, a solução sólida Mg-Fe promove o encapsulamento do cálcio no seu interior, o que dificulta a formação das fases mineralógicas que promovem o endurecimento do sínter. Assim, a participação do cálcio na formação das fases ligantes é inibida, limitando a resistência mecânica obtida. A magnesita, por sua vez, não apresenta cálcio em sua constituição, sendo esse elemento adicionado via calcário. Dessa forma, o efeito do encapsulamento do cálcio não ocorre, havendo grande disponibilidade desse elemento para a formação de fases ligantes, permitindo a obtenção de níveis mais elevados de resistência mecânica do sínter. Portanto, a substituição da dolomita pela magnesita mostrou-se viável, desde que a granulometria seja similar à da dolomita, com grande potencial de melhora produtiva da sinterização industrial.

Oct 30, 2017

By Thamiris Auxiliadora Gonçalves Martins, Karen Espina Gomes, Amilton Barbosa Botelho Junior

The present work aims at the synthesis of nanoparticles of copper by chemical reduction in microwave oven. The solution used comes from the selective copper precipitation of the lateritic nickel leachate. The copper solution (20mL) was placed in a beaker, and 2mL of 100g/L ascorbic acid and 20mL of 20g/L sodium citrate were added in that order and at room temperature. The pH of the mixture was corrected with 1M sulfuric acid or 2M sodium hydroxide. Then the mixture was placed in a microwave oven. The effect of pH, time and microwave power were evaluated. The morphology, composition and size of the particles were verified in Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersion Spectroscopy (SEM/EDS). Results showed that the particles formed had no nanometric size. This may have occurred because the reducing action of ascorbic acid together with sodium citrate generates a very rapid reduction rate, which makes it impossible to form particles on a gauge scale. Particles synthesized at pH 4, after 4 minutes of reaction with 1000W of power presented particles with spherical morphology and only copper in the composition.

Oct 3, 2019

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 Jorge Ivan Sabogal Paz

Con este trabajo se desarrolló un sistema para eliminación de un olor no característico en CO2 captado como subproducto industrial de un proceso de producción de alcohol por fermentación de jugos de caña de azúcar. Al incrementarse la producción, este CO2 comenzó a presentar un olor Dulce que afectaba la calidad insabora por lo cual en este trabajo se reporta el diseño y análisis de un sistema de eliminación de este olor no característico basado en sistemas de lavado. optimizado por sistemas de control automático. En los resultados se reporta el efecto en la disminución de los olores no característicos de distintos sistemas con respecto a su eficacia técnica e impacto.

Aug 17, 2017

By Bárbara Dornelas de Assis

Minérios de manganês são uma importante fonte de matéria-prima para a siderurgia. Desse modo, o desenvolvimento de trabalhos de caracterização para melhor compreensão da composição e o comportamento desses minérios é de suma importância. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização física, química, mineralógica e a análise do comportamento de crepitação do produto granulado de minério de manganês de uma mina da região de Dom Silvério no estado de Minas Gerais. Cerca de 77% do produto granulado encontra-se entre 50 e 6,3mm. O minério de manganês é composto pelas fases minerais manganita, pirocroita, groutelita, birnessita, siderofilita e calcopirita. Os teores dos elementos majoritários Mn, Fe e SiO2 foram, respectivamente, 24,04%, 8,89% e 15,57%. A densidade estrutural da amostra é de 3,25 g/cm³ e sua área superficial, 6,8 m²/g. O ensaio de crepitação realizado mostrou que o índice desse fenômeno para a amostra com umidade natural é de 8,82% e se encontra próximo dos índices de crepitação de minérios de manganês atualmente comercializados no Brasil. A secagem da amostra não reduziu de forma significativa os índices de crepitação no minério.

Aug 17, 2017

By Bruna Helena Malovini Loiola

Os aços ligados ao níquel especificados pela norma ASTM A 522 são utilizados na fabricação de válvulas, flanges e conexões de tubos, na indústria automotiva, na construção civil e na área naval. Na indústria de petróleo e gás, o material requer desempenho adequado para resistir às altas pressões, ao ambiente corrosivo e à abrasão. Considerando os efeitos do desgaste nas válvulas e flanges, este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da temperatura de revenimento na microestrutura e dureza do aço. Amostras submetidas à têmpera a 860°C e ao revenimento na faixa de 380 a 630°C proporcionaram resultados que mostram uma microestrutura predominante de bainita após têmpera e redução da dureza com o aumento da temperatura de revenimento devido ao alívio de tensão.

Aug 17, 2017

By Gabriela Olsson Schneider

Dentre os materiais que representam a crescente e alarmante quantia de resíduos sólidos gerados nos últimos anos, destacam-se polímeros como o poliestireno expandido (EPS), material largamente depositado no ambiente natural. Propõe-se, portanto, seu uso na composição de uma resina veículo para tinta, em adição ao óleo essencial de casca de laranja. Assim, estabelece-se o objetivo de avaliar as propriedades do fluido resultante e da película seca, incluindo sua interação com diferentes superfícies de madeira. Observa-se que a resina possui viscosidade elevada e tendência ao comportamento não-newtoniano pseudoplástico, bem como alta homogeneidade e mais de 95% de adesão a superfícies de pau-marfim. Avaliações da resina aplicada em MDF sugerem que se deve evitar a aplicação em faces fibrosas de blocos e placas deste tipo de madeira, dado que, ao contrário de sua superfície lisa, não há formação de revestimento visível mesmo após a aplicação sucessiva de três camadas de resina. Conclui-se que, considerando a aplicação de resina em superfícies lisas de madeira, há viabilidade técnica de produção de tinta a partir da resina veículo em estudo.

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 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 Larissa Mitie Ihara

Foram encontrados vários casos de falha de engrenagens de redutores de grande porte, aplicados em turbogeradores em usinas de cogeração. Este trabalho tem como objetivo a análise de falha dessas engrenagens bihelicoidais. Engrenagens operam sob condição de carregamento cíclico variável, logo seus principais modos de falha são fadiga de contato e por flexão de dentes. A engrenagem estudada, fabricada em aço 18CrNiMo7-6, foi utlizada em campo e apresentou fratura em dois dentes. Realizou-se uma análise de espectrofotometria para confirmação da composição química do material base. Uma análise microestrutural foi realizada utilizando microscopia óptica, revelando que a microestrutura corresponde a martensita com austenita retida. Foi feito um perfil de microdureza no plano transversal do dente, que indicou uma camada cementada efetiva de 2.150 µm e dureza de 715 HV0.1 na superficie. Foi feita uma fractografia macroscópica para determinação das caracteristicas da fratura, o que permitiu identificar marcas de praia e deltas de rio. Aliado a isso, foram feitas imagens por microscopia eletrônica de varredura, determinando o local do início da trinca. A partir dessas evidências, pôde-se concluir que o mecanismo de falha predominante foi fadiga por flexão de dente.

Aug 17, 2017

By Janaina Gonçalves Maria da Silva Machado, Carlos Mateus Braga de Almeidar, Leandro Miranda Nascimento

Knowing the reduction of the concentration of iron in the mineral load extracted in the last decades and, therefore, greater need for comminution processes, there is no denying that iron ores tend to get increasingly thin for steelmakers. In Reactors such as Blast Furnace and others of fusion-reduction, where the reduction of the iron ore for the metallic iron for the steel production occurs, we observed that one of the alternatives is to agglomerate the raw materials in the form of briquettes, improving the kinetics of the chemical reactions, since ores in the form of fines impair factors such as the permeability required for reduction. These agglomerates are composed of a reducer, fines of ferrous materials and a binder material, and require, in addition to satisfactory Metallization, mechanical resistance, avoiding losses when the compound is fragmented during transport or during its deposition in the Steel Reactor. In the following work, Briquettes were produced with Charcoal, Pellet Feed, Molasses Cane and Hydrated Lime. The mixtures were pressed under different conditions of Pressure (1, 2 and 3 tons-force), and pressing time (20 , 60 and 100 seconds), aiming to analyze the influence of these two variables on the drop tests, mechanical resistance of the briquettes generated.

Oct 1, 2019

By Douglas Valentim Fernandes Neves

O aço inoxidável austenítico 316 (316 SS) é um dos materiais metálicos mais utilizados em aplicações médicas devido à combinação de propriedades mecânicas e do baixo custo. No entanto, desgaste e corrosão estimulam mudanças permanentes no tecido humano que podem levar à perda do implante. O desenvolvimento de recobrimentos biocompatíveis e estáveis, que apresentem propriedades mecânicas adequadas, e que não sofram ruptura ou delaminação durante o uso, é uma solução muito promissora para melhorar o desempenho do 316 SS como biomaterial para implantes. Neste trabalho, uma liga intermetálica FeAlCr, que tem apresentado propriedades adequadas para a aplicação como biomaterial, foi utilizada como recobrimento sobre um aço inoxidável 316 de grau médico. O revestimento foi obtido utilizando-se a técnica magnetron sputtering por corrente contínua. Os parâmetros de deposição, como distância substrato - alvo e pressão de gás argônio foram mantidos fixos em 50 mm e 5 mTorr, respectivamente. As amostras foram preparadas com os seguintes valores de potência de sputtering: 50 W, 75W, 100 W e 150 W. A adesão dos filmes foi analisada por teste de scratch, enquanto a espessura e a taxa de deposição foram analisadas por perfilometria ótica. As características estruturais foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura com EDS.

Aug 8, 2018

By Carlos Magno de Lima Leonel

O presente trabalho teve como objetivo comparar o desempenho de processo entre espirais convencionais e espirais de grande diâmetro, na concentração de minérios de ferro. Foram realizadas campanhas de testes para levantar os dados necessários para comparar os dois modelos de espirais em estudo. Os resultados mostraram que as principais variáveis que afetaram a eficiência de separação nas espirais foram a abertura dos lemes e a concentração de sólidos na alimentação. A espiral de grande diâmetro obteve resultados melhores, mesmo sem a utilização de água de lavagem, porém mais testes serão necessários para uma conclusão definitiva.

Aug 16, 2017

By Enrique Roy Dionisio Calderon

O presente trabalho mostra a concepção de um modelo que permite gerar uma superfície de mínimo consumo de redutor (carbono) em Altos-Fornos. No seu desenvolvimento foram consideradas as condições de equilíbrio das reações de redução, os balanços de massa e de energia e parâmetros operacionais. Sua aplicação à redução em Altos Fornos é exemplificada para situações reais, baseada em banco de dados operacionais de uma usina siderúrgica. Foi possível, a partir de planos de corte nestas superfícies, gerar diagramas binários do tipo CR-RD (Consumo de Redutor-Fração de Redução Direta), com possibilidade de serem gerados “on-line” no processo. Dentre os resultados obtidos, destaca-se a identificação de inviabilidades termodinâmicas importantes do forno. Dentre elas o modelo permitiu, através de seus “outputs” gráficos, prever e acompanhar o fenômeno de “gelada de forno”, conferindo desta forma maior segurança operacional ao processo.

Aug 17, 2017