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By Luiz Filipe Cardoso de Oliveira, Alex Milton Albergaria Campos, Paulo Santos Assis

Em usinas siderúrgicas integradas a coque, o carvão mineral tem papel fundamental principalmente na produção de coque metalúrgico, que será utilizado nos altos-fornos para produção do ferro-gusa. O coque é produzido a partir de misturas, de carvões minerais com diferentes propriedades, formuladas para atender os requisitos operacionais do processo de coqueificação e a garantir a qualidade do ferro-gusa que será produzido nos altos-fornos. Além disso, está mistura deve ter o menor custo possível uma vez que a maior parte do carvão metalúrgico utilizado no Brasil é importado, representando assim uma grande parcela do custo do aço. O grande desafio do setor é obter misturas de carvões que atendam a coqueria e produzam coque com alta qualidade e baixo custo. Para tanto, é necessário uma otimização de vários processos, desde a compra e transporte do carvão até sua estocagem, formação das misturas e abastecimento da coqueria. Com isto, este trabalho vem com o objetivo de sugerir uma otimização e planejamento da mistura de carvão para a coqueria com a utilização de rejeitos plásticos de menor valor agregado na mistura que possibilitem a produção de coque com menor custo e com a qualidade exigida no processo de fabricação de aço.

Oct 1, 2019

By Cleciano Berlando Miranda de Oliveira

A Engenharia de manutenção em equipamentos siderúrgicos da CSN vem desenvolvendo habilidade e aplicando com ótimos resultados os recursos computacionais avançados com modelagem 3D e simulação numérica através de métodos de elementos finitos. Estes recursos estão se tornado um diferencial na dinâmica dos trabalhos de manutenção com foco em análises de falhas crônicas e respostas rápidas para a solução dos problemas. Caracterizando e estratificando as falhas é possível desenvolver melhorias e defendê-las com maior assertividade e credibilidade. O recurso computacional já está no mercado há tempos e a CSN está na vanguarda na formação de sua equipe própria com um nível avançado e grande potencial para otimização de resultados da engenharia de manutenção de equipamentos (GEM) da CSN-UPV. A missão principal é agregar valor aos ativos, com agilidade e confiabilidade na caracterização de oportunidades de melhorias dos projetos ou restabelecimento funcional. Trilhando um caminho contínuo no que tange a qualidade e assertividade nas soluções de problemas de equipamentos mecânicos, serão apresentados alguns casos de sucesso que estão em desenvolvimento e um projeto de melhoria nos rolos de entrada de um laminador de encruamento, localizado na saída da linha de recozimento contínuo para chapas número um (LRCC#1). Estes rolos apresentavam fraturas com frequências mensais gerando paradas de mais de 8 horas e, após os estudos e implantação do projeto em 2012, não houve mais registros de paradas por falhas nos rolos. O projeto foi padronizado e multiplicado para os demais rolos da LRCC#1 e outras linhas com projetos semelhantes.

Aug 17, 2017

By Augusto César Lacerda de Oliveira

As demandas legais para a redução de emissões na atmosfera vêm crescendo em todo mundo para todos os produtores de veículos. Para o atingimento dessas metas a montadora está buscando reduções de peso nas carrocerias de seus veículos. Reduções de espessura em carrocerias devem ser acompanhadas de um aumento de resistência para assegurar a manutenção do seu desempenho mecânico. O módulo técnico do Modelo CSN é capaz de avaliar critérios mecânicos (cargas estáticas), critérios de desempenho dinâmicos (avaliação crash test) e, também, critérios de conformabilidade. O módulo econômico recebe as informações do módulo técnico e é capaz de prever o impacto financeiro para o cliente e para a CSN, considerando fatores como margem do mix de produtos, produtividades e carteira das linhas de produção.

Aug 16, 2017

By Foluke Salgado de Assis

A fibra de juta é uma das fibras com grande potencial para ser aplicada como tecido reforçando compósitos poliméricos Este trabalho avaliou a resistência ao impacto para compósitos de matriz poliéster reforçado tecido de juta. Os corpos de prova foram fabricados com diferentes percentuais de tecido de juta: 0, 10, 20 e 30% em fração volumétrica. O tecido sido de juta foi embebedado com resina poliéster (estado líquido) e curado em temperatura ambiente durante 24 horas. As amostras foram ensaiadas utilizando o pêndulo impacto Izod and a superfície de fratura foi examinada utilizando o microscópio eletrônico de varredura. A resistência ao impacto Izod dos compósitos poliéster-juta cresceu de maneira linear com o aumento da quantidade de tecido de juta. Utilizando 30% de tecido de juta, foi possível obter 83,1 J/m enquanto o poliéster puro (0% de tecido) obteve 21,8 J/m. O bom desempenho do compósito poliéster-juta pode ser associado com a dificuldade de romper o compósito em virtude do tecido de juta, assim como, as trincas produzidas através da interface poliéster/tecido de juta que colaborou com o aumento na absorção de energia durante o ensaio de impacto Izod.

Oct 30, 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 Marcelo de Oliveira Lima

O cenário energético brasileiro nas últimas décadas apresenta períodos de escassez na oferta de energia elétrica. Essa realidade impacta o setor industrial por representar um risco operacional e fortalece a necessidade de aumentar a eficiência energética dos processos. Adicionalmente, a eficiência contribui para a melhoria nos resultados financeiros e minimiza impactos ambientais. Nesse contexto, o uso de iluminação LED se destacou nos últimos anos como alternativa às tecnologias tradicionais. No entanto, inicialmente os preços das lâmpadas e luminárias LED eram proibitivos. Esse trabalho apresenta um histórico do custo dessas lâmpadas em diferentes aplicações típicas à uma empresa siderúrgica e demonstra que atualmente o LED pode ser considerado atrativo em algumas delas. São apresentados também casos de sucesso implantados na AcelorMittal Tubarão, garantindo inclusive melhoria nos índices de iluminamento. Por fim, é apresentado de forma sintetizada o Programa de Eficiência Energética da ANELL que disponibiliza recursos das concessionárias de energia para implantação de projetos, sendo ilustrados exemplos de projetos reais e suas economias de energia utilizando iluminação à LED.

Oct 30, 2017

By Luciana Vilarinho Ramos de Carvalho

Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito do nióbio e do vanádio no aço estrutural, conforme norma brasileira NBR 7007 AR 415, quando laminado a quente a diferentes temperaturas de reaquecimento, nos resultados de limite de escoamento, limite de resistência e alongamento. Os demais parâmetros de processo que influenciam as propriedades mecânicas dos aços como temperatura e taxa de deformação de cada passe, temperatura de acabamento e taxa de resfriamento foram controlados e considerados constantes. Os resultados do ensaio de tração mostraram que os limites de escoamento e resistência da corrida com vanádio foram bem superiores aos obtidos da corrida com nióbio. O alongamento, em contrapartida, foi reduzido na corrida com vanádio, mas acima do valor mínimo especificado pela norma. Além disso, na corrida com nióbio, foi observado aumento das tensões de escoamento e resistência com o aumento da temperatura de reaquecimento de tarugos. Esses resultados propiciam uma maior flexibilidade da usina em trabalhar com os dois tipos de liga dependendo das condições de mercado e operacionais.

Jul 30, 2018

By Marco Vinicio Guamán Alarcón

O modelo do Gradiente de Tensão (SG) e a Teoria da Distância Crítica (TCD) são usados para estimar o limite de fadiga de corpos de prova com entalhes alongados, e essas estimativas são testadas em C(T) modificados submetidos a tensões cíclicas de amplitude constante com uma razão de tensão R = 0.1. Os valores medidos são comparados com as previsões feitas por ambos os modelos. As previsões do modelo SG estiveram mais de acordo com os resultados experimentais. Também foi demonstrado que o modelo SG é quase equivalente à TCD no caso de entalhes com raios grandes, quando a TCD usa o método do ponto. Para o caso de entalhes afiados, os valores dos limites de fadiga previstos pela TCD são mais conservativos que os previstos pelo modelo SG.

Aug 17, 2017

By Eduardo Luiz Sales Marinho

A Central Termelétrica SOL, ou CTEs 5 e 6, foi construída com o objetivo de fazer o aproveitamento da energia do gás oriundo do processo de coqueificação do carvão mineral realizado em fornos específicos para este fim, em um processo denominado “Coqueria Heat Recovery”. Nesta unidade operacional de responsabilidade da área de energia da ArcelorMittal Tubarão, seguindo o plano plurianual de manutenção nas turbinas Fuji, foi realizado intervenção de manutenção nos dois turbo gerados CTE’s 05 e 06 no ano de 2015. Durante as atividade de inspeção de manutenção foi detectado que existiam trincas nos pés das palhetas encaixadas no rotor da turbina nº6. A partir desta constatação, o equipamento ficou sem confiabilidade para operação continua, precisando de substituição das palhetas danificadas. O trabalho proposto apresenta as alternativas possíveis até a solução definitiva que foi a substituição das palhetas defeituosas por novos spare parts. As possibilidades descritas a seguir, serão o objeto de tomada de decisão até a normalização do equipamento: i) Montar TG e operar com palhetas do ultimo estágio trincadas até a chegada do sobressalentes para troca; ii) Deixar equipamento parado aguardando chegada dos sobressalentes para troca e conclusão da montagem e testes; iii) Remover por usinagem de campo, o ultimo estágio de palhetas do rotor montagem e operação do TG6 até a chegada do sobressalentes vindos da Fuji Japão.

Aug 17, 2017

By Vera Lúcia Othéro de Brito

Literature has shown that spinel Co-Mn ferrite have potential application in magneto-mechanical sensors, due to its relatively high magnetoelastic sensitivity. In this work, Co-Mn ferrite was processed by means of the ceramic method, using Fe2O3, MnO and Co3O4 as raw materials. Samples were liquid-phase sintered, using Bi2O3 additive as liquid-phase former. X-ray fluorescence analysis was carried out in the raw materials in order to evaluate their impurity content. Atomic absorption spectrometry analysis was used for quantifying the Co/Mn/Fe proportion in the ferrite. The microstructure of the sintered sample was analyzed by means of Scanning Electron Microscopy. The magnetization and magnetostrictive behavior of the ferrite were evaluated, obtaining curves for magnetic hysteresis, magnetostriction and magnetoelastic sensitivity. The impurity inclusions and the Bi-rich particles formed from the liquid phase were characterized. The sintered ferrite had a total magnetostriction of -126ppm, which is lower than the values reported in literature for a Co-Mn ferrite of similar composition. It was verified that sintering was carried out within a critical temperature range, in which the decomposition of Mn ferrites may occur when sintering in air. This decomposition affects the magnetic properties of the material, and it may be avoided by using controlled sintering atmospheres.

Aug 8, 2018

By Benito Barbabela e Silva

O pelotamento é a mais complexa etapa de aglomeração de finos de minério de ferro. Sua resposta é naturalmente oscilante, sendo bastante influenciada pelas características físicas obtidas nos processos de beneficiamento mineral que a precedem e tem papel crucial para a etapa de tratamento térmico de sinterização à jusante. O presente trabalho aborda o processo de classificação de pelotas verdes, sólidos singulares de aspecto deformável e pegajoso, em peneiras de rolos por modelamento por aplicação de Método dos Elementos Discretos. Esta técnica mostra-se como uma importante ferramenta pois supera as limitações impostas na modelagem física (quantificação e identificação de fluxos por ausência de instrumentação em escala industrial, amostragem sem representatividade) ao reproduzir de forma verossímil as repostas do sistema para importantes variáveis de controle: comprimento de gap, umidade, dispersão de tamanhos e resistência das pelotas.

Oct 30, 2017

By Leonardo Roberto da Silva

Com o desenvolvimento de novos materiais para ferramentas de corte, os processos de usinagem de aços endurecidos (com remoção de cavacos em aço com dureza superior a 45 HRC) têm estado cada vez mais em evidência, de tal modo que, em alguns casos, substitui-se o processo de retificação por possibilitar a redução do tempo de produção e do custo de fabricação. Além disso, é possível obter peças com elevado acabamento superficial e tolerâncias apertadas. Este trabalho visa analisar o desgaste de ferramenta de metal duro e possíveis danos causados na superfície da peça através das solicitações térmicas e mecânicas originadas do fresamento com alta velocidade de corte no aço AISI H13 endurecido. A avaliação do desempenho das ferramentas de metal duro consistiu na análise dos seguintes parâmetros: vida, desgaste de ferramenta, dureza, rugosidade e microestrutura. Os resultados obtidos neste estudo mostraram que o material da ferramenta e a velocidade de corte influenciaram no desempenho das variáveis de saída citadas. As ferramentas de metal duro apresentaram baixo rendimento na usinagem HSM (High Speed Machining) e rendimento satisfatório com velocidades de corte convencionais.

Aug 7, 2018

By Noan Tonini SImonassi

O atual cenário global de crescente conscientização ambiental de consumo de materiais e da busca por utilização de materiais que sejam menos agressivos aos ecossistemas. Fazem com que novos materiais oriundos de fontes naturais, de acordo com tendências e desenvolvimento tecnológico, se tornem alvo de pesquisas. Neste contexto, a utilização de fibras naturais ocupa uma posição destacada. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de resistência de compósitos reforçados com 30% em volume de um tecido de fibra de fique e manta de curauá, com matriz de poliéster, por meio de testes de impacto Izod. Foi observado que a adição do tecido fique e da manta de curauá resultou em um aumento significativo na energia absorvida pelos compósitos, quando comparado com o material sem a adição de reforço. A observação macroscópica dos espécimes pós-impacto e a análise de fratura obtidas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelaram que a ruptura transversal através da interface dos compósitos com a matriz de poliéster é o principal mecanismo para a tenacidade destes compósitos.

Oct 30, 2017

By Denilson de Camargo Mirim

Corte, furação e texturização são alguns dos processos que utilizam laser na produção industrial comercial. São processos bem estabelecidos, que contam com equipamentos dedicados e metodologias bem estabelecidas. Apesar de eficientes e de certa precisão, são processos térmicos com inconvenientes intrínsecos como rebarbas, material ressolidificado, zona afetada pelo calor e certa imprecisão dimensional. A utilização de pulsos laser ultracurtos, de largura temporal da ordem de algumas dezenas de femtossegundos torna possível a realização destes processos sem a produção de calor, como no caso de dielétricos, ou com geração desprezível de calor para o caso de metais. Neste trabalho, utilizou-se o aço AISI 1045 para o estudo da interação com pulsos laser de femtosegundos, com o intuito de obter as condições de processo em que a produção de calor seja minimizada ou até mesmo eliminada. Os parâmetros de processo variados foram a largura temporal dos pulsos laser, 25, 87 e 124 fs, a densidade de potência e o número de pulsos sobrepostos. A técnica D-Scan foi utilizada para a determinação dos limiares de ablação em função deste número de pulsos sobrepostos. Foram analisadas a microestrutura das regiões vizinhas à região ablacionada, com o intuito de identificar as possíveis transformações de fase que poderiam estar correlacionadas à produção de calor pelo processo. Condições de mínima produção de calor foram obtidas com minimização de produção de rebarbas e de material ressolidificado.

Aug 8, 2018

By Danielle Gonçalves Campos

Com o ensaio de RDI (Índice de Degradação sob Redução), pode-se determinar a geração de finos durante a redução da carga metálica no alto-forno, e com o RI (Índice de Redutibilidade) determina-se a capacidade do sínter em ceder oxigênio para o gás redutor. São ensaios de extrema importância, pois com o RDI é possível medir a degradação do sínter quando submetido a condições redutoras do alto-forno, e com o RI entende-se o grau de redução da carga metálica momentos antes do início de seu processo de amolecimento. Com a instalação deste forno no Laboratório de Redução da CSN, será possível correlacionar os componentes do sínter, e de outras cargas metálicas, avaliando suas influências no produto, e, consequentemente, em suas utilizações no alto-forno.

Aug 1, 2018

By Edo Engel

Whereas only a handful of decades ago, typical blast furnace working volumes were below 1000 m³, such furnaces are currently designated compact or even mini blast furnaces. For certain business cases, however, small furnace sizes remain an attractive option. Decades ago, this size blast furnace would have produced a maximum of 0.3 Mtpa with its 600 m³ working volume over a campaign of up to four years. The current state of technology and operational know–how will allow a similarly sized furnace to produce over 0.7 Mtpa while achieving the multiple decade campaigns that have become familiar to steel producers in full sized operations. This level of productivity, but especially the reliability and supply security associated with mature technology, allows for integration into minimills or taking a first step towards a full scale BF–BOF integrated mill. Steel producers considering such scenarios, which are typically attractive for emerging economies, are confronted with fundamental decisions, one of which is for the technological basis for the compact or mini blast furnace to be included in the plant. This article addresses some of these decisions from an operations–based perspective. A small number of case studies is included.

Aug 16, 2017

By Ricardo Thomé da Cruz

O material refratário que constitui a placa de válvula gaveta é selecionado de acordo com vários critérios, cuja adequação vai influenciar diretamente no desempenho e vida útil das placas. Estes refratários apresentam alto grau de desenvolvimento tecnológico, demandam tempo para sua substituição em intervalos de poucas corridas e apresentam custo relativamente alto. No presente trabalho foi realizada a caracterização técnica e microestrutural de placas de refratários aluminosos com carbono, de diferentes fornecedores. As propriedades técnicas desses materiais foram relacionadas com o desempenho em serviço. Inclui-se nesse estudo a comparação do refratário novo com o usado (post mortem), relacionando-se os aspectos estruturais com o desgaste do canal da placa. Os resultados mostraram diferenças significativas dos constituintes microestruturais das placas, os quais explicam o melhor desempenho de um material na prática industrial.

Jul 30, 2018

By Carolline Serafim da Silva

Com o objetivo de avaliar as condições estruturais via comportamento mecânico associada ao efeito TRIP realizou-se estudo comparativo das propriedades mecânicas de dois aços inoxidáveis austeníticos comerciais de graus 304L e 201LN. A martensita induzida por deformação foi formada durante a laminação a frio a temperatura ambiente até percentual de redução de espessura de 80% e avaliada via nanoindentação com cargas máximas de ensaio de 1, 20, 50 e 100 gf. Observou-se que as propriedades decresceram com o aumento das cargas utilizadas e apresentaram tendência de estabilização com as maiores cargas.

Oct 30, 2017

By Arlei Fonseca Barcelos

Uma das características de qualidade mais importantes das bobinas Full Hard é a planicidade. Essa pesquisa visa confirmar a hipótese de desenvolver e treinar uma rede neural capaz de identificar padrões de planicidade de bobinas laminadas no Laminador de Tiras a Frio#3 da CSN, propiciando o aumento do padrão de qualidade, inovação tecnológica e ganhos econômicos. A metodologia aplicada para alcançar os resultados almejados baseou-se em experimentos realizados com informações de bobinas reais, sendo utilizados softwares distintos para o desenvolvimento do projeto, validando os resultados obtidos através de análises de desempenho, com a correlação entre respostas conhecidas e as obtidas com a utilização da rede neural, assim como, a análise do erro médio quadrático das respostas obtidas com a aplicação, sendo simulados na etapa de treinamento da rede neural ou verificados experimentalmente com a execução da ferramenta desenvolvida.

Aug 17, 2017

By Elaynne Rohem Peçanha

Com o objetivo de estudar a interação da hematita com biorreagente de flotação (Bacillus subtilis), foram realizados experimentos de ângulo de contato. Após a interação com o biorreagente, a superfície da hematita apresentou uma hidrofobicidade apresentando um valor de 46,0º. Os experimentos de potencial zeta mostraram uma interação acentuada entre o reagente e o mineral na faixa de pH alcalina com deslocamento do ponto isoelétrico da hematita. Ensaios de microflotação foram conduzidos em tubo de Hallimond modificado, em pH 6, com uma recuperação de, aproximadamente, 80%. As teorias DLVO e X-DLVO foram aplicadas para avaliar as energias de interação entre o reagente e os minerais. As duas teorias foram capazes de prever a interação que ocorre entre o biorreagente e a hematita. Os resultados evidenciaram o uso promissor do reagente na flotação direta de hematita.

Aug 17, 2017