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By Luciano Lellis Miranda

Este trabalho apresenta os principais conceitos de Indústria 4.0 e discute os benefícios do emprego de alguns de seus mecanismos na construção de um sistema integrado de gestão de energia, em especial a utilização das tecnologias de big data (ou megadados, em português). A tese defendida neste trabalho – a possibilidade de se produzir grande valor a partir da abundância de dados de medição de consumo, de produção e de estados dos equipamentos, tipicamente encontrada em ambientes industriais – é demonstrada através do caso concreto da empresa Aperam South America, em sua planta de Timóteo, MG. Os resultados apresentados neste trabalho ilustram, qualitativamente, os potenciais retornos apurados no desenvolvimento de um sistema com as características descritas.

Aug 17, 2017

By Vinicius Oliveira dos Santos

Este trabalho tem como objetivo estabelecer um quadro comparativo – baseado na literatura científica vigente – entre o comportamento mecânico sob irradiação neutrônica dos Aços Inoxidáveis Austeníticos e as ligas de Zircônio empregados ostensivamente em componentes estruturais de instalações nucleares, como reatores e submarinos. O conhecimento do dano induzido pela irradiação nos materiais é de fundamental importância para os projetos de engenharia para minimização das probabilidades de risco de acidentes.

Aug 8, 2018

By Flaviani Marculano Marchesi, Silas Gambarine Soares, Elton Volkers do Espírito Santo, Felipe Fardin Grillo, Heitor Cristo Clem de Oliveira

O objetivo deste trabalho é utilizar a termodinâmica computacional para estudar as propriedades de escórias iniciais dessulfurantes utilizando misturas com diferentes fluxantes: fluorita, sodalita, borra de alumínio, B2O3 e ilmenita. A princípio, as misturas foram definidas e em seguida foram realizadas simulações para o aquecimento dessas misturas a 1350 ºC por meio do software FactSage 7.2. Assim, foi calculado o fator de dessulfuração (FDeS) para cada mistura com base nas condições de equilíbrio. As misturas contendo 5 e 10% de fluorita e 5% de sodalita foram as que apresentaram maior FDeS. Em contrapartida, as misturas com 10,15 e 20% de B2O3 tiveram os piores resultados nessa análise. Misturas da literatura também foram simuladas a fim de se obter o FDeS e relacioná-lo com a eficiência.

Oct 1, 2019

By Bianca Vieira Stragliotto

O controle térmico do aço dentro da panela de aciaria depende do conhecimento das perdas térmicas e da estabilidade do processo, durante a etapa de refino secundário. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo que prevê a temperatura de chegada do aço líquido no forno-panela. Foram calculadas as perdas térmicas do aço durante o vazamento do forno elétrico a arco e transporte para o forno-panela. As perdas por adição de ligas e escorificantes, pelos refratários, por convecção e radiação da escória e tempos de processo foram consideradas. Os cálculos foram aplicados em dados históricos de 469 corridas de uma aciaria elétrica, distribuídas em 14 qualidades de aço produzidas. As perdas por adição de ligas e escorificantes ocasionaram no sistema uma perda de temperatura média mínima de 5°C e máxima de 53°C. O modelo mostrou-se apto para testes em escala industrial, apresentando acerto médio de 72,5%.

Oct 30, 2017

By Eduardo Spinelli Oliveira

Devido à possibilidade de se remover quantidades muito pequenas de material de cada vez, a ablação seletiva por laser tem se mostrado um método muito eficaz para remoção de finas camadas de materiais depositados sobre um substrato. Neste trabalho, um laser de femtossegundo foi utilizado para remoção de um filme fino de nitreto de titânio (TiN) depositado sobre um substrato de carboneto de tungstênio (WC), configuração comum em pastilhas de usinagem mecânica, objetivando fornecer um método eficiente para tal processo. Os limiares de ablação do filme e do substrato foram determinados, evidenciando a problemática do trabalho, remover um filme com limiar maior que o substrato. Um sistema de controle de espectrometria de emissão atômica induzida por laser (LIBS) foi testada, com a intenção de controlar em tempo real, a espécie do material ablacionado, mostrando-se muito eficiente. Os parâmetros do laser bem como da varredura de usinagem ainda estão sendo testados para definir a viabilidade do processo.

Aug 17, 2017

By Alexandre Gonçalves Andrade

A Samarco Mineração utiliza combustível sólido para geração de energia térmica nas pelotas de minério de ferro. Este insumo torna possível a redução da utilização de gás natural na etapa de queima nos fornos de endurecimentos e ainda melhora a qualidade física das pelotas. O tamanho das partículas é chave para eficiência do processo e a cominuição destes combustíveis é realizada nas plantas de moagem da empresa, tanto para o antracito quanto para o coque verde de petróleo. Tradicionalmente, um dos principais itens de controle de moabilidade do insumo é o HGI (Hardgrove Grindability Index), que avalia a dureza do combustível sólido no processo de moagem. Porém, este parâmetro não reflete as dificuldades produtivas encontradas nas plantas de moagem da Samarco Mineração. Portanto, foi desenvolvida metodologia através de uma modificação da equação proposta por Bond para avaliação energética de moagem. A lei de Bond tem origem empírica e considera que a energia consumida na cominuição é proporcional ao comprimento das fissuras iniciais que se desencadeiam na quebra das partículas. A metodologia proposta, no presente trabalho, avalia com maior representatividade as dificuldades encontradas na cominuição destes insumos. Ainda, testes em planta piloto de moagem de combustíveis sólidos foram realizados para validação da abordagem.

Aug 1, 2018

By Soraia Karolinne Castro Silva

Com o objetivo de analisar o nível de aderência e a qualidade dos Indicadores Ambientais, divulgados pelas empresas dos setores: metalúrgico, siderúrgico e de mineração, que fazem parte da BM&Bovespa, foi feita uma pesquisa exploratória, qualitativa e de caráter documental, com base nos dados coletados nos Relatórios de Sustentabilidade GRI G3.1. Os Indicadores Ambientais foram analisados pelos métodos GAPIE (Grau de Aderência Plena) e GEE (Grau de Evidenciação Efetiva). Constatou-se que poucas empresas dos setores apresentam relátorios nomolde padrão internacional GRI, mesmo assim 58,33% apresentam algum tipo de evidenciação voluntária ambiental em seus web sites e 54,16% são ou já foram certificadas pelo ISSO 14001, demonstrando que a divulgação de ações de Responsabilidade Social Corporativa, ainda são tímidas nesses setores. Especificamente, os resultados obtidos através dos cálculos do GAPIE e di GEE mostram que, quando divulgados, os resultados são considerados positivos, levando-se em conta a média das empresas. Deve-se destacar que a pesquisa limita-se a análise apenas dos Indicadores Ambientais, nesse contexto os resultados dos cálculos de GEE e GAPIE não devem ser generalizados ao Relatório de Sustentabilidade como um todo.

Aug 16, 2017

By Caroline Gomes de Oliveira

Nas últimas décadas, as fibras naturais têm sido investigadas como uma alternativa para a utilização de fibras sintéticas, como material de reforço, tais como fibras de vidro. Algumas vantagens das fibras naturais são a menor densidade, biodegradabilidade e o fato de virem de fontes renováveis. Com o intuito de melhorar ainda mais as propriedades de compósitos de fibras naturais, investiga-se o desempenho de compósitos reforçados com tecidos de fibras naturais, uma vez que estes proporcionam um reforço multidirecional e permite a introdução de uma maior fração de volume de tecido. Neste trabalho, investigou-se a resistência à tração dos compósitos com matriz de poliéster reforçados com diferentes frações de volume de tecido de rami, que é uma das mais lignocelulósicas mais resistentes. Os espécimes foram testados em uma máquina universal de ensaios Instron. Os resultados mostraram um aumento na resistência à tração com o aumento da fração de volume de tecido.

Aug 17, 2017

By Sara Silva Ferreira de Dafé

Os aços com um alto teor de Mn (15-30%) e os elementos de liga, Si e Al, apresentam plasticidade excepcional devido à geração de maclas de deformação (efeito TWIP) ou múltiplas transformações martensíticas (efeito TRIP). Este trabalho avaliou a evolução microestrutural, a formação da textura e sua influência sobre o comportamento mecânico de um aço contendo 17%Mn-0,06%C laminado a frio com reduções de 45% e 90%, e recozimentos a 700°C durante tempos diferentes. A microestrutura foi analisada por microscopia óptica e eletrônica de varredura, EBSD e difração de raios X. A redução um frio favorece a formação da martensita a'. No aço recozido estão presentes as fases martensita a? e e e austenita. O limite de escoamento e de resistência à tração alcançaram 750 e 950 MPa, respectivamente, com o alongamento total de 45%, confirmando sua alta capacidade de encruamento. A reversão da martensita para austenita ocorre simultaneamente com a recristalização desta.

Aug 8, 2018

By Ricardo José Gonçalves Costa

A estabilização do aço inoxidável ferrítico ASTM 409 na aplicação em sistemas de exaustão de automóveis é cada vez mais exigida em função do aumento das garantias e de desempenho neste sistema, particularmente em temperaturas mais elevadas dos gases de escape. O Ti é um dos elementos mais utilizado como estabilizante da estrutura ferrítica. No entanto, teores elevados deste elemento pioram as condições de lingotabilidade durante a produção do aço, aumentando a sua suscetibilidade a problemas de qualidade superficial. Desta forma, a dupla estabilização com Ti e Nb é uma solução para reduzir o teor de titânio. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da adição de Nb na microestrutura por meio da comparação entre o aço ferrítico estabilizado ao Ti (409H) e bi-estabilizado ao Ti e Nb (409S). Os resultados deste trabalho mostraram que o aço 409S é afetado diretamente pela microestrutura mais deformada após laminação a quente em relação ao aço 409H, gerando maior força motriz para recristalização no recozimento final.

Aug 17, 2017

By Samuel Filgueiras Rodrigues, Sebastião Raimundo de Jesus Belém leitão Filho, Gedeon Silva Reis, Eden Santos Silva

Nesse trabalho estudou-se o retardo na cinética de amaciamento estático do aço inoxidável austenitico ASTM F-1586 (ISO 5832-9) usado na confecção de implantes ortopédicos, por meio de ensaios de torção a quente isotérmico em duplo passe. Inicialmente as amostras foram aquecidas por indução até a temperatura de 1250 oC e mantidas por 300 s para solubilização, em seguida resfriadas até a temperatura de deformação (Tdef), que variou de 1000 a 1200 oC, com passes de deformações de ε1 = ε2 = 0,30, taxa de deformação de 1,0 s-1 e tempo entre passes (tp) variando entre 0,1 – 1800 s, simulando um processo de forjamento a quente industrial de um dispositivo ortopédico. Os resultados da simulação física do processamento termomecânico indicaram que 60 % do amaciamento dá-se por recuperação estática (SRV), com moderado valor de energia de falha de empilhamento (γEFE ~ 69 mJ/m2) do aço e tempo de encubação pra iniciar a recristalização estática (SRX) maior que 10 s abaixo de 1100 oC com formação de patamares nas curvas de amaciamento Xs vs tp, indicando atraso na cinética de recristalização estática (SRX) resultante do efeito dos precipitados da fase Z (NbCrN) induzidos por deformação nos contornos dos grãos austeniticos.

Nov 18, 2019

By Ricardo dos Santos Oliveira

Este trabalho foi realizado a partir da identificação do problema da alta geração de resíduos cafeeiros e de emissão de gases poluentes pelas indústrias siderúrgicas. Ao analisar as emissões nacionais de sistemas de energia, observou-se que o segmento da indústria de aço tem uma importante participação devido ao alto consumo de carvão metalúrgico e coque no balanço energético. O projeto teve como objetivo utilizar duas biomassas, a casca de café e o carvão vegetal, como uma fonte de energia no processo de redução do minério de ferro, através da injeção de finos pulverizados pelas ventaneiras de altos-fornos. O cafeeiro e a planta de eucalipto são fontes renováveis, ao contrário do carvão mineral, e através da fotossíntese capturam o gás CO2 da atmosfera, reduzindo parte da poluição causada pelos altos-fornos à coque. Para simular a possibilidade de injetar as biomassas estudadas, um simulador de injeção de materiais pulverizados foi utilizado. Foram utilizadas, também, técnicas para caracterizar os materiais, como classificação granulométrica, combustão, calorimetria, análise de gás, superfície específica, microscópica e química. Através do estudo, esta pesquisa mostra que a casca de café pode ser injetada em altos-fornos substituindo parcialmente a moinha de carvão vegetal.

Aug 17, 2017

By Dimas Henrique Barros Andrade

No cenário atual de empobrecimento da qualidade das matérias-primas carregadas nos altos-fornos, torna-se fundamental compreender os fenômenos que afetam diretamente a estabilidade operacional desses reatores. Este trabalho avaliou uma relação entre queda de pressão e intensidade de irrigação com a intenção de associá-los aos fenômenos de retenção e refluxo que ocorrem na zona de gotejamento de um alto-forno a coque. Não foi possível obter claramente uma relação entre as instabilidades operacionais e a ocorrência de fenômenos de inundação, porque não há uma separação clara entre os dias com e sem as instabilidades operacionais. No entanto, ao longo de um intervalo definido no diagrama, é notável uma maior ocorrência de instabilidades. Analisando os parâmetros, o que tem maior influência na permeabilidade da zona de gotejamento é a distribuição do tamanho do coque, avaliada pelo cálculo do diâmetro harmônico.

Oct 30, 2017

By Geraldo Timotheo da Rocha

Nos últimos anos ocorreu uma deterioração considerável na qualidade química e granulométrica dos minérios de ferro utilizados na sinterização. Como resultado ficou limitada a utilização de silicatos de MgO na mistura, devido à elevação excessiva do teor de sílica no sínter, e as siderúrgicas voltaram a utilizar a dolomita como fonte de MgO. A utilização de pellet feed na mistura a sinterizar (natural ou moído) tem se apresentado como uma alternativa à elevação do teor de sílica na sinterização e a eventual redução na produtividade, compensada pela otimização das condições de misturamento. Testes em escala piloto indicam que a eventual redução na produtividade, decorrente da utilização do pellet feed, pode ser compensada pela utilização de olivina na mistura a sinterizar, em substituição à dolomita, com uma otimização do processo e da qualidade do sínter.

Aug 1, 2018

By Natália de Oliveira Roque Maciel

Atualmente uma das maiores preocupações da humanidade está relacionada as questões ambientais, o que tem motivado a pesquisa e o desenvolvimento de materiais provenientes de recursos renováveis e ambientalmente amigáveis. A despeito disso, este trabalho objetiva comparar a resistência de compósitos desenvolvidos com fibras naturais e, portanto, ambientalmente amigável e de compósitos desenvolvidos com fibras de vidro, que por sua vez apresentam impactos ambientais desde a fabricação até o descarte. Foram fabricados 13 corpos de provas para amostras contendo 0% de fibra, 30% de fibra de curauá e 30% de fibra de vidro na matriz epoxídica e ensaiado na máquina de tração. Os resultados obtidos apresentam valores bastante superiores para as amostras contendo fibras de vidro, contudo, ao relacionar a tensão do compósito com a respectiva densidade da fibra, foi possível constatar que os compósitos com fibras naturais chegam a apresentar resultados superiores aos compósitos fabricados com fibras de vidro. É possível concluir, portanto, que do ponto de vista da propriedade mecânica em questão é possível substituir as fibras de vidro por fibras de curauá.

Aug 17, 2017

By Marcos Meyer

A pelotização é um processo de aglomeração com objetivo de agregar valor aos finos de minérios de ferro (pellet feed). A partir de 2010, a mina de Brucutu situada no Quadrilátero Ferriferro (QF) passa a ser a maior fornecedora de matéria prima para as plantas de Tubarão / Vitória-ES. O estudo avaliou a performance industrial de duas misturas com alta participação de minério de Brucutu, acima do padrão utilizado na usina de pelotização. Os minérios compostos nas misturas foram caracterizados por análise química, física, mineralógica e microestrutural. O desempenho operacional mostrou superior à mistura padrão utilizada para a produção de pelotas para redução direta, permanecendo com os parâmetros de qualidade consoantes com as especificações do produto final. O conhecimento das características geometalúrgicas destas misturas com minério de Brucutu em maior escala foi de suma importância para adequar o processo e custo das principais operações unitárias da planta envolvida (moagem e forno).

Aug 1, 2018

By Filipe Sathler

Mediante efeitos de sazonalidades do mercado Siderúrgico, períodos de crise, aliados às necessidades de reparos de equipamentos, os Altos Fornos são, eventualmente, submetidos ao desligamento. O procedimento específico mais utilizado é o Blowdown, com o abaixamento de carga até nível de ventaneiras, facilitando posterior limpeza e reparo. Para sucesso deste procedimento, é essencial um planejamento adequado das atividades. Informações técnicas e experiências operacionais permitiram o embasamento teórico e a execução do Blowdown do Alto Forno 03 da ArcelorMittal FCSA (Tubarão). Como preparação, foi efetuado o aumento do fluxo periférico (remoção de cascão) e o aumento da permeabilidade do Cadinho (maior circulação de líquidos, limpeza e drenagem). Realizou-se também a preparação de equipamentos específicos e controle dos parâmetros operacionais. O abaixamento de carga foi devidamente realizado conforme planejado, até o nível de ventaneiras e permitindo paredes internas livres de cascões.

Aug 16, 2017

By Sérgio Wilibaldo Garcia Scherer

O Balanço Energético Nacional do MME informa que em 31/12/2012, o carvão mineral representa 73% dos recursos e reservas nacionais de energia fóssil. A partir de 1960 foram realizados estudos e experiências que resultaram na implantação da Aços Finos Piratini (AFP), uma mini usina integrada para aços especiais pela rota tecnológica “Redução Direta a redutor sólido / Aciaria Elétrica”, na cidade de Charqueadas/RS. A unidade Sl/RN (forno rotativo) operou de 1973 a 1990, com carvão local com até 35% de cinza. O processo atraiu a atenção mundial: em 1974 foi feito um teste industrial bem sucedido com linhito briquetado alemão; em 1975 o ILAFA realizou em Porto Alegre seu Seminário Internacional sobre Redução Direta; equipes da África do Sul e da Índia foram treinadas na AFP. A Índia é atualmente a líder mundial na produção de ferro esponja a carvão. O trabalho apresenta um modelo de usina integrada, autosuficiente em redutor e energia elétrica, à base de carvão não coqueificável, produzindo tarugos. Além disso, apresenta outras possibilidades de emprego do carvão mineral nacional em siderurgia, tais como a injeção de finos nos altos fornos e seu emprego no processo COREX. As perspectivas futuras estão delineadas em documento do Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE) do MDIC, que coloca metas para 2022 e 2035.

Aug 1, 2018

By Wagner Viana Bielefeldt, Felipe Buboltz Ferreira, Antônio Cezar Faria Vilela

The continuous casting machine is one of the most important steel production steps in a melt shop. The tundish, a reservoir between the steelmaking ladle and the mold, has great influence over the steel cleanliness, along with the productivity bid. It must takes into account the quality of the metal and operational safety. Several different variables are related to the tundish process, of inclusionary cleanliness. Some of them are discussed in this paper: the free opening of ladle, tundish inertization, steel temperature in the reservoir and clogging formation, besides a brief topic about castability. Therefore, a critical analysis, with a review from some papers available in literature, is proposed in this study, with its focus on tundish.

Oct 1, 2019

By Eduardo Macedo Junior

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de uma nova especificação para a Linha de zincagem numero 3 (LZC#3) da Companhia siderúrgica nacional (CSN), de grande demanda e aceitação, alta produtividade e foco nos requisitos do cliente que tangem qualidade superficial e características metalúrgicas (resistência mecânica) em aços para atendimento do mercado Norte-americano. Este novo produto tem como característica o ciclo de recozimento com velocidade alta para obtenção de microestrutura 100% encruada na saída do equipamento e limites de escoamento e resistência acima de 500 MPa. A combinação dessas características do produto junto com as características do processo tornou a especificação “ASTM-A653MSS80CL1” um grande desafio para garantir qualidade superficial sem comprometer as propriedades mecânicas especificadas assim como a integridade do equipamento. O baixo custo de produção associado a alta produtividade desse produto fazem da especificação “ASTM-A653M-SS80CL1” um produto de extrema importância para a estratégia adotada pela CSN, mantendo dessa maneira sua competitividade no mercado Norte-americano e garantindo capacidade máxima de produção do seu equipamento em tempos de retração do mercado interno.

Aug 17, 2017