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By André Alexandrino Lotto

A demanda global por energia renovável vem aumentando ao longo dos últimos anos. A energia solar é uma energia limpa e abundante, mas seu uso ainda é limitado por causa dos preços altos e baixa eficiência das células fotovoltaicas. O silício bruto, também chamado de silício de grau metalúrgico, tem sido alvo de muitos estudos visando sua purificação a um nível suficiente para aplicações de energia solar por processos mais baratos do que o processo convencional, chamado Processo Siemens. Neste trabalho, 3 kg de silício de grau metalúrgico foram fundidos por plasma térmico numa atmosfera de vapor de água, hidrogênio e argônio. O teor de boro foi reduzido de 10 ppm para 0,09 ppm em 18.000s (5 horas), mostrando que o processo poderia ser uma alternativa viável ao processo tradicional por via química

Aug 8, 2018

By Michael McDonald

The cold-rolled steel output of cold-rolling mill (CRM) complexes are sometimes constrained by their batch annealing facilities (BAF). This paper examines a cost-effective solution to increasing capacity and quality of the BAF thereby making additional capacity available for CRM output. The solution involves applying a structured system of scheduling and operation to the BAF, using a proven level-2 software model. The system presented has been applied to a wide variety of BAF with all the leading furnace brands. Whether using traditional HN atmosphere or 100% hydrogen, peak performance can be achieved when using a properly configured, on-line, physical thermodynamic model. Given that it is not practical to place a thermocouple in each coil that is being annealed, various methods have historically been used to estimate the time required to properly anneal all the coils in the charge. This paper examines how the latest technology, in wide use throughout the USA, uses a physical thermodynamic model to shorten average cycle times, thereby increasing productivity and reducing energy consumption. The paper also examines the benefit of building thermodynamically balanced charges to further optimize the BAF operation and improve quality consistency by decreasing mechanical property variations.

Jul 30, 2018

By Ricardo dos Santos Oliveira

Este trabalho foi realizado a partir da identificação de um problema ambiental, a alta concentração de gases do efeito estufa. 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, mostrando a predominância de usinas à base de coque siderúrgico integrados. Depois de identificar algumas possíveis soluções para este problema ambiental, o projeto teve como objetivo utilizar cascas de eucalipto na injeção de finos pulverizados pelas ventaneiras de altos-fornos nas siderúrgicas. A utilização deste material como uma fonte de energia (combustível) no processo de redução de minério de ferro em altos-fornos, substituindo diretamente o carvão, apresenta uma solução viável para o sequestro de carbono. O eucalipto é uma fonte renovável, ao contrário do carvão mineral, e através da fotossíntese captura o gás CO2 da atmosfera, reduzindo a poluição causada pelos altos-fornos e participa no mercado de carbono. Assim, a empresa poderia participar do mercado de carbono, o que poderia resultar em um lucro anual superior apenas por este mecanismo. A casca do eucalipto é rico em carbono e complementa a oferta desse elemento para o processo de redução de minério. Assim, em teoria, o que esta pesquisa mostra é que a casca de eucalipto pode ser injetada em altos-fornos no lugar do carvão pulverizado, tornando este processo ser rentável para a empresa.

Aug 16, 2017

By Thiago Marques Ivaniski

A fabricação de componentes para conformação mecânica possui uma gama de exigências devido aos esforços cíclicos, como por exemplo, fadiga térmica. Devido à capacidade de formar geometrias complexas e usinar metais de alta dureza, a eletroerosão (EDM- Eletrical Discharge Machining) possui eficiência na produção destas matrizes. O estudo da integridade superficial do material erodido torna-se importante para avaliarmos qual são as condições ideais para tratamentos termoquímicos que visam a otimização da superfície da matriz usinada. Neste trabalho, foi investigada a integridade superficial do AISI H13, utilizadas para a fabricação de matrizes de forjamento a quente. Foram avaliadas a rugosidade e camada afetada pela técnica de Perfilometria Mecânica,Microscopia Ótica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Verificaram-se diferentes superfícies, em diferentes parâmetros de usinagem e profundidades estabelecidas, observandose a subsuperfície do material.

Aug 17, 2017

By Jetson Lemos Ferreira

O presente estudo teve por objetivo verificar a independência tanto da Curva Limite de Tensão (CLT), quanto da Curva Limite de Deformação Plástica Efetiva (CLDPE) em relação à trajetória de deformação. Para tal, foram utilizadas Curvas Limite de Conformação (CLC) de aço livre de intersticiais (Interstitial Free - IF), determinadas, primeiramente, por meio de trajetórias lineares e, posteriormente, por trajetórias bi-lineares estabelecidas por níveis de pré-deformação nos modos de tração uniaxial e estiramento biaxial simétrico. As previsões da CLT e da CLDPE, calculadas a partir das deformações limites da CLC convencional em trajetórias lineares e bi-lineares, mostraram-se independentes em relação à trajetória de deformação. Entretanto, verificou-se que o critério de escoamento adotado tem grande influência na forma e posição destas curvas limites.

Aug 17, 2017

By Livia da Silva Mello

O objetivo deste trabalho é demonstrar que a utilização da Metodologia Six Sigma e ferramentas de controle estatístico e gestão, são eficazes para controle processo, redução custos e estabilização de processos em geral. O coque dentre os custos variáveis do Circuito Polimetálicos, representa o maior custo para a unidade de Juiz de Fora e a oportunidade em otimizar sua utilização, foi identificada a partir do levantamento de dados e benchmark realizado. Observou-se que a média do consumo específico de coque grosso + coque fino no Forno Waelz, em 2012 era em média 360 Kg/t de pó de aciaria (PAE) tratado estava muito superior a outras empresas que utilizam a mesma tecnologia para tratamento de resíduos. Definiu-se então como meta do projeto atingir 210Kg/t PAE até 2014. Passando por todas as etapas de um projeto Six Sigma: Definir, Medir, Analisar, Melhorar e Controlar, todas as ações realizadas garantiram uma melhor performance da variável: consumo específico de coque, uma média acumulada em 2013 de 212,3 Kg/t PAE e 181,5 Kg/t PAE em 2014 proporcionando um custo evitado de R$ 11,6MM para a unidade.

Sep 25, 2017

By Kelly Cristina Ferreira

A presença do fósforo, em determinados teores, provoca a fragilização dos aços, sendo, portanto, um elemento restritivo ao aproveitamento de importantes recursos minerais. O presente trabalho apresenta um estudo sobre a origem do fósforo em um concentrado de minério de ferro que apresenta teor de fósforo de 0,059%, superior ao recomendado para certas finalidades. Foi realizada uma investigação do modo de ocorrência do fósforo no minério utilizando-se as técnicas de microscopia ótica e microssonda eletrônica (análises semi-quantitativas e obtenção de espectros por EDS). Observou-se que apenas uma pequena quantidade de fósforo encontrase associada à hematita. A maior parcela de apatita representa uma mineralogia acessória.

Aug 16, 2017

By Tâmisa Eleutério Silva

Ligas de alumínio possuem, dentre diversas propriedades, uma atrativa combinação entre resistência mecânica e densidade, característica que leva à utilização cada vez maior desses materiais em setores estratégicos, como as indústrias aeronáutica e automobilística. O aumento da resistência dessas ligas, por sua vez, está associado ao tratamento de endurecimento por precipitação, podendo ainda ser influenciado pelo encruamemto do metal, esse último decorrente da eventual realização de deformação plástica entre as etapas de solubilização e envelhecimento do referido processamento. Dentro desse contexto, neste trabalho foi avaliado o comportamento mecânico de amostras da liga de alumínio 7.075 submetidas à compressão monotônica e cíclica após a etapa de solubilização do tratamento de endurecimento por precipitação. O comportamento do material foi analisado através de ensaios de dureza. Os resultados evidenciaram os efeitos das características e da magnitude da deformação na propriedade mecânica da liga.

Aug 8, 2018

By Brenda Marise Oliveira Custódio Pereira

Este trabalho apresenta uma análise fluidodinâmica de um leito granulado, utilizando-se partículas sólidas de diferentes característica em um leito de área de secção transversal circular. Os materiais utilizados foram aqueles comumente utilizados em um alto-forno a carvão vegetal. Os dados experimentais foram obtidos em um leito fluidizado fixo, de escala piloto, medindo 1,20 x 1,00 m. A fluidodinâmica foi estabelecida pelas medidas da perda de pressão no leito e vazões de ar crescentes. Os valores de velocidade de fluidização foram obtidos a partir dos gráficos de perda de pressão x velocidade do ar.

Aug 1, 2018

By Luiz Afonso Andrade, Pablo Amâncio de Freitas, Ana Patrícia Andrade Jaccard, Eduardo Cezar Ribeiro, Ana Christina Pitard Lima, Rodrigo Ribeiro de Souza

A análise dos carvões em mistura é de suma importância para redução dos custos e controle de qualidade de uma coqueria, esse trabalho trata da influência da cominuição comum de carvões de diferentes ranks, assim como suas implicações no processo de amostragem e consequentes desvios nas análises. O processo de produção da mistura de carvões na Ternium Brasil possuía um desvio não rastreado entre matéria volátil resultante da amostragem automática da mistura de carvões e a matéria volátil esperada pelo resultado da média ponderada dos carvões individuais no recebimento, para tal foram estudadas todas as etapas do processo de produção da mistura de carvões desde a variação dos carvões em pilha, escoamento em silos e na etapa anterior e posterior a britagem. Os dados foram comparados e foi feito um plano de ação para redução do desvio.

Oct 1, 2019

By Arnaud-Guilhem de Loze

Este artigo apresenta um modelo matemático desenvolvido para o estudo das temperaturas dos refratários dos fornos de tratamento térmico de tubos de aço em períodos sem produção. Nesses períodos, o forno é desligado ou conservado em temperatura reduzida, visando economia de energia. O modelo matemático desenvolvido utiliza equações discretizadas para o cálculo da evolução das temperaturas em pontos internos do revestimento refratário em função da evolução da temperatura da atmosfera interna do forno. O modelo foi validado em campanhas de medições experimentais. Vários termopares foram instalados em diferentes profundidades do material refratário, e a evolução de temperaturas nestes pontos foi coletada durante duas semanas. A comparação entre modelo e medidas apresentou erro relativo considerado pequeno para todos os diferentes cenários. O modelo permitiu definir a condição de regime quase permanente do forno para garantir retomada do estado produtivo sem problemas de qualidade do produto. E auxiliou também o desenvolvimento de melhores práticas de controle do forno considerando a melhoria da qualidade dos produtos e economia de energia. O estudo foi considerado bem sucedido, e sua aplicação em outros fornos está sendo estudada.

Aug 17, 2017

By Marcus Francisco Gonçalves Mesquita

As mudanças no plano estratégico de uma organização reverberam por todos os seus setores, gerando demandas de alinhamento estratégico. Entre estes setores estão os de planejamento e programação da manutenção. O presente estudo de caso descreve uma iniciativa de alinhamento estratégico realizada pela equipe de planejamento de manutenção da unidade Germano da Samarco Mineração S/A, uma empresa de mineração, localizada no estado de Minas Gerais. A partir de uma revisão na estratégia corporativa foram derivados a missão, visão e valores da equipe. Esses por sua vez, serviram de base para uma revisão dos processos de trabalho e para a definição de ações de melhoria. Por fim foram estabelecidos indicadores para mensurar a realização da visão. Os resultados apresentados por esses indicadores comprovam que as equipes de planejamento podem obter e demonstrar resultados significativos através de técnicas elementares de planejamento estratégico.

Aug 16, 2017

By Fernanda Ferrante, Wagner Reis Modesto Ribeiro, Eduardo Pena Carvalho

CSN Mineração S.A. is the second largest exporter of iron ore in Brazil and is among the five most competitive in the market. Casa de Pedra currently has an approximate production capacity of 30 million tons per year. The fleets of small trucks 6x4 and 8x4 models are responsible for the ore movement, traveling an average distance of 10 km between origin and destination. 116 trucks of this size are used in CSN Mineração for the handling of products. Every month this fleet consumes an average of 550,000 liters of fuel. The objective of the work is to do a fuel consumption analysis by truck through the embedded telemetry system. The reports generated through this system provide the specific consumption of each equipment and also the specific consumption of each Driver. As reports are generated it is possible to assess which equipment had a higher specific consumption and, in this case, the respective trucks with greater consumption are directed to the Maintenance team for analysis and action in the event that a problem is identified in the equipment. At the same time, the analysis of the drivers who had the highest specific consumption and conducted a practical and theoretical training, addressing the techniques for a safer and therefore economical direction, is carried out. In 2019, the economy of fuel consumption type S10 was 204 thousand liters, which represents 9% of all consumption foreseen for the period.

Oct 3, 2019

By Jose Pedro Gualberto Junior

Este estudo tem por objetivo analisar as causas de falha em cabo de aço utilizado na construção civil. Os cabos foram submetidos à metodologia de análise de falha. Foram realizadas inspeções visuais, análise de fratura em baixo aumento e em microscópio eletrônico de varredura, análise de microdureza, análise microestrutural em microscópio ótico e microscópio eletrônico de varredura e análise de resistência mecânica por ensaio de tração. Os resultados indicaram que os cabos sofreram severo desgaste e a ação da corrosão o que favoreceu a diminuição da resistência mecânica e a propagação de trincas planas por fadiga.

Aug 16, 2017

By Manoel Inácio dos Reis Neto

Redução no consumo específico (KW/t) de energia elétrica em um dos moinhos de bauxita na refinaria da Alumina na CBA (Companhia Brasileira de Alumínio do grupo Votorantim Metais) através do uso da Metodologia Six Sigma e ações de substituição do óleo mineral por óleo sintético de alta performance, implantação do sistema de blindagem e de resfriamento no redutor deste moinho, onde foi alcançado um resultado de 5,45% de redução neste consumo específico e de 25% na temperatura de trabalho deste redutor, superando as expectativas inicias previstas.

Jul 31, 2018

By Bruna Silva de Almeida

Tradicionalmente propriedades mecânicas tais como: Limite de escoamento e dureza em processos de laminação a frio são avaliadas antes e após o processo devido a dificuldade de obter estes valores após cada cadeira de laminação. Atualmente são empregadas simulações numéricas, onde inúmeros modelos usam valores de tensões antes e após laminação e obtém-se uma predição destes valores entre cadeiras, normalmente utilizando aproximações ou dados conseguidos em algum laminador piloto. A finalidade deste trabalho foi estudar uma bobina processada de um aço IF, em escala industrial, num laminador de tiras a frio de cinco cadeiras avaliando algumas propriedades mecânicas e correlacionando os aspectos microestruturais das amostras retiradas entre as cadeiras deste laminador. Para o estudo da evolução das propriedades mecânicas do início ao final do processo, foram preparadas amostras para os ensaios mecânicos e para análise das mudanças microestruturais foram preparadas amostras por técnicas de metalografia. O resultado apresentado após estas avaliações mostram o comportamento mecânico diferenciado após cada redução.

Aug 8, 2018

By Larissa de Moraes Peres

A utilização da pré-concentração de minerais é um processo já conhecido e que gera ganhos significativos em termos de aumento de teor de alimentação das usinas. Tal processo, porém, gera produtos de granulometria fina que dificultam, ou mesmo impossibilitam, a avaliação da abrasividade destes pelo ensaio de Bond, método mais utilizado atualmente na indústria mineral. O ensaio LCPC se apresenta, então, como uma alternativa para avaliação da abrasividade de materiais que se encontram em uma granulometria mais fina. O objetivo principal do trabalho apresentado neste artigo é avaliar o índice de abrasividade de minérios que passaram por um processo de pré-concentração e tal avaliação foi realizada por meio do LCPC. Foi possível observar que, para a amostra de cobre, a pré-concentração resultou em um concentrado de abrasividade menor que a alimentação, o que torna o processo vantajoso como uma etapa anterior ao beneficiamento propriamente dito. Já no caso do zinco, observou-se uma maior abrasividade no concentrado, o que sugere a concentração dos minerais abrasivos no concentrado, ao contrário do que seria esperado, que seria uma maior concentração de minerais mais abrasivos na ganga.

Oct 30, 2017

By Izabelle Lannes Salgueiro Ferreira

O presente trabalho teve como objetivo garantir a estabilidade no processo de conformação mecânica das barras redondas laminadas, visando reduzir a geração de produtos não conformes e o número de reclamações de clientes pelo motivo de ovalização. As barras redondas laminadas são utilizadas nas indústrias de trefilação, metal mecânico, agroindústria e em outros componentes industriais. A metodologia utilizada neste trabalho foi DMAIC, (definir, medir, analisar, melhorar e controlar). Esta ferramenta é utilizada para melhoria de processos. Através desta ferramenta foi possível identificar os parâmetros mais influentes na geração de defeitos por ovalização, o que possibilitou a elaboração de um plano de ação direcionado às causas raízes. Após a conclusão do plano de ação, houve redução de 36% em média na geração de produtos não conformes e nenhuma reclamação de cliente foi recebida até o mês de março de 2016, além de uma maior estabilidade do processo durante a laminação deste produto.

Aug 17, 2017

By Karl Berger

The paper gives a comprehensive overview of the historical development of various metal rolling technologies and also describes the influence to industrial and socio-economic developments. The rolling of steel, in particular of rails, beams, rebar, strip and plate has enabled the large scale transport and travel, the building of bridges and buildings, the manufacturing of ships and cars. All this has changed the face of the world significantly. Further the paper approaches technological highlights in the design, manufacturing, drive and control of modern mills and the various types developed to create industrial economic units for the different markets and customers’ requirements. An outlook of future challenges is as well discussed in the paper. Various solution approaches for the rolling technologies, from continuous improvement of existing plants to more radical new concepts like endless rolling, near net-shape casting and rolling are approached. A positive conclusion is drawn that rolling technologies will remain a valuable area for engineers with scientific and economic challenges, but also a clear vision for positive contribution to further industrial and social development.

Jul 30, 2018

By Gerhard Finstermann, Ichiro Maeno, Takehiko Saito, Hironori Shimogama, Konrad Krimpelstätter

Automobile manufacturers are developing Electrified Vehicles with light steel body structure designs that reduce mass and therefore greenhouse gas emissions over the vehicle’s entire life cycle. This raises the demand for the production and development of Advanced and Ultra High-Strength Steels (AHSS / UHSS) and Electrical Steels with increased permeability and reduced core loss to improve energy conversion efficiency. To meet this requirements the steel market is tending towards new generations of AHSS with improved formability (3rd generation AHSS) and high-silicon steels with higher strength and thinner products. With this growing demand for advanced high-strength steels and electrical steels, producers are faced with a unique and interesting challenge in producing materials that strain or exceed the capabilities of existing mill equipment and automation designed to produce low- to medium-carbon sheet. While specialty steel producers have known for decades how to process special high-strength steels and thinner gauges, this equipment typically does not offer the yield and productivity desired by the market, necessitating innovation in re-engineering existing equipment to meet the market demands more economically than new construction. In the case of cold rolling, this can be supported through variable roll geometries, more effective roll-gap lubrication technologies, application of strip heaters (Warm Rolling) to reduce risk for edge crack propagation and strip breaks as well as continuous rolling managed by state-of-the-art automation technologies.

Oct 1, 2019