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By Antônio César de Araújo Freitas

As empresas de mineração têm desafios logísticos em sua operação no dia a dia, visto o crescente volume de minério movimentado nas Usinas e Portos e pressão crescente por resultados operacionais que se traduzem na busca contínua por níveis superiores de produtividade. A tecnologia de automação dos processos produtivos e de máquinas evoluiu muito na última década, entretanto o processo da logística nos pátios de matéria prima e produtos apresenta baixo nível de automação e é baseado em informações verbais e observações visuais a respeito do nível de estoques e disposição dos materiais nas pilhas e áreas dos pátios de manuseio. Em um processo tão complexo, pequenas decisões da operação no dia a dia, que podem variar de acordo com o operador, supervisor ou turno de operação, podem influenciar a produtividade diretamente, afetando indicadores como horas paradas e deslocamento de máquinas por tonelada expedida, afetando dessa forma custos significativos na operação de uma usina ou porto. Este trabalho tem por objetivo então descrever as técnicas utilizadas para modelar os desafios de logística nos pátios de minério, descrevendo sistemas de otimização utilizados com apresentação de resultados em projetos como o de Carajás, planta da VALE que é atualmente a maior mina de minério de ferro do mundo, abordando a redução de deslocamento de máquinas, diminuição da exposição ao risco de colisão e redução de paradas.

Jul 30, 2018

By Maria Cristina Adami Gatti

Este trabalho tem por objetivo aplicar o conceito teórico e experimental fornecido pela mecânica da fratura dependente do tempo, para avaliar por meio do parâmetro de fratura C* suscetibilidade do aço ASTM A297 Gr HP-Nb, para resistir à propagação de trincas por fluência. Este aço é utilizado na fabricação de colunas de suporte de tubos radiantes de Unidades de Coqueamento Retardado, que operam por longos períodos de tempo em temperaturas elevadas. Os ensaios de fluência convencional e de propagação de trinca por fluência foram realizados na temperatura de 927°C, de acordo com as recomendações das normas ASTM E139-11 e ASTM E1457-13. Dos resultados das curvas de fluência obtida para diferentes valores de tensões aplicadas foram determinadas as constantes, A e n, da relação de Norton. Com os resultados obtidos da taxa de propagação de trinca por fluência, da/dt, em função do parâmetro C*, foi possível ser modelada a equação da/dt = 1,1x10-3(C*)0,78. A morfologia da fratura observada na região de crescimento de trinca por fluência no estado estacionário apresentou modo de propagação interdentrítica, típica de aços com estrutura austenítica bruta de fusão.

Aug 8, 2018

By Bryan de Barros Soares

O aço carbono é um material amplamente empregado na indústria petrolífera devido sua elevada resistência mecânica e baixo custo. Entretanto, este material não possui boa resistência à corrosão. Neste contexto a predição da taxa de corrosão é de extrema importância para estimar a durabilidade desses materiais. Atualmente isto é feito com base em dados de ensaios de perda de massa em um único tempo de imersão, estimando-se a taxa de corrosão. Contudo, para converter os dados de perda de massa em taxas de corrosão é imprescindível que os ensaios sejam conduzidos em diferentes tempos de imersão e que haja linearidade entre perda de massa e tempo. Neste trabalho a corrosão do aço carbono em meios saturados com CO2 foi investigada através de ensaios de perda de massa em três tempos de imersão diferentes, com o objetivo de avaliar essa linearidade. Dos quatro meios corrosivos estudados, um não apresentou linearidade entre PM e tempo de imersão, sendo portanto incorreto extrapolar os dados para taxa de corrosão. Os resultados comprovaram que a extrapolação de dados de PM para taxas de corrosão não pode ser aplicada sem uma prévia verificação da linearidade entre perda de massa e tempo de imersão.

Aug 16, 2017

By Adriana da Cunha Rocha, Carlos Bruno Eckstein, Gabriela Ribeiro Pereira, Clara Johanna Pacheco, Elaine Felix da Silva, Raphael Silva de Araújo, Laudemiro Nogueira Junior, Luiz Henrique de Almeida

A composição química da camada de óxido formada durante operação em um forno de reforma a vapor por 70000 h em um aço inox resistente ao calor grau HP-Nb, foi analisada através da espectroscopia Raman confocal, com o objetivo de correlacionar as características químicas e morfológicas dos óxidos com os diferentes estados de envelhecimento. Os espectros Raman, adquiridos pontos aleatórios da camada de óxidos, revelam que os óxidos de Fe (-Fe2O3 e Fe3O4), bem como os óxidos mistos NiFe2O4 e NiFeMnO4 são as espécies predominantes no estado de envelhecimento I. Amostras envelhecidas dão origem a espectros característicos de Cr2O3, MnCr2O4, Fe3O4 e NiFe2O4, em consonância com estudos recentes reportados na literatura.

Oct 20, 2019

By Adolfo Pillihuaman Zambrano

Neste trabalho estudou-se a influência dos diversos aglomerantes nas propiedades mecânicas e no processo de redu?ão das pelotas auto-redutoras de cromita com o objetivo de obter uma boa resistência mecânica a quente, medidas após serem submetidas às temperaturas de 1173, 1273, 1373, 1473 e 1573K. Os aglomerantes ensaiados foram: bentonita, cal hidratada, melaço, carboxi-metil-celulose (CMC) e silicato de sódio. Inicialmente os materiais (cromita, ferro-silício, coque de petróleo e aglomerantes), foram caracterizados por análise química e granulométrica. Após isto, os materiais, foram aglomerados na forma de pelotas (P1 a P15), contendo teores variáveis de aglomerantes. Após a fabricação das pelotas, procedeu-se aos ensaios de laboratório; medindo-se a resistência a compressão da pelota verde, ao longo do tempo (por 28 dias), da pelota seca e após os ensaios de ciclos térmicos. Foram realizados também ensaios de crepitação e avaliação da redução à temperatura de 1773K. Após os ensaios ciclos térmicos e de redução, os produtos obtidos (escória e metal) foram analisados por MEV e EDS. A pelota P15 (4% de silicato de sódio como aglomerante) apresentou uma resistência a compressão, de pelota seca, de 5 kg-f/pelota, e após tratamento térmico às temperaturas de 1173 e 1273K, apresentou uma resistência a compressão de 15 e 15,5 kg-f/pelota, respectivamente. Nenhuma das pelotas ensaiadas apresentaram crepitação. A pelota P15 atingiu fração de reação unitária aos 10 minutos, a 1773K. Verificou-se também para estas condições a formação de escória, aos 3,5 minutos, prejudicando a reação CO/cromita.

Aug 8, 2018

By Andreas Munko

A Outotec está desenvolvendo em escala piloto o queimador de baixa emissão de NOx desde 2012, resultados expressivos foram atingidos (o pedido de Patente já foi depositado). Em 2014 utilizando simulações CFD, os resultados atingidos em escala piloto foram reproduzidos com boa aderência e os resultados em escala industrial se mostram com os mesmos comportamentos em tendências dos resultados da escala piloto, se mostrando promissores também. O presente trabalho apresenta os passos de desenvolvimento, os promissores resultados e o próximo passo deste desenvolvimento é realizar um teste em escala industrial com o queimador desenvolvido.

Aug 17, 2017

By Marcus Vinícius da Silva Jardim

Neste trabalho foi estudada a recuperação de hastes de sondagem por meio do processo de soldagem por fricção, assim como as propriedades mecânicas obtidas neste processo. As amostras foram retiradas em tubos de aço SAE4130 trefilados sem costura no diâmetro externo de 88,9mm, 5,5mm de espessura de parede e com 300mm de comprimento total. Foram realizados ensaios metalográficos e mecânicos nas amostras do tubo com o objetivo de verificar e comparar as características do tubo em estado de entrega com os resultados obtidos na junta soldada. A junta soldada por fricção apresentou uma microestrutura constituída de bainita inferior e martensita na região da solda. Na Zona Termomecanicamente Afetada – ZTMA observou-se a presença de Bainita, ferrita e perlita. Em consequência das microestruturas obtidas, o valor de dureza na solda por fricção foi maior em relação à ZTA e ao metal base, o que resultou em rompimento na região do metal base durante o ensaio de tração. O método de soldagem por ficção mostrou-se eficaz para a recuperação de hastes de sondagem.

Oct 30, 2017

By Fernando de Oliveira Boechat

Dentre as etapas de pelotização de minério de ferro, a fase de mistura tem grande importância devido ser responsável por dar homogeneidade a aos insumos e minério que serão processados nas etapas seguintes. Desta forma ela ajuda a garantir a boa formação das pelotas verdes e seu posterior endurecimento na etapa de queima. No desenvolvimento de misturadores, o auxílio de ferramentas de simulação são uteis para o correto dimensionamento destes equipamentos. Nos últimos anos a utilização do método dos elementos discretos (DEM) tem sido implementada para este fim e por isto vários cuidados têm sido tomados para ter-se resultados compatíveis com o comportamento real das partículas. Entre os fatores que podem inviabilizar o uso do método dos elementos discretos, o tempo e capacidade de processamento computacional tem sido um dos mais impactantes. Assim, este trabalho foi desenvolvido de forma a avaliar a influência do tamanho das partículas no resultado de capacidade de mistura de um misturador horizontal. Para isto, foi feito o escalonamento do modelo de um misturador e testado dois tamanhos de partícula avaliando o comportamento da mistura ao longo do tempo e o seu índice de mistura Lacey. Como resultado, pode-se verificar que o tamanho da partícula tem influência direta no resultado da simulação e que cuidados devem ser tomados no escalonamento destas para que haja compatibilidade entre as simulações e o comportamento real do sistema.

Aug 17, 2017

By Cristina da Paixão Araujo

O planejamento de lavra de curto prazo tipicamente confia em amostras obtidas de furos de desmonte em uma operação de lavra a céu aberto. Essas amostras podem conter grande erro de amostragem. O objetivo deste artigo é avaliar o impacto do erro de amostragem na recuperação de lavra. Para comparação, foi utilizado banco de dados Walker Lake exaustivo considerado como a distribuição real dos dados. A metodologia consiste na obtenção de amostras a partir dos dados exaustivo, em um espaçamento regular de 5x5 m. Em seguida, o erro de amostragem foi adicionado às amostras. Posteriormente, as amostras foram utilizados para estimar os blocos e classifica-los como minério ou estéril. Quatro cenários com amostras com 0%, 10%, 20% e 30% de erro relativo. A recuperação de lavra de cada cenário é comparada com a real distribuição dos dados. Além disso, o erro de classificação do bloco é avaliado para os quatro casos. Os resultados mostram que problemas na amostragem e no protocolo de preparação de amostras pobres afetam a curva teor tonelagem e a classificação dos blocos em minério e estéril.

Aug 8, 2018

By Dimas Henrique Barros Andrade, Roberto Abreu Alencar

O algaraviz é uma parte importante do sistema de sopro de um Alto-Forno, utilizado para direcionar o sopro e combustíveis injetados para a ventaneira, por conseguinte o interior do forno. O algaraviz consiste em uma caraça metálica revestida de material refratário com resistência ao calor e uma camada de isolante térmico entre o refratário e a carcaça. Falhas em serviço de algaravizes costumam a gerar grandes danos materiais, financeiros e com grande risco à vida dos operadores, por isso o controle e inspeção da integridade estrutural e térmica dos algaravizes é de suma importância. A inspeção nos algaravizes é realizada a fim de se detectar precocemente pontos quentes que são indicativos de falhas estruturais no algaraviz. Portanto este artigo foi feito um modelo numérico de transferência de calor, a fim de se averiguar as condições do algaraviz, de forma a verificar se o algaraviz em condições normais de operação mantem as condições térmicas. O modelo revelou resultados satisfatórios de forma que em comparação com resultados de inspeções em peças em operação se obteve um erro de cerca de 8%.

Oct 1, 2019

By Breno Totti Maia

A principal ferramenta de controle do processo BOF reside na regulagem dos parâmetros de sopro de oxigênio. As condições ótimas desse processo envolvem diversas variáveis, como vazão de oxigênio, distancia banho lança (DBL), número de furos para a saída de oxigênio na lança, entre outros fatores. Através de uma análise visual da penetração do jato e do volume movimentado, foram analisados os comportamentos para cada configuração de sopro entre diferentes combinações de bicos multifuros (3 a 6 furos), para uma distância banho lança (DBL) e vazão constantes. A análise dos parâmetros de interação entre o sopro e o banho líquido composta pelas frações de metal e escória, representados respectivamente por água e óleo de parafina é o principal objetivo deste trabalho. Foi necessário desenvolver nova metodologia para a determinação da penetração assim como proposta de nova fórmula e ajuste da constante empírica, fator K. As maiores penetrações foram alcançadas com os bicos de 3 e 4 furos. Para a configuração de 6 furos, foram encontrados os menores valores de penetração e maior volume de zonas de baixa movimentação em relação aos parâmetros estabelecidos.

Aug 17, 2017

By Gilberto Thiago de Paula Costa

Este artigo apresenta o SALF, um software nacional desenvolvido para simular o processo de laminação a frio de chapas através do método dos elementos finitos. O programa utiliza a formulação implícita/rígido-plástica em suas análises. Simulações retiradas da literatura foram realizadas com o software, sendo os materiais simulados alumínio e aço, com espessuras de 3,0 mm e 1,0 mm, reduções de 5% e 30% e atrito de 0,06 a 0,15. Os resultados do SALF ficaram bem próximos dos resultados descritos na literatura. Desta forma, a partir de agora, as siderúrgicas nacionais têm uma ferramenta nacional para simular o processo de laminação a frio, a qual pode auxiliar na melhoria de seus processos e produtos.

Aug 17, 2017

By Cristiana dos Santos Nunes

A soldagem de uniões dissimilares é muito comum em sistemas usados na exploração de petróleo e produção em águas profundas no mar. Comumente envolve soldagem de tubos de aço de baixo carbono com aços forjados baixa liga, muitas vezes, com revestimento interno de Inconel com o objetivo de reduzir o nível de tensões residuais seguidos de tratamentos térmicos de pós-soldagem. Uma técnica alternativa para reduzir as tensões residuais é utilizar um eletrodo que, durante o processo de resfriamento passa por uma transformação martensítica em uma temperatura relativamente baixa, de modo que a deformação resultante da transformação compense a contração durante o processo de resfriamento. Desta forma, o objetivo deste trabalho é avaliar o emprego do maraging como metal de solda em união dissimilar de materiais aplicadas na indústria do petróleo. Foram usados amostras de aços estruturais chanfradas em meio-v e soldadas utilizando varetas. Os níveis de tensões residuais e microestruturas da zona afetada pelo calor (ZAC) foram investigados. Uma verificação importante foi que a junta soldada apresentou tensões compressivas no metal de solda.

Aug 16, 2017

By Ana Paula Domingos Cardoso

Este trabalho descreve o desenvolvimento, as características técnicas para a produção do produto Usibor® 1500 pela ArcelorMittal. A viabilidade de produção destes materiais é decorrente do processo de otimização de operação e infraestrutura da sua linha de galvanização (Continuos Galvanizing Line). O trabalho engloba também características técnicas gerais do produto, microstruturais e mecânicas, assegurando conformidade com normas internacionais de qualidade do mesmo. Afim de conhecer a microestrutura e propriedades mecânicas do material Usibor®1500, antes e após conformação a quente será apresentados resultados de aplicação do material estampado industrialmente no setor automobilístico.

Aug 17, 2017

By Leidy Julieth Hernández Buitrago

Uma grande quantidade de poeiras e fumos contendo óxidos de ferro, zinco, alumínio, cálcio, chumbo, magnésio e cádmio são habitualmente gerados durante a produção do aço em usinas siderúrgicas semiintegradas. Processos hidrometalúrgicos e pirometalúrgicos têm sido desenvolvidos para o tratamento da poeira de aciaria elétrica (PAE). O processo Waelz, que recupera parte destes resíduos por meio de reações metalúrgicas de redução e oxidação em um forno rotativo, é uma tecnologia de destaque empregada para a recuperação dos metais voláteis, e tem sido a mais usada nos últimos 40 anos. Neste trabalho, foi realizado um estudo termodinâmico do processo Waelz, visando à otimização das condições metalúrgicas necessárias para garantir a recuperação dos metais voláteis (em especial zinco), de forma a assegurar a minimização de impactos ambientais e maximização de opções de processamento para a recuperação do zinco contido. As variáveis cinéticas foram estudadas por meio da execução de uma serie de 6 experimentos, englobando os principais fatores do processamento, tais como: tipo de redutor e tempo/temperatura de processamento. Também foi avaliado o comportamento mecânico das pelotas para cada formulação. Caracterizações por meio de microscopia eletrônica com microanálise via EDS, difração de raios X, fluorescência de raios X, análise granulométrica a laser, resistência à compressão, porcentagem de matéria volátil, carbono fixo e cinzas foram empregados.

Aug 17, 2017

By Ana Carolina dos Reis Lima

Este artigo tem o objetivo de apresentar a capacidade de remoção de íons Pb2+ de um argilomineral oriundo da região sudoeste do Pará. A caracterização do argilomineral foi feita através das técnicas de Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A metodologia utilizada foi a do sistema de banho finito para determinação da percentagem de remoção (%Rem) do argilomineral. Foram utilizadas três concentrações sintéticas de chumbo (10, 30 e 50ppm) com diferentes pH (3, 4 e 5) para avaliação da absorção de íons pelo argilomineral. Ainda, este argilomineral foi revestido com quitosana com previsão de aumentar a adsorção dos íons Pb2+. Os resultados mostraram o potencial de adsorção acima de 95% para todas as concentrações em pH 5; e a adição de quitosana aumentou esse potencial para acima de 99%. Em pH 4, a, a quitosana proporcionou aumento na percentagem de remoção na concentração de 10ppm. Isso implica em uma potencial aplicação para remoção de metais pesados em efluentes da região sudoeste do Pará em vista da extração de minério presente nesta região.

Oct 30, 2017

By João Paulo Melo Silva

No beneficiamento de itabiritos pobres (%Fe˜44,0) um dos principais desafios para as usinas de tratamento é a produção de concentrado dentro das especificações de qualidade e com menor custo. Nas usinas de beneficiamento a moagem é a operação unitária com o maior custo. Além disso, a moagem secundária é a operação unitária na qual a granulometria do concentrado é adequada às especificações para a etapa de flotação cleaner e para o transporte em mineroduto. Dessa forma, o aumento da eficiência energética no circuito de remoagem permite reduzir os custos e aumentar a eficiência do circuito de flotação cleaner. Amostragens de rotina e testes de bancada realizados com amostras coletadas no concentrador I indicaram oportunidade de aumentar a eficiência energética (kWh/t) da remoagem e reduzir a granulometria na alimentação da flotação. Com esse objetivo, foram realizadas alterações no circuito de remoagem do pré-concentrado da flotação mecânica do concentrador I da Samarco. Essas alterações consistiram em moer todo o pré-concentrado em circuito fechado reverso e não mais em dois estágios, sendo um em circuito aberto e outro em circuito fechado. Essas alterações realizadas no circuito permitiram aumentar a eficiência energética do circuito de remoagem, reduzir o consumo energético em 9,3% e adequar as granulometria e grau de liberação para a etapa subsequente de flotação.

Aug 16, 2017

Os mais importantes processos de redução de minério de ferro em fornos de cuba convivem, com maior ou menor intensidade, o problema de precipitação de carbono no interior de seus reatores. Para melhor conhecer os efeitos dos parâmetros operacionais desses processos sobre as cinéticas simultâneas de redução das pelotas de minério de ferro e de precipitação de carbono, foi definido um programa cooperativo entre a Samarco e o Grupo de Siderurgia da PUC-Rio. O presente trabalho é a parte 1 deste programa, que analisou o comportamento de pelotas RD nas temperaturas de 500, 700 e 900 °C, vazões de 60 e 90 NL/min e pressões de 1,2 e 2,5 atm, quando reagiram com os gases de topo e sopro típicos das regiões superiores (Zona de Redução-ZR) dos fornos de produção de ferro esponja (DRI). O tratamento dos resultados obtidos nos testes programados pelo método estatístico fatorial, permitiu identificar as cinéticas concorrentes e propor um modelo global baseado no principio da superposição. Finalmente, utilizando as curvas “Grau de Reação Global-GR versus tempo”, mostrou correlações plenamente compatíveis com os dados experimentais levantados e plena viabilidade de aplicação a outros processos de produção de ferro primário.

Aug 1, 2018

By Lorena Cristina Amorim Moura

O balanço de enxofre ao longo da cadeia de produção de aço é um problema muito discutido no setor siderúrgico, pois afeta a qualidade do produto final. Assim, este estudo tem como objetivo desenvolver uma metodologia de previsão de enxofre do coque, a partir de enxofre do carvão, com base na sua taxa de dessulfuração, obtida através do Índice de Inchamento Livre (FSI) em escala laboratorial. Estes resultados mostram boa correlação com o processo de fabricação de coque, permitindo a determinação do valor em uso em relação ao teor de S de cada carvão.

Oct 30, 2017

By Túlio Moreira Campos

A tecnologia da Prensa de Rolos se encontra cada vez mais presente em circuitos de cominuição na indústria mineral. No caso de minérios de ferro itabiríticos, essa tecnologia está sendo aplicada de forma pioneira no projeto Minas-Rio, atualmente em fase de ramp-up. O trabalho compara o desempenho das Prensas de Rolos do circuito Minas-Rio sob diferentes condições de operação em relação às previsões obtidas pelos três principais modelos matemáticos disponíveis na literatura: Morrell / Lim / Shi / Tondo (1997), Torres & Casali (2009) e Dundar et al. (2013). A comparação foi realizada considerando o ajuste dos modelos a um caso base, sendo os demais testes simulados a partir dos parâmetros ajustados para esse. A comparação entre os modelos foi realizada com base nas previsões de potência consumida, capacidade e distribuição granulométrica do produto. Em geral, foram obtidas boas previsões da distribuição granulométrica do produto com os diferentes modelos, embora o modelo de Morrell / Lim / Shi / Tondo tenha superestimado a finura do produto em alguns dos testes. Além disso, foi observada uma boa correspondência entre a potência experimental e a simulada para os três modelos na maioria dos testes industriais. Entretanto, a capacidade prevista pelos modelos de Morrell / Lim / Shi / Tondo e Torres & Casali foi subestimada em todos os casos em relação aos valores experimentais.

Aug 17, 2017