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By Miguel Ângelo Menezes, Carlos Alberto Alves Viana

O presente trabalho possibilita o entendimento e a análise dos processos de conformação a quente dos metais. Isto, pela validação experimental do modelo de Johnson-Cook, para descrever o comportamento dos materiais no regime plástico, para grandes deformações, às altas taxas de deformações e nas altas temperaturas. Um entendimento dos parâmetros do modelo, utilizando-se um método analítico numérico simples, rápido e confiável foi desenvolvido anteriormente pela linha de pesquisa em Conformação Plástica dos Metais na UNESP – Campus de Ilha Solteira, obtendo-se as constantes empíricas do modelo referido. É proposto nesse trabalho a validação experimental do método simplificado para determinação dos parâmetros empíricos do modelo de Johnson-Cook através de um ensaio de tração a quente, considerando as propriedades mecânicas dos materiais analisados experimentalmente e/ou de dados de materiais disponíveis na literatura. De maneira geral, os resultados experimentais foram satisfatórios para o aço AISI 1045 à temperatura de 500 ºC, ensaiado à taxa de deformação de 1000 s-1, quando comparados aos resultados teóricos previstos pelo modelo proposto por SCADUTO e MENEZES. Particularmente, foi possível evidenciar erros máximos de 1,33% para o parâmetro n, 13,15% para o parâmetro B, 295,00% para o parâmetro C e 4,14% para o parâmetro m.

Nov 11, 2019

By Roberto Seno Junior

A precipitação é uma etapa de extrema importância na produção de alumina por influenciar diretamente em vários indicadores de performance, como produtividade, consumo de vapor, estabilidade da planta e muitos outros. Esse processo tem como força motriz a supersaturação de alumina no licor Bayer, que é a diferença entre a concentração de alumina no licor e a sua concentração de equilíbrio. A concentração cáustica no licor impacta a supersaturação. Foi identificada a oportunidade de adição do filtrado da filtração de hidrato (H2) no início da precipitação, aumentando a supersaturação de alumina no licor Bayer. Para a mesma produção de alumina, os resultados obtidos foram o aumento da produtividade, aumento da concentração de sólidos no circuito, além da diminuição de licor circulante na refinaria. Este último, por sua vez, influencia diretamente no consumo de vapor da planta, o que implica na redução do uso de gás natural.

Jul 31, 2018

By Johne Jesus Mol Peixoto, Itavahn Alves da Silva, João Víctor Gomes Guimarães Ananias, Salvatore Giuliano Peixoto Tropia de Abreu, Weslei Viana Gabriel, Thiago Araujo Santos de Oliveira

O fluxo de aço em um distribuidor de lingotamento contínuo é um dos fatores que ajuda a determinar a qualidade final do aço. O presente trabalho aborda o caso de fluxo assimétrico em um distribuidor de dois veios provocado pelo posicionamento descentralizado da válvula longa, avaliando o efeito de diferentes configurações de barreiras e diques na assimetria, além da influência nos campos de velocidades. Foram realizados testes em modelo físico de acrílico, utilizando água para simular o aço e KCl como traçador para obtenção das curvas de Distribuição de Tempo de Residência (DTR). Simulação computacional e a técnica PIV também foram utilizadas para análise do fluxo. Foi possível verificar que a utilização de barragens e diques melhoraram as condições para a flotação de inclusão, devido ao aumento do tempo mínimo de residência do aço, além da diminuição de zonas mortas e da quantidade de descarte gerada durante a troca de panelas. A utilização de barragens e diques em conjunto foram eficientes para uma melhor distribuição do fluxo na superfície livre do distribuidor, o que também favorece a limpidez do aço.

Oct 1, 2019

By Eltton de Sousa Veras

Entendendo-se a complexidade e o impacto da etapa de Perfuração e Desmonte de Rochas nos processos unitários subsequentes, foi iniciado um projeto para otimização do planejamento e execução desse processo. Dessa forma, foi desenvolvido um projeto para auxiliar no planejamento e execução das malhas de perfuração utilizando o sistema High Precision Drill System (HP-DS). Foi realizado um levantamento em campo para comprovação dos ganhos potenciais de redução de custo e aumento de produtividade, sendo resultados expressivos do ponto de vista financeiro, operacional e de segurança, possibilitando uma redução potencial de 15,8% (percentual de metragem que não agrega valor) de metros perfurados sem comprometer o grau de fragmentação especificado para as operações unitárias de lavra. A eliminação dessas perdas representaria uma redução potencial de custos na ordem de 20 milhões de reais.

Oct 30, 2017

By Evandro Moraes da Gama

Os solos de capeamento de minas de minério de ferro, calcário, gnaisse, granito, entre outros, possuem um característica em comum, são solos lateríticos gerados a partir das intempéries e alteração das rochas citadas. Este fato proporciona a formação dos minerais caulinita, goethita, ilita, etc. na composição mineralógica desses estéreis. Em função de suas características químicas e mineralógicas esses estéreis argilosos podem ser utilizados como matéria-prima para produção de ligantes de alta resistência e de múltiplas aplicações. Nesse trabalho é apresentada a tecnologia flash para calcinação de solos de capeamento de minas para produção desses ligantes (PI 0604142-6A). Essa tecnologia permite processamento termoquímico de material pulverulento, ou seja partículas finas, o que não é possível em fornos convencionais de calcinação. No reator flash as partículas de estéreis argilosos são expostas a temperaturas moderadas durante frações de segundo, provocando o fenômeno de desidroxilação dos minerais hidratados contribuindo para a formação de metacaulinita, metagoethita, metailita, etc. Em função das condições cinéticas e termodinâmicas reinantes no processo os constituintes mineralógicos produzidos são amorfos e possuem uma alta superfície de reação, permitindo alcançar valores típicos de área superficial do ligante acima de 90 m2/grama. Os ligantes produzidos a partir desses estéreis apresentam aplicações em diversas áreas tais como indústria cimenteira, construção civil, pavimentação e metalurgia.

Aug 1, 2018

By Franz Reufer

At Rogesa in Dillingen, Germany, a joint venture company of AG der Dillinger Hüttenwerke and Saarstahl AG and at Salzgitter Flachstahl GmbH in Salzgitter the sinterplants are equipped with the Paul Wurth EFA™ process for the final sinterplant off-gas cleaning. In Dillingen two and in Salzgitter one EFA™ plant are in operation at the respective sinterplants to comply with the very stringent environmental rules prevailing in Germany according to the German Clean Air Act called “TA Luft”. The main target is to eliminate or reduce emissions like dust, sulfur components, dioxins/furans and others in the sinter process off-gas. Since 2006 and 2011 the two EFA™ plant are in operation at Rogesa while the EFA™ plant in Salzgitter was also commissioned in 2011. These installations significantly contribute to the improvement of the emission situation of the Dillingen and Salzgitter Works. The EFA™ technology is the state-of-the-art process for such kind of application in terms of additive and energy consumption, reliability and availability. The report gives an overview of the EFA™ process and the performance results of the Dillingen and Salzgitter plant.

Aug 1, 2018

By Daniel Geraldo da Cruz

Medidas de adsorção, tensão superficial e potencial zeta (PZ) são as ferramentas mais usadas para entender os fenômenos interfaciais e, consequentemente, os aspectos químicos envolvidos nos processos de flotação. No presente trabalho avaliou-se a adsorção dos coletores oleato de sódio (OLS) e dodecilamina (DDA) em hematita e quartzo, respectivamente, a partir da medida indireta da adsorção dos reagentes baseada em determinações das tensões superficiais das soluções residuais dos coletores após adsorção. Mediu-se também o potencial zeta dos minerais estudados em função da concentração dos coletores. As medidas indicaram que ocorreu a adsorção. Em relação à hematita os resultados sugerem a ocorrência de adsorção química. Para os ensaios realizados variando-se o tempo de adsorção, observou-se o aumento na adsorção de OLS sobre a hematita em função do tempo. Para o sistema quartzo-dodecilamina os resultados não apresentaram tendência quanto à influência do tempo na adsorção. Esse comportamento sugere que a cinética de adsorção de dodecilamina sobre o quartzo é mais rápida, ocorrendo adsorção nos primeiros instantes de contato entre a solução e o mineral.

Aug 8, 2018

By Isabel Ferreira de Barros

O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da frequência de pulsação da corrente de soldagem sobre a microestrutura e propriedades resultantes de solda de chapas finas do aço inoxidável austenítico AISI 316L. Chapas do aço inoxidável AISI 316L foram submetidas à soldagem variando a frequência de pulsação de 2 a 8 Hz, mantendo-se constante a energia de soldagem. Os parâmetros de soldagem foram selecionados de forma a se obter penetração total. Foram realizadas análises das características superficiais. A microestrutura da seção transversal foi avaliada por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. A avaliação da resistência mecânica foi realizada por meio de ensaios de tração uniaxial, dureza e dobramento. Os resultados têm mostrado que variações na frequência de pulsação não atuaram de forma a conferir melhores propriedades mecânicas à junta soldada.

Aug 7, 2018

By Marcelo Rebellato, Beatriz Pereda, Beatriz Lopez, Pello Uranga

The classical application of Nb microalloying in the development of thermomechanical processes for flat products has been related to its suitability to enhance strain-induced precipitation and get a pancaked austenite prior to transformation. As new steel grades or new lay-outs are being developed, more complex metallurgical conditions need to be evaluated. In this context, Nb microalloying, alone or combined with other microadditions, needs to intervene in a more controlled way in additional steps of the thermomechanical process, besides its conventional strain-induced precipitation role. For example, the hardenability enhancement associated with Nb to properly achieve lower temperature transformation products, demands a proper balance of the Nb amount precipitated during rolling and the one remaining in solid solution. Similar effects are also sought when the final available Nb is used to increase strength through precipitation hardening. This manuscript evaluates how changes in the rolling strategies affect the interaction between Nb(C,N) precipitation and austenite recrystallization at different steps of the rolling process. As the possible interactions between parameters intervening simultaneously are quite complex, the application of microstructural models helps to properly define the best austenite conditioning combined with the convenient amount of Nb in solution, as a function of the final property requirements. Along the manuscript, several strategies will be discussed for the case of hot rolling of flat products comparing both normal and coarse initial austenite grain sizes.

Oct 1, 2019

By Gustavo Borges Tiboni

The erosive wear caused by the impact of solid particles against a surface is a tribological phenomenon present in many segments of the industry, such as transportation, aerospace, mining, power generation, among others. The most usual method to set the wear rate is by measuring the mass loss of the material. In order to apply one technique with potential to determine the rate of erosion wear, this study developed a dedicated equipment and conducted preliminary erosion tests monitored by non-destructive testing known as acoustic emission technique (AE). This can be defined as a technique able to detect mechanical waves generated by the release of elastic energy accumulated in the material. Erosion tests were performed in order to evaluate the ability of equipment to collect data from AE and to correlate these data with the wear of the samples. Samples of low carbon steel eroded by the impact of angular aluminum oxide particles suspended in air at three different velocities: 45, 57 and 67 m/s. The impact angle between the particles and the sample was set at 30 degrees and the test temperature at approximately 20°C. The wear rate has changed with the velocity in accordance with the kinetic energy of the particles and the AE parameter RMS showed sensitivity to the variation of particle impact velocity and to the wear of the sample eroded. The rate of AE signals collected over time correlated with the flow of particles striking the sample, and with the parameters of energy, rise time and duration of the signal.

Jul 31, 2018

By Lucas Rosate Leite dos Santos, Erica Marcelino Freitas de Souza Silva, Glaucio Soares da Fonseca

Aços Inoxidáveis Austeníticos (AIA) são largamente utilizados não somente por sua boa resistência à corrosão, mas porque eles são amplamente conformáveis, fabricáveis, duráveis e soldáveis por praticamente todo os processos. À temperatura ambiente, as ligas homogêneas forjadas são, em geral, completamente austeníticas. Entretanto, para muitas aplicações essas ligas necessitam ser submetidas a processos metalúrgicos como a soldagem, que por sua vez pode causar modificações microestruturais. Desta forma, uma liga que antes era completamente austenítica pode apresentar frações de ferrita- δ retida. O presente trabalho investiga a influência do aporte térmico na evolução da microestrutura de solda do AIA 316L submetido à solda similar em dois diferentes aportes térmicos pelo processo TIG Autógeno. A análise microestrutural das amostras soldadas, foi realizada via Microscopia Ótica. Os resultados possibilitaram concluir que o aporte térmico de fato influenciou na microestrutura final do 316L, pois após a soldagem, para ambos aportes aplicados, a microestrutura foi composta de austenita e ferrita-δ e não apenas predominância da austenita como inicialmente apresentava o Metal Base.

Oct 7, 2019

By Fábio Heiji Yamada, Marcelo Koiti Fugihara, Ruano Fonseca Araujo

Conception the simulation and optimization technologies for industrial processes applied in the mining environment: tools and methodologies. Clarifications provided about the differences of these techniques when compared with static analysis (intuition, use of static spreadsheets, etc.). Presentation of practical cases at several big mining companies in Brazil. These projects will be presented and illustrated through dynamic simulation models developed at those companies, each one with its set of objectives, scope and results (for example: sizing the number of equipment, silo, piles related to the mining processing, logistics, ROM transportation, mine operations plan, etc.).

Oct 3, 2019

By Igor Barros Mairinck

Este trabalho consiste num estudo investigativo, no campo teórico, visando levantar informações de processo, modelagem e simulações do sistema de controle da linha de Preparação de Bobinas 1 (PB1), processo em batelada de corte e bobinamento de aços inoxidáveis da APERAM. A partir deste modelo simulado, foi realizada avaliação de desempenho e sugeridas alterações do controle e novos parâmetros do controlador de bobinamento, de forma a contribuir para a melhora do desempenho das malhas de controle e do processo real. Foram analisadas as interações entre os componentes do circuito de controle e os impactos no desempenho global do sistema no domínio do tempo e da frequência. Este conhecimento adquirido propiciou sugestões de melhoria do comportamento do sistema.

Aug 16, 2017

By César Junior dos Santos, Fábio da Silva dos Santos, Robson Rodrigues Martins

Tailings disposal has been a recurring theme of research in the major mining process development centers. This is due to the great interest of companies in reducing the social and financial impacts of their environmental liabilities. Another major driving force behind the search for new alternatives is the recent cases of environmental accidents in Brazil and abroad. According to the International Commission on Large Dam (ICOLD), two major accidents per year involving dams are reported worldwide. Hence, we realize that the analysis of the topic as well as the search for solutions becomes a challenge for both entrepreneurs and research institutions. In this work, a case study of the Herculano Mining will be carried out, working in the extraction and processing of iron ore. The main stages of the study are: technological characterization of tailings from the beneficiation process, analysis of filtration processes of this material for disposal in piles, bench tests and evaluation of the performance of the industrial facilities of the company in question. Herculano has an installed ceramic filtration equipment that faces operational difficulties in certain types of ore. At first, all the possibilities of adjusting this process will be analyzed so that it can filter the necessary mass of waste, acting in the rheology of the pulp (sedimentation, flocculation), regeneration of the ceramic plates and adjustments of the machine (filter), in order to obtain the best condition.

Oct 3, 2019

By Gleison Vinicius Ricardo, Luiz Cláudio von Sperling Cotta, Artur Frederico Fonseca da Cruz, Evandro José de Castro Lopes

Binders are important raw materials in the iron ore pelletizing process. The bentonite, most usual, has been used in plants of this process since the forties due to its good performance in the agglomeration of ultrafine ore, although the silicon content in bentonite impairs the total iron content of the pellet, reducing its market value. This article studies the bentonite consumption reduction and improvement of the chemical quality of pellets by the addition of an organic binder in the productive process of Vale Vargem Grande pelletizing plant. By evaluation of variables as, drop test of green pellet, green pellet, dry pellet and fired pellet compressive strength tests, tumble index, percentage fraction of lower than 5 mm and total iron content in fired pellets, it was possible to approve the technical availability of the organic binder auxiliary in Vargem Grande pelletizing process. Nonetheless the positive influence of total iron content increase due to the reduction of bentonite consumption, it could also verify no impact on the physical quality of the pellets under the same production rhythm, approving once again the use of organic binders in pelletizing process.

Oct 1, 2019

By Daniel Antonio Kapper Fabricio

Laboratórios de ensaios têm buscado implementar Sistemas de Gestão da Qualidade baseados na norma ABNT NBR ISO/IEC 17025 e procurado a acreditação de seus ensaios. A norma ASTM E517 estabelece um método de ensaio para a determinação do índice de anisotropia plástica de metais laminados, um importante parâmetro em processos de conformação mecânica por estampagem. Atualmente nenhum laboratório é acreditado pelo Inmetro na realização desse ensaio. Assim, o Laboratório de Metalurgia Física (LAMEF) da UFRGS optou por aumentar seu escopo de acreditação para abranger esse ensaio. O objetivo do trabalho é apresentar as adequações gerenciais e técnicas ao Sistema da Qualidade existente para a extensão de escopo, assim como as não conformidades encontradas e os pontos fortes para obtenção da acreditação junto ao Inmetro.

Aug 7, 2018

By Camila Simon Christ

O desenvolvimento de aços de alta resistência associados à boa tenacidade é uma alternativa para redução de custos na construção e instalação de oleodutos e gasodutos, devido à possibilidade de redução da espessura dos tubos sem que seu desempenho seja afetado. Os aços da classe API (American Petroleum Institute) pertencem ao grupo de aços ARBL (Alta Resistência Baixa Liga) que possuem as combinações desejáveis de resistência à tração, ductilidade, tenacidade e soldabilidade. No processo de laminação a quente o comportamento dos aços está diretamente relacionado aos parâmetros de processamento como temperatura, deformação, taxa de deformação, taxa de resfriamento e tempo entre passes. O controle desses parâmetros é importante na determinação da microestrutura e propriedades mecânicas do material. O objetivo deste trabalho é estudar o comportamento termomecânico do aço API 5L X80M–PSL2 através de ensaios de torção a quente isotérmicos. Através desses ensaios serão determinados a tensão e deformação de pico, tensão e deformação crítica e a porcentagem de amaciamento do material.

Aug 8, 2018

By Elaine Carballo Siqueira Corrêa

Os aços rápidos são aços ferramentas de alta liga capazes de usinar metais a altas velocidades. Dentre estes, o aço rápido AISI M2 é um dos mais empregados, em função das boas propriedades alcançadas mediante a combinação de composição química e parâmetros de tratamentos térmicos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da temperatura de aquecimento na têmpera sobre a microestrutura e dureza do aço AISI M2 após revenimento em diversas temperaturas. Para tal, duas temperaturas de têmpera e cinco temperaturas de revenimento foram definidas. As transformações microestruturais foram analisadas por meio de microscopia eletrônica de varredura e difratometria de raios-X. A dureza foi obtida por ensaios Rockwell C. Foi observado que, de modo geral, o aumento da temperatura de aquecimento promoveu elevação nos valores de dureza do aço, sendo que, para a maior temperatura utilizada, notou-se a ocorrência do fenômeno de endurecimento secundário. As análises microestruturais revelaram a presença de maior quantidade de carbonetos nas amostras temperadas à menor temperatura.

Oct 30, 2017

By Bruno Gomes Silva

Durante os reparos gerais nos conversores LD da CSN, as atividades de refratamento como demolição a quente, troca das ventaneiras, montagem do canal de vazamento e montagem do revestimento de trabalho e permanente, fazem parte do caminho critico do cronograma e são diretamente responsáveis pela dinâmica do evento. A montagem do canal de vazamento demandava uma série de atividades que exigiam maior tempo para execução e suporte para atividades em espaço confinado. Este trabalho apresenta sinergia entre fornecedores e diversas áreas envolvidas na montagem do canal de vazamento, onde a metodologia empregada resultou em redução no tempo de execução da atividade, disponibilidade da mão de obra e segurança operacional.

Jul 30, 2018

By Natasha Gruginskie

O presente trabalho apresenta rota não-aquosa para a obtenção de compostos sólidos e sistemas de filmes finos do tipo ABO3 (PbTiO3 e PbZrO3). Os compostos foram caracterizados por meio da técnica de difração de raios X (DRX) e teste de ângulo de contato e os filmes por espectrofotometria, elipsometria espectral e microscopia de força atômica (AFM), tendo sido depositados sobre substratos de baixo ponto de fusão por técnicas de spin-coating. Os resultados indicam a formação de nanoestruturas cristalinas e sugerem a sua utilização como atuadores ou piezoatuadores.

Aug 16, 2017