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By Luciano Aparecido Kempski

O ferramental utilizado em processos de conformação é de grande interesse da Engenharia de Superfícies devido às características tribológicas específicas encontradas nestes processos. Portanto busca-se sempre melhorar o ferramental para se obter menores coeficientes de atrito, desgaste e adesão de material sobre a superfície da ferramenta, sendo empregadas diversas técnicas de tratamentos superficiais como a nitretação e os revestimentos depositados via PVD. Uma variável importante do par tribológico é o coeficiente de atrito desenvolvido entre as superfícies em contato nos processos de conformação a frio, portanto foram realizados ensaios de pino-sobre-disco e ensaios DST, para determinação de coeficientes de atrito em pares tribológicos. Desta forma, chapas de aço inoxidável austenítico AISI 304 foram conformadas sobre uma superfície de um aço ferramenta DIN X100CrMoV8-1-1, com o propósito de se conhecer o atrito desenvolvido entre os materiais. As amostras foram nitretadas a plasma e ou revestida com TiCN, posteriormente, a caracterização da microestrutura e as propriedades avaliadas através de ensaios mecânicos e tribológicos. O ensaios proporcionaram obter valores de coeficiente de atrito para as condições de tratamentos e lubrificação utilizados e as análises dos resultados mostram um aumento da dureza superficial das amostras tanto nitretadas quanto revestidas com TiCN e uma redução do coeficiente de atrito significativa quando se faz uso do revestimento.

Aug 8, 2018

By Carolina Passanante

Aços Inoxidáveis Supermartensíticos surgiram na indústria petroquímica como um material alternativo para confecção de dutos, devido principalmente ao sinergismo de suas propriedades mecânicas e de corrosão. Com esta nova demanda, tornou-se necessária a caracterização deste material em suas diversas propriedades, destacando-se neste trabalho o efeito da microestrutura na resistência à corrosão. Objetivou-se, portanto, o estudo da resistência à corrosão por pite de um aço inoxidável supermartensítico 13Cr-5Ni-2Mo-Nb em função da fração volumétrica de ferrita-delta (d) presente na microestrutura. A variação da ferrita-delta foi alcançada através de tratamentos de recozimento, a 1.050°C, durante diferentes tempos (de 0,5h a 48h). As amostras foram submetidas a ensaios de polarização potenciodinâmica em eletrólito contendo 3,5% NaCl, naturalmente aerado. Quantificou-se, ainda, a porcentagem de ferrita em cada uma das condições através de ataque eletrolítico com solução 20% NaOH. Os resultados obtidos evidenciaram a diminuição desta fase com o aumento do tempo de recozimento, chegando praticamente à sua eliminação com tratamento de 48h. Paralelamente, a resistência à corrosão por pite deste aço foi melhorada de modo proporcional à diminuição da fase ferrita, resultando em um aumento de aproximadamente 115 mV da pior para a melhor condição, comprovando que, de fato, a presença de ferrita-delta prejudica as propriedades de resistência à corrosão localizada.

Aug 7, 2018

By Thomas Germershausen

Worldwide BOF-based steel plants are faced with demanding environmental requests and rising energy costs. For cleaning of primary gases from the BOF the scrubbing technology is worldwide adapted. For wet-scrubbers there is a direct relation between pressure loss and achievable clean gas dust content. Subsequently main energy consumers within Gas Cleaning Plants are the driving fans. To evaluate actual performance and to identify optimization measures extensive field measurements at existing Gas Cleaning Plants were performed. The operational results from various BOF plants worldwide will be presented and benchmarked. As a conclusion, advanced control strategies for reduced energy consumption and lower environmental impact were developed and implemented.

Jul 30, 2018

By Sebastião Raimundo de Jesus Bélem Leitão Filho

A simulação física é uma alternativa no estudo dos eventos durante o processamento termomecânico, sem necessidade de equipamentos industriais, permitindo a realização de projetos de deformações similares as de escala industrial, porém em diferentes condições de atrito e transferência de calor. O objetivo desta pesquisa foi investigar o retardo na cinética de amaciamento estático no aço inoxidável austenitico ASTM F-1586, usado na confecção de implantes ortopédicos. A metodologia aplicada consistiu no cálculo da fração de amaciamento (Xs), após realização dos ensaios de compressão a quente com duplo passe de deformação num dilatômetro, nas temperaturas de 1000 - 1200 oC, taxa de deformação de 1,0 s-1 e intervalos entre passes variando de 1 a 1000 s. Os resultados indicaram que o aço ASTM F-1586 sofre recristalização metadinâmica em deformações maiores que 0,30, onde as curvas Xs vs. t para temperaturas abaixo de 1100 oC apresentaram formação de patamares com atraso na cinética amaciamento, resultante da interação recristalização-precipitação (Fase Z) induzida por deformação no interpasse, sendo menos efetivo quanto maior a temperatura e a deformação.

Oct 30, 2017

By José Rogério de Oliveira Júnior

Neste trabalho foi determinada a influência do tamanho e da densidade de partículas sobre a perda magnética de um aço silício de grão não orientado (GNO) contendo 2%Si. Amostras provenientes de bobinas laminadas a frio após recozimento final, com dimensões de 305x30x0,54mm e teores de carbono 32 ppm e 46 ppm, foram submetidas a tratamentos de envelhecimento de 100 até 225ºC. A evolução da perda magnética durante o tratamento térmico de envelhecimento foi determinada interrompendo-se o tratamento em intervalos de tempo variados e realizando-se os testes magnéticos. Completado o ciclo de envelhecimento, todas as amostras foram avaliadas no microscópio eletrônico de varredura (MEV) para caracterização dos precipitados. Os resultados determinaram que o aumento da perda magnética ao longo do tempo, para uma dada temperatura, está associado à precipitação de carbonetos. O maior aumento da perda magnética encontrado correspondeu a uma distribuição de precipitados com tamanho médio entre 1,1 µm e 1,3 µm e a uma densidade de partículas de 0,025 partículas/µm2.

Aug 7, 2018

By Luiz Henrique Accorsi Gans

First, this works carries an experimental evaluation for austempered ductile iron (ADI) as a gear material. And second, in order to provide a better understanding of the microstructural effect on the stress state of subsurface regions, a finite element method approach was considered using the submodeling tool in ANSYS 11.0. For this, ADI gears were produced from continuous cast iron bars, heat and thermochemical treated and tested in FZG test rig. The results were compared to those of carburized steel AISI 8620 and induction hardened steel AISI 4140 gears. The wear experiments were performed at the temperature of 90ºC with two torque stages: 135 N.m (running-in) and 302 N.m (steady-state). The time for pitting and spalling on the gears surfaces were measured using image analysis. The results showed a very good potential of using ADI for manufacturing gears, replacing induction hardened steels. Also, the ADI gear with smaller nodules showed higher life for pitting. In contact fatigue tests with severe load, the carburized AISI 8620 steel proved more adequate than the austempered ductile iron, showing that the mechanical properties are critical in the resistance to damage in gear contact. The austempered ductile iron with smaller nodule size showed to be very competitive with wear resistance similar to AISI 4140 steel induction hardened. With ANSYS, it was verified that the nodule size affects the gears life independently of the mechanical properties of the matrix. The results showed that the nodules indicate the presence of a concentration stress, but their size doesn’t affect the contact fatigue life as much as the total amount of nodules, regardless of the ductile iron microstructure. The size and number of nodules affects both the nucleation and the propagation stage of cracks. ADIs with higher amount of nodules have a greater wear resistance. Also, compared to the Hertz contact theory (isotropic material), the presence of graphite nodules indicates a non-isotropic material and made the maximum shear stress point moves toward the surface.

Jul 31, 2018

By Alexandre Silva Guimarães

O presente trabalho avaliou o comportamento de extração dos metais cálcio, magnésio e níquel, contidos em licores sintéticos sulfúricos, utilizando-se o extratante Cyanex 272 (0,64 mol/L) e misturas entre Cyanex 272 (0,64 mol/L) e ácido versático (0,53 mol/L). Os resultados revelaram que a adição de ácido versático ao Cyanex 272 provocou um aumento nas extrações de cálcio, que atingiram cerca de 40% em pH = 5,1, decrescendo com a elevação do pH do licor até atingir aproximadamente em 15% pH = 5,9. As extrações de níquel (em torno de 80% em pH = 7,1) foram favorecidas, enquanto as extrações de magnésio permaneceram em torno de 75-80%, numa faixa de pH entre 6,0 e 7,0, em comparação com a utilização de apenas Cyanex 272 como extratante. O níquel pode ser separado dos metais cálcio e magnésio, pela mistura dos extratantes nas concentrações estudadas, em pH = 5,1, utilizando-se de 2 a 3 estágios de contactação.

Aug 7, 2018

By Daniel Augusto Godinho de Carvalho

At thyssenkruppCSA, a positive heat balance at BOF process is faced, mainly because of low utilization of scrap and plant design. A singular logistic concept for hot metal transport between blast furnace and steel plant was established to optimize transportation and energy balance. Up to 80 kg of iron ore pellets/t steel is necessary for 340t BOF heat balance. In order to accomplish this challenge a stable blowing process, intensive operational development have been successfully executed: slopping rate reduction of 80% achieved without changing the blowing time. This paper describes steps and results of this development.

Oct 30, 2017

By André Tarcizo de Oliveira Vieira

A Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) gera diversos resíduos metálicos de diferentes granulometrias que não podem ser utilizadas na rota natural da produção do aço. Este trabalho tem como objetivo descrever o pioneirismo do desenvolvimento e a implantação de melhorias no sistema de adição em carros torpedos que permitiram a utilização nobre de resíduos ricos em ferro, demonstrando a viabilidade técnica assim como a viabilidade econômica. A redução do consumo de energia é outro argumento para reciclagem de resíduos, neste contexto a CSN tem aumentado o interesse pela reciclagem devido a necessidade de diminuição de consumos energéticos e da consciência ambiental. O processo desenvolvido demonstrou a viabilidade da utilização de metálicos de pequena granulometria pela adição em carros torpedo, aumentando a oferta de ferro gusa líquido para os convertedores da CSN.

Aug 2, 2018

By Roberto Gomes da Silveira Junior, Marcos Cordeiro Fonseca, Geraldo da Conceição Morais, Manoel Gomes de Souza Neto

Sinter maximization in the blast furnaces charge has proven to be the most economically viable way to produce pig iron at Usiminas. This fact has led the company to develop projects aimed at increasing the production of sintering. In this context, the present work shows the recent experience of Sintering Machines 1 and 2 drum mixer exchanging contributing to the increase of operational productivity due to the optimization of the original design. For 13 days was the replacement of the original drum installed in 1974 by a new drum with improvements in the design of the internal and the sprinkling water system. The improvements contributed to the effective formation of micro-pellets and, as a result, increased productivity of Sinter Machines. Several aspects of the project are presented: engineering, planning, safety, manufacturing, technical quality, schedule and a comparison between the parameters of the equipment operation before and after the implantation

Oct 1, 2019

By Maria Veronilda Macedo Souto

Este trabalho teve como objetivo a síntese do carbeto de nióbio e cobre Cu-NbC nanoestruturados e análise por DRX e refinamento Rietveld. A síntese foi realizada através de reação heterogênea a baixa temperatura (1.000°C) e curto tempo de reação (2 horas). O carbeto de nióbio foi produzido com 5% de cobre. O material obtido foi caracterizados através dos ensaios de Difração de Raios- X (DRX) e Refinamento Rietveld. A partir das análises de DRX e do refinamento Reitiveld, observou-se a formação do carbeto de nióbio e cobre puro com estrutura cúbica e tamanho de cristalito de 34,97 nm para o Cu-NbC, concluindo que o composto é nanomêtrico.

Aug 7, 2018

By Martin Chabicovsky, Milan Hnizdil

Emulsions are frequently used for the cooling and lubrication of working rolls during the cold rolling. The fact that the lubrication and cooling are not separable makes the optimization of both functionalities difficult. The higher emulsion temperature decreases the cooling efficiency compared to cold water. Heat transfer and fluid flow laboratory (Czech Republic), CRM (Belgium), Tata steel (Netherlands) and Henkel (Germany) cooperated on the increasing of a cooling efficiency during cold rolling. Part of this research was focused on an influence of the emulsion composition on a cooling intensity. The cooling efficiency was laboratory investigated. The stainless steel sample with thermocouple was heated and then it was cooled by a nozzle. Tests were performed with various emulsions and pure water. The heat transfer coefficient was computed from measured temperatures. The cooling intensity (heat transfer coefficient) of all tested emulsions was similar but an increase of the cooling intensity was found with water. Further various emulsions concentrations were tested. Results showed decreasing cooling intensity with increasing oil concentration. Adding additives therefore is thought to cause a noticeable decrease of the cooling intensity.

Oct 1, 2019

By Amélia de Santana Cartaxo

O objetivo desta pesquisa é caracterizar matérias-primas, massas e produto final, de indústrias da cerâmica vermelha presentes na região do cariri – CE, e que ainda não tenha suporte técnico para melhorar seus produtos ou até adequá-los as Normas Técnicas vigentes. Inicialmente, foram utilizados quatro tipos de argilas provenientes da Indústria Cerâmica Pé Seco, localizada na cidade do Crato na Região do Cariri- Ceará. Estas argilas foram submetidas aos ensaios de plasticidade pelo Método Atterberg, em seguida foram queimadas em três temperaturas diferentes (700ºC, 850ºC e 1.050ºC) e avaliadas o comportamento de absorção de água, retração linear, perda ao fogo e a tensão de ruptura à flexão.Todas as amostras de argila obtiveram um aumento da perda ao fogo, tensão de ruptura e retração linear com o aumento da temperatura, entretanto houve redução da absorção de água. De acordo com o teste de plasticidade, apenas as amostras AV, AB1e BP apresentaram plasticidade dentro do recomendado.

Aug 16, 2017

By Mariana Hellen de Freitas Fonseca

Os produtos feitos de ferro puro contendo Ni expandiram enormemente as aplicações de produtos sinterizados, incluindo a fabricação de peças que suportam altas cargas em automóveis tais como transmissões. Deste modo, este trabalho pretende contribuir com um estudo direcionado à identificação de fases em ligas Fe- Ni-Mo sinterizadas a temperatura de 1.100°C e processadas por moagem de alta energia (MAE), buscando relacionar a variação do percentual do molibdênio (0%, 1% e 2%) e a respectiva dureza da liga sinterizada. O estudo demonstrará as fases presentes pela técnica de difração por raios X (DRX) e o perfil de dureza obtidos após a sinterização. Os resultados mostraram a presença de uma fase estável a (CCC ferrita) e uma fase meta-estável ? (CFC Austenita) com formação de solução sólida de molibdênio na ferrita. O perfil de dureza mostrou que existe uma relação linear entre o % de Mo e a dureza das ligas para os valores utilizados neste estudo.

Aug 16, 2017

By Luiz Antônio da Silva

A presente contribuição técnica apresenta os resultados alcançados com a implementação da redução do consumo de óleo combustível nos queimadores frontais do gerador de vapor de número 7 da CTE1, agregando redução de custo operacional na geração de vapor e energia de 50Hz da Usina Presidente Vargas. O trabalho aborda os estudos efetuados em relação ao modo operacional na geração de vapor na Caldeira 7 através do consumo de óleo combustível, que até junho de 2012 era consumido segundo uma configuração operacional de 30 t/dia ou ainda 312,5 kg/h em cada um dos quatro queimadores da caldeira, o que agregava um custo significativo ao consumo de combustível na CTE1, já que entre os combustíveis utilizados na produção de vapor e energia, o óleo combustível se mostra com o maior custo. A implantação da redução do consumo de óleo combustível de 30 t/dia para 2 t/dia a partir de julho de 2012 teve como benefício a redução do custo de consumo de combustível e consequentemente a redução do custo total de produção de vapor e energia da CTE1

Jul 31, 2018

By Marcos Vinícios da Silva Cavalcante

O processo de um forno de endurecimento de pelotas cruas tipo grelha móvel baseia-se na queima de esferas, aglomerados de minério de ferro, acomodados no interior de carros de grelha que se movimentam com certa velocidade através das zonas do forno. Neste tipo de forno as pelotas cruas são queimadas predominantemente por convecção por gases aquecidos via queimadores instalados na zona de queima. Estes gases quentes passam por entre as pelotas com uma velocidade, densidade, viscosidade e temperatura tal que garante a secagem, a sinterização e o resfriamento das pelotas enquanto são movimentadas dentro dos fornos. A permeabilidade de um leito de pelotas é uma função direta dos espaços vazios formados pelo empacotamento destes aglomerados esféricos que o compõe. Este estudo validado na linha de produção teve como objetivo relacionar os espaços vazios com alguns parâmetros de controle operacional usuais na indústria de pelotização e associá-los a qualidade física, produtividade e ao custo de produção.

Aug 16, 2017

By João Geraldo Alves

A qualidade interna das placas obtidas no lingotamento contínuo é afetada pelas características do escoamento do aço líquido no distribuidor. O modelamento matemático é uma ferramenta muito utilizada para estudar o escoamento do aço líquido e a eficiência do uso de modificadores de fluxo na separação de inclusões do aço no distribuidor. O objetivo deste trabalho é determinar, através da modelagem matemática, uma configuração de barragem e dique que possa proporcionar uma melhor qualidade do aço lingotado. Essa modelagem utiliza recursos do software comercial ANSYS CFX, que é um software baseado no método dos volumes finitos para a solução de problemas da dinâmica dos fluidos computacional (CFD – Computational Fluid Dynamics). A utilização de barragens e diques permitiu uma melhora significativa nas condições de escoamento do aço, o que possibilitará uma melhor flotação e separação das inclusões, com um aumento no tempo de residência do aço no distribuidor, quando comparados com o projeto do distribuidor atualmente em uso.

Jul 30, 2018

By Junio Simões Pereira, Carlos Magno Nascimento, Frederic Yann Armache Braga, Luiz Cláudio Monteiro Montenegro

Given the current scenario experienced by Brazilian mining industry, the study and development of technologies that enable a more secure and controlled disposal of tailings has gained significant relevance. Among the various alternatives and disposal methodologies, Anglo American has been developing tests on three study fronts: dewatering polymers, hydrocyclone dewatering and pulp filtration. The first two fronts are intended to optimize the way of occupying the existing tailings dam. The filtering is intended to reduce the mass transfer to the reservoir, extending the life time of the existing structure. The studies were divided into laboratory, pilot and industrial phases, aiming at proving applicability and scheduling for a definitive future installation. Until this moment, all tests have demonstrated gains and potentials of applicability.

Oct 3, 2019

By Matheus Felipe dos Santos, Eric Yoshimitsu Sako, Murilo Henrique Moreira, Douglas Fernando Galesi, Ricardo Afonso Angelico, Vladnilson Peter de Souza Ramos, Maria Gabriela Garcia Campos, Victor Carlos Pandolfelli

O consumo de energia em panelas de aço está relacionado às etapas do processamento que ocorrem durante o refino secundário. O aço líquido perde energia térmica quando são adicionadas ligas, pelo sopro de gases, agitação e por convecção natural. Cerca de 70% dessas perdas ocorrem pelos revestimentos refratários, que dissipam energia para o ambiente quando suas superfícies são resfriadas. A microestrutura dos refratários Carbonfree resulta na redução da transferência de calor no material, devido a presença de fases de baixa condutividade térmica (por exemplo, agregados porosos) e sem o carbono que é uma fase usualmente presente e aumenta a condutividade térmica nos materiais. O processo nas panelas de aço é transiente e necessita de ferramentas numéricas avançadas para investigar o desempenho desses materiais nas condições específicas de cada aciaria. Tais ferramentas foram aplicadas para estimar o potencial de conservação de energia dos revestimentos Carbonfree em um caso real (linha de metal e sola) e os resultados mostram um potencial de redução de 21%. Os testes realizados in-situ compararam as diferentes taxas de queda de temperatura para cada configuração com as previstas pela ferramenta. Os benefícios estimados foram comprovados e a eficiência dos materiais investigados foi validada.

Oct 1, 2019

By Hiury Voltz

Diversos são os defeitos que ocorrem durante o lingotamento contínuo dos aços. Um tipo de defeito de forma recorrente encontrado no lingotamento contínuo de jato aberto da ArcelorMittal Cariacica é a romboidade. O foco deste trabalho foi avaliar a influência da velocidade da água de refrigeração do molde, da velocidade de lingotamento, da lubrificação, do superheat e da conicidade na ocorrência de romboidade em aços de médio teor de carbono. Por meio da técnica de planejamento de experimentos, testes foram realizados para melhor compreender os efeitos de cada um dos fatores listados. Após análise estatística feita no MINITAB® versão 16.0, os resultados mostraram que a melhor condição, ou seja, as menores romboidades, foram encontradas reduzindo-se o superheat e aumentando-se a velocidade da água de refrigeração do molde, a velocidade de lingotamento e a taxa de lubrificação. O uso de moldes com menor número de corridas foi também outro fator que favoreceu a redução deste tipo de defeito.

Aug 16, 2017