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By Bart de Graaff, Victor van Straaten, Edo Engel

The hot blast system is key ancillary plant equipment with respect to safe and stable operations during a long blast furnace campaign. Hot blast stove designs have been optimized to such an extent that in some cases, their lifetimes have surpassed the campaign lengths of the associated blast furnaces by a substantial margin, with the exception of the burner and a few critical areas. This article presents recent developments with respect to designing, building new and operating existing hot blast systems for a long lifetime and at optimized performance. These developments include fundamental improvements such as dome combustion designs as well as increasingly comprehensive packages for inspection, assessment and maintenance techniques. Examples of such techniques are burner replacement with the hot blast system at operating temperature, improved double shell approaches and TOFD measurement applications.

Oct 1, 2019

By Rodrigo Alves Ramos

Na produção de aços via forno elétrico a arco (FEA) é gerado um resíduo sólido perigoso Classe I, denominado pó de aciaria elétrica (PAE), que é composto principalmente por óxidos metálicos com composição associada aos tipos de sucata utilizados e à composição do aço fabricado. O presente trabalho tem como objetivos centrais: (i) caracterizar amostras deste resíduo oriundas de uma usina siderúrgica localizada no Estado do Ceará, e (ii) avaliar a viabilidade de processos de reciclagem do PAE. A metodologia consiste na caracterização química e estrutural do PAE por meio de análise por fluorescência de raios-X e difração de raios-X. Constatou-se a presença dos seguintes elementos: Zn, Fe, Cl, Pb, Ca, K, Mn, Si, Al, S, Cu, Ti e Cr, com especial destaque para o Zn (com teores superiores a 40%). As principais fases encontradas no PAE são: franklinita (ZnFe2O4), zincita (ZnO), e magnetita (Fe3O4). Em posse dos resultados, fixa-se no estudo de possibilidades de processos de reciclagem do PAE.

Jul 30, 2018

By Vanessa Moura de Souza

Os avanços tecnológicos e a busca por peças cada vez mais leves tem levado as empresas a fabricarem peças mais complexas e com menor custo. Porém, para conciliar a alta produtividade com peças complexas é necessário ter um ferramental de qualidade. Sendo assim, a tecnologia de construção de matrizes é um fator fundamental para determinação da eficiência de um processo de forjamento, por exemplo. Tanto variáveis relacionadas ao desempenho financeiro como requisitos de qualidade são influenciados pelo desempenho das matrizes. Em função disto, o foco deste estudo é investigar formas de aumentar a durabilidade das matrizes, com o objetivo de diminuir o desgaste das ferramentas, utilizadas no processo de forjamento a quente, através da deposição de um filme sobre as matrizes. Este trabalho apresenta uma avaliação de desempenho de matrizes de forjamento a quente revestidas por aspersão térmica realizado junto a uma linha de produção. O processo utilizado foi o High Velocity Oxy-Fuel com a deposição de um revestimento de Carboneto de Tungstênio. Previamente foi realizada uma caracterização metalúrgica da camada, com o objetivo de obter informações de referência que auxiliem na interpretação dos resultados dos testes práticos. A ferramenta com o revestimento obteve um aumento de produtividade de aproximadamente 37,5% além de melhores resultados de estabilidade dimensional ao longo do processo e no acabamento das gravações de identificação nas peças forjadas.

Aug 17, 2017

By Michelle Cardinale Souza Silva Macedo

Neste trabalho, o comportamento eletroquímico das ligas Ti-35Nb-xTa (x = 0; 2,5; 5,0; 7,5)Ta (% em peso), solubilizadas e resfriadas em água, foi investigado em meio de NaCl a 0,9% mol/L através de testes de polarização anódica e medidas de impedância, micrografias e DRX. Os ensaios eletroquímicos mostraram que as ligas contendo tântalo apresentam uma maior resistência à corrosão que a liga sem tântalo. Além disso, os ensaios eletroquímicos em conjunto com as micrografias e DRX indicam que a composição Ti-35Nb-5Ta é a que apresenta maior resistência à corrosão no meio estudado, pois além de ocorrer uma estabilização da fase ?, o refino do grão foi menos pronunciado e por esse motivo minimizou o surgimento de microcélulas eletroquímicas.

Aug 16, 2017

By Duberney Hincapié-Ladino

O presente trabalho estuda os parâmetros de permeabilidade de hidrogênio de um tubo API 5L X80, e uma chapa de aço grau X80, onde a principal diferença está na composição química, o primeiro contém 0,07%C e 0,04%Nb e o segundo 0,04%C e 0,102%Nb. As amostras foram cortadas com espessura de aproximadamente 1 mm, lixadas e recobertas com um filme de níquel, em uma das faces. Nos ensaios de permeabilidade foi utilizada uma célula modificada tipo Devanathan-Stachurski, com a solução A da norma NACE TM0284, com injeção de H2S no lado de geração e 0,2M NaOH no lado de detecção. As curvas de corrente em função do tempo obtidas passaram por tratamentos matemáticos (método tlag), permitindo a obtenção dos parâmetros de difusividade aparente, concentração máxima de hidrogênio e número de traps (sítios de ancoramento). Tais parâmetros mostraram-se iguais para os dois materiais. As curvas foram normalizadas e modificadas de maneira a eliminar o efeito da espessura das amostras. Estas novas curvas foram comparadas com o modelo teórico da segunda lei de Fick. A comparação evidenciou que o procedimento inicial para a obtenção dos parâmetros de permeabilidade mostra-se eficiente e vantajoso por apresentar maior praticidade. Pôde-se concluir que a semelhança no comportamento dos parâmetros de permeabilidade foi devida às similaridades nas suas microestruturas. Os resultados obtidos no presente trabalho evidenciam que o tipo e quantidade de traps nestes materiais são determinados pela microestrutura.

Aug 17, 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 Ana Clara Petrucelli

A principal ferramenta de controle do processo BOF reside na regulagem do sopro de oxigênio. A análise dos parâmetros de interação entre o sopro e o banho metálico compõe o objetivo deste trabalho. Através de uma análise visual da penetração e fração volumétrica da bacia de descarburação, foi determinada a melhor configuração de sopro entre diferentes combinações de bicos multifuros (3 a 6 furos), distância lança-banho e vazão. Foram feitas previsões sobre a penetração do jato a partir de um balanço de energia a fim de validá-las com o modelo físico. As maiores penetrações foram alcançadas com os bicos de 3 e 4 furos, com a maior vazão e menor distância lança-banho dentre os padrões testados. Todavia, as maiores frações volumétricas da bacia de descarburação foram obtidas com 5 e 6 furos, vazão e distâncias variadas dentre as ensaiadas.

Jul 29, 2018

By Gustavo Henrique Bolognesi Donato

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de critérios objetivos para a garantia de validade da mecânica da fratura elasto-plástica monoparamétrica, utilizando o parâmetro integral J como descritor dos campos de tensões, deformações e deslocamentos à frente de um defeito do tipo trinca. O mais importante na vertente monoparamétrica da mecânica da fratura é garantir que os campos de tensões no corpo de prova laboratorial sejam comparáveis com os existentes em uma estrutura real para cujo projeto as propriedades retiradas do corpo de prova serão utilizadas (conceito este denominado similitude). Para estabelecer critérios objetivos para a existência de similitude, esse trabalho comparou os campos de tensões obtidos de estruturas de referência sob alta triaxialidade de tensões (MBL) com aqueles obtidos de corpos de provas de mecânica da fratura em escala de laboratório. A matriz de análise permitiu a determinação dos limites de deformação M para geometrias C(T), SE(B) e SE(T) de diversas configurações e para uma faixa de propriedades de material característica de aços estruturais aplicáveis a vasos de pressão e dutos. Os resultados demonstram a baixa restrição à plasticidade de corpos de prova SE(B) e SE(T) com trincas rasas e os efeitos de profundidade de trinca e espessura nos resultados de M. Ainda, alguns comportamentos inesperados foram evidenciados, como no caso em que (para condições particulares de profundidade de trincas) corpos de prova mais finos apresentaram maior restrição a plasticidade do que amostras mais espessas. Sendo assim, o trabalho oferece uma base objetiva para que a similitude seja garantida nas avaliações de integridade estrutural baseadas na mecânica da fratura elasto-plástica suportada pela integral J, seja com seus valores críticos (Jc) ou curvas J-R.

Aug 17, 2017

By Aline Aguiar Lopes

A piora na qualidade dos minérios de ferro tem levado as empresas a adaptarem seus processos a novas condições de qualidade das matérias-primas, surgindo assim a necessidade de desenvolver estudos que auxiliem as tomadas de decisão. Esse trabalho avaliou a influência da qualidade do sínter e da composição da carga metálica na zona coesiva do alto-forno através dos parâmetros de amolecimento e fusão. A importância de se obter informações sobre a zona coesiva se deve principalmente ao fato de nessa região ocorrer a maior parte da perda de carga no interior do alto-forno. Cinco amostras de sínter de qualidades químicas distintas, produzidas nas sinterizações da CSN (Companhia Siderúrgica Nacional), foram selecionadas e caracterizadas para esse estudo. Os ensaios de Amolecimento e Fusão foram realizados no Centro de Tecnologia de Ferrosos da Vale através de um acordo de cooperação técnica entre as empresas. Os resultados obtidos mostraram que as técnicas utilizadas são adequadas para avaliação das propriedades em altas temperaturas, fornecendo dados importantes para a interpretação do comportamento da carga metálica no interior do alto-forno, como espessura e posicionamento da zona coesiva, permeabilidade e redutibilidade da carga, indicando assim, a composição da carga metálica de melhor desempenho para o alto-forno.

Aug 17, 2017

By Adelson Goncalves

No processo de extração mineral, a perfuração de rocha é uma atividade essencial. Por isso, a redução de custo com materiais de desgaste é sempre um desafio para todos no campo da mineração. A partir desse desafio, o grupo de melhoria contínua Perfuração desenvolveu um projeto que visa redução de custo com buchas guia de hastes para perfuratrizes de grande porte. A metodologia aplicada para elaboração do projeto foi o PDCA, onde foi desenvolvido um novo modelo de bucha que evita o descarte precoce da peça, otimizando a vida útil e consequentemente reduzindo o custo com materiais de desgaste de perfuração.

Aug 17, 2017

By Juan Marcelo Rojas Arango

O refino de grão da estrutura bruta de solidificação da liga Cu-8%Sn com a adição de Zr foi estudado através da análise térmica e da observação da macro e microestrutura. Os resultados macro e microestruturais mostram que a adição de Zr causa a diminuição do tamanho médio de grão em até 90%. A diminuição do super-resfriamento da recalescência e do período da recalescência, medidos nas curvas de resfriamento, estão correlacionados com a diminuição do tamanho médio de grão causado pela crescente adição de Zr, indicando uma possibilidade de controle do tamanho de grão a partir da análise térmica. A análise da microestrutura das amostras em conjunto com a técnica de extração de precipitados por réplica mostra evidências de que o mecanismo de inoculação é a nucleação heterogênea da fase Cu-a sobre as partículas de ZrC formadas no banho líquido a partir das adições de Zr.

Aug 17, 2017

By Rafaela Pacheco Malvão dos Santos

O gusa pode ser dessulfurado em carros torpedos ou em panelas de transferência, já que a dessulfuração do gusa é termodinamicamente favorável, devido as condições redutoras e interação do enxofre e carbono. Dessa maneira, neste trabalho, busca-se avaliar a literatura disponível para fornecer subsídios a elaboração de um modelo matemático para a cinética do processo de dessulfuração usado em escala industrial. Foram realizados testes industriais e coletadas amostras de escória e de gusa em quatro momentos do processo de dessulfuração. Dentre os modelos cinéticos disponíveis o modelo de Oeters, foi selecionado por sua simplicidade e adequação às condições da CSN. Com os dados obtidos na amostragem, derivou-se um modelo adaptado do modelo de Oeters para a uma equação de previsão do teor de enxofre ao longo da dessulfuração em carro torpedo.

Aug 17, 2017

By Afshin Sadri

Uma das principais razões para o reparo de altos-fornos é a perda do revestimento refratário, principalmente nas regiões da soleira e onde são feitos os furos de corrida. A operação intensa dos altos-fornos pode resultar em desgaste e deteorização extensiva do material refratário. Isto pode, então, afetar a continuidade das operações e a vida útil do forno. Novo-Lipetsk (NLMK) e a Hatch desenvolveram uma abordagem sistemática para monitorar a condição do revestimento da soleira dos altos-fornos usando Acousto Ultrasonic-Eco (AU-E), um sistema de ensaios não-destrutivos desenvolvido pela Hatch. Inspeções contínuas e periódicas dos altos-fornos revelaram áreas com deterioração acelerada do material refratário, formação extensa de “elefant foot” e acelerado desgaste do refratário, assim como fissuras e outras anomalias. Para prolongar a vida do forno, mantendo a intensidade de suas operações, algumas modificações, tais como a melhoria da qualidade do coque e da limpeza das placas de resfriamento e adição de óxido de titânio, entre outras medidas, foram recomendadas e aplicadas. Este trabalho demonstra como esforços coordenados entre a NLMK e a Hatch resultaram no prolongamento da vida útil de um alto-forno

Aug 17, 2017

By Ricardo Tadeu Meneses Sodré

O mercado siderúrgico vive nos últimos anos um de seus maiores desafios de toda história. As empresas buscam, a todo instante, formas de redução de custo visando a manutenção da operação dos seus ativos. A gestão eficiente de estoques é parte fundamental para a redução de custos e garantia da segurança das operações da empresa. Para a classificação da criticidade dos sobressalentes não existe um critério claro e bem definido. Outro ponto importante é que sobressalentes realmente importantes podem não estar contemplados no estoque. O trabalho estabelece um modelo para melhorar a gestão de sobressalentes na ArcelorMittal Tubarão incluindo a correta identificação dos sobressalentes críticos, a priorização desses sobressalentes com foco no que deve ser comprado imediatamente e o que podemos postergar, a reclassificação dos sobressalentes de manutenção quanto a sua criticidade e à criação de alternativas para gerenciar e manter nos estoques os sobressalentes realmente críticos e dispor/criar alternativas para os sobressalentes não críticos. Essa nova metodologia foi aplicada como piloto na Linha de Acabamento e Linha de Tesoura da ArcelorMittal Tubarão indicando ganhos expressivos.

Aug 17, 2017

By Evandro Tolentino

As fibras vêm sendo empregadas nos materiais de construção civil desde o início da humanidade. No começo da década de 50 houve o início da utilização de fibras de aço no reforço de matrizes de cimento. Com isso foram notadas alterações no comportamento do material, sendo detectado o aumento da tenacidade pós-fissuração. Esta é uma pesquisa experimental que teve como objetivo a definição de parâmetros de ensaios para a produção de argamassas de cimento Portland, que utilizem fibras de sisal nas suas composições, tratadas quimicamente por acetilização com intuito de reduzir a absorção de água. O sisal (Agave Sisalana) apresenta boas propriedades físicas e mecânicas. As fibras foram cortadas manualmente nos comprimentos de 20 mm. As diferentes composições de argamassas foram produzidas com 0,2% e 0,4% de fibra de sisal, em relação ao volume total da argamassa. Estudou-se o comportamento mecânico dos compósitos com ensaios de resistência à tração na flexão. Os resultados mostraram uma melhoria na resistência à tração na flexão para argamassas com fibras tratadas quimicamente por acetilização.

Oct 30, 2017

By Leonardo Zuchi Guio

A ArcelorMittal Tubarão vem trabalhando nos últimos dois anos na implantação de um sistema automatizado de julgamento da qualidade da superfície de bobinas laminadas a quente, juntamente com a ArcelorMittal Global R&D. Tal sistema é denominado CGSIS – Coil Grading Surface Inspection System – e tem a função de interpretar as ocorrências de defeitos superficiais, identificados por um sistema de inspeção automático através de câmeras CCD auxiliado por técnicas de visão artificial, à luz da necessidade requerida pela aplicação final do material. Todas as ações sugeridas pelo sistema são baseadas em regras de aplicação e nas informações obtidas do sistema de inspeção automático, requerendo para isso taxas de acerto de classificação de defeitos adequadas para uma boa tomada de decisão. Para tanto, várias melhorias foram necessárias, envolvendo questões de ambiente, desempenho, confiabilidade, disponibilidade e treinamento do sistema, para se obter com isso melhores níveis de detecção e acerto. Outras questões envolvidas em tal processo concernem às mudanças aplicadas a políticas já estabelecidas de julgamento e comunicação do novo sistema com os sistemas já existentes. Vários benefícios da implantação do projeto já estão sendo percebidos provenientes das etapas de preparação para a instalação e espera-se que após a operacionalização um ganho superior a R$320k entre redução de custo com pessoal, aproveitamento de material e redução de reclamações de clientes seja alcançado.

Jul 30, 2018

By Vinicius Andres Strey

Segurança da informação é um tema crescente dentro do ambiente de Tecnologia de Automação. Da mesma forma que para outras rupturas que ocorreram, as grandes empresas desempenham um papel de vanguarda também quando se fala em segurança da informação. Grandes empresas, no geral, possuem diversas instalações. Neste caso, em se tratando de segurança da informação, é fundamental que os riscos sejam identificados e os controles sejam definidos e implantados de maneira integrada, de modo que vulnerabilidades quando exploradas não afetem o negócio como um todo. Desta forma, recomenda-se fortemente a adoção de um programa de segurança da informação com a participação das diversas instalações em vez de projetos isolados. Este trabalho apresenta a estratégia para o desenvolvimento deste programa através da adaptação de boas práticas e frameworks de referência, como ISA-62443 e NIST SP 800-82. As fases de concepção e desenho do programa estão contempladas, tomando como caso de referência o Programa de Cyber Security para Sistemas de Automação Industrial da Vale. Este programa foi concebido para ser abrangente nos aspectos de segurança da informação, considerando a situação individual de cada mina, usina ou porto envolvido, e estruturado de maneira a ser expandido facilmente para outras instalações.

Jul 30, 2018

By Thokozani Lehae Hanes Malinga

O complexo Minas-Rio da Anglo American iniciou suas operações em agosto de 2014. A usina de tratamento produziu, em 2016, cerca de 15,5 milhões de toneladas secas de concentrado. O minério, explorado no município de Conceição do Mato Dentro (MG), passa pelas etapas de cominuição, classificação, concentração e separação sólido-líquido antes de ser bombeado por 529 km até o município de São João da Barra (RJ), onde é filtrado, estocado e embarcado para exportação. A lama e o rejeito da flotação são enviados para um espessador de 90 metros de diâmetro. Testes de sedimentação em bancada mostraram o efeito positivo da sedimentação dessa mistura de lamas e rejeito. A lama, composta predominantemente por partículas finas de hematita e argilo minerais, se adere a ao quartzo do rejeito, que possui maior diâmetro. Apesar dessa mistura aumentar a velocidade de sedimentação, ela propicia a formação de uma espuma com elevada estabilidade, devido a presença de finos da deslamagem e espumante da flotação. Foram feitos testes de bancada objetivando-se avaliar o efeito da retirada do rejeito da alimentação do espessador. A partir dos resultados foram traçados cenários com diferentes participações desse material e suas implicações no processo de sedimentação foram estimados.

Oct 30, 2017

By Davi Silva Braga

Controlar o perfil térmico dos fornos de uma planta de pelotização é essencial para se garantir a qualidade das pelotas e manter a competitividade da produção. A medição online de variáveis-chave é restrita devido às condições da planta ou limitações tecnológicas, fazendo-se necessário a utilização de um modelo matemático (Soft Sensor) para estimar essas variáveis e, então, exercer maior controle sobre a qualidade e custos do processo. Através de balanços térmico e mássico, o modelo é capaz de predizer o perfil térmico das pelotas e as perdas, térmicas e mássicas, além de simular mudanças no processo e implicações no consumo de combustível. Com o modelo, observou-se a possibilidade de redução de 5% de perda térmica, resultando em redução de 2% do consumo de combustível, devido à melhora da recuperação de calor da zona 2 do resfriador para a pré-queima 1 do forno grelha. O trabalho foi realizado na planta da Vallourec & Sumitomo Tubos do Brasil (VSB).

Aug 17, 2017

By Ana Luiza Chaves de Oliveira

Com o avanço do conceito de sustentabilidade e as novas legislações ambientais, percebemos um crescente aumento da responsabilidade ambiental. As empresas cada vez mais investem em coletas seletivas, tratamento dos resíduos, etc., buscando minimizar os impactos ambientais, preservar os recursos naturais e assegurar a sustentabilidade. Tendo como objetivo apresentar uma solução integrada para a reciclagem e reaproveitamento dos resíduos refratários após o uso. Este trabalho propôs a produção de três classes de argamassas secas e úmidas através da utilização de reciclados. Foram realizadas quatro etapas (identificação visual das matérias-primas, cominuição, formulação/produção e acompanhamento durante a estocagem). Procurando avaliar o potencial dos reciclados o acompanhamento será realizado através da variação reológica e da determinação da força ligante após a fabricação e durante a estocagem (período de 12 meses). Os resultados evidenciaram que há potencial de reaproveitamento dos reciclados tanto na produção de argamassas secas e quanto úmidas sem que ocorra perda de suas propriedades reológicas, químicas e termo-mecânicas.

Aug 17, 2017