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By Flávio Paulo Pugnal da Silva

Em 2010 foram observados elevados índices de quebra de rolamentos dos segmentos da máquina de lingotamento contínuo 3 da ArcelorMittal Tubarão. As análises iniciais, realizadas pelo fabricante, sugeriram que a causa estava relacionada principalmente a falta de proteções térmicas e desvios no sistema de lubrificação que estavam deteriorando as propriedades físico-químicas da graxa. Após o restabelecimento das condições de projeto os índices de quebra mantiveram-se elevados. O objetivo deste trabalho foi avaliar as potenciais causas ligadas as falhas de lubrificação deste equipamento. Foram estudados temperatura de trabalho do equipamento, qualidade físico-química da água, vazão e velocidade da água de refrigeração dentro dos mancais e respectivos suportes. Os resultados obtidos convergiram para uma deficiência do projeto de resfriamento dos mancais e suportes. Tais deficiências geravam baixa velocidade do fluxo de resfriamento, que associada as altas temperaturas de trabalho, proporcionavam condições adequadas a precipitação de particulados contidos na água, gerando assim a obstrução gradativa dos canais de refrigeração até total colapso do sistema.

Jul 30, 2018

By Maíra de Paula Pereira de Lucena

Revestimentos de conversão nanocerâmicos são obtidos pela imersão de peças metálicas em soluções contendo íons de titânio, zircônio, cério entre outros. Esses revestimentos vêm sendo estudados como uma alternativa a outros processos de conversão que possuem inconvenientes ambientais, como a cromatização e a fosfatização. No presente trabalho foram formuladas diferentes soluções a base dos ácidos hexafluorozircônio e hexafluortitânio para a deposição de revestimentos nanocerâmicos sobre substratos de aço galvanizado. O objetivo é mapear os efeitos dos parâmetros de processo de obtenção do revestimento quanto ao desempenho contra corrosão. Os parâmetros estudados foram a concentração, o pH e o tempo de imersão nas soluções formuladas. Para avaliar os revestimentos obtidos foram realizados ensaios eletroquímicos de espectroscopia de impedância complexa. Os resultados indicam uma forte interação entre o pH e a concentração dos ácidos em solução e que concentrações mais baixas geram uma proteção mais eficaz O melhor conjunto de parâmetros foi para menor pH, concentração e tempo de imersão.

Aug 7, 2018

By Gabriel Duarte Lott

O processo de análises físicas e químicas de amostras de minério de ferro [3] é um processo crucial para avaliação do tipo de minério que está sendo extraído, beneficiado e expedido nas operações das mineradoras. Assim, aplicar novos conceitos e equipamentos altamente tecnológicos, que irão garantir resultados cada vez mais precisos e a execução das tarefas de forma cada vez mais segura, é a chave e o desejo das empresas. No laboratório da VALE S/A, em Itabira, foi realizado um estudo de caso de um sistema automatizado de preparação de amostras capaz de realizar as etapas de divisão da amostra abaixo de 1mm, pulverização, confecção de pastilha prensada e fundida, análise de perda por calcinação (PPC), limpeza de utensílios e acessórios e descarte de resíduo de minério de ferro. Nesse estudo é abordado a avaliação dos equipamentos e tecnologias instalados e os desafios tecnológicos e de processos enfrentados durante a implantação desse projeto.

Oct 30, 2017

By Tiago Salzmann Vilela

Durante a produção de arames pelo processo de trefilação diversas falhas superficiais e internas podem ocorrer. Esses defeitos podem ocasionar fratura do arame no processo dos clientes. Um dos defeitos mais clássicos na trefila, denominado “pé de corvo” ou “Chevron”, foi estudado neste trabalho. As principais causas desse defeito estão ligadas à falhas no processo de lubrificação, podendo ser relacionados ao tipo e quantidade de sabão usados durante a trefilação, como também a ocorrência de defeitos no fio máquina empregado e ou, “caminho do arame”. Para esse estudo, diversos defeitos superficiais em fio máquina foram selecionados e então posteriormente trefilados observando a ocorrência do problema nos arames produzidos. Os defeitos superficiais no fio máquina foram coletados de bobinas segregadas no estoque e foram soldados e identificados, a fim de facilitar posterior localização do defeito. A partir do estudo foi possível identificar as causas da ocorrência das falhas por defeito de pé de corvo e propor medidas preventivas que mitigassem o problema.

Jul 30, 2018

By Alessandra Regina Machado Schifino

Neste trabalho foi realizado um estudo comparativo entre as normas utilizadas para validação da solda aluminotérmica em trilhos do tipo Premium – Vignole dos modelos TR, utilizada em reparos de trilhos ferroviários. As normas a serem comparadas são: ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), AREMA (American Rail Way Engineering and Maintenance of Way Association) e a Norma Europeia (British Standard – Railway Aplication Track – Auminothermic Welding of Rails). Esta comparação será realizada para avaliar a relevância da variação dos parâmetros utilizados em cada uma das normas e quais fatores devem ser analisados em mais de uma norma para que não haja dúvidas se os trilhos estão aptos para serem colocados em operação. Através da realização dos ensaios mecânicos e metalúrgicos, sugeridos pelas normas, encontra-se defeitos causados por diversos fatores, tais como: processo de fabricação, mau uso dos trilhos, falhas operacionais na soldagem, de preenchimento, de solidificação entre outros. Utilizando-se deste conjunto de informações será possível validar as soldas aluminotérmicas testadas.

Oct 30, 2017

By Luiz Cláudio von Sperling Cotta

A produção de pelotas de minério de ferro de alta resistência mecânica, que suportem o transporte e operação nos reatores de redução, necessita da correta adequação dos parâmetros de processo dos fornos de grelha móvel. A região de queima é a etapa decisiva neste equipamento para garantir a qualidade da pelota e também representa a maior parte da energia inserida no processo. No presente trabalho foi realizada a otimização do processo de queima, suportado pela metodologia Lean Six Sigma, avaliando a composição química da pelota, os ajustes de adição de combustível sólido na pelota e temperatura do perfil térmico de queima. Dessa forma, foram realizados ensaios em escala piloto para diferentes perfis de temperatura da etapa de queima. Não obstante, foram avaliadas as propriedades químicas, físicas, metalúrgicas e ainda foi realizada a avaliação microestrutural das pelotas. A validação dos estudos em escala laboratorial foi realizada através de testes industriais a fim de assegurar a qualidade do produto, a produtividade do forno e redução de custos de produção.

Aug 1, 2018

By Kenneth Williams

Cargas a granel, incluindo finos de minério de ferro, devem ser embarcadas de acordo com as diretrizes acordadas entre os membros da Organização Marítima Internacional (IMO). Uma medida de segurança crítica é o Limite de Umidade Transportável (TML), exigido para cargas do Grupo A (cargas que têm tendência à liquefação). Diversos acidentes com navios envolvendo finos de minério de ferro da India, cuja causa suspeita-se ser a liquefação da carga, trouxeram à atenção o tema do TML de finos de minério de ferro. Um trabalho extenso de pesquisa foi desenvolvido pelos principais produtores de minério de ferro da Austrália e do Brasil para dar suporte à IMO no desenvolvimento de normas para o embarque desse tipo de material. Com essa finalidade, mineradoras patrocinaram o projeto AMIRA P1097, que foi conduzido pela TUNRA Bulk Solids (TBS) e o Centre for Bulk Solids and Particulate Technology (CBSPT), CSIRO e a Universidade de Auckland, com a gestão do projeto sendo feita pela Creative Process Innovation, a fim de estabelecer uma abordagem modificada de testes de TML específica para finos de minério de ferro. Esse estudo deu suporte aos resultados dos testes e conclusões do Technical Working Group do IMO, que publicou suas conclusões e descobertas em Setembro de 2013.

Aug 16, 2017

By Wolfgang Linden

The emerging demands on higher steel grades call for improvements in the operation of production units and a corresponding increase in automated processes, and therefore international steel producers require viable functions. The avoidance of slag carry-over to secondary metallurgy processes is essential for achieving steel grade qualities and reducing alloys in order to compensate slag residues in the downstream unit. The automatic tapping procedure in BOF converters will be supported by the implementation of reliable measurements used in high-end steel plants. Automatic tapping will help to achieve the following: Reduced slag carry-over, improved yield, increased reproducibility, improved working environment and safety and operation with minimum possible crew. The automatic tapping procedure is capable of being implemented in new or retrofitted installations.

Aug 17, 2017

By Ivênio de Oliveira Teixeira

Grelhas constituem o fundo móvel dos setores da esteira sem fim das máquinas de sinterização. Diferentes tipos de materiais têm sido utilizados para a fabricação dessas peças, desde aços resistentes ao calor e inoxidáveis até ferros fundidos de alta resistência, tendo como parâmetro de controle a perda de massa ou redução da espessura das grelhas. A necessidade do aumento do ritmo operacional das sinterizações ao longo dos anos tem levado ao aumento da substituição de grelhas, contrapondo ao aumento da produtividade das sinterizações. Desta forma, a adequação da resistência ao desgaste abrasivo e a minimização de transformações microestruturais em função as condições de utilização dos materiais desses componentes mecânicos têm sido alvo do desenvolvimento de materiais para essa aplicação. Nesse trabalho é discutido o desenvolvimento de materiais aplicados em grelhas de sinterização, visando o aumento da sua vida útil, a partir do melhor entendimento dos mecanismos de degradação e da realização de ensaios laboratoriais de desgaste abrasivo, corrosão a quente e fadiga térmica. Dentre cinco alternativas avaliadas, a concepção de material com matriz ferrítica e adição de elementos químicos formadores de carbonetos mais estáveis a elevadas temperaturas e formação de camada mais aderente de óxidos apresentou melhores resultados, gerando uma perspectiva de aumento da vida útil da ordem de pelo menos três vezes em relação à condição atual.

Aug 16, 2017

By Johanna Alegría-Ortega

Cr/CrN bilayer coating was deposited on AISI 440C by Cathodic Arc. The composition and structure of the Cr/CrN coating were investigated by scanning Electron Microscope, X-Ray Diffraction and X-ray Photoelectron Spectroscopy. The results show that crystal structure obtained was CrN phase with preferred [220] orientation. The hardness and adhesion of coating also were studied. The evaluation of erosion-corrosion (EC) on 440C bare and coated with Cr/CrN was performed by carrying out wear tests using a slurry jet with impingement angle 90° at 4 and 8 m/s. Corrosion, erosion and synergism wear rate were evaluated following the procedure described in ASTM G-119-09. This study presents that the synergism wear rate exceeds 40% of the total mass loss for coating and 60% of mass loss for the 440C, being the most aggressive wear component. The increase in impact velocity generated a rise in mass loss for both 440C bare and coated. The Cr/CrN coating offers better corrosion and erosion–corrosion resistance under all the tested conditions.

Aug 8, 2018

By Fabiano Soares

Strand guide rolls in continuous casters are crucial components for guaranteeing an optimum process for the production of high-quality steel grades. The properties of these rolls greatly influence the quality of the slab produced. The most commonly used designs so far have been the axle roll and the solid roll. A quite new roll concept is the STEC-Roll®. It combines the advantages of the axle roll with those of the solid roll. This paper explains the development of this roll type and shows the current design. The characteristics of the STEC-Roll® are presented in greater detail and are underlined by a number of simulation results. Beside the design itself, the benefits for casting and maintenance are explained, including for example the easy assembly and dismantling or the use of the roll for dry casting. A brief examination is made of the TCO for the STEC-Roll® and an estimation is provided of the exchangeability of this roll. To conclude, an overview on the current applications is presented.

Aug 17, 2017

By Jorge Alberto Soares Tenório, Susana Marracini Giampietri Lebrão, Guilherme Wolf Lebrão, Jefferson Salvador de Moraes, Viviane Tavares de Moraes

Os resíduos de mineração ou lamas são derivados dos processos de extração e beneficiamento mineral e por sua vez são geralmente armazenados em barragens de rejeitos, que são passivos ambientais. Algumas formas de recuperação de materiais desses resíduos já foram desenvolvidas, contudo a sua aplicação principal ocorre pela incorporação destes rejeitos em agregados da construção civil, visando a diminuição da geração de resíduos. Desta forma o objetivo deste trabalho é a caracterização do resíduo de lama vermelha visando a identificação de elementos que viabilizem os processos de reciclagem para a diminuição dos rejeitos. Para isso se fez uso de técnicas ambientais de classificação de resíduos, tais como: determinação da umidade; classificação granulométrica; determinação da alcalinidade; MEV/EDS e fluorescência de raios-X. As análises de caracterização convergiram para os resultados quantitativos elementar de 8,3 % de Al; 3,8 % de Na; 6,3 % de Si; 0,4 % de Fe; 0,4 % Zr; 0,004 % de Y, 2 % Ti e 0,009 % de Sc. Esta caracterização pode definir parâmetros que influenciam nos métodos para a recuperação de metais.

Oct 3, 2019

By Rodrigo Perito Cardoso

Low-temperature nitriding of stainless steels is applied to obtain wear resistant surfaces without losing its corrosion resistance. The treatment consists in introducing nitrogen into the steel surface avoiding chromium nitride precipitation. The corrosion resistance of martensitic stainless steels is expected to be improved if the treatment parameters are correctly selected. It can be related to ?Fe2-3N and a'N phase formation on the treated surface. In the present work the influence of the pretreatment and treatment temperature on corrosion resistance of plasma nitrided AISI 420 steel samples is studied. Annealed, as-quenched and 400ºC-tempered samples were nitrided at 300, 350, 400, 450 and 500°C, for 6 h at 600 V. The pressure was 3 Torr and the gas mixture was composed of 70%N2, 20%H2 and 10%Ar, at a gas flow rate of 3.34×106 Nm3s-1. Plasma was generated using a square-wave pulsed DC power supply and the sample temperature was controlled by the duty cycle. The modified layers were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction and microhardness measurement. The corrosion resistance was studied by electrochemical characterization, by means of Open circuit potential and Anodic polarization curves. The maximum surface hardness was achieved at 400°C. This temperature seems to be near the limit temperature for low-temperature treatment aiming to improve or at least to keep unaltered the corrosion resistance in relation to that verified for non-treated steel samples. Results confirm that the pretreatment and treatment temperature significantly affects the corrosion resistance of the treated surface.

Aug 8, 2018

By Markssuel Teixeira Marvila

A incorporação de resíduos em materiais de construção, tais como em tijolos cerâmicos, é uma grande alternativa para o correto descarte de resíduos industriais. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é a avaliar a possibilidade da incorporação de resíduos provenientes da indústria de rochas ornamentais (calcário) em tijolos cerâmicos, uma vez que o Brasil é um dos maiores produtores mundiais desta classe de rochas e ainda não existem alternativas plausíveis para o descarte destes dejetos. Para realizar esse estudo foram confeccionados e queimados a 900ºC, corpos de prova contendo 0%, 10%, 20%, 30% e 40% de incorporação de calcário em massa cerâmica. Após período de secagem, os corpos de prova foram ensaiados para avaliação dos seguintes parâmetros: retração por secagem, absorção de água e resistência mecânica. Avaliando estas propriedades e comparando com os valores estipulados por norma, constata-se a possibilidade da incorporação de resíduo proveniente de rochas ornamentais em até 20% da massa cerâmica. Assim sendo, uma alternativa para o descarte destes rejeitos industriais estudados é incorporar em tijolos cerâmicos, devendo seu teor de incorporação ser limitado em 20% afim de não descumprir as exigências normativas.

Oct 30, 2017

By Vinicius Cardoso Ottani

Os processos de estampagem de materiais de alta resistência requerem o uso de aços ferramenta de alto desempenho, uma vez que a aplicação de pressões elevadas produz o desgaste acelerado das ferramentas de conformação, e até mesmo a ocorrência de falhas catastróficas e prematuras. Frequentemente, o desgaste de ferramentas é superado pelo aumento da dureza dos punções e matrizes, o que implica na diminuição da tenacidade. Esta estratégia, entretanto, não pode ser aplicada em operações de conformação de alta solicitação em que os componentes devem ser tenazes o suficiente para suportar as cargas elevadas envolvidas. A maior dureza retarda o início das trincas, porém também diminui a tenacidade do material, facilitando sua propagação. Uma dureza mais baixa, por outro lado, propicia maior resistência do material à propagação de trincas pela maior tenacidade, porém facilita sua nucleação. Constata-se então, que a relação dureza e tenacidade em aços ferramenta deve ser aprimorada através de um design microestrutural preciso, no qual ambas as propriedades possam ser melhoradas. O presente estudo buscou avaliar a vida útil de punções e matrizes de aços ferramenta AISI D2 e VF800AT limitada por trincas e lascamentos em processos de estampagem. O VF800AT apresentou resultado satisfatório e contribuiu para um aumento de até cinco vezes da vida útil da ferramenta quando comparada com o aço AISI D2. Os ferramentais empregados nesse trabalho foram também caracterizados em laboratório por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura. O superior desempenho das ferramentas produzidas em aço VF800AT é justificado pela sua superior tenacidade em relação ao AISI D2, devido a uma microestrutura composta de uma matriz de martensita revenida e carbonetos primários em menor fração volumétrica.

Jul 30, 2018

By Aline Lima da Silva

The present work is focused on the thermodynamic study of the methane or biogas mixtures conversion on Cu-ceria catalysts. Several experimental studies reported in literature have demonstrated the ability of these materials to operate as SOFC anodes for direct methane oxidation, with the evidence of enhanced tolerance towards sulfur poisoning and carbon deposition. More recently, experimental investigations have shown the feasibility of Cu-ceria anodes to directly operate with simulated biogas feeds at intermediate temperature (1023K). In this way, the effect of the ceria redox properties on the equilibrium composition is investigated, considering methane or biogas mixtures as the fuel. Conditions under which carbon deposition and sulfur poisoning can be prevented are determined. Our study combines results from the classical thermodynamics, obtained with the help of FactSage software, with the new Cu-S and Ni-S diagrams proposed in literature, which were calculated based on the Density Functional Theory (DFT). These diagrams are able to predict a region where sulfur interacts with the metal surface through chemisorption. A comparison between the performances of Ni-YSZ and Cu-CeO2 catalysts is established from a thermodynamic viewpoint. Theoretical results are in agreement with the experimental trends from literature.

Aug 8, 2018

By Daniel Antonio Kapper Fabricio

A avaliação das propriedades de mecânica da fratura dos materiais é uma necessidade crescente, sobretudo no setor de óleo e gás. Esse cenário exige a garantia da qualidade na execução de ensaios de tenacidade à fratura. Esse trabalho tem como objetivo realizar uma comparação intralaboratorial para o ensaio de tenacidade à fratura KIC variando o executante do ensaio, visando atender ao requisito de garantia da qualidade da norma NBR ISO/IEC 17025. Os resultados foram comparados através de análise de variância. As diferenças entre os operadores não foram significativas frente ao erro residual a um nível de confiança de 95%, sendo tal resultado considerado satisfatório.

Aug 16, 2017

By Constantino Capurro

For certain applications, coarse titanium nitride (TiN) precipitates can be deleterious for the final properties of the material. Hence, in order to better understand the mechanisms involved in the generation of these precipitates, a thorough characterization of the particles observed in steels with different titanium and nitrogen content was carried out. Samples from liquid steel (tundish), continuous casting billets and final product were evaluated using an Automatic Particle Analyzer (APA) coupled to a Scanning Electronic Microscope (SEM). The location, frequency, size distribution and composition of the different particles observed were assessed. While only few TiN precipitates were observed in liquid steel samples, the density of this type of particle significantly increased in the continuous casting billets samples. Particles ranging from 1 to 10 µm were mainly found in the interdendritic zones of the as-cast structure. The density of TiN particles observed in these samples did not change after re-heating and rolling operations. A model to predict TiN precipitation during solidification was developed. A reasonable agreement was found between model results and measured data. Results of this analysis confirmed that the precipitated fraction of TiN increases as the product of steel Ti and N contents rises.

Oct 30, 2017

By Flavia de Paula Vitoretti

Pelletizing of iron ore fines is an important process used to produce high quality of raw materials for the subsequent reduction processes in the ironmaking industries. The process involves the production of green pellets and subsequent induration on a traveling grate furnace to promote inner partial melt and agglomeration which confer physical and metallurgical proprieties appropriated to the subsequent reduction processes. The pellets are produced with addition of charcoal to improve efficiency in the reduction processes. The lignin coal from sugarcane straw is an alternative source to replace the charcoal or coke in the self reduction of pellets. This work focused on the influence of biomass on the chemical kinetics parameters inner agglomerate pellet structure under industrial process conditions of the travelling grate furnace due hot gas flows within the pellets.

Aug 1, 2018

By Carolina Vaghetti

Aliar qualidade do produto final e otimização dos custos de produção é o que toda indústria de componentes mecânicos almeja. Um dos problemas enfrentado na produção de eixos automotivos é o surgimento das distorções de formas, e saber as causas dessas distorções vem se tornando cada vez mais imprescindíveis. Dentre os processos de fabricação, o tratamento térmico é conhecido como uma etapa da produção que potencializa os efeitos dos potenciais de distorção acumulados ao longo da cadeia. As tensões residuais são consideradas um dos principais potenciais de distorção e, por isso, é de grande importância o seu entendimento. Sendo assim, o presente artigo, inserido no âmbito do projeto "Investigation and improvement of a manufacturing process chain from cold drawing processes to induction hardening", realiza uma análise das distorções e da distribuição das tensões residuais após a têmpera por indução e uma análise das tensões residuais após o processo de retífica durante a fabricação de eixos automotivos de aço ABNT 1045. Foram variados parâmetros nos processos de trefilação e têmpera por indução. A partir dos resultados obtidos, foi possível verificar a influência da profundidade de camada temperada, onde a maior camada apresentou, em média, maiores distorções.

Aug 16, 2017