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By Ulrich Sommers

The Intelligent Furnace (I-Furnace) by SMS group is a smart furnace process and production optimization model. The combination of various tools leads to an optimized heat treatment and production process. It combines a mathematical/physical model to control the furnace with EMG’s IMPOC system for online strength measurement and a newly developed annealing microstructure model to predict material properties. This paper reports about the revamping of an existing galvanizing line, where a mathematical/physical control model has been implemented in combination with an online quality measurement system. This way, the process improvement of continuous galvanizing lines and the quality management of a range of steels including AHSS will be demonstrated. Furthermore, it gives information about the development of the annealing microstructure model to predict material characteristics. Eventually, the I-Furnace will be presented according to the current development and reference status.

Oct 30, 2017

By Marcela Gotelip Barbosa

Pellets are the main iron input to the blast furnace at ArcelorMittal Lazaro Cardenas iron and steel making facility in Mexico. Pellets are made at this facility using the concentrates generated and shipped from their captive mines viz., Las Truchas, Pena Colorada, Volcan Sonora. The concentrating plants, after grinding the ore to the liberation size, use magnetic separation and flotation to reject the silica, sulphur and phosphorous impurities. At Volcan Sonora Mines, the ore is contaminated with phosphorous minerals, and hence, after magnetic separation, the phosphate minerals are floated using anionic carboxylate collector (sodium oleate). Apart from floating the phosphate minerals, the sodium oleate also has some tendency to smear on the iron bearing mineral surfaces leaving a hydrophobic surface, which is expected to reduce the green pellet strength due to absorption of ultrafine sized air bubbles on these surfaces, and further generate higher levels of dust during the induration process. In order to alleviate this industrial problem, comparative studies were carried out on the concentrates from magnetic separation using reagents from synthetic sarcosinate and carboxylate family collectors. Results have indicated that the sarcosinate family members not only were found as replacement to carboxylate collectors, but also reduce the phosphorous content below the values achieved with oleate, thus have considerable benefits in the downstream steel making process. Based on the results, plant runs are being taken up at Volcan Sonora. In this article, the laboratory results obtained on iron grades and recoveries, and phosphorous rejection using both the reagents are presented.

Aug 1, 2018

By Adriana de Oliveira Vilela

A produção de carvão vegetal em Forno Container Rima (FCR) consiste em um processo semi-contínuo composto por fornos cilíndricos metálicos móveis, com exaustão forçada dos gases. Cada ciclo se divide em 4 fases: carregamento, carbonização, resfriamento e descarregamento. Após o carregamento com toletes de madeira, 20% de umidade, o forno é deslocado para plataforma de carbonização, onde permanece por 3 a 4 horas. A entrada de oxigênio no interior do forno é regulada para controle das reações de pirólise. Todos os gases gerados são conduzidos a um sistema de queima para aproveitamento da energia e eliminação do metano. O peso, a temperatura e a pressão no interior do forno, bem como a vazão, composição e energia do fluxo de gás, são monitorados continuamente, em tempo real. A carbonização finaliza quando é atingido o rendimento gravimétrico de 35% em carvão e 60% em gás. O carvão ainda quente é transferido para cilindros de resfriamento, permanecendo por 12 horas. O forno então, é novamente carregado e se inicia um novo ciclo. Cada plataforma de carbonização pode gerar 1MWe de potência elétrica, produzir 20t/mês de alcatrão, 450t/mês de carvão vegetal e eliminar 500t/mês de CO2 equivalente. Cada FCR substitui 60 fornos Rabo Quente, reduzindo em mais de 50% a mão-de-obra braçal dos processos tradicionais, pela valorização, humanização e qualificação deste trabalho. O carvão produzido atende aos quesitos necessários para uso como redutor na metalurgia e na siderurgia.

Aug 16, 2017

By João Luis Moreira

Com o aumento da eficiência dos processos produtivos, faz-se cada vez mais necessária à utilização de técnicas e ferramentas que proporcionem a otimização de processos a fim de se extrair deles a máxima capacidade produtiva, com o mínimo de custo e variação. Neste contexto, observa-se que ações automatizadas, tomadas por sistemas que possuam inteligência pré programadas, são capazes de realizar este feito, inferindo nos processos por meio de ações otimizadas, na medida e hora certa, utilizando regras e ferramentas matemáticas adequadas. A eficácia destas técnicas já são comprovadas na Samarco. Este artigo está voltado para otimização da dosagem de aglomerante na planta 3 de pelotização da Samarco em Ubu com objetivo de reduzir a variabilidade, reduzir o retorno de pelotas cruas, aumentar a quantidade de pelotas na faixa entre 8 a 16mm e, consequente, aumento da produtividade.

Aug 16, 2017

By Matheus Jacon Pereira

RFID é uma das tecnologias impulsionados da Internet das Coisas, que está sendo utilizada em soluções com o intuito de aumentar a eficiência dos processos, melhorar o cumprimento de prazos, reduzir custos e aumentar receitas. A inovação com RFID na indústria de metalurgia, materiais e mineração está em um estágio inicial, mas em rápida evolução e adoção. Este trabalho utiliza uma metodologia de revisão integrativa para avaliar quais são os casos de sucesso de automação com RFID empregados neste setor. Ainda apresenta os principais tipos de RFID, usos e boas práticas de implementação, assim como, um levantamento dos trabalhos em revistas técnicas e cientificas nos últimos 10 anos sobre este assunto.

Aug 16, 2017

By Milene Muniz Eloy da Costa

Devido à grande aplicação de polímeros no nosso dia a dia sob condições de trabalho reais, ou seja, sob a influência de intempéries, surgiu a necessidade de estudos visando a avaliação de resistências estruturais e mecânicas desses polímeros. O envelhecimento é um processo que envolve mecanismos simultâneos que influenciam diretamente suas propriedades mecânicas, degradando os materiais. Com esse intuito, foi avaliado o envelhecimento por análise de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) do PEMD de controle (tempo 0) e das amostras ensaiadas sob raios UV por 300, 600 e 900 horas. Os resultados obtidos mostraram o aparecimento e desaparecimento de bandas nos espectros de FTIR, que, relacionados aos resultados de emissão acústica (EA), indicaram a ocorrência de cisão de cadeias, ramificações e reticulações.

Aug 16, 2017

By Alexandre Silva Guimarães

Este trabalho avaliou a purificação de níquel em relação aos contaminantes cálcio e magnésio a partir de soluções sintéticas sulfúricas simulando os licores industriais obtidos pelo processo de lixiviação sob pressão de minérios lateríticos de níquel. O uso de Cyanex 272 (20% v/v) se mostrou ineficiente na purificação do licor em decorrência das extrações simultâneas de magnésio e níquel e pela baixa seletividade do Cyanex 272 em relação ao cálcio (extrações inferiores a 10%). A adição de 5% v/v de ácido naftênico ao Cyanex 272 (20% v/v) provocou a extração conjunta de magnésio e níquel e extrações insignificantes de cálcio (inferiores a 0,5%). A mistura de 20% v/v de Cyanex 272 com 20% v/v de D2EHPA, em pH = 4,5, é passível de promover a purificação do licor frente ao níquel, pelo fato desta combinação de reagentes extrair cerca de 50% de cálcio, 48% de magnésio com baixos teores de níquel (em torno de 10%), podendo-se utilizar dois estágios de contactação para se obter no mínimo 80% de níquel purificado em fase aquosa.

Aug 7, 2018

By Victor Velho de Castro

O presente trabalho tem por objetivo avaliar a resistência ao desgaste de dois diferentes materiais (três amostras de aço SAE 52100 e três amostras de SAE 1045) em diferentes condições microestruturais, sem lubrificação e com lubrificação (utilizando biodiesel B100, óleo diesel/biodiesel B50 e óleo diesel comercial B7). Quatro amostras foram submetidas a tratamento térmico de têmpera (830°C resfriado em óleo nas amostras de aço SAE 52100 e 850°C resfriado em água nas amostras de SAE 1045) seguida de revenimento (100°C e 200°C nas amostras de aço SAE 52100 e 100°C e 300°C nas amostras de SAE 1045). Os ensaios foram realizados em um tribômetro do tipo pinosobre- disco, com rotação de 300 RPM, 1,5kg de carga e 4400m de distância percorrida, seguindo as recomendações da norma ASTM G99–95, medição da microdureza superficial da pista de desgaste e avaliação da superfície desgastada das amostras com um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Ao final dos ensaios, observou-se a variação da resistência ao desgaste entre os diferentes materiais, diferentes microestruturas e diferentes lubrificantes aplicados no ensaio. Os resultados indicaram uma tendência de diminuição de desgaste nos ensaios realizados com lubrificação de biodiesel B100.

Aug 16, 2017

By Foluke Salgado de Assis

A fibra de juta é uma das fibras com grande potencial para ser aplicada como tecido reforçando compósitos poliméricos Este trabalho avaliou a resistência ao impacto para compósitos de matriz poliéster reforçado tecido de juta. Os corpos de prova foram fabricados com diferentes percentuais de tecido de juta: 0, 10, 20 e 30% em fração volumétrica. O tecido sido de juta foi embebedado com resina poliéster (estado líquido) e curado em temperatura ambiente durante 24 horas. As amostras foram ensaiadas utilizando o pêndulo impacto Izod and a superfície de fratura foi examinada utilizando o microscópio eletrônico de varredura. A resistência ao impacto Izod dos compósitos poliéster-juta cresceu de maneira linear com o aumento da quantidade de tecido de juta. Utilizando 30% de tecido de juta, foi possível obter 83,1 J/m enquanto o poliéster puro (0% de tecido) obteve 21,8 J/m. O bom desempenho do compósito poliéster-juta pode ser associado com a dificuldade de romper o compósito em virtude do tecido de juta, assim como, as trincas produzidas através da interface poliéster/tecido de juta que colaborou com o aumento na absorção de energia durante o ensaio de impacto Izod.

Oct 30, 2017

By Tiany Guedes Cota

A indústria cerâmica utiliza as argilas como matéria-prima para fabricação de cerâmica vermelha, branca, de material refratário, entre outros. Possuem um vasto campo de aplicação devido às suas características que, em geral, são decorrentes de sua composição química e do processo de fabricação que lhe originou, tais como: temperatura de queima, proporção dos componentes e granulometria da matéria-prima utilizadas. Comumente vem sendo realizada a substituição de parte da massa argilosa por resíduos industriais, para aproveitamento de materiais, diminuição de custos e impacto ambiental. Nesse presente trabalho, foi realizado um planejamento fatorial em dois níveis das variáveis de adição de pó, temperatura de queima e pressão de compactação nas propriedades de densidade, retração linear de secagem (RLS) e de queima (RLQ). A coloração final também foi um parâmetro analisado. A temperatura parece ser a variável que mais influenciou nos resultados de densidade e RLQ. A pressão de compactação dos corpos de prova não foi uma variável significativa na densidade, RLS e RLQ. Logo, a condição ótima para fabricação dos corpos cerâmicos foi com incorporação de 10% de pó de despoeiramento em substituição ao solo argiloso e temperatura de queima de 1000°C.

Aug 17, 2017

By Eder Lúcio de Castro Martins

A Mina de Morro Agudo da Votorantim Metais está localizada na cidade de Paracatu (MG). A mina compreende um depósito de zinco e chumbo e atualmente o método de lavra empregado é o de Câmara e Pilares. O estudo geometalúrgico empregado na unidade tem por objetivo avaliar a performance das câmaras de lavra submetidas a testes de bancada correlacionando características mineralógicas com as etapas de beneficiamento. O minério é constituído predominantemente pelos minerais minério esfalerita (ZnS) e galena (PbS). O trabalho vem sendo desenvolvido com amostras de testemunhos de sondagem e representam as câmaras de lavra dos diversos níveis e regiões da Mina. Além dos testes de bancada que compreendem etapas de moagem, granuloquímica e flotação, as amostras são submetidas às análises químicas e mineralógicas. Foram determinados estatisticamente as classes de teores de alimentação dos testes, com o objetivo de realizar comparações de indivíduos que pertencem à mesma população. As câmaras de lavra são classificadas pelo rendimento geometalúrgico de acordo com a performance da variável recuperação metálica. De acordo com os resultados dos testes em bancada e sua respectiva classificação geometalúrgica, é possível traçar estratégias para que o planejamento de lavras e a usina de beneficiamento possam trabalhar em sinergia, de forma a maximizar o valor econômico de determinada frente de lavra.

Aug 17, 2017

By Gabriel Oliveira Glória

A sociedade cada vez mais está buscando por materiais ecologicamente corretos em detrimento de materiais nocivos ao meio ambiente. Nesse novo contexto as fibras naturais estão, cada vez mais substituindo as fibras sintéticas, por exemplo, a fibra de vidro. Além das vantagens ambientais, as fibras naturais são mais baratas do que os sintéticos. O ensaio de pullout estuda a adesão da fibra na matriz de poliéster e a interação das fibras com a matriz de poliéster, também chamados de biocompósitos. Portanto, o presente estudo analisou a fibra de PALF por meio de ensaio de pullout. O ensaio verificou que o comprimento de embutimento crítico da fibra de PALF em matriz de poliéster é de 1,20 mm e a tensão cisalhante na interface fibra/matriz é de 11,66 Mpa.

Oct 30, 2017

By Marcel Antonio Arcari Bassani

In the mining industry, it is common to have data collected in various formats. In an open pit mining operation, at the early stages of exploration samples are obtained from diamond drillholes. During the production stage, samples are collected from blastholes. The last is more numerous but less precise. From a geostatistical view, this dissimilarity has to be considered to integrate the two sources of information. To combine this different data, three methodologies were investigated: simple kriging with local varying mean, cokriging and ordinary kriging. The exhaustive Walker Lake data set was used and it is considered the source to obtain the true grades. Initially, samples were obtained from the exhaustive data set at a regular spacing grid of 20 x 20 meters. Next, samples were obtained again from the exhaustive dataset at a regular spacing of 5 x 5 meters and a relative error of 25% was added. Then, both data were used to estimate blocks using the three methods mentioned. The grade tonnage curves were compared with the true block grade distribution. Moreover, the block misclassification was evaluated. The results showed that ordinary kriging produced estimates closer to the true block grade distribution and reduced the block misclassification.

Aug 8, 2018

By Mário Andrean Macedo Castro

Este trabalho teve por objetivo analisar o efeito da incorporação do rejeito de minério sulfetado de cobre em três formulações argilosas para cerâmicas estruturais. Os corpos de prova foram sinterizados em temperaturas que variaram de 900 a 1000°C, com patamar de queima de 2 horas, com o objetivo de determinar suas propriedades tecnológicas, tais como: absorção de água, densidade aparente, porosidade aparente e retração linear de queima, bem como o ensaio mecânico para a determinação do módulo de ruptura à flexão. Os resultados mostraram que as formulações obtidas apresentaram propriedades adequadas quanto à introdução do rejeito, apesar de que nenhum deles obteve valores melhores em relação à formulação sem o rejeito.

Aug 16, 2017

By Marlos Henrique Alves Gomes

Aços resistentes ao desgaste são amplamente aplicados em partes estruturais que exigem propriedades como resistência mecânica, tenacidade e resistência ao desgaste abrasivo. O presente trabalho foi realizado devido à necessidade de desenvolvimento de materiais necessários para minimizar os efeitos causados pelo desgaste abrasivo. Os objetivos são: obter microestrutura multiconstituída (ferrita, bainita, martensita e austenita retida) por meio de tratamentos térmicos; e compará-la a microestrutura martensítica revenida. O aço estudado possui a seguinte composição química 0,26%C-1,13%Mn-0,92%Si-0,72%Cr- 0,29%Mo-0,18%Ni-0,17%Cu. Conduziu-se os tratamentos térmicos na sequência apresentada: recozimento subcrítico a 700°C, têmpera em óleo (temperatura de austenitização 940°C) e tratamento isotérmico de transformação bainítica (temperatura de austenitização de 820, 860, 900 e 940°C) ou recozimento subcrítico a 700°C seguido de têmpera/revenimento (940°C e resfriamento em água/250°C por 2 horas). Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi empregada para se avaliar a microestrutura do aço. Dureza Rockwell C foi utilizada com intuito de comparar a dureza das diversas microestruturas obtidas. Constatou-se que com a diminuição da temperatura de austenitização houve decréscimo do valor de dureza; e as amostras temperadas e revenidas demonstraram dureza média maior que as amostras que passaram por tratamento isotérmico de bainitização. A microestrutura multiconstituída foi obtida.

Aug 17, 2017

By Aline Lima da Silva

The reduction in SOFC operating temperature due to recent development in materials and fabrication techniques enables the use of ferritic stainless steels as interconnects for SOFCs. Ferritic stainless steels offer many advantages over traditional ceramic interconnects, such as higher thermal and electronic conductivity, as well as relative ease of fabrication. However, the formation of chromium oxide on ferritic stainless steel results in an increase in ohmic resistance and can lead to the loss of cathode catalytic activity (due to Cr volatilization, with cathode poisoning). The oxide growth depends on several factors, such as steel composition, temperature, oxygen partial pressure. In this way, knowing the phase stability, the oxidation behavior of the material and the oxidation kinetics is of great interest. In this context, a thermodynamic study of the oxidation of ferritic stainless steel 430 under oxidizing atmosphere (cathode), at the temperature of 750ºC, is carried out. As one can see, the thermodynamic system can be very complex, involving several phases (chromium oxide, (Fe,Cr,Mn)3O4 Spinel, iron-chromium oxides, etc.). The effect of oxygen partial pressure and alloying elements on phase distribution is evaluated. Thermodynamic modeling is compared with experimental results from literature.

Aug 8, 2018

By Marco Castenetto

Some of the most significant Danieli innovations in the field of long products are the: i) The EWR® system, through automatic continuous head-to-tail flash welding of billets at reheating furnace exit side, enables uninterrupted production of the mill for endless rolling of straight bars, wire rod and bar in coils. The process is particularly beneficial to wire rod and bar-in-coil mills as it enables production of “customized-size coils” (any coil weight according to specific Customer request) and with extra-high final coil weight, even starting from low-weight billets; ii) The Spooler process is based on twistfree winding of hot-rolled rebars into highly-compact/ultra-heavy coils featuring a unique cobble-free un-coiling capability. This enables high-speed feeding of the downstream cold-processing lines with hot-rolled spooled coils coming directly from the rolling mill without the need of any traditional off-line operation (such as de-coiling, stretching & re-winding). The system results highly beneficial both to bar-in-coil producers and to the downstream lines operators. The latest step forward is the combined application of these two systems that has made it possible for endless rolling of spooled bar in coils, enabling to cumulate the benefits of the two processes, particularly as far as transformation costs are concerned.

Aug 16, 2017

By Ariella Vianna Fontes

A integridade estrutural das tubulações existentes em plantas de extração de óleo e gás é um dos grandes desafios na área de ensaios não destrutivos, visando garantir a segurança e eficiência da produção. Os dutos de plástico reforçados com fibra de vidro (PRFV) tem, progressivamente, substituído as ligas metálicas tradicionais por apresentarem alta resistência mecânica e a corrosão além de baixo peso específico. Todavia as conexões de vários trechos desses dutos, realizadas por juntas adesivas, podem apresentar defeitos como a falta de adesão e a falta de adesivo, tornando-se pontos propícios ao colapso. Até o momento ainda não há uma metodologia de ensaio não destrutivo consolidada capaz de avaliar a integridade das juntas adesivas. O presente trabalho apresenta a caracterização qualitativa e quantitativa dos defeitos típicos encontrados em juntas adesivas do tipo “ponto e bolsa” utilizando as técnicas de ultrassom e microtomografia. Os resultados mostraram que a técnica de ultrassom é promissora no que tange a detecção de defeitos em juntas adesivas, ainda que com limitações. A microtomografia mostrou-se adequada para caracterização qualitativa e quantitativa dos defeitos visto que esta permite analisar a estrutura interna do material.

Oct 30, 2017

By Rômulo Mendes de Barros

Os aços API com classificação X52 são considerados aços alta resistência baixa liga (ARBL). Estes materiais possuem como principais características a elevada resistência mecânica, tenacidade e boa soldabilidade. Os aços API são muito utilizados para a produção de tubulações que realizam o transporte de água, petróleo, gás e derivados. A produção dos tubos envolve processos de soldagem, que podem provocar mudanças na microesturura do material. Dessa forma, pesquisas são realizadas com o objetivo de investigar a relação entre o processo de soldagem com a microestrutura e a resistência mecânica do material. Este trabalho tem como objetivo comparar dois processos de soldagem: GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) e o SMAW (Shielded Metal Arc Welding), a fim de verificar a relação entre os diferentes processos e a microestrutura da junta soldada. Foram realizadas observações da macro e da micro estrutura. Verificou-se que a amostra soldada pelo processo GTAW apresentou uma microestutura com maior número de fases.

Oct 30, 2017

By Torben Ulisses da Silva Carvalho

A têmpera é um dos tratamentos térmicos mais utilizados nos aços, visando o aumento de sua dureza a partir de mudanças drásticas em sua microestrutura. A fim de aliviar as tensões provindas desse tratamento, realiza-se o revenido, fazendo com que o aço obtenha propriedades mecânicas viáveis ao uso. Este trabalho teve como objetivo realizar os tratamentos térmicos de têmpera em água, salmoura e óleo e, posteriormente, o revenido no aço SAE-4140 fornecido pela SINOBRAS, uma siderúrgica de Marabá-PA. Foi realizada a caracterização microscópica das amostras antes e depois dos tratamentos, sendo possível visualizar as mudanças na microestrutura do material, além da confirmação do aumento de resistência mecânica através do ensaio de dureza.

Aug 16, 2017