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By Ananda Moreira Vaz Ourique de Avila

High and intermediate temperature fuel cells (FC) are power generators characterized by high efficiency and their use in cogeneration systems. The single fuel cells are connected in series by the use of interconnects to form a fuel cell stack. Ferritic stainless steels have been used in the making of high and intermediate temperature operation solid oxide fuel cells interconnects. However, at high temperatures, on the order of 700-8500C, these steels can present significant oxidation and degradation processes, promoting increased electrical resistivity and corrosion losses that result in contamination of the electrodes and reducing the performance and the useful life of the FC. Intensive R&D activities have been made to minimize these problems and the use of composite coatings on metallic substrate has been considered. This paper evaluates the use of coatings of copper and nickel, with particles of La2O3, Y2O3, CeO2, LaCrO3 and doped chromites applied on ferritic stainless steels AISI 430, AISI 441 and Crofer22APU produced by electrodeposition. The produced samples were evaluated by microscopy techniques, gravimetric analysis and by electrothermal characterization. The most significant results were obtained with chromites coatings (LaCrO3 pure, mono- and multiple-doped) showing the combination of the best features of metal coatings, substrates and ceramic particles with semiconductor properties.

Aug 7, 2018

By Diana Pérez Escobar

O efeito do caminho de solidificação de um aço High Temperature Processing (HTP) API 5L X65 com 0,09 %Nb, 0,039%C e 0,54% Mn (percentagem em massa) na segregação, microestrutura e distribuição dos precipitados de Ti,Nb(C,N) foi estudado por microscopia ótica, eletrônica de varredura (MEV) e simulação computacional (ThermoCalc e DICTRA). Os resultados foram comparados com os de um aço microligado comercial com 0,04 %Nb, 0,09%C e 0,97 %Mn. Foi encontrado que o principal parâmetro que influencia no caminho de solidificação é o teor de C, o que está de acordo com a maior micro e macrossegregação observada no aço microligado comercial, em comparação ao aço HTP.

Oct 30, 2017

By Érika Aline dos Santos

Este trabalho tem como objetivo a síntese de materiais híbridos nanoestruturados à partir da funcionalização do argilomineral haloisita com (3-aminopropil)trietoxissilano (APTES) para aplicação em processos de adsorção. A rota de modificação baseou-se na acidificação e posterior reação química entre as hidroxilas superficiais da haloisita e os grupos hidrolisáveis de APTES na presença de tolueno sob refluxo. Haloisita em sua forma natural e modificada foi caracterizada por análise termogravimétrica (TG), área superficial específica (BET), espectroscopia de infravermelho (FTIR) e difração de raios X (DRX). A quantidade de APTES enxertado, calculado através da análise termogravimétrica foi de 7,32% para a amostra funcionalizada previamente acidificada e 6,50% para a amostra funcionalizada sem pré tratamento ácido. A área superficial das amostras diminuiu com a funcionalização. As amostras funcionalizadas exibiram novas bandas características de grupos de APTES no espectro obtido por FTIR confirmando a ocorrência da funcionalização do organosilano na haloisita. A análise de DRX indicou que a estrutura original não foi alterada após a funcionalização.

Aug 16, 2017

By Daniel Mapa Clemente

Processing of tin slags in reduction furnaces was studied in order to optimize tin recovery and reduce recirculation rates of slags containing thorium and uranium oxides. A theoretical approach considering a mass balance of the process was developed and adjusted by experimental results in order to predict the final slag composition. A metallic phase (FeSnSi) was discovered trapped in the slag due to high apparent viscosity, raising the FeO and SnO2 contents of the slag sample. This FeSnSi alloy is rich in tin and its recovery would help to reduce the slags recirculation. High contents of ZrO2 were found in the slag, restricting it from reaching complete fluid phase. Through an analysis of the slag in the CaO-FeOx-SiO2 and ZrO2-CaO-SiO2 phase systems it can be concluded that final slags should be modeled aiming fluid phase at working conditions and additions should be planned in order to control ZrO2 levels.

Oct 30, 2017

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 Aaron Samuel Young, Hiago Antunes Amador de Oliveira, William Pratt Rogers

Low commodity prices and lack of new high-grade deposits are pushing the mining industry for innovation. Lean mining has been vastly discussed in the past decades as a way to continuously improve mining efficiency. Although very theoretical, lean mining presents a set of new solutions enabled by the digital transformation that the mining industry is going through. This paper proposes a framework for a short interval control system with the purpose to allow timely responses by front line supervisors upon operational deviations. In the first part, the author briefly reviews concepts of short-range planning and lean mining. Then, the materials and methods used for the development of the short interval control system are discussed. Finally, alpha trial results are presented, and next steps discussed.

Oct 3, 2019

By Andrew Thallisson de Souza

Os aços inoxidáveis ABNT da série 300 são ligas austeníticas Fe-C(< 0,08%) - Cr(18 a 20%) - Ni(8 a 10%) são muito aplicados, pois apresentam alta estampabilidade, alta soldabilidade, boa resistência à corrosão uniforme em vários meios corrosivos, no entanto, sofrem corrosão localizada (pites, corrosão sob tensão, fresta e corrosão intergranular). Os aços inoxidáveis da família UNS S32304, têm 23%Cr e 4%Ni. Por terem teor de carbono inferior a 300ppm (0,03% em massa) são resistentes à corrosão intergranular, sofrem pites e corrosão sob tensão (CST). Devido ao alto teor de cromo, o aço UNS 32304 apresenta boa resistência à corrosão uniforme, sendo que na corrosão por pites o mesmo apresenta um comportamento melhor que os aços ABNT 304 (sem Mo) e ABNT 316 (com Mo), de acordo com o Número Equivalente de Resistência ao Pite (PREN). O PREN dos aços UNS 322304 é 26, e para os aços ABNT 304 e 316 são 18 e 25, respectivamente. Este trabalho caracterizou os diferentes aços inoxidáveis química, metalográfica e eletroquimicamente em meios contendo íons cloretos. A partir de ensaios de caracterização eletroquímica, por polarização potenciodinâmica, verificou-se que o aço ABNT 304 apresentou potencial de pite inferior aos aços ABNT 316 e o UNS 32304, em soluções aquosas contendo 3,5% (massa) de NaCl. Verificou-se que estes aços sofreram CST empregando-se ensaios de deformação (corpo de prova em U) e carga constante (corpo de prova de tração liso) nos eletrodos em soluções aquosas contendo 42% (massa) de MgCl2 na temperatura de aproximadamente 143°C. Salienta-se que o comportamento em CST do aço ABNT 304 foi inferior aos demais. As amostras ensaiadas foram caracterizadas fratograficamente (macro e microfratograficamente - empregando-se microscopia eletrônica de varredura). Os corpos de prova que sofreram CST apresentaram facetas de clivagem e “marcas de rios”, características da fratura frágil.

Aug 17, 2017

By Noan Tonini SImonassi

Como ferramentas simples, moeda ou mesmo como armas os metais tornaram possível o progresso da humanidade. Uma das maiores descobertas já feitas foi o desenvolvimento do aço. Com o avanço da utilização desse material foram desenvolvidas técnicas de adição de elementos de liga assegurando propriedades que possibilitam a sua utilização em praticamente todos os setores da indústria. O objetivo do presente trabalho é avaliar a evolução do comportamento mecânico de um aço do tipo AISI 4340, submetido a tratamentos térmicos de têmpera e revenimento. As amostras estudadas neste trabalho foram obtidas de discos tracionadores que são parte de ferramentas de preparação do cabo de sensor utilizado durante a produção de petróleo. Antes da têmpera estas peças foram submetidas a um pré-aquecimento lento até a temperatura de 815°C e, posteriormente, submetido à austenitização acima de 1.000°C por um tempo determinado a fim de difundir os elementos de liga de maneira homogênea na liga. Após a têmpera, estas foram submetidas a seguidos processos de revenimento. A evolução da dureza do material tratado e sua microestrutura puderam ser observadas por meio de análises metalográficas. O comportamento mecânico destas peças obteve melhora significativa com relação às propriedades de interesse.

Aug 8, 2018

By Jonas Pedro Caumor

As válvulas parcializadoras funcionam distribuindo a vazão de vapor em uma turbina de maneira uniforme e o mais próximo possível de uma atuação linear. Esta vazão depende da área de passagem que por sua vez depende do curso. Para o controle da parcialização de vapor, da potência e rotação, o curso da válvula deve ser mantido ao longo do tempo. Os servomotores que atuam nas válvulas, em sua grande maioria, possuem atuação linear, do tipo simples ação, são compostos de molas e são acionados por pressão hidráulica de óleo. Eles sofrem perdas de linearidade ao longo do tempo e entre as principais causas está a histerese de mola, necessitando assim de ajustes ao longo do tempo. Os ajustes são feitos de forma mecânica e hidráulica, manualmente. A leitura do curso é feita visualmente através de régua graduada, feitos com a turbina parada e sem considerar a atuação do vapor nas válvulas parcializadoras. São propostas modificações feitas no conceito do servomotor, usando um de dupla ação e para que o mesmo faça uma correção eletrônica do curso, a posição da válvula é medida através de um transformador diferencial variável linear (LVDT) Um dos conceitos apresentados é o uso do servomotor de dupla ação. O controle da turbina é feito por um regulador que envia um comando a um conversor eletro-hidráulico que atua no servomotor. Os conceitos apresentados fazem com que esta transformação eletro-hidráulica seja totalmente controlável, mais precisa e constante, mantendo o curso da válvula.

Jul 31, 2018

By Steven George Jansto

The hot ductility behavior of different microalloyed steel chemical compositions was examined simulating the thermal and strain conditions through the straightening or unbending section of the continuous casting machine. All samples were obtained from industrial slab casters ranging from 200 to 300 mm in slab thickness from steel mills throughout the world including China, Brazil, North America and Europe. The slabs were crack-free and hot rolled into prime quality products. No laboratory heats were tested. Although these microalloyed steels exhibit inherently lower hot ductility behavior, as measured by percent reduction in area at elevated temperature, these steels still exhibit sufficient ductility to satisfactorily meet the unbending stress and strain gradients existing in the straightening section of most casters. The majority of the published hot ductility data, as measured by % reduction in area (%RA), were based on laboratory heats and hence, are inaccurate in accessing the propensity for slab cracking on an industrial caster. This situation then results in invalid conclusions for different chemistries. This research has determined the minimum required %RA for crack-free casting is significantly lower than results based upon previously published laboratory generated data. For example, the literature quotes 40% RA minimum for Nb-bearing steels when in fact as low as 10% minimum RA is more than sufficient to assure crack-free casting based upon the extensive testing and analysis performed in this study. Instead of %RA, the measurement of strain energy has been introduced to evaluate hot ductility behavior. It is concluded that strain energy is a better measure of hot ductility behaviour than %RA. There is considerable value in the evaluation of the hot stress and strain curves, process metallurgy parameters and their relationship to slab quality instead of just basing hot ductility decisions on simple %RA measurements.

Aug 16, 2017

By Liao Jianfeng

The Baosteel Zhanjiang 5,050m3 blast furnaces have been built with highly independent integration and innovation technologies and represented the state of the art of the world’s huge BFs. The proper of BF1 and BF2 is designed with long-campaign technology; both BFs share the same set of stockhouse, water and PCI systems; the BCQS serial-hopper no-bell top, TRT and blower are all local equipment as applied; four top-combustion stoves systems are matched; the BFG is cleaned by fully dry process; and the automation control system for the main process is self integrated. The BFs have been started up and performing with sound indicators. Their smooth proceedings symbolize China’s huge blast furnace ironmaking technology ascending a new high.

Oct 30, 2017

By Anselmo Monteiro Ilkiu

No presente trabalho será apresentado um modelo matemático para a análise da instabilidade plástica de um cilindro de parede fina sujeita a pressão interna, considerando o material com anisotropia normal R no estado plano de tensões. As equações foram obtidas, com base nas teorias elásticas e plásticas, considerando o critério de escoamento de von Mises no estado plano de tensões em termos da anisotropia normal, e de acordo com os trabalhos realizados por Johnson & Mellor [1], Chakrabarty [2] e Al-Qureshi [3].

Aug 16, 2017

By Gislan William Guimarães

Neste trabalho avaliou-se o efeito de diferentes ciclos térmicos na microestrutura e propriedades mecânicas de um aço Dual Phase revestido por imersão a quente, da classe de resistência de 800 MPa, a partir de simulações em escala piloto no equipamento HDPS (Hot Dip Process Simulator), ensaios dilatométricos, tração à temperatura ambiente e flangeamento. Nas simulações de recozimento contínuo foram experimentadas duas temperaturas de encharque no recozimento intercrítico (740°C e 780°C) e três temperaturas de patamar isotérmico no resfriamento rápido (610°C, 560°C e 510°C). A caracterização microestrutural evidenciou que a temperatura de encharque de 740°C não foi suficiente para dissolução completa dos carbonetos formados na laminação a quente, resultando em frações reduzidas de segundo constituinte. Com isso, o limite de resistência mínimo de 800 MPa não foi alcançado. Além disso, os resultados de ductilidade e flangeamento se mostraram aquém dos obtidos nas simulações com encharque a 780°C. Nas simulações com temperatura de encharque a 780°C e isotérmicas de 510°C e 560°C no resfriamento rápido foi atendido o limite de resistência mínimo, com capacidade de expansão de furo ligeiramente superior à obtida nas simulações com encharque a 740°C.

Aug 16, 2017

By Theodore James Kurela

Analysis of adverse technical issues has traditionally relied on a snapshot of the state of the operation complemented with both the melt shop’s archived data and eyewitness accounts of adverse events. The GrafTech ArchiTech System is helping EAF shops solve problems faster by combining continuous analysis of information with statistically based alerts of process deviations. After one year of system implementation, a number of cases have been detected and communicated to melt shops worldwide. The objective of this paper is to examine a few of these cases; the early detection, statistical analysis, deviation reporting and the resulting countermeasures implemented.

Aug 17, 2017

By Rudolf Lesch

Till date, coke has been produced mainly from coals with a content of volatile matters in the range of 20% to 28% and good coking properties. If such so-called "selfcoking" coals are available, blast furnace coke or foundry coke with the required quality characteristics can be produced in top-charged horizontal ovens. In this case, the possibility of using high-volatile coals and in particular coals with low-caking properties is very restricted. Even if high-volatile coking coals have good coking properties, coke produced from such coal alone will not meet the requirements in terms of coke strength. The mechanical coke properties are influenced by the charge coal blend and the coking conditions. In this context, the bulk density of the oven charge is a decisive factor. Research and development in the field of coke production in horizontal chamber ovens aims at improving the specific oven throughput, increasing the raw material basis and introducing environmental protection technologies. The key factor, however, is to guarantee and further improve the rentability of the coke production. It is very important to reduce the cost of the charge coal to a minimum at the same time maintaining or even improving the coke quality.

Aug 17, 2017

By Juliano Cesar Cecilio

O trabalho surgiu mediante a necessidade de reduzir o custo na compra de anéis de laminação em 50% do que é praticado atualmente. Os anéis de laminação utilizados atualmente no 1º passe de laminação do laminador de perfis leves são anéis fabricado de aço ferramenta D2 e tem um custo alto para serem fabricados. No processo de laminação de perfis leves utilizamos cassetes onde são alocados esses anéis e para realizar a laminação de cantoneiras faz-se necessário a montagem de 4 anéis bi-partidos no eixo superior e 2 anéis bi-partidos no eixo inferior totalizando 6 anéis por cassete, além de reservas que temos que garantir para a realização de trocas por desgaste por laminação. Para o processo de fabricação de barra chata utilizamos 2 anéis de mesa lisa 1 no eixo superior e outro no eixo inferior, além de reservas para possíveis trocas. Tendo em vista o alto número de anéis que devemos ter para nosso processo resolvemos desenvolver esses anéis a partir de cilindros sucatas de um dos laminadores de nossa unidade, de modo a reaproveita-los e com isso eliminar a compra dos anéis de aço ferramenta D2. Após o desenvolvimento realizamos o teste com os cilindros do laminador DEMAG da unidade de Barra Mansa e os anéis apresentaram performance muito semelhante ao dos que utilizamos atualmente. Com isso todos os cilindros no final de vida útil do laminador de Barra Mansa são nos enviados para passar pelo processo de usinagem serem reutilizados.

Jul 30, 2018

By Guery Augusto Echeverria Martínez

O profissional brasileiro tem uma grande capacidade em criar soluções. Na área de trefilação o resultado desta criatividade é facilmente encontrado em diversos pontos do processo. No entanto esta capacidade não segue um roteiro, simples ou complexo, de tal forma a possibilitar respostas inovativas em alto nível e por toda a equipe da organização. Este trabalho propõe o ensino da metodologia TRIZ e de ferramentas auxiliares a todos os colaboradores das trefilarias. A TRIZ é uma metodologia sistemática, isto é baseado em regras, o que permite a obtenção de uma solução direcionada, portanto, muito mais assertiva no processo de inovação. A natural criatividade do profissional brasileiro pode ser amplificada com o aprendizado de uma metodologia que sistematize o desenvolvimento de novas soluções para antigos e novos problemas no processo de trefilação. O aprendizado das ferramentas básicas de TRIZ, associado a outras ferramentas, podem tornar os profissionais da área de trefilação mais confiantes e efetivos na análise de problemas, geração de ideias e prevenção de falhas.

Aug 16, 2017

By Tatiane Aparecida Rocha Gonçalves

Dentro da caracterização tecnológica do minério de ferro, percebe-se o aumento da realização de ensaios de moagem em escala de laboratório, em função do empobrecimento das principais jazidas de minério de ferro e consequentemente redução do grau de liberação do quartzo. Esse é o principal mineral de ganga do minério de ferro, e para sua liberação é necessário moagem. O Centro de Pesquisas Tecnológicas da Vale tem como procedimento a execução de ensaios exploratórios de moagem para a definição do tempo necessário partindo de um top size de 2 mm até obter um produto com determinado % retido em 0,15mm, a malha de controle da moagem primária. A definição desse tempo era realizado por tentativa e erro, ou seja, fazia-se uma moagem em um tempo inicial, e posteriormente variava-se o mesmo até alcançar a granulometria desejada no produto moído. Este processo torna a atividade morosa, sendo necessário a realização em média de até 5 ensaios para a definição do tempo de moagem. De uma forma simples aplicando a equação de Donda-Rosa utilizando o tempo de moagem, a determinação do tempo de moagem para chegar à granulometria desejada é normalmente atingida na segunda moagem. Os resultados obtidos até o momento são promissores, mostrando ser possível a utilização dessa equação para prever o tempo de moagem. Com isto, obteve-se um ganho de produtividade uma vez que a quantidade média de ensaios exploratórios necessária reduziu-se de quatro para no máximo dois.

Aug 2, 2018

By Letícia Pegoraro Leal

O mercado mundial está se desenvolvendo continuamente em todos os segmentos com a finalidade de melhorar a qualidade e diminuir os custos. O aperfeiçoamento e a criação de novas técnicas de soldagem são responsáveis por conservar as propriedades mecânicas e realizar as soldas com um menor número de defeitos. Este trabalho apresenta o processo de soldagem por fricção com pino consumível, conhecido como FHPP (Friction Hydro Pillar Process) em pino AISI 4340 e chapa AISI 4140. Como toda nova técnica é importante conhecer os parâmetros que serão utilizados no processo. Compreender o efeito da velocidade de rotação, força axial e de forjamento, consumo do pino e taxa de carregamento são necessários para avaliar sua influência na microestrutura da solda. Desta forma, no presente estudo, após a soldagem foram realizadas metalografias, a fim de analisar defeitos macro e microestruturais. Por fim, verificou-se significativa influência dos parâmetros de processo no comportamento metalúrgico da região soldada.

Aug 8, 2018

By Roberto Parreiras Tavares, Leonardo José Silva de Oliveira, Marcelo Moreira Furst Goncalves, Rodrigo Seara Martins

Os pós fluxantes estão continuamente sendo desenvolvidos para permitir que o processo de lingotamento contínuo possa gerar produtos de melhor qualidade superficial. Entretanto, a seleção e a avaliação do desempenho industrial desse insumo não são simples por envolver o conhecimento simultâneo de várias propriedades físico-químicas. Nesse sentido, desde que medido de forma adequada, o consumo do pó fluxante no molde é uma ferramenta útil para avaliar a estabilidade operacional. Assim, foi desenvolvido um sistema para quantificar o consumo específico dos pós fluxantes no molde para posteriormente correlacioná-lo com eventos que possam levar a desvios de qualidade superficial do produto lingotado.

Oct 1, 2019