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By Eduardo Vitral

The present study focuses in the simulation of pattern formation by ion beam sputtering on a material surface. This process is responsible for the appearance of unexpectedly organized patterns, such as ripples, nanodots and hexagonal arrays of nanoholes. A numerical analysis of preexisting patterns is proposed to investigate surface dynamics, based on a model derived from a Kuramoto-Sivashinsky anisotropic equation, in a two dimensional surface with periodic boundary conditions. While deterministic, its highly nonlinear character gives a rich range of results, making it possible to describe accurately different patterns. A finite-difference semi-implicit splitting scheme is employed on the discretization of the governing equation. Simulations were conducted with realistic coefficients related to physical parameters (anisotropies, beam orientation, diffusion). The study dealt with a random and a monomode 1D structure initial condition in order to understand how the shape and wavelength of the initial pattern evolve with time. Ripples and hexagonal patterns were observed in the results, being physically consistent with the phenomenon. Moreover, the Method of Manufactured Solution has been used as verification of the developed numerical scheme.

Aug 16, 2017

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 Osmar de Sousa Santos

NiTi shape memory alloys (SMA) have been widely used as construction materials due to their shape memory and superelastic properties. Usually the application of the NiTi alloy is in the wire form, which is ideal shape to make springs, orthodontic arc-wire and endodontic files. Since our research group (ITASMART) started producing NiTi wires, it was noticed that NiTi SMA produced by Vacuum Induction Melting (VIM) presents carbon contamination, which is due to the melting process. Therefore, alloys rich in carbon remove titanium from matrix, forming precipitates of TiC (titanium carbide). Also, Ti2Ni precipitation removes titanium from the matrix and these two precipitates TiC and Ti2Ni can produce internal volumetric defect in the wire drawing process. Seeing the importance of NiTi wires as base of many applications, this work studies the formation of volumetric defects caused by precipitates in the wire drawing process of a NiTi wire drawn down to 0,39 mm in diameter.

Aug 8, 2018

By Giulio Rodrigues Altoé

The environmental concern is creating pressure for the substitution of high energy consumption materials for natural and sustainable ones. Compared to synthetic fibers, natural fibers have shown advantages in technical aspects such as flexibility and toughness. So there is a growing worldwide interest in the use of these fibers. PALF extracted from pineapple leaves, presents some significant characteristic, but until now only few studies on PALF were performed. This work aims to make the analysis of the tensile strength of polyester composites reinforced with PALF. The fibers were incorporated into the polyester matrix with volume fraction from 0 to 30%. After fracture the specimens were analyzed by a SEM (scanning electron microscope).

Aug 16, 2017

By Rodrigo Fina Ferreira

This paper presents a mineral liberation study on two iron ore samples from the Quadrilátero Ferrífero, in Brazil: compact itabirite of low-grade metamorphism (CI) and friable itabirite of high-grade metamorphism (FI). The quartz liberation spectrum for both samples have been obtained through QEMSCAN analyses, carried out for several comminution degrees, to compare the liberation characteristics and to evaluate the evolution of the quartz’s liberation degree after fragmentation. The results have shown significant differences in liberation spectrum between the itabirite samples studied. The liberation process of FI was easier than of CI, due its high porosity and larger crystal size compared with CI, which has shown more complex mineral assemblages with low porosity and smaller crystals. The quartz liberation spectrum has shown that grinding at P95 of 0.210 mm for the FI sample, and of 0.045 mm for CI sample, should result in satisfactory liberation for subsequent concentration step.

Aug 1, 2018

By Samara Sâmid Aguiar Correia

A crescente necessidade por resultados de análises laboratoriais dentro das indústrias são cada vez mais exigentes em termos de tempo de resposta e precisão. Aliado a isso, a elevação do volume de minério de ferro exportado e o aumento da variabilidade desses produtos requerem processos cada vez mais rigorosos e tomados de decisões mais rápidas. Nesse contexto, os analisadores on-line têm um papel fundamental, pois atendem tais exigências, além de preservarem a segurança operacional. Este trabalho tem por objetivo mostrar o desenvolvimento da implantação de analisadores de umidade on line na descarga dos vagões da Vale no Terminal Ponta da Madeira. A metodologia utilizada na medição de umidade dos analisadores usa o princípio de transmissão de micro-ondas, que é a melhor tecnologia disponível no mercado para este fim. Dentre as etapas de implantação, que abrange desde a aquisição dos equipamentos até a avaliação dos controles e ajustes operacionais, é mostrado o período de cada etapa, os problemas encontrados e as soluções adotadas. Em suma, atualmente há medição de umidade on line na descarga deste site e está em fase de implantação a análise durante o carregamento do embarque para controle de processo.

Aug 1, 2018

By Haruki Inami, Takashi Ishida, Kazuhiro Ohara, Hiroyuki Imanari

The highly competitive business environment of the international metals industry is driving demand for more cost-effective operation of steel making facilities, rolling mills, and strip processing lines. Achieving stable operation is vital if the steel industry is to produce high-quality products constantly and productively. In recent years, advances in computer processing speeds, data acquisition rates, and data storage capacity have rapidly led to greater use of the new technologies of big data, analytics, the IoT, and AI by control system designers and process engineers, and the introduction of industrial applications. The “Smart Rolling Mill” solutions for hot strip mills have been developed by our group with the goal of achieving sophisticated, state of the art, and automated operation in steel rolling mills. The various solution engines improve process stability, increase the performance of mill equipment, and provide improved process control. These solution engines are based on extensive knowledge of the rolling process and the associated control systems. Two solution engines in particular are the diagnosis systems for rolling condition and for product quality that contribute to cost-effective operation and lower yield loss. This paper focuses on the diagnosis systems for rolling condition and for product quality in hot strip mills. Advanced information technologies using big data analytics and machine learning are applied to real-time data collected from the automation system that controls operation and the rolling process. We have developed diagnosis solutions for rolling condition and product quality utilizing predictive and clustering diagnosis. Predictive diagnosis prevents serious problems by detecting changes in the state of the plant or in the rolling condition. Clustering diagnosis classifies patterns of fluctuation in product quality trend charts, providing effective tuning guidance for improving product quality. This paper describes these applications with several examples.

Oct 1, 2019

By Li Shanqing, Xu Jianghua, Li Hongmei, Huang Peijie

Cold rolled high strength steel are playing a very important role in reducing automobile weight for energy saving and environment protection. In recent year, more and more high strength steel were manufacturing in steel company. But there are some problems in the cold rolling process for high strength steel products. Periodic thickness deviation especially in strip head or tail is an important one in these problems. In this paper, the reason of periodic thickness deviation was analysed and a new AGC algorithm called Property FFC for high strength steel in tandem cold rolling was developed. The application of this new algorithm shows that it can reduce the thickness deviation.

Oct 1, 2019

By Saulo Brinco Diniz

O presente trabalho avalia a influência de um tratamento térmico de solubilização na retenção do crescimento de grão de distintas ligas de alumínio (1200 e 8011), ao submeter estas ligas, após serem processadas por uma técnica de deformação plástica severa (Laminação assimétrica), a um tratamento térmico de recozimento para recristalização com tempos distintos de encharque. As caracterizações microestruturais e mecânicas das amostras em estudo foram avaliadas por Difração de Raios-X (DRX), análise de dilatometria e ensaios de dureza Vickers. Após o estudo realizado, concluiu-se que as ligas 1200 e 8011 na condição solubilizada apresentaram indícios de “revezamento” entre as orientações (111) e (200) no que diz respeito ao crescimento do tamanho de grãos e ao aumento da fração volumétrica dos grãos associados a essas orientações.

Aug 7, 2018

By Saulo Brinco Diniz

A textura cristalográfica e a densidade de discordâncias têm um papel importante nas propriedades de vários metais, podendo ser modificada de acordo com os processamentos mecânicos e tratamentos térmicos realizados, além disto, também é influenciada pela estrutura cristalina e energia de falha de empilhamento (EFE). O presente trabalho buscou observar a influência da EFE na textura cristalográfica e na densidade de discordâncias de metais CFC submetidos a laminação a frio. Os materiais usados foram o latão a, cobre e uma liga de alumínio 1050, que possuem baixa, média e alta EFE, respectivamente. Pode-se observar que diferentes níveis de EFE propiciaram, para a mesma redução da espessura após a laminação a frio, distintas texturas nos materiais utilizados e diferentes densidades de discordâncias.

Aug 16, 2017

By Willy Ank de Morais

A Norma Regulamentadora 18 (NR 18) requisita que o trabalho em telhados e coberturas devem ser efetuados com uso de dispositivos dimensionados por profissional legalmente habilitado e que permitam a movimentação segura dos trabalhadores. A forma tradicionalmente mais segura de locomoção em telhados e coberturas é através de passarelas, que devem ser adequadamente fixadas à estrutura destes. Neste trabalho foram dimensionados e fabricados componentes de alumínio para a fixação mecânica de plataformas-escadas em alumínio. Estes componentes foram adequadamente soldados às plataformas de forma a obter um produto final mais seguro e adequado às operações de manutenção de telhados, especialmente em galpões metálicos de grandes proporções, como foi o caso dos galpões onde este produto foi empregado pela primeira vez.

Oct 30, 2017

By ANDERSON OLIVEIRA DA SILVA

O tecido de poliamida aromática (poliaramida) da marca Twaron foi reforçado por uma solução de óxido de grafeno para a produção de um nanocompósito, e posteriormente submetido a tratamento térmico. A impregnação do óxido de grafeno no tecido de poliaramida visa melhorar as propriedades balísticas do material por meio do aumento do coeficiente de atrito entre as fibras do tecido. Este estudo avaliou a adesão das folhas de óxido de grafeno nos tecidos de poliaramida, utilizando a análise por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), a análise termogravimétrica (TGA) e a microscopia eletrônica por varredura (MEV), após o tratamento térmico. Por meio da análise dos resultados, foi possível observar que a adesão do óxido de grafeno aumentou com o tratamento térmico empregado neste trabalho.

Oct 30, 2017

By Renan de Matos Silva

Em função da necessidade constante da redução de custos e aumento da vida útil de equipamentos do setor industrial (como siderurgia, Mineração, entre outros), Aumenta-se a procura por soluções técnicas para tais necessidades. Uma excelente alternativa é fornecer aos equipamentos proteções superficiais que garantem resistência aos mecanismos de desgastes. As perdas econômicas geradas por desgastes prematuros são críticas e generalizados. Estes custos não são somente correlacionados a reposição de novas peças, mas também, paradas de máquinas, perdas de produção, de competitividade e de oportunidade de negócios. Visando melhor atender às necessidades dos clientes e potencializar a performance dos equipamentos, a SMS Group vem desenvolvendo e empregando novas tecnologias de revestimentos por aspersão térmica, com estudos criteriosos apresentando soluções práticas e viáveis.

Oct 30, 2017

By José Flávio Viana, Alexandre Alvarenga Palmeira, Darlan Rodrigues Azevedo

O processo de dessulfuração do ferro gusa é uma etapa de grande importância para a fabricação do aço. Diante da necessidade cada vez mais exigente de aplicações nobres, dos aços, faz-se necessário o desenvolvimento e estudos buscando maior eficiência e custos operacionais otimizados para melhores resultados deste processo. O carbureto de cálcio é um insumo utilizado como matéria prima dos agentes dessulfurantes. Através do microscópio de varredura e o EDS, buscou-se estudar e entender o mecanismo de reação do carbureto de cálcio no processo de dessulfuração do ferro gusa líquido, sendo realizado o estudo no Laboratório de Ensaios e Análises em Materiais - LAMAT do SENAI de Itaúna – MG, em conjunto com o setor de pesquisa e desenvolvimento da Tecnosulfur S/A.

Oct 1, 2019

By Paulo von Krüger

O desempenho dos eletrodos nos fornos elétricos a arco, depende, essencialmente, de três grupos de fatores distintos. O primeiro é a sua qualidade intrínseca, expressa em termos de resistividade, densidade, porosidade etc., cujos valores são dependentes dos materiais e procedimentos empregados na sua fabricação. O segundo se refere aos parâmetros/procedimentos operacionais do forno elétrico, que são função do produto, da carga, dos recursos do forno, dos resultados objetivados etc. O terceiro é relacionado aos procedimentos praticados no manuseio, montagem, armazenagem etc., dos eletrodos, desde a sua recepção na planta, até seu consumo. Este trabalho se propõe a revisar e comentar alguns dos aspectos relevantes de cada um daqueles fatores, com ênfase no terceiro, assim como identificar o modo como cada ação influi no desempenho dos eletrodos.

Aug 16, 2017

By Alan de Sousa

O presente trabalho tem por objetivo revisar o atual plano de lubrificação de um laminador a frio modelo Sendzimir, tendo como foco principal determinar por meios analíticos, a confiabilidade dos processos de relubrificação à graxa de mancais de rolamento. Para a determinação dos parâmetros de relubrificação do restante dos conjuntos, que não são mancais de rolamento, foi realizada a consulta dos catálogos dos fabricantes para a determinação dos intervalos e quantidades, conforme recomendação destes. Para a realização deste trabalho, foi necessária uma extensa revisão bibliográfica, de normas e literaturas referentes a este tema. No final deste, objetiva-se a obtenção de um aumento da confiabilidade dos equipamentos, além de uma redução de custo com mão de obra e lubrificante durante os períodos de relubrificação.

Oct 30, 2017

By Gleyson Marcos Barbosa

A forma cilíndrica de bobinas a quente semi-acabadas é essencial para permitir normalidade nas operações posteriores de transporte e utilização. Entretanto tal forma, que é conferida pela bobinadeira, pode ser perdida devido um fenômeno chamado “ovalização”. Com este problema as bobinas assumem uma forma oval, o que pode gerar diversos transtornos, tais como comprometer a inserção da bobina nos mandril do processo seguinte, prejudicar o processo de desbobinamento e colocar em risco a segurança das operações de estocagem nos pátios e transporte. Esta contribuição técnica tem como objetivo mostrar as recentes atividades realizadas por uma equipe multifuncional de 3 diferentes unidades do grupo ArcelorMittal em busca de alternativas para controle da ovalização sem gerar efeitos colaterais indesejados no ciclo produtivo.

Jul 30, 2018

By André Wulff Hirano

Os Altos Fornos da ThyssenKrupp CSA em sua classe acima 3000 m3 de volume útil têm uma configuração de perfil diferenciada, o que impõe diferente compreensão sobre a condição do cadinho. Desse modo, o fluxo de líquidos no cadinho tem grande influência sobre fenômenos de transporte e flutuações na descida de carga. Assim, o escoamento não convencional deve ser avaliado, a fim de controlar a temperatura e desgaste. A compreensão destes efeitos é muito importante para o desempenho do Alto Forno e sua vida útil. Por isso, foram tomadas medidas para mudar a filosofia de distribuição de carga com um foco no controle do fluxo periférico. Este artigo apresenta uma revisão dos fenômenos do cadinho e os resultados observados nos Altos Fornos da TKCSA.

Aug 16, 2017

By Vinícius de Souza Vilela

O presente trabalho tem por objetivo analisar o uso de filtros de alta pressão no tratamento de polpas decorrentes do beneficiamento mineral, em especial rejeitos e concentrados de mineração. Foram analisados os problemas da atual prática de deposição de finos em barragens de rejeitos e baias de decantação e os novos desafios encontrados pelo setor em relação a escassez de água e eficiência energética. São elencados os diferenciais tecnológicos implementados nos filtros prensa Matec e analisados os benefícios na aplicação desta tecnologia, tais como maior recuperação de água, redução dos impactos ambientais e redução dos custos operacionais para manuseio e disposição dos rejeitos. Por fim são analisados os testes de filtragem realizados com rejeitos e concentrados de minério de ferro.

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