Bacharelado em Engenharia Metalúrgica

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Avaliação de fonte alternativa de MgO na mistura de sinterização de minério de ferro
(2024-08-24) Oliveira, Dérlisson de.; Doutor Guilherme Liziero Ruggio da Silva
O sínter é um aglomerado poroso de minério de ferro, produzido a partir da mistura de minério de ferro fino, fundentes e combustíveis e aditivos. É notório que o aumento de sínter retorno está ligado diretamente à baixa da resistência mecânica do sínter produto, e com isso o baixo rendimento da mistura, por outro lado o minério magnesiano possui propriedades às quais são impactantes a minimizar esse efeito na produção de sínter. A fonte de MgO usada nas sinterizações provém da dolomita. Ao ser submetida ao processo de sinterização, a dolomita é decomposta, liberando óxido de magnésio (MgO). O MgO atua como um modificador das propriedades da escória, melhorando sua fluidez, viscosidade e capacidade de absorção de impurezas, no processo de redução nos altos-fornos. O objetivo deste estudo foi avaliar a utilização do minério magnesiano como fonte de MgO no processo de sinterização e seus impactos no processo, tais como a resistência mecânica do sínter produzido, e o rendimento da mistura a sinterizar, índice de degradação sob redução e índice de redutibilidade. Para a adição de 20 kg do minério magnesiano (substituição total da fonte de MgO) para a produção de 1 tonelada de sínter, observou-se a elevação de 2,6 pontos percentuais no índice de degradação sob redução, redução de 2,3 kg/t de sínter produzido no consumo de combustível, redução de 67,94 kg/t de sínter na geração de sínter retorno. O rendimento da mistura total apresentou uma elevação de 2,59 p.p, comparado com o 100% dolomita, sem impactos significativos que prejudiquem a qualidade do sínter. Portanto, a substituição da fonte de MgO da dolomita para o minério magnesiano se mostrou viável. Palavras-chave: Dolomita. Minério magnesiano. Sínter. Resistência mecânica do sínter.
Avaliação dos impactos econômicos e ambientais da recuperação de sucata de obsolescência em uma usina siderúrgica integrada
(2023-12-04) Angelo, Gislaine Aparecida Rezende.; Mestre Heric Henrique Souza e Silva.
A geração de sucatas é uma consequência dos processos siderúrgicos e se torna uma valiosa matéria-prima utilizada nas usinas integradas, por isso a importância de sua recuperação. A utilização de sucatas é a garantia de aproveitamento de materiais considerados como resíduos por meio da implantação da logística reversa, processando e transformando as sucatas em insumo para fabricação do aço. Dentro deste cenário, este estudo apresenta a logística reversa, incorporada na economia circular, como instrumento para recuperação de sucatas de aço de obsolescência dispersas em uma usina siderúrgica integrada para consumo na aciaria. Estes materiais foram gerados devido a desativação de grandes áreas operacionais e mapeados no sistema de gestão integrado da usina, porém não receberam a destinação adequada, gerando acúmulo de resíduos sólidos nas áreas. Para promover a recuperação das sucatas, foi realizado um estudo de caso e executadas ações para garantir a efetividade do projeto. Para auxiliar na aplicação da logística reversa de forma a garantir a recuperação do material, foram utilizadas ferramentas de gestão, como diagramas de causa e efeito e Pareto. Com a execução do estudo de caso no período de doze meses, mais de 12 mil toneladas de sucatas foram recuperadas, totalizando um ganho econômico superior a quatro milhões de reais para a siderúrgica e evitando o consumo de, aproximadamente, 17 kt de minério de ferro, 9 kt de carvão, 1,5 kt de calcário e 18 kt de emissões de CO₂. Os impactos econômicos e ambientais da utilização das sucatas de obsolescência recuperadas foram avaliados e considerados favoráveis para a siderúrgica integrada. Com os resultados obtidos, observou-se que a logística reversa possibilitou a coleta e reciclagem continuada de sucatas de obsolescência, promovendo redução dos custos operacionais e transformando os resultados em ganhos financeiros e ambientais para a empresa.
Caracterização e uso da escória de aciaria
(2023-07-30) Santos, Abimael Evangelista; Mestre Heric Henrique Souza e Silva
Devido ao grande volume produzido, os coprodutos industriais muitas vezes apresentam problemas de armazenamento e descarte. No entanto, em comparação com as matérias-primas tradicionais, esses coprodutos podem oferecer uma alternativa mais barata e com melhores características para aplicação na indústria civil, agrícola entre outras, além de proporcionar uma destinação adequada a estes materiais. A escória de aciaria é um subproduto gerado durante o processo de fabricação do aço e sua aplicação é limitada devido às suas características químicas que resultam em expansão. Esses materiais são geralmente armazenados inicialmente nos pátios das siderúrgicas, sem um destino específico. A escória de aciaria costuma apresentar instabilidade e características expansivas, o que restringe sua utilização em outros setores. Avaliar o uso da escória de aciaria envolve uma consideração crucial: a quantidade de óxido de cálcio e óxido de magnésio livres presentes no material. De acordo com a literatura técnica, esses compostos desempenham um papel fundamental nas propriedades expansivas da escória, tornando essencial medir com precisão seus teores antes de sua utilização. Após a cura, a escória de aciaria encontra aplicação em diversos setores, incluindo indústria cimenteira, pavimentação, construção civil, agricultura e ferrovias; a utilização da escória de aciaria como coproduto oferece benefícios ambientais ao evitar o descarte em aterros, contribuindo para a conservação dos recursos naturais, além de criar oportunidades de aplicação em diversos ramos industriais.Com base nesse contexto, este trabalho traz uma avaliação das principais propriedades e características da escória de aciaria, além de destacar as principais possibilidades de utilização desse coproduto. Serão exploradas alternativas e aplicações potenciais visando maximizar seu aproveitamento e contribuir para uma gestão mais eficiente deste coproduto da siderurgia.
Estado da arte na redução de obstruções de válvulas submersas em lingotamento contínuo de aços
(2024-08-24) Cruz, Luély de Moura Santana; Mestre Heric Henrique Souza e Silva
Para obter um aço com boa qualidade, as variáveis no processo devem ser controladas e otimizadas no intuito de mitigar falhas. Uma variável importante no processo de solidificação do aço em aciaria na operação de máquinas de lingotamento contínuo foi estudada neste trabalho, o controle do fluxo de metal líquido do distribuidor para o molde, destacando a função crucial das válvulas submersas. Tal estudo foi conduzido por meio de uma revisão bibliográfica abrangente. O desempenho ruim da válvula submersa, principalmente com a sua obstrução, impacta na qualidade do aço e prejudica a produtividade por afetar o sequenciamento de corridas da aciaria. É uma falha presente em muitas máquinas de lingotamento contínuo e embora os estudos dos fenômenos que afetam esse componente refratário ainda não sejam totalmente compreendidos, diversos fatores são associados as falhas. Foram formuladas recomendações práticas com as principais técnicas para reduzir as obstruções, entre as quais destacam-se a modificação da geometria da válvula submersa, visando aumentar a área efetiva e obter um perfil de velocidade uniforme, além da injeção eficiente de argônio, que atua na minimização de inclusões não metálicas e na melhoria do fluxo do aço.
Estudo do rendimento de ferroligas nitrogenadas durante a etapa de refino secundário de um aço microligado, grau FB70
(0023-12-06) Thayller de Assis Barbosa Pereira Alvarenga; Antonio Marlon Barros Silva
Em um cenário cada vez mais exigente de mercado e as fortes concorrências na indústria de produção do aço, faz-se necessário a obtenção de produtos com as melhores propriedades de aplicação para atendimento de normas nacionais e internacionais com o menor custo produtivo, aumentando a competitividade através da otimização operacional. Devido à baixa solubilidade do nitrogênio no aço líquido, este trabalho tem como objetivo avaliar o rendimento do mesmo, através da adição de ferroligas em estação de tratamento em Forno Panela, e seus impactos no custo e complexidade operacional durante a etapa de refino secundário para a produção do aço microligado grau FB70. Foram feitos testes com as ferroligas de Ferro Manganês Nitrogenado e Ferro Silício Nitrogenado de acordo com parâmetros estabelecidos para garantir a melhor condição possível para a incorporação do nitrogênio e garantir uma ótima avaliação sobre a influência do tipo de ferroliga utilizada no atendimento da composição química do aço. A ferroliga de Manganês apresentou resultados expressivos quando comparada à ferroliga de Silício, com um aumento em cerca de 32% de rendimento de nitrogênio, uma economia média de aproximadamente 52 minutos de processamento e uma economia total de R$ 2.254.000,00.
Estudo sobre a incorporação de hidrogênio em aços e proposição de modelos de previsão
(2024-01-13) Faria, Leandro Fernandes de ; Mestre Heric Henrique Souza e Silva
O processo de produção do aço mundial têm exigido das indústrias cada vez uma maior qualidade de seus produtos finais, o hidrogênio é um elemento problemático devido à suas propriedades deletérias, tais como reduzir significativamente as propriedades mecânicas do aço além de ser capaz de nuclear trincas e agravar problemas previamente existentes no material. O presente trabalho analisa as possíveis fontes de incorporação de hidrogênio no aço, majoritariamente, vindas das adições de elementos no banho metálico, tais como, sucata, fundentes e elementos de liga e da umidade residual dos elementos refratários utilizados no processo como panelas de aço e distribuidores. O trabalho propõe modelos de previsão do teor de hidrogênio a fim de prevenir a incorporação desse elemento. Foi realizado uma análise de um banco de dados de aços produzidos com hidrogênio em faixa e esses dados foram cruzados com as composições químicas dos elementos adicionados e suas quantidades adicionadas no banho. Foram encontradas as correlações entre as adições de fundentes e o teor de hidrogênio no banho metálico e os modelos de previsão de hidrogênio propostos se mostraram relevantes para utilização em campo.
Implementação de um sistema automático de dosagem de floculante em um espessador de rejeito.
(2023-12-05) Barbosa, Mateus Lizardo Pessoa ; Doutr Carlos Roberto Ferreira
A indústria mineral consome uma quantidade considerável de água nos processos de beneficiamento mineral, o que pode resultar em impactos ambientais significativos se a água for utilizada de forma inadequada. Com o objetivo de reduzir esses impactos ambientais e os custos na mineração, as empresas têm adotado políticas de reutilização de água. Nesse contexto, foi observada uma baixa eficiência operacional em um espessador de rejeito em uma mineradora no Quadrilátero Ferrífero, devido a dosagens de floculante ou de reagentes em geral inadequadas, comprometendo a eficiência do processo. As consequências da recirculação de água com elevada turbidez, incluem aumento do consumo de água, custos operacionais elevados, obstrução dos jatos spray na separação magnética e entupimento dos bicos injetores de água usada para lavagem do minério nas peneiras. Diante desses problemas, este trabalho tem como objetivo solucioná-los ou atenuá-los por meio da adequação de um sistema automático de dosagem de floculante no espessador de rejeito. Optou-se pela metodologia de execução de projeto, que visou estudar meios de automatizar o sistema de dosagem de floculante no espessador, melhorando a eficiência operacional e prevenindo problemas na recuperação e recirculação da água no circuito de mineração. Para a implementação desse projeto, foram realizados testes de caracterização química, granulométrica e sedimentação na amostra, no qual foram essenciais para a validação e funcionamento da adaptação do sistema automático de dosagem de floculante no espessador. Os resultados dos testes de caracterização química e granulométrica indicaram uma predominância de partículas, finas, da ordem de 0,045 mm na amostra do rejeito, além de um alto teor de ferro ordem de 31,23%. Através dos testes de sedimentação, determinou-se que a dosagem mais eficaz para o equipamento dosador é de 25 g/ton, resultando em melhor turbidez, compactação e velocidade de sedimentação. Com base nos resultados obtidos em laboratório implementou-se o sistema no espessador industrial obtendo um líquido clarificado com turbidez de 54,6 NTU, pode-se concluir que a implementação do equipamento foi bem-sucedida, apresentando desempenhos satisfatórios em sua operação, tais como eficiência operacional, garantia de recirculação de água clarificada, e uma redução significativa nos custos operacionais.
Viabilização da elaboração de um plano de contingência para a troca de correia em um transportador de minério de ferro a longa distância
(2024-08-24) Vieira, Aloísio Armando; Doutor Carlos Roberto Ferreira
O estudo refere-se à elaboração de um plano de contingência para a troca de correia em um transportador de minério de ferro a longa distância, que tem por objetivo geral analisar a viabilidade de um plano de contingência para o transportador para a redução das falhas constatadas após a troca parcial de correias. Os objetivos específicos visam apresentar a relevância do transportador de correia para o fluxo de produção; analisar a relevância da manutenção para a redução das paradas de equipamentos e monitoramento de falhas nos maquinários; propor um plano de contingência para o transportador como meio de sanar as falhas detectadas no equipamento após a substituição parcial da correia. A metodologia do estudo caracteriza-se pela pesquisa bibliográfica, exploratória e qualitativa com estudo de caso. Os resultados destacam-se em razão da criação de um plano de contingência para o transportador com a finalidade de redução das falhas detectadas no equipamento após a substituição parcial da correia, e a ampliação dos conhecimentos referente ao plano de correção de falhas. Dessa maneira, após toda a investigação realizada, bem com o conserto frente aos trechos danificados necessários para a melhoria do fluxo de produção da empresa mineradora, foi possível constatar que as oportunidades apresentadas viabilizam o plano de contingência, uma vez que, ocorre a investigação detalhada de todas as possibilidades de melhorias que contribuam para com os objetivos da empresa. Portanto, a elaboração do plano de contingência precisa ser compreendido como sendo a oportunidade e o processo de otimização frente as operações de manutenção realizadas pelas empresas, possibilitando além da detecção da falha, as oportunidades de reestruturação das atividades realizadas, garantindo melhor segurança, agilidade e confiabilidade em todo o processo de manutenção.

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