Influence of the sodium content on the reactivity of carbon anodes

Spent anodes, denominated butts in the aluminum industry, are recycled as part of the raw material used to produce new anodes. The fragmentation of the butt generates some sodium-rich powder, which is captured and included in the recycled material. This paper evaluates the influence of sodium content on anode reactivity. Six formulations with 0 to 25% butt powder were used. An average increase of 48 ppm of sodium from one to another formulation caused average increments of 3.38 and 2.72% for air and CO2 reactivity, respectively. The quality-related figures varied from 1.34 to 1.12 for CO2 and from 1.10 to 0.62 for air, showing quality loss in higher sodium content and higher impact on air reactivity. The Fischer formula predicted a carbon specific consumption of - 48.47 kg.t-1 Al for baked carbon anodes with 127 ppm to 367 ppm of sodium content, showing that the sodium can cause relevant carbon losses and increase costs of the aluminum production.

Efeito de adições de Ni e Mg sobre o comportamento térmico, mecânico e elétrico de ligas Al-Cu-Fe solidificadas unidirecionalmente

Este trabalho estudou a influência dos teores dos solutos Mg e Ni na modificação das propriedades térmicas, elétricas e mecânicas de uma liga Al-Cu-Fe para aplicação como condutor de energia elétrica. Para a realização do presente estudo, as ligas foram obtidas por fundição unidirecional horizontal, a partir da base do alumínio de pureza comercial com adição dos teores 0,05%p Cu e [0,24 a 0,28]%p Fe. Tal base foi modificada em uma primeira etapa com teores de 0,45, 0,60 e 0,80%p Mg. As ligas obtidas com estes teores tiveram suas propriedades estudadas para que se selecionasse um teor de Mg para posterior adição de Ni à liga. O estudo destas propriedades na primeira etapa passou pela análise das propriedades térmicas: velocidade de solidificação (V_L) e taxa de resfriamento (Ṫ). A caracterização elétrica estudou a propriedade condutividade elétrica (φ) e o levantamento das propriedades mecânicas: limite de resistência à tração (σ) e microdureza Vickers (HV). A liga com adição de Ni passou por tratamentos térmicos de envelhecimento, por 1, 4 e 8h. Estas amostras foram analisadas em um microscópio eletrônico de varredura - MEV pelos sinais de elétrons retroespalhados – ERE e espectroscopia de energia dispersiva – EDS. Como resultados do estudo, encontrou-se que adições de Mg influenciaram significativamente a viscosidade das ligas, elevando as velocidades de solidificação nos instantes finais. Os ensaios de microdureza das amostras envelhecidas mostraram que houve um acréscimo significativo de dureza na quarta hora de envelhecimento, da mesma forma que as análises de EDS mostraram que a concentração de Ni também elevou-se nesta condição de tratamento.

Efeito de teores de Zr sobre as propriedades mecânicas e elétricas de ligas Al-Ec-Si aplicadas na elaboração de ligas para Tx e Dx de energia elétrica

Este trabalho objetiva desenvolver uma análise da influência do Zr na modificação de características importantes em ligas de Al-EC-Si para aplicação como condutor de energia elétrica, almejando obter-se propriedades termorresistentes. Para a realização deste estudo, as ligas foram obtidas por fundição direta em lingoteira metálica em formato “U”, a partir do Al-EC, fixando-se na base o teor de 0,7% de Si, e em seguida, variando-se diferentes teores de Zr. Com o intuito de precipitar as partículas de segunda fase chamadas de dispersóides, que tem como principal característica a retenção da microestrutura deformada quando exposta a altas temperaturas, foi necessário submeter as ligas a um tratamento térmico de 310 ºC durante 24 horas afim de provocar o surgimento dos finos dispersóides de Al₃Zr. Foram estabelecidas duas etapas para obtenção dos resultados: A ETAPA I composta da solidificação, usinagem e deformações obtidas com as ligas, gerando os fios que foram utilizados em todos os ensaios. A ETAPA II repete os mesmos procedimentos adotados na ETAPA I, porém é feito um tratamento térmico de 310ºC por 24 horas antes da deformação. A caracterização das amostras dos fios de cada liga quanto à termorresistividade, que obedeceu a exigência da COPEL (Companhia Paranaense de Energia), sendo submetidos à temperatura de 230 ºC por uma hora e foram feitos também tratamentos térmicos na temperatura de 310 e 390ºC, com a finalidade de se avaliar a estabilidade térmica das ligas estudadas. Verificou-se de maneira geral que teores crescentes de Zr provocam um refinamento de grão e aumentam o LRT e a estabilidade térmica da liga, tanto na ETAPA I quanto na ETAPA II. Foi observado ainda que na ETAPA I, a condutividade foi bastante afetada pelos teores de Zr, e que a inserção do tratamento térmico da ETAPA II melhorou a capacidade de conduzir energia elétrica na liga, particularmente para o diâmetro que sofreram maior deformação.

The columnar to equiaxed transition of horizontal unsteady-state directionally solidified Al-Si alloys

Experiments were conducted to investigate the influence of thermal parameters on the columnar to equiaxed transition during the horizontal unsteady-state directional solidification of Al-Si alloys. The parameters analyzed include the heat transfer coefficients, growth rates, cooling rates, temperature gradients and composition. A combined theoretical and experimental approach is developed to determine the solidification thermal variables considered. The increasing solute content in Al-Si alloys was not found to affect significantly the experimental position of the CET which occurred for cooling rates in the range between 0.35 and 0.64 K/s for any of three alloy compositions examined. A comparative analysis between the results of this work and those from the literature proposed to analyze the CET during upward vertical solidification of Al-Si alloys is reported and the results have shown that the end of the columnar region during horizontal directional solidification is abbreviated as a result of about six times higher thermal gradient than that verified during upward unidirectional solidification of alloys investigated.

Carbon content in Amazonian Oxisols after forest conversion to pasture

O solo desempenha importante papel no ciclo do C, porém a substituição da floresta tropical por áreas cultivadas altera a dinâmica e o estoque desse elemento. Em uma frente pioneira de colonização no município de Itupiranga (PA), na Amazônia Oriental, foi desenvolvido este estudo com o objetivo de avaliar as consequências da substituição de floresta nativa por pastagens de Brachiaria brizantha no conteúdo de C de um Latossolo Amarelo distrófico. As amostras de solo foram coletadas em área de floresta nativa (FN), floresta secundária de 8–10 anos (FS), pastagens de 1–2 anos (P1-2), de 5–7 anos (P5–7) e de 10–12 anos (P10–12), nas camadas de 0–2, 2–5 e 5–10 cm, para avaliar os teores e o estoque de C e realizar um fracionamento granulométrico da matéria orgânica. Após o desmatamento, a densidade do solo aumentou até a profundidade de 5 cm, sendo esse aumento maior nas pastagens mais antigas. As maiores mudanças no conteúdo de C ocorreram na camada superior do solo, havendo aumento nesse conteúdo com o tempo de implantação das pastagens. Nas camadas de 2–5 e 5–10 cm, o conteúdo de C se mostrou estável entre os tipos de cobertura vegetal avaliados. As maiores concentrações de C foram encontradas na fração silte, mas os maiores conteúdos de C ocorreram na fração argila, independentemente do tipo de cobertura vegetal. Um aumento da quantidade de C associado à fração areia, na forma de resíduos orgânicos pouco decompostos, foi observado nas pastagens, confirmando a maior sensibilidade dessa fração às mudanças de uso do solo.