Estudo da carburização de tubos de ligas de Fe-Cr-Ni aplicadas em fornos de pirólise

Durante sua utilização, tubos que operam na pirólise de substâncias orgânicas sofrem degradação estrutural resultante dos mecanismos de carburização que, em geral, levam à falha dos tubos. A carburização decorre da quantidade de carbono disponível na pirólise, que chega a formar uma camada intensa de coque no interior dos tubos. Para a retirada do coque, é introduzido vapor no intuito de queimá-lo que, adicionalmente, deixa carbono na superfície para a carburização. Este trabalho analisa os aspectos metalúrgicos envolvidos no ataque das liga Fe-Cr- Ni através da carburização, onde falhas catastróficas podem ocorrer devido às tensões térmicas geradas nas paradas de retirada do coque formado. Os tubos usados são fabricados com as ligas HP40 e HPX. Ligas ricas em cromo e níquel são utilizados; no caso do níquel a estabilização da estrutura austenítica e do cromo pela formação de uma camada protetora de óxido. No entanto, tempos prolongados de emprego da liga pode gerar quebra da barreira protetora e, então, proporcionar a difusão do carbono para o material, causando mudanças microestuturais que irão afetar as propriedades metalúrgicas Neste trabalho foram analisadas microestruturas de ligas com 25% Cr e 35% Ni que operaram por 20.000 e 37.000 horas, bem como a realização de uma série de tratamentos térmicos com ligas 25% Cr 35% Ni e 35% Cr 45% Ni sem uso, a fim de se estabelecer à relação existente entre a difusão do carbono e a microestrutura resultante. De posse destes dados, foram realizadas análises em microscopia, ensaios mecânicos, dilatometria e modelamento das tensões térmicas geradas nas paradas de decoking. Foi, também, desenvolvido uma metodologia capaz de relacionar a espessura da camada difundida de carbono com o magnetismo existente na superfície interna causada pela formação de precipitados magnéticos.

Avaliação da viabilidade técnica da utilização de misturas do carvão faxinal com importados para injeção em altos-fornos

Neste trabalho, fez-se uma avaliação da reatividade do carvão gaúcho da mina de Faxinal com 17% de cinzas, de dois carvões importados, bem como das misturas destes carvões em diferentes proporções mássicas. Além disso, quantificou-se outros parâmetros importantes para o processo de injeção do carvão pulverizado (PCI) na fabricação do gusa via alto-forno, como o teor de cinzas, teor de matéria volátil e composição química das cinzas. A reatividade foi avaliada em termos da reação de gaseificação com CO2, em termobalança, sob condições isotérmicas e pressão atmosférica. Os experimentos foram realizados na temperatura de 1050ºC com CO2 puro, utilizando amostras com granulometria menor que 75 mm. Avaliou-se o efeito da geometria do cadinho e vazão de gás sobre a taxa de reação para garantir uma situação de controle cinético na reação de gaseificação. Os resultados experimentais revelaram que o carvão de Faxinal possui uma reatividade muito maior frente ao CO2 do que os carvões importados. O tempo para que se complete a reação, parâmetro importantíssimo no processo do alto-forno que utiliza PCI, é muitíssimo menor para o carvão de Faxinal do que para os carvões importados. As misturas de carvões revelaram um comportamento aditivo quanto à reatividade e aos demais parâmetros estudados. Observou-se que quanto maior o teor de carvão gaúcho presente na mistura, maior sua reatividade e menor é o tempo gasto para atingir a taxa máxima de reação. Em função dos resultados de reatividade, teor de cinzas e composição química das cinzas obtidos, permitiu-se indicar uma mistura com até 50% de carvão de Faxinal para ser testada na injeção de carvão pulverizado.

Sistema de despoeiramento nos fornos da aciaria elétrica da Gerdau Riograndense

Este trabalho apresenta o desenvolvimento realizado para a implantação do novo sistema de despoeiramento dos Fornos Elétricos a Arco da Aciaria da Gerdau Riograndense. O desenvolvimento do novo sistema iniciou com a necessidade de substituir o antigo sistema de captação, pois este não estava obtendo o desempenho esperado. Os principais resultados obtidos com a implantação deste projeto foram o atendimento das especificações do projeto, comprovado pelos resultados obtidos nas medições de material particulado (MP), uma vez que as concentrações de material particulado medido estão abaixo do limite de emissão estabelecido pelo órgão de controle ambiental, e os resultados do estudo de dispersão, realizados para avaliar a qualidade do ar, utilizando modelagem matemática, atenderam aos limites legais de emissão estabelecidos pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente - CONAMA. O estudo de dispersão foi elaborado após a implantação do sistema de despoeiramento, considerando os dados de entrada obtidos nas medições realizadas na saída dos gases da nova casa de filtros. As causas para o sucesso do projeto estão associadas a sólidos conhecimentos das tecnologias disponíveis da equipe responsável pela implantação do investimento, a visitas realizadas em outras empresas siderúrgicas, ao modelamento hidráulico que estabeleceu o dimensionamento correto do sistema e as experiências adquiridas na operação do antigo sistema de despoeiramento, pois orientaram as decisões tomadas no decorrer do projeto. A garantia da continuidade do desempenho do sistema implantado está assegurada por sua inclusão no programa de gestão ambiental da empresa.

Estudo do perfil térmico de fornos do tipo "caipira" utilizados pelo setor de cerâmica vermelha em parelhas na região Seridó-RN

The present study aimed to characterize the thermal profile of wood fired oven used by the red ceramic industry in Parelhas, in the Seridó region/RN, aiming to propose structural interventions that can contribute to increasing productivity and product quality, optimize wood consumption and mitigate existing losses during the burning process. The study was conducted at Cerâmica Esperança in the city of Parelhas -RN, Brazil, during the period from August 2012 to September 2013. Four treatments were performed with three replicates, ie, with, a total of 12 experimental units (burnings). In the first stage 4 treatments were performed with three replicates, totaling 12 experimental units (firings). In the second stage 2 treatments were performed with three replications, totaling 6 experimental units (firings). The physical characteristics of the wood were analyzed using standard NBR 11941 and NBR 7190 for basic density and moisture, respectively. The clay was used as a reference parameter for distinguishing treatments. For both the analysis and characterization was carried out using techniques of fluorescence X (XRF) rays, X-ray diffraction (XRD) analysis, particle size analysis (FA). In the first and second stages were monitored: the time during the firing process, the amount of wood used at each firing, the number of parts enfornadas for subsequent determination of the percentages of losses, but also product quality. To characterize the thermal profile of the oven, we measured the temperature at 15 points scored in the surface charge put into the oven. Measurements were taken every 30 minutes from preheat until the end of burning, using a pyrometer laser sight sighting from preheating until the end of burning. In the second step 12 metal cylinders distributed on the oven walls, and the cylinder end walls 8 of the furnace 2 and rollers on each side walls are installed equidistant to 17 cm from the soil and the surface 30 of the wall are installed. The cylinders distributed on the front were placed 50 cm above the furnace, and the base of the oven 20 cm distant from the ground. 10 also thermocouples were installed, and five thermocouples distributed 1.77 cm above the combustion chambers, and one thermocouple on each side, and three thermocouples in front of the oven. We carried out the measurements of the temperatures every 1 hour during the burning two hours in cooling the cylinders with a pyrometer and thermocouples for dattaloger. These were fixed with depth of 30 cm from the wall. After statistical analysis it was found that: the thermal profile of the furnace surface and at different heights was heterogeneous; and the ranges of density and moisture content of wood are within recommended for use as an energy source standards. We conclude that even at low temperatures reached during firing there was a significant production of good quality products, this is due to high concentrations of iron oxide and potassium oxide found in clay, which lowers the melting point of the piece. The average burn time for each step varied 650-2100 minutes wood consumption was on average 20 m3, product quality was on average 16% of first quality, 70% second, third and 5% to 10% loss . The distance between the wire and the surface of the oven was a significant parameter for all treatments, but with different variations, meaning that the wire should not be so generic and unique form, used as a criterion for completion of the burn process. The central part of the furnace was the area that reached higher temperature, and in a unified manner, with the highest concentration of top quality products. The ideal temperature curve, which provided the highest quality of ceramic products was achieved in the central part of the furnace

Aplicação do método LTT às estruturas retangulares e triangulares em multicamadas e empilhadas em substratos PBG para comunicações móveis

Recently the planar antennas have been studied due to their characteristics as well as the advantages that they offers when compared with another types of antennas. In the mobile communications area, the need for this kind of antennas have became each time bigger due to the intense increase of the mobile communications that needs of antennas which operate in multifrequency and wide bandwidth. The microstrip antennas presents narrow bandwidth due the loss in the dielectric generated by radiation. Another limitation is the radiation pattern degradation due the generation of surface waves in the substrate. In this work some used techniques to minimize the disadvantages (previously mentioned) of the use of microstrip antennas are presented, those are: substrates with PBG material - Photonic Bandgap, multilayer antennas and with stacked patches. The developed analysis in this work used the TTL - Transverse Transmission Line method in the domain of Fourier transform, that uses a component of propagation in the y direction (transverse to the direction real of propagation z), treating the general equations of electric and magnetic field as functions of y and y . This work has as objective the application of the TTL method to microstrip structures with single and multilayers of rectangular and triangular patches, to obtaining the resonance frequency and radiation pattern of each structure. This method is applied for the treatment of the fields in stacked structures. The Homogenization theory will be applied to obtaining the effective permittivity for s and p polarizations of the substrate composed of PBG material. Numerical results for the triangular and rectangular antennas with single layer, multilayers resonators with triangular and rectangular patches are presented (in photonic and isotropic substrates). Conclusions and suggestions for continuity of this work are presented

Análise comparativa entre propriedades mecânicas, termofísicas e geométricas de tijolos produzidos pelos fornos caieira e abóbada

In the State of Rio Grande do Norte potteries are distributed in several counties in the four meso, which are: West Potiguar, Center Potiguar, Agreste Potiguar and East Portiguar. The ceramics, mostly, are responsible for products used in construction as bricks, tiles and white brick and wood used as fuel. This paper had a primary focus in the region of Seridó. The furnaces in this region, used to manufacture bricks are configured Caieira and Valt, in most of them using principles rustic, usually operated in an empirical way, using principles of control rather primitive, predominantly visual control. The focus of this study was to analyze the differences in the thermophysical, mechanical and geometric characteristics of bricks produced by Caieira and vault furnaces, using the NBR 15720 and the evaluation of energy efficiency in both furnaces. Thermophysical characteristics were analyzed through tests to determine the water absorption obtained from the difference between dry mass and wet mass of the sample and analysis of the thermal gradient, the mechanical characteristics from determination of the compressive strength of ceramic brick popularly known as bricks and also analyzed the geometrical characteristics of the bricks in order to verify the homogeneity of manufacturing. The tests showed that the energy difference of the two furnaces is not considered responsible for a significant difference in the properties of the products

Avaliação mecânica in vitro utilizando miniplacas quadradas e retangulares do sistema 2.0 mm em fraturas da região anterior de mandíbula

The aim of this study was to comparatively evaluate the mechanical strength of squared and rectangular 2.0 mm system miniplates comparing them to the standard configuration with 2 straight miniplates in stabilizing fractures in the anterior mandible. Ninety synthetic polyurethane mandible replicas were used in mechanical test. The samples were divided into six groups of three different methods for fixation. Groups 1, 2 and 3 showed complete fractures in symphysis, characterized by a linear separation between the medial incisor, and groups 4, 5 and 6 showed complete fractures in parasymphysis with oblique design. Groups 1 and 4 were represented by the standard technique with two straight miniplates parallel to each other. Groups 2 and 5 were stabilized by squared miniplates and groups 3 and 6 were fixed by rectangular design. Each group was subjected to a mechanical test at a displacement speed of 10 mm/min on a universal testing machine, receiving linear vertical load on the region of the left first molar. The values of the maximum load and when displacements reached 5 mm were obtained and statistically analyzed by calculating the confidence interval of 95%. Fixation systems using squared (G2) and rectangular (G3) miniplates obtained similar results. No statistically significant differences with respect to the maximum load and the load at 5 mm displacement were found when compared to standard method in symphyseal fractures (G1). In parasymphysis the fixation method using squared miniplates (G5) obtained results without significant differences regarding the maximum load and the load at 5 mm when compared to the standard configuration (G4). The fixation method using rectangular miniplates (G6) showed inferior results which were statistically significant when compared to the standard configuration (G4) for parasymphysis fractures. The mechanical behavior of the fixation methods was similar, except when rectangular miniplates were used. The fixation methods showed better results with statistical significance in symphyseal fractures

Influência da cinética de oxidação no controle da atmosfera de fornos de revestimentos cerâmicos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Utilização do coque verde de petróleo da Petrobras em substituição parcial ao carvão mineral das misturas injetadas em altos fornos

The Petrobras produced green petroleum coke (GPC) is a carbon rich fuel, virtually ash-free, with low sulfur content, and is a fuel suitable to replace metallurgical coke in blast furnaces. The GPC was tested in a pulverized coal injection simulator built in the Volta Redonda research center. It presented a low burning efficiency due to low volatile material content and high substitution rate by the carbon content. The tests were carried out in blast furnaces with ≤ 50% Petrobras GPC in the coal blends. The injected coal/CVP mixtures produced no negative side effects in the blast furnace grinding systems, pneumatic conveying, or operating process. The mixture burning process inside the blast furnace showed a decrease in fuel consumption, with a significant reduction in metallurgical coke consumption. The industrial-scale tests of the GPC mixtures did not reach the 70% maximum for lack of the GPC feedstock, which is necessary to continue with standard coal mixtures.

Estudo experimental do escoamento em cavidades retangulares: padrões de escoamento e instabilidades hidrodinâmicas na camada cisalhante

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Precisão de planta planialtimétrica gerada por modelagem numérica de superfície a partir de coordenadas UTM plano retangulares coletadas em receptor GPS topográfico

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Análise dinâmica de placas delgadas utilizando elementos finitos triangulares e retangulares

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo da combustão de carvões e misturas com o coque verde de petróleo injetadas em altos fornos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise experimental de lajes lisas unidirecionais de concreto armado de alta resistência com metacaulim apoiadas em pilares retangulares e armadas à punção

Foram analisadas experimentalmente 10 (dez) lajes lisas de concreto dosado com metacaulim e concreto de alta resistência (fcc =60 MPa). submetidas a carregamento simétrico. objetivando analisar a influência da variação do índice de retangularidade dos pilares (CIII;{. mm = 1. 3 e 5) e de armaduras de cisa1harnento na resistência ao puncionamento das mesmas. As armaduras de cisalhamento foram constituídas por estribos abertos inclinados. As lajes tinham dimensões de (1.800 x 1.800 x 110) mm e as principais variáveis foram à variação do índice de retangularidade dos pilares e distribuição dos estribos inclinados em tomo dos mesmos. Analisou-se os resultados de cargas de ruptura. flechas. mapa de fissuração. ductilidade. deformações no concreto e nas armaduras de ftexão e cisalhamento, e os modos de ruptura atingidos. Os resultados experimentais foram comparados com os resultados estimados por diversas normas. São também apresentados os resultados obridos numericamente para as lajes ensaiadas e comparados com os resultados experimentais. Os resultados experimentais mostraram que o aumento do índice de retangularidade faz com que as forças cortantes se concentrem nas extremidades do pilar, o que sugere que nessa região as armaduras de combate ao pmtcionamento são mais solicitadas. Os estribos inclinados foram eficientes no aumento das cargas de ruptura e alteraram inclusive o modo de ruptura de algumas lajes. Observou-se ganhos de até 32% quando os estribos foram distribuídos em tomo das extremidades dos pilares. A baixa capacidade resistente à flexão limitou a resistência última.

Análise experimental de lajes lisas unidirecionais de concreto armado com pilares retangulares ao puncionamento

Foram analisadas experimentalmente 8 (oito) lajes lisas de concreto armado sem armadura de cisalhamento, variando-se a taxa de armadura de flexão secundária e a maior dimensão dos pilares (cmax). As lajes de dimensões (1.800 x 1.800 x 110) mm, mesma armadura flexão principal, menor dimensão dos pilares (cmin) constante e igual a 85 mm, resistência à compressão do concreto em torno de 40 MPa foram submetidas à carga no centro (punção simétrica), que simula um pilar interno de um pavimento. A aplicação da carga foi realizada em trechos de pilares moliticamente ligados às lajes com 150 mm de altura, com índices de retangularidade (r = cmax/cmin) variando de 1 a 7. O objetivo foi avaliar a influência do índice de retangularidade, que neste caso refletiu no aumento do perímetro de controle, no comportamento das lajes sob flexão, e possivelmente uma ruptura mais dúctil. O objetivo foi também analisar as cargas de ruptura estimadas a partir das recomendações de seis códigos de projeto nacionais e internacionais, comparando com os resultados experimentais obtidos e avaliando as estimativas ao puncionamento, uma vez que, quando as dimensões dos pilares são substancialmente diferentes pode ocorrer a polarização de tensões e o ganho de resistência não ocorre de forma diretamente proporcional ao aumento do perímetro dos pilares. Após analisar as influências do índice de retangularidade dos pilares e as contribuições da taxa de armadura de flexão secundária nas cargas últimas das lajes e nos modos de ruptura, observou-se que os resultados experimentais indicaram que essas variáveis além de elevar a resistência da ligação podem fornecer certa ductilidade à ruptura da laje. Observou-se também que a taxa de crescimento das resistências obtidas nos ensaios diminui com incrementos no perímetro de controle. Das observações referentes à comparação entre os valores de resistências das lajes, obtidas nos ensaios, verificou-se que o aumento da carga de ruptura experimental não se apresentou de forma linear, indicando que a taxa de crescimento da carga diminui com o aumento do perímetro do pilar ou da relação cmax/cmin quando se mantém constante a menor dimensão do pilar (Cmin).