Revista Industrial Heating - Jan a Mar/2014

Jan a Mar 2014

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Liga RA 253 MA para Altas Temperaturas p.70 ®

Simulação de TT por Indução p.56 Tratamento Criogênico Profundo p.60 Polímero Não Pegajoso p.63 Biomassa Substituindo Gás Natural p.66 Tecnologia Oxyfuel p.74 PlaTeG lança SmartNitrider PP120 e nomeia novo representante no Brasil p.22 E mais:

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o

anos

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Janeiro a Março 2014 • Número 22

CONTEÚDO

Na Capa: Forno de fusão de metais especiais em produção em usina da Rolled Alloys nos EUA.

56

S O

63

Tratamento Térmico

A Questão do Tratamento Criogênico Profundo

Frederick J. Diekman - Controlled Thermal Processing, Inc.; Antioch Ill., EUA O tratamento criogênico é um assunto que sempre cria controvérsias. Muitos fatores são citados por aqueles que desejam banir o tratamento criogênico para o reino do óleo de cobra (fraude). No entanto, quem lê de forma séria a literatura científica sobre o assunto sabe que o tratamento criogênico é um meio valioso de modificar termicamente os metais.

Polímero

Polímero Não Pegajoso para Aplicações em Sistemas Robotizados de Resfriamento

Renata Leal Figueira e Dr. Ovidio Richard Crnkovic, Archem Química Ltda Os polímeros, comparados aos óleos minerais largamente utilizados em tratamento térmico, normalmente oferecem resistência ao fogo e sua biodegradabilidade promove uma redução dos riscos ambientais.

I

G

O Modelamento Computacional para Tratamento Térmico por Indução Veio para Ficar

Valery Rudnev, Collin Russell e Gary Doyon - Inductoheat Inc.; Madison Heights, Michigan, EUA Em uma economia global acelerada, a capacidade dos fabricantes de aquecimento por indução a fim de minimizar o tempo entre o pedido de um cliente e a elaboração do orçamento com base em um modelamento computacional eficiente é fundamental para o sucesso de seus clientes.

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Tratamento Térmico por Indução

Meio Ambiente

Combustão e Gaseificação para a Substituição do Gás Natural

Karp Igor, Pyanykh Konstantin e Yudin Artem - The Gas Institute of the National Academy of Science of Ukraine; Ucrânia A considerável necessidade de gás natural é um dos principais problemas para o balanço energético da Ucrânia. Levando em conta o alto volume e o alto custo de importação, fica claro que os esforços dos cientistas, engenheiros e empresários estão focados em resolver a questão da economia de energia e da substituição do gás natural por fontes alternativas de energia.

Materiais Resistentes ao Calor e à Corrosão

RA 253 MA® - Uma Solução Microligada para Aplicações em Altas Temperaturas

Marc Glasser, Tyler Reno e Paul Whitcraft - Rolled Alloys; Temperance, Michigan, EUA O desenvolvimento de liga resultou em um material - RA 253 MA® - com o preço de um aço inoxidável 310 e as propriedades em altas temperaturas de uma Inconel® 600 com alto níquel.

74

Gases e Combustão

Tecnologia Oxyfuel Reduz Consumo de Combustível em Processos de Aquecimento de Tarugos

Tom Sleder - Michigan Seamless Tube & Pipe LLC; South Lyon, Mich., EUA e Tony Palermo e Grzegorz Moroz – Linde North America, LLC; Murray Hill, N.J., EUA Grandes volumes de combustível são utilizados em processos de aquecimento de aço. Portanto, avanços práticos que podem reduzir drasticamente esse combustível e custos associados são de grande interesse.

6 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

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Nitretação PulsPlasma® para uso e proteção contra a corrosão

CONTEÚDO

Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 7

CONTEÚDO COLUNAS 10

Editoriais

41 Pesquisa e Desenvolvimento

Novidades do Ano Novo

Pesquisa e Desenvolvimento e Inovações Tecnológicas

Por Reed Miller - EUA

Comecemos apresentando o novo Publisher da Industrial Heating: Darrel Dal Pozzo.

12

2014 Por Udo Fiorini - Brasil

Primeira edição de 2014, ano que nos traz alguns desafios, pois prevê uma safra excelente de eventos.

31 Siderurgia

Novos Processos Tornam o Aço Mais Competitivo Por Antonio Augusto Gorni

O ideal mesmo seria dissociar as características de estampagem do aço de seu desempenho mecânico como produto final

Por Marco A. Colosio

Ao longo de anos de experiência tenho aprendido que o Brasil apresenta um talento especial para achar soluções e rotas que encurtam as jornadas e atingem os objetivos perseguidos.

42 Você Sabia?

ISO 50001 Aplicada a Tratamento Térmico Por Claudio H. Goldbach

Em Julho de 2011, a Associação Brasileira de Normas Técnicas lançou a norma brasileira ABNT NBR ISO 50001, que trata de Sistemas de Gestão de Energia - Requisitos com Orientações para Uso.

Comportamento Racional e Regras Legais Pró-Eficiência Por Luis Felipe Dalmedico Silveira

A racionalidade é um desafio para qualquer agente econômico e, em especial, àqueles situados nos mercados de siderurgia e metalurgia.

Por Art Morris

Uma atmosfera com gás exotérmico pode prevenir a oxidação da superfície durante o tratamento térmico de metais.

45 Integração Empresa-Universidade Trainee, uma Boa Estratégia?

Por Alisson Duarte da Silva

38 História da Siderurgia

Uma Síntese da História da Pesquisa Industrial na Siderurgia Brasileira Por Fred Woods de Lacerda

Laboratórios de PI (Pesquisa Industrial) estão, hoje, atuando em todas as áreas tecnológicas e, em particular, na siderurgia brasileira.

46

8 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

47 Inovar-Auto

Impactos Diretos e Indiretos do Inovar-Auto

Por Carina Leão

A ideia é que sejam estruturadas ações para que os fabricantes de veículos passem a contar com mais peças nacionais de qualidade.

48 Pioneiros

Alexander Ufer

Alex Ufer é o sócio-proprietário da empresa fabricante de fornos industriais Metaltrend.

50 Doutor em Tratamento Térmico

44 Combustão

Atmosferas Exotérmicas

36 Panorama Legal

Por Fernando Iervolino

A Metalurgia do Pó é uma técnica onde o “jeitinho” está fortemente ligado à perda de produtividade.

As escolas de engenharia deveriam preparar melhor os seus profissionais do ponto de vista de gestão e as empresas podem contribuir no desenvolvimento técnico de seus futuros analistas e gestores.

46 Metalurgia do Pó

Produtividade = Uma Soma de Pequenos Acertos

50

Segregação e Bandeamento em Aços Carbono e Ligados Por Daniel H. Herring

O resultado da segregação e do bandeamento da liga após o tratamento térmico pode causar um problema considerável entre o tratador térmico e o seu cliente.

52 Manual do Tratamento Térmico

Têmpera a Vácuo de Bloco de Aço AISI H13 Parte II - Têmpera a Vácuo

Por João Carmo Vendramim

Esta segunda parte de processos térmicos a vácuo descreve a têmpera a vácuo de um bloco de aço da classe trabalho a quente AISI H13.

52

CONTEÚDO ÍNDICE DE ANUNCIANTES

Página

Empresa

Contato

DEPARTAMENTOS 09 Índice de Anunciantes

41

Air Products do Brasil

www.airproducts.com/metals

29

ASTT - Aichelin Group

www.aichelin-astt.com.br

2ª capa

Bodycote Brasimet

www.bodycote.com

35

Böhler Uddehwolm

www.bohler-brasil.com.br

61

Brasar

www.brasar.com.br

27

Champwil

jjsimmelink@gmail.com

73

Centorr

www.centorr.com/ih

36

Congresso Brasileiro do Aço

www.acobrasil.org.br

59

Durferrit do Brasil Química

www.durferrit.com.br

11

ECM

www.industrialheating.com.br

64

Expoalumínio

www.expoaluminio.com.br

13

First Fornos

www.firstfornos.com.br

S+F Editora (19) 3288-0437 - ISSN 2178-0110 Rua José Martins, 1549 - Sobreloja - Campinas/SP www.sfeditora.com.br - www.revistaIH.com.br

58

Forind NE

www.forindne.com.br

Udo Fiorini - Editor

77

Forno Usado

www.fornousado.com.br

udo@revistaIH.com.br • (19) 99205-5789

39

GM Enterprises

www.gmenterprises.com

sunniva@revistaIH.com.br • (19) 99229-2137

69

Inductotherm Group Brasil

www.inductothermgroup.com.br

25

Industrial Heating Equipamentos e Componentes

www.industrialheating.com.br

23

Infratemp

www.infratemp.com.br

13 Eventos 18 Novidades da Indústria 24 Produtos 30 Indicadores Econômicos 32 CSFEI - ABIMAQ 33 ABM 34 SAE Brasil

EQUIPE DE EDIÇÃO BRASILEIRA

Sunniva Simmelink - Diretora Comercial Tânia Bolzan Souza - Diagramação - tania@revistaIH.com.br André Gobi - Jornalista - andre@revistaIH.com.br Mariana Peron - Revisão de Textos - redacao@revistaIH.com.br Paula Fernanda da Silva Farina - Tradução - redacao@revistaIH.com.br

42

Instituto LBV

www.lbv.org

ESCRITÓRIO CORPORATIVO NOS EUA

28

Instituto Você

www.1234voce.com.br

Manor Oak One, Suite 450, 1910 Cochran Road, Pittsburgh, PA , 15220, EUA

04

Ipsen

www.ipsenusa.com

31

Isoflama

www.isoflama.com.br

05

Jamo Equipamentos

www.jamo.ind.br

EDIÇÃO E PRODUÇÃO NOS EUA

45

Marwal Tratamentos Térmicos

www.marwal.com.br

Reed Miller - Publisher Associado/Editor - M.S. Met. Eng.,

53

MDA South América

www.mda-southamerica.com.br

55

Mecânica

www.mecanica.com.br

3ª capa

Metaltrend

www.metaltrend.com.br

75

Metalurgia

www.metalurgia.com.br

03

Omega

br.omega.com

07

PlaTeG

www.plateg.com

73

Fone: +1 412-531-3370 • Fax: +1 412-531-3375 • www.industrialheating.com Darrell Dal Pozzo, Senior Group Publisher dalpozzod@bnpmedia.com • +1 847-405-4044

reed@industrialheating.com • +1 412-306-4360 Bill Mayer - Editor Associado, bill@industrialheating.com • +1 412-306-4350 Beth McClelland - Gerente de Produção, beth@industrialheating.com • +1 412-306-4354 Brent Miller - Diretor de Arte, brent@industrialheating.com • +1 412-306-4356

REPRESENTANTE DE PUBLICIDADE NOS EUA Kathy Pisano - Diretora de Publicidade

Proterm

www.proterm.com.br

4ª capa

Rolled Aloys

www.rolledalloys.com

61

SDS Plasma

www.sdsplasma.com.br

19

Seco Warwick do Brasil

www.secowarwick.com

Edição: John R. Schrei

29

Stecno

www.stecno.com.br

Estratégia Corporativa: Rita M. Foumia

30

Tecnovip Instrumentos de Medição

www.tecnovip.com.br

Produção: Vincent M. Miconi

61

Térmicus

www.termicus.com.br

43

Termotech

www.termotech.tmp.br

65

ThermoConsult Latina

www.thermoconsultlatina.com

73

TTT 2014

www.metallum.com.br/ttt2014

Pesquisa: Beth A. Surowiec

77

Ultraterm

www.ultraterm.com.br

As opiniões expressadas em artigos, colunas ou pelos entrevistados são de respon-

37

Yokogawa América do Sul

www.yokogawa.com.br

sabilidade dos autores e não refletem necessariamente a opinião dos editores.

kathy@industrialheating.com +1 412-306-4357 - Fax: +1 412-531-3375

DIRETORES CORPORATIVOS

Tecnologia da Informação: Scott Krywko Finanças: Lisa L. Paulus Criação: Michael T. Powell Guias: Nikki Smith Recursos Humanos: Marlene Witthoft Conferências e Eventos: Scott Wolters

Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 9

Editorial Reed Miller, Associate Publisher/Editor | reed@industrialheating.com

Novidades do Ano Novo

N

Orion (2021 - 2025). Alguns desses veículos destinam-se a transporosso foco na última edição americana foi na nova tecnologia e outras coisas que você deve estar observantar cargas para a Estação Espacial Internacional (ISS - International do nesse novo ano. Comecemos apresentando o novo Space Station) e alguns levarão passageiros para o Espaço suborbital.

Publisher da Industrial Heating, Darrel Dal Pozzo. O Para atender às necessidades do lançamento de voos espaciais, quadro no canto fornece maiores informações sobre três novas bases espaciais estão sendo desenvolvidas. Temos discutiele. Sabemos que Darrel será calorosamente recebido por nossa famído previamente a Base Espacial América no Novo México, todavia lia de processamento térmico. sobre a Base Espacial Regional Mid-Atlantic é uma operação estatal Gostaríamos de rever algumas com base no campo de lançamenpoucas coisas que têm potencial to da NASA em Wallops Island, para mudar o que nós fazemos ou Virgínia, EUA. Em setembro, uma Grafeno é uma folha densa de como nós fazemos. Como temos foi lançada de lá para a ISS. carbono de um átomo, além de ser cápsula dito muitas vezes, o desenvolvimenA terceira base está localizada no to de materiais tem o potencial de o material mais resistente jamais Kennedy Space Center, na Flórida. causar um grande impacto na nova Anos novos sempre assegutestado e o mais fino já fabricado tecnologia. Um deles é o grafeno. ram grandes oportunidades e 2014 Conforme o tempo passa, o desentambém promete não ser diferente. volvimento continua e nos aproxiNós o encorajamos a ficar atento à mamos mais deste impacto. Grafeno Industrial Heating em 2014 tanto na versão impressa quanto em é uma folha densa de carbono de um átomo, além de ser o material nosso site para as últimas novidades e desenvolvimentos.

IH mais resistente jamais testado e o mais fino já fabricado. É um melhor condutor de calor e eletricidade do que o cobre e o silício, sendo tão impermeável ao hélio que contêineres de grafeno armazenam hélio melhor do que tanques de aço. Ao mesmo tempo que o grafeno é flexível como borracha, é também tão claro quanto um vidro levemente pintado.

Reed Miller Alguns em nossa indústria devem estar envolvidos com o maEUA terial, mas é mais provável que o grafeno e seus produtos venham a substituir os materiais que foram processados termicamente até agora. Pesquisadores da Carnegie Mellon indicam que pode ser possível o uso do grafeno para fabricar materiais leves como plástico, resistenIndustrial Heating tes como alumínio e amplos o suficiente para se construir um carro.

Boas-vindas ao novo Group Observaremos com interesse.

Publisher da IH nos EUA Outro grande desenvolvimento parecem ser células de combusA Industrial Heating tem um novo tível de hidrogênio para automóveis. Eu sei, você já ouviu isso antes.

Group Publisher nos EUA. Darrel Dal Desta vez, entretanto, “pode ser pra valer”. Virtualmente, todas as Pozzo assumiu a função nas revistas grandes montadoras estão trabalhando em células de combustível Industrial Heating, FORGE, Process para os carros que irão para venda (ou arrendamento) já em 2015 Heating e Process Cooling. Ele traz (BMW e Hyundai). O hidrogênio parece estar fazendo alguns estrauma rica experiência de publicação nhos companheiros, com Renault e Nissan juntando-se à Daimler e em revistas, incluindo três anos Ford para um objetivo de lançamento em 2017. Uma joint venture e meio na BNP Media. Dal Pozzo entre Honda e GM tem 2020 como meta para serem produzidos cartem trabalhado na indústria B2B ros a hidrogênio. Como isso afetará nossa indústria? Só o tempo dirá. (business-to-business) no mercado O espaço é outra fronteira (se não a fronteira final) para transpor editorial em uma variedade de grandes desenvolvimentos. Desde que a NASA esvaziou o prografunções como vendas, gestão e ma espacial, empresas privadas têm assumido o manto das viagens aplicação digital por mais de 17 espaciais. Não podemos fornecer muitos detalhes nesta coluna, apeanos. Ele pode ser contatado pelo nas prestar atenção aos seguintes programas com suas datas de lane-mail dalpozzod@bnpmedia.com. çamento antecipadas entre parênteses: Lynx (2014), SpaceShipTwo (2014), Dragon (2015), Dream Chaser (2017), New Shepard (?) e

10 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

2014

Visite-nos na Feira da Mecânica: Rua C Stand 461

Editorial

Reed Miller, Associate Publisher/Editor | reed@industrialheating.com

Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 11

Editorial Udo Fiorini, Editor | udo@revistaIH.com.br | 19 99205-5789

2014

P

rimeira edição de 2014, ano que nos traz alguns desafios. A começar pela Copa do Mundo, que está nos obrigando a driblar as datas disponíveis no calendário.

Sem contar a Feira da Mecânica no primeiro semestre, eleições presidenciais - primeiro e segundo turnos - no segundo semestre. Também é o ano da VII Conferência Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico, o TTT, e da feira Termotech, também no segundo semestre. No meio disto, eventos, viagens, locomoções. Tudo tem que ser bem planejado e a administração do tempo se torna crucial. E o ano, na verdade, começa agora, o carnaval está nos estertores enquanto escrevo este editorial.

Falando em aproveitamento de tempo, este ano prevê uma safra excelente de eventos. Nos dias 13 e 14 de Março tivemos o I Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços, sendo realizado em Vinhedo, interior de São Paulo. Organizado pelo Grupo Aprenda, contou com palestras de alguns dos maiores nomes da área de tratamentos térmicos deste país, e com a participação de técnicos especializados do exterior. Dois dias de puro conhecimento metalúrgico.

Na sequência, dias 17 a 19 de Março, em Santos, no litoral paulista, serão de envolvimento técnico com a área. Apoiada pelo Ministério da Educação e Pesquisa da Alemanha, a organização internacional BalticNet-PlasmaTec estará promovendo o workshop “Cooperação Brasil-Alemanha no Campo da Tecnologia de Plasma”. Serão apresentados os mais recentes avanços para uso do plasma, como revestimentos de baixo atrito, por exemplo, entre outras tecnologias.

Dentro de uma série de congressos, seminários, feiras e cursos que podem ser conferidos na nossa seção Eventos nessa revista, destacamos também: em Maio, o 21º IFHTSE - International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering, em Birmingham, na Inglaterra. Nos Estados Unidos acontecerá o congresso internacional da Metalurgia do Pó, o PM 2014 World Congress. Em Julho, teremos no Brasil o 69º Congresso Anual da ABM, com um detalhe especial: o 70º aniversário da ABM será comemorado nesta ocasião. Também neste mês chamo sua atenção para o curso que será realizado pelo Grupo Aprenda sobre Manutenção de Fornos. Creio que é único do

tipo em nosso país.

Em Agosto, será realizado o TTT 2014, a VII Conferência Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico. A última edição desta conferência aconteceu em 2012. Também neste mês será realizado o 12º Encontro da Cadeia de Ferramentas, Moldes e Matrizes, na ABM. Em Setembro, acontece a feira Metalurgia em Joinville e o 23º Congresso SAE Brasil. De 6 a 8 de Outubro, ocorre a FNA 2014 - Furnaces North America em Nashville, Tennessee, EUA. E finalmente, também em Outubro, será realizada a 4ª Termotech, Feira Industrial de Tecnologias Térmicas em São Paulo.

Portanto, o ano promete!

Já é rotina falarmos de novos colunistas. Nesta edição não fugimos à regra. Saudamos Marco Antonio Colosio, do SAE, que passa a escrever a coluna Pesquisa e Desenvolvimento. Fred Lacerda, que escrevia a coluna, agora se responsabiliza pela coluna História da Siderurgia. E saudamos também Claudio Goldbach, da Perfil Térmico, que escreve a partir de agora a coluna Você Sabia. Sejam bem-vindos!

A seleção de artigos desta edição merece comentários. Quando selecionamos os artigos para cada edição, procuramos atender ao maior número de leitores possível, seja de qual área de processamento térmico for. E creio que nos superamos desta vez. Conseguimos publicar artigos de materiais para altas temperaturas, indução, tratamento criogênico, polímeros de têmpera, gás de combustão e tecnologia Oxyfuel em queimadores. Além de uma série muito completa de colunas especializadas.

Tenha uma boa leitura! IH

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› Veja também

Conheça os outros dois títulos editados pela S+F Editora: a revista Pollution Engineering, que se propõe a discutir e apresentar soluções para a gestão de resíduos sólidos e o controle da poluição do solo, do ar e da água, e a revista Forge, que atende aos interesses do forjador, do usuário de forjados e do provedor de equipamentos, insumos e serviço.

12 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Udo Fiorini Brasil

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Envie suas dúvidas, opiniões e sugestões sobre o conteúdo desta edição para o e-mail IH@revistaIH.com.br. Entre em contato, a Industrial Heating valoriza o que você pensa!

Eventos

Abril

Julho

Outubro

01-03 ExpoAlumínio - Centro de Exposições Imigrantes - São Paulo, SP www.expoaluminio.com.br

21-25 69º Congresso anual da ABM Centro de Convenções Frei Caneca, São Paulo, SP - www.abmbrasil.com.br/congresso

06-08 FNA - Furnaces North America Nashville - Tennessee - EUA www.furnacesnorthamerica.com

10-11 Treinamento: Tecnologia e Desenvolvimento do Forjamento - Centro

21-25 Brazilian-German Symposium

21-24 FIMMEPE - 19ª Feira da Indús-

on Materials Science and Engineering

de Tecnologia da UFRGS - Porto Alegre, RS www.ufrgs.br/ldtm

- Centro de Convenções Frei Caneca, São Paulo, SP - www.abmbrasil.com.br/seminarios/ materials-science-engineering/2014

tria Mecânica, Metalúrgica e de Material Elétrico de Pernambuco

22-25 6° Forind Nordeste - Centro de Convenções de Pernambuco - Recife, PE www.forindne.com.br

21-25 Pan American Materials Conference - Centro de Convenções Frei Caneca,

Maio

São Paulo, SP www.abmbrasil.com.br/congresso

12-15 21° IFHTSE - International Fe-

deration for Heat Treatment and Surface Engineering - Munique, Alemanha www.ifhtse.org 18-21 58º Congresso Brasileiro de Cerâmica - Bento Gonçalves, RS www.abceram.org.br

22-24 Termotech - 4ª Feira Industrial de Tecnologia Térmica - Centro de Exposições Imigrantes - São Paulo, SP www.termotech.tmp.br

Agosto 06-07 12º Encontro da Cadeia de Ferramentas, Moldes e Matrizes São Paulo, SP www.abmbrasil.com.br

28-31 51º Seminário de Laminação - Processos e Produtos Laminados e Revestidos - Foz do Iguaçú, PR www.abmbrasil.com.br/seminarios/laminacao/2014/

31-03 TTT 2014 - VII Conferência

Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico - São Paulo, SP

18-22 PM 2014 World Congress Orlando, Flórida, EUA www.mpif.org/index.asp

Centro de Convenções de Pernambuco Olinda, PE www.mecanicanordeste.org.br

www.metallum.com.br/ttt2014

Novembro 03-05 Second International Brazilian Conference on Tribology - TriboBr-2014 - Foz do Iguaçu, PR

Setembro

www.abmbrasil.com.br

16-19 Metalurgia - Pavilhões da Expoville Joinville, SC - www.metalurgia.com.br

2015 - Junho

30-02 23° Congresso e Mostra Inter-

16-20 Thermprocess 2015 - Düsseldorf Alemanha - www.thermprocess.de

25-28

45º Seminário de Aciaria Internacional - Porto Alegre, RS

nacionais SAE BRASIL de Tecnologia da Mobilidade - Expocenter Norte - São

A S+F Editora não se responsabiliza por alterações em

www.abmbrasil.com.br

Paulo, SP - www.saebrasil.org.br

data, local e/ou conteúdo dos eventos.

20-24 30ª Feira Internacional da Mecânica - Anhembi - São Paulo, SP www.mecanica.com.br

Fornos Industriais

Reformas, Manutenções e Painéis Elétricos

Resistências e Bancos de Aquecimento

Esteiras e Telas de Arame

Esteiras de Elos Microfundidos

Fundição e Caldeiraria em Aço Inox

Tel: 11 3209‐0306 ‐ vendas@firs�ornos.com.br ‐ www.firs�ornos.com.br

Queimadores e Sistemas de Combustão 2014

Jatos de Granalha

Visite‐nos na Rua "P" Stand n° "101" De 20 a 24 de Maio

Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 13

I Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços

Evento, organizado pelo Grupo Aprenda, aconteceu nos dias 13 e 14 de Março, nas dependências do Vinhedo Plaza Hotel, na cidade de Vinhedo, interior de São Paulo

D

urante os dias 13 e 14 de Março, na cidade de Vinhedo/ SP, aconteceu o I Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços, realizado pelo Grupo Aprenda. O evento foi mediado pelo engenheiro metalurgista João Carmo Vendramim, renomado profissional com longa experiência no setor.

A abertura foi realizada por Udo Fiorini, editor da revista Industrial Heating e diretor do Grupo Aprenda, dando ênfase ao conteúdo que compôs o seminário, que buscou atender a uma gama das necessidades apresentadas atualmente pela indústria.

O Seminário de Processos de Tratamento Térmico teve como objetivo apresentar aos profissionais da área conhecimento atualizado, a fim de qualificá-los ainda mais no setor de Tratamentos Térmicos.

O evento, que teve carga horária de 18 horas, foi dividido em módulos apresentados por especialistas do ramo. Os participantes puderam acompanhar as apresentações utilizando uma apostila confeccionada pelo Grupo Aprenda, em conjunto com os palestrantes, que contava com rico material didático sobre os temas apresentados, expostos em uma linguagem que proporcionava a compreensão tanto de profissionais de longos anos, quanto daqueles que estão ingressando na área de Tratamento Térmico.

A programação contou com as seguintes palestras no primeiro dia: “Metalurgia Física dos Aços”, apresentada por João Carmo Vendramim (Isoflama); “Fluídos de Resfriamento para Têmpera de Metais”, ministrada pela Profª. Dra. Lauralice de Campos Franceschini Canale (USP – São Carlos); “Atmosferas de Fornos para Tratamentos Térmicos de Aço”, proferida por Gian Ricardo Corrêa Silva (Air Products); e “Processos: Cementação e Carbonitretação”, ministrada por Cláudio Leitão (SuperTrat).

O segundo dia contou com as palestras: “Processos de Tratamentos Térmicos”, por João Carmo Vendramim (Isoflama); “Cementação a Baixa Pressão”, ministrada por Aparício V. Freitas (Seco/Warwick); “CQI- 9 - Processo Especial - Têmpera por Indução”, conduzida por Fernando Vieira (Inductotherm Group Brasil), sendo finalizado pelo seminário “Distorções no Tratamento Térmico”, apresentado por Shun Yoshida (Combustol).

Udo Fiorini, revistas Industrial Heating, Forge e Pollution Engineering no Brasil e Grupo Aprenda; Marcelo Sydow Filho, Tratamentos Térmicos Marwal; Shun Yoshida, Combustol; Luiz Roberto Hirschheimer, Hirschheimer Serviços; Antonio Martins Jr., First Fornos; e João Carmo Vendramim, Isoflama

Mediador do seminário, João Carmo Vendramim, da Isoflama

Evento se Mostrou um Sucesso na Visão dos Organizadores e Participantes O sucesso do I Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços foi refletido, primeiramente, na quantidade de participantes presentes no evento. Ao todo, foram 90, somando e contribuindo para o intercâmbio cultural e técnico, troca de informações, além do network que o evento possibilitou.

Contando com profissionais de alto nível e uma ótima estrutura que atendia plenamente aos requisitos do evento, tanto organizadores

14 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Andrei Quadros (Temperaville), Marcelo Fernandes Correa (Temperapar), Marco Jefferson de Souza (Temperaville), João Carmo Vendramim (Isoflama) e Claudio Brum (Combustol)

Patrocinadores

Patrocínio Ouro

Patrocínio Prata

Programação Metalurgia Física dos Aços João Carmo Vendramim / Isoflama - Efeito dos Elementos de Liga do Aço - Conceitos gerais - Classificação e seleção dos tipos de aços - Elementos de liga - Diagramas ferro carbono - Tecnologia de produção dos aços ferramenta: aços para trabalho a quente, aços para trabalho a frio, aços para moldes plásticos, aços rápido, aços produzidos pela metalurgia do pó - Aços de construção mecânica - Aços inoxidáveis Processos de Tratamentos Térmicos João Carmo Vendramim / Isoflama - Alívio de Tensões

- Recozimento - Coalescimento - Envelhecimento - Têmpera - Nitretação - Nitrocarbonetação - Oxinitretação Processos de Tratamentos Térmicos Cláudio José Leitão /Supertrat - Cementação - Carbonitretação Meios de Resfriamento Lauralice Canale / USP São Carlos - Água - Salmoura - Óleo - Gás sob Pressão

quanto participantes foram só elogios, atestando o compromisso do Grupo Aprenda na organização e realização de cursos, treinamentos e seminários técnicos de excelência.

Claudio Brum, gerente técnico e comercial da Combustol, disse à Industrial Heating: "Um seminário com apresentações de vários trabalhos sobre Tratamento Térmico. Foram discutidos muitos assuntos relativos ao TT e tivemos a presença de feras da metalurgia, como João Carmo Vendramim, Shun Yoshida e muitos outros. Estive lá, valeu a pena!".

Quem também aprovou e elogiou o evento foi Alberto Gómez, engenheiro e representante da PlaTeG. “Gostei da iniciativa de promover, da organização e sucesso do seminário. Fui surpreendido com a organização, o número de empresas e pessoas importantes envolvidas e presentes para que acontecesse, e também o nível de palestras e palestrantes, além do importante network, com possíveis novos clientes.

Agradeço por terem nos chamado e, com certeza, estaremos em outros seminários que serão realizados! Parabéns pela realização deste grande evento que foi, certamente, mais um marco na história do Tratamento Térmico brasileiro!”, disse Alberto.

O sucesso de um evento é mensurado pela satisfação daqueles que dele participam e, seguindo os exemplos acima mencionados, outros participantes do seminário se mostraram entusiasmados com o que foi apresentado.

A professora Lauralice Canale, que foi uma das palestrantes, elogiou a iniciativa do Grupo Aprenda de organizar o evento. “Iniciativas deste

- Polímero - Sal Atmosferas de Processo em Fornos de Tratamentos Térmicos Gian Ricardo Correa Silva / Air Products - Tipos de Atmosferas: endotérmicas, exotérmicas - Sondas para controle do potencial de carbono - Análise de gases - Controle do ponto de orvalho - Etanol Falhas (Distorções) em Tratamentos Térmicos Shun Yoshida / Combustol - Distorções evitáveis - Causas externas ao TT

- Causas internas ao TT - Distorções inevitáveis - O fator térmico - O fator metalúrgico PALESTRAS TÉCNICAS: CQI-9 - Processo Especial Fernando Vieira Inductotherm Group Cementação a Baixa Pressão Aparício V. Freitas Seco/Warwick do Brasil II Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços: 12 e 13 de Março de 2015 Mediador: Luiz Roberto Hirschheimer

Claudio Brum (Combustol), Diogo Henrique Melo, Gustavo de Oliveira Antoni e Luciano Meirelles Santana (Maxiforja)

Sandro Nunhes Ribeiro, Fernando Di Sandro Cruz e Fernando Vieira (Inductotherm) Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 15

Participantes do I Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços

Participantes reunidos no I Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços

tipo são extremamente importantes, tanto pelo aspecto de reunir pessoas que trabalham na área e poder trocar experiências, quanto pelo aspecto formativo. Eu quero parabenizar os organizadores do evento e espero que tenha outras edições que possam ajudar as pessoas a entenderem um pouco mais sobre os aspectos do Tratamento Térmico”, disse a professora à Industrial Heating.

Em seu discurso, ela foi acompanhada por Gian Corrêa, da Air Products, que disse o seguinte: “Gostaria de chamar a atenção de todos para que participem dos eventos do Grupo Aprenda. São momentos de grande discussão, grande aprendizado, troca de experiências com colegas e, também, o momento de aperfeiçoar a sua rede de contatos. Os eventos do Grupo Aprenda são feitos por instrutores extremamente renomados da indústria, da academia de ensino, pesquisadores natos, pessoas de chão de fábrica experientes, e por isso eu apoio e recomendo a todos a participarem deste evento que deve se repetir todos os anos”.

Muitos dos que estiveram presentes também ressaltaram a importância de, além de se participar dos eventos, também patrociná-los. Um deles foi Shun Yoshida, da Combustol. “Este evento é importante porque o Brasil não tem muita cultura de unir as pessoas de um mesmo segmento para tentar defender os interesses delas, e muito menos os interesses técnicos. Considero de extrema importância que entidades como o Grupo Aprenda possam organizar esses eventos. Evidentemente, este tipo de evento necessita de patrocínios, isso tem custos e certamente não são custos tão absurdos a ponto de justificar que não se participe. A partici-

pação é fundamental e quanto mais gente participa, melhor é o evento e o custo-benefício nos é favorável”, disse ele.

Marcelo Sydow Filho, da Tratamentos Térmicos Marwal, foi na mesma linha e ressaltou a importância de as empresas apoiarem eventos como este. “Fazemos questão de participar de um evento como este, pela falta que este tipo de evento faz no mercado. Tudo isso é muito importante para o ramo da metalurgia e a Marwal faz questão de patrocinar e apoiar um evento como este. Aqui se reúnem as melhores cabeças do pessoal de Tratamento Térmico”.

Antônio Augusto Gorni, da Usiminas, chamou a atenção, entre outras coisas, para o número de participantes. Disse: “Foi uma grande surpresa o evento, com muitos participantes, o que mostra a necessidade de mantermos sempre atualizados o pessoal que trabalha na área de Tratamento Térmico para as últimas novidades, avanços tecnológicos e, principalmente, os avanços que realmente agregam valor à indústria.

Este evento é uma vitrine para formar o pessoal e suprir as carências de nossa educação técnica e também atualizar para ver o que há de novo na área.”

Já de olho nas inovações da área, o Grupo Aprenda confirma o II Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços, que será realizado nos dias 12 e 13 de Março de 2015, também no Vinhedo Plaza Hotel, com a ilustre participação de Luiz Roberto Hirschheimer como mediador, a quem, antecipadamente, agradece a gentileza pela primordial colaboração. IH

Claudio Brum, Talita Cintra e Shun Yoshida (Combustol)

Lauralice de Campos Franceschini Canale (USP - São Carlos)

Paulo Roberto Martins Guttmann (P. Gutt)

16 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Rodrigo M. Morishita (Magma Engenharia) e Udo Fiorini (Grupo Aprenda)

Galeria de Fotos

Antonio Martins Jr. (First Fornos) e Ivo A. da Silva (Schunk)

Jean Carlos Pulgrossi e Renan Porfirio (CK Leica)

Alberto Gómez (PlaTeG) e Carlos Umberto Girotto (Panambra Zwick)

Gian Ricardo Correa Silva (Air Products)

J. Machado Jr. (SMS Elotherm)

A. V. Freitas (Seco/Warwick)

Fernando Vieira (Inductotherm)

Claudio José Leitão (Supertrat)

David Xavier Alves e Mateus Baumer Azevedo (Camacam)

Antonio Carlos Gomes Jr (ASTT - Aichelin Group)

André de Mattos Guttmann (P. Gutt)

Hideo Mitsuyasu (Cromo Duro)

Churrasco de confraternização realizado no final do primeiro dia

José Jurandir Rodrigues (Eliza Plásticos) e Claudio Brum (Combustol)

Marcelo Sydow Filho (Marwal) e Leandro Aparecido Luiz (Hoganas)

Douglas da Silva Oliveira (CSN) e Antonio Martins Jr (First Fornos)

Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 17

Novidades

Atlas Copco adquire Edwards Group

Grupo sueco fechou aquisição da empresa britânica, agregando-a à divisão Compressor Technique A Atlas Copco, grupo fornecedor de soluções de produtividades sustentáveis com sede na Suécia, fechou a aquisição da Edwards Group Ltd., empresa desenvolvedora e fabricante de produtos a vácuo, sistemas de redução e serviços relacionados, sediada no Reino Unido. O negócio adquirido é, agora, parte da nova seção de Soluções a Vácuo da Atlas Copco na divisão Compressor Technique. Produtos e serviços do Grupo Edwards são parte integrante dos processos de fabricação e são usados dentro de uma gama cada vez mais diversificada de aplicações industriais.

Novelis encomenda aquecedor de panelas da Perfil Térmico Unidade de Pindamonhangaba adquire equipamento para transportar até 7,5t de alumínio líquido

A unidade Novelis de Pindamonhangaba, interior de São Paulo, encomendou um AVP - Aquecedor Vertical de Panelas - junto à empresa Perfil Térmico, sediada em Curitiba, no Paraná. As panelas a serem aquecidas transportam até 7,5 t de alumínio líquido e terão seu aquecimento totalmente automatizado, facilitando sua operação e garantindo a eficiência do processo. O equipamento será comissionado ainda no primeiro trimestre de 2014.

A Novelis é uma empresa que atua no setor de laminados e reciclagem de alumínios, contando com escritórios de vendas e unidades de produção em 11 países de quatro continentes.

Fundada em 1982, a Perfil Térmico atua do projeto à instalação no desenvolvimento de soluções completas em aquecimento e isolamento industrial, atendendo ao mercado por meio de quatro divisões - Materiais, Projetos, Serviços e Equipamentos.

Ipsen fornece vários fornos a vácuo Praxair fornecerá gases industriais para clientes para siderúrgica no Brasil Empresa enviou fornos de modelos variados a diversos países e estados norte-americanos

Planta irá atender à usina siderúrgica CSP no nordeste brasileiro

A Ipsen vendeu 14 fornos a vácuo nos últimos dois meses a oito estados nos EUA, bem como para a Hungria, México e Taiwan. Entre os 14 sistemas de fornos a vácuo embarcados, foram vários fornos Metalmaster (ambos horizontais e verticais), vários fornos de têmpera TITAN T, um forno de brasagem a vácuo vertical, um TurboTreater e vários outros fornos modelo TITAN. Entre os destinatários destes fornos, incluem-se uma empresa aeroespacial, várias empresas de tratamento térmico, um fabricante de dispositivos médicos, um fabricante aeronáutico e industrial de motores, um fornecedor global de máquinas de impressão 3-D e um dos principais fabricantes de armas de fogo.

Praxair Inc. assinou um contrato de longo prazo para o fornecimento de gases industriais para uma nova usina siderúrgica que está sendo construída na região nordeste do Brasil. A usina será operada pela Companhia Siderúrgica do Pecém (CSP), uma joint venture entre a Vale, do Brasil, a Dongkuk Steel e Posco Steel, ambas da Coréia do Sul. A Praxair vai construir, manter e operar uma planta criogênica de 2.400 toneladas por dia que irá produzir oxigênio gasoso e líquido, nitrogênio e argônio. A usina, prevista para entrar em operação em 2016, vai permitir à CSP produzir uma expectativa de 3 milhões de toneladas de placas de aço por ano.

Inductotherm Group Brasil fornece sistema de têmpera por indução para componentes automotivos Máquina é equipada com sistema de transferência automática por robô A Inductotherm Group Brasil está entregando neste início de 2014 dois sistemas híbridos para têmperas interna e externa de componentes de juntas homocinéticas, tais como eixos, gaiolas e sinos.

O equipamento possui sistema de transferência automática por intermédio de robô entre as estações de têmpera interna e têmpera do eixo. O conversor de frequência possui duas saídas independentes que permitem o ajuste preciso da frequência para cada processo (interno e eixo).

18 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

A carga é automática e a saída possui esteira de roletes e não necessita de operador dedicado para descarga de peças. O equipamento ainda possui sistema de rejeição de peças não aprovadas, com caixa de segregação e acesso permitido somente a pessoas autorizadas.

Todo histórico de processo fica armazenado em um sistema coletor de dados. O set-up entre os produtos (eixos, gaiolas ou sinos) é feito rapidamente, apenas com substituição dos indutores com conexões de troca rápida e seleção do programa CNC.

do BRASIL Tecnologia Avançada com Fabricação Nacional Novidades

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Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 19

Novidades

TTT 2014

VII Conferência Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico (TTT 2014) será realizada no período de 31 de Agosto a 03 de Setembro deste ano Promovido pela Metallum, empresa especializada em eventos técnicos e científicos, o TTT 2014 irá promover um melhor contato entre os profissionais envolvidos na atividade de tratamento térmico, qualidade, engenharia do produto e pós-venda, representantes, fabricantes de equipamentos e insumos, institutos de pesquisas e instituições acadêmicas e profissionais que tenham interesse em tratamento térmico e seus equipamentos e acessórios.

O evento ocorrerá em Jarinú/SP nos dias 31 de Agosto a 03 de Setembro, e tem por objetivo ser o ponto de referência para discussão da situação atual do desenvolvimento e do mercado global do setor, bem como a divulgação de novos produtos, aprimoramento de processos e novas tecnologias em tratamento térmico. O TTT terá como presidente a Profa Dra. Lauralice de Campos Franceschini Canale da instituição EESC/USP (Escola de Engenharia de São Carlos – USP).

Entre os temas e os trabalhos técnicos que serão discutidos e apresentados estão: tratamentos térmicos e termoquímicos de ferrosos; tratamentos

térmicos de não ferrosos; metalurgia física e transformação de fases; técnicas de caracterização microestrutural; efeito de elementos de liga sobre a microestrutura e propriedades; análise de defeitos e falhas; banhos de sal, atmosferas e meios de resfriamento; equipamentos para controle de processo e para controle de qualidade; sistemas de aquecimento por indução; fornos, periféricos e insumos; automação e instrumentação; simulação; qualidade e produtividade; tendências, desenvolvimentos e novas tecnologias; revestimentos em CVD e PVD; entre outros.

O público-alvo abrange profissionais envolvidos com a atividade de tratamento térmico e análise de estruturas e propriedades mecânicas. Os usuários finais de produtos ou componentes tratados termicamente também podem participar do evento.

Para mais informações, prazos de inscrições ou para envio de trabalhos técnicos e científicos para o evento, acesse: www.metallum.com.br/ttt2014/ ou pelos telefones (11) 3731-8549 / (11) 3735-3772.

Thermprocess 2015: começou a contagem regressiva

As inscrições para as quatro feiras GIFA, METEC, THERMPROCESS e NEWCAST já estão em andamento

Potenciais expositores para feira de metalurgia em Düsseldorf, em 2015, estão tendo a oportunidade de se inscreverem para o evento desde janeiro: as quatro feiras de sucesso GIFA, METEC, THERMPROCESS e NEWCAST serão realizadas novamente em Düsseldorf sob o lema “The Bright World of Metals” (O Mundo Brilhante dos Metais), entre os dias 16 e 20 de Junho de 2015.

A THERMPROCESS tem uma longa tradição: a feira de comércio internacional tem sido, desde 1974, o lugar certo para se encontrar a tecnologia de processo térmico inovador. As apresentações das últimas tendências de soluções relacionadas com a produção e operação de fornos industriais e estações de tratamento de calor permitem aos visitantes obter informações que os mantém atualizados com a evolução da indústria. A gama de exposições inclui fornos industriais, estações de tratamento de calor industrial e processos térmicos, equipamentos para usos especiais, componentes, equipamentos e outros suprimentos, segurança do trabalho e ergonomia.

O público-alvo da 13ª Feira Internacional de Fundição (GIFA) 2015 são todas as empre-

20 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

sas ao redor do mundo interessadas em apresentar as suas operações nas áreas de fundição: plantas de fundição e fusão, tecnologia de refratários, máquinas e equipamentos para moldagem e confecção de núcleo, areias de moldagem e auxiliares de moldagem, preparação de areia e recuperação, máquinas de fundição, acabamento, sistemas de controle e automação, proteção ambiental e remoção de resíduos, bem como as tecnologias de informação. A GIFA tem sido uma grande parte do portfólio da Messe Düsseldorf desde 1956, estabelecendo um novo recorde na última vez em que foi realizada, em 2011, com 780 expositores de 45 países diferentes e 48.700 visitantes profissionais.

Já a METEC, a 9ª Feira Internacional de Comércio Metalúrgico, relatou outro aumento em relação aos expositores em 2011. Um total de 486 empresas de 33 países apresentaram seu know-how sobre o crescente setor metalúrgico e demonstraram estar ativamente envolvidas no sentido de assegurar que as operações sejam eficientes e ambientalmente saudáveis no futuro, graças aos seus desenvolvimentos de produtos. A METEC

tem sido uma das quatro feiras desde 1979 e concentra-se em equipamentos para ferro, aço e metais não-ferrosos, fundição e para a formação de aço, para a proteção ambiental, a remoção de resíduos e purificação de gás, para a engenharia elétrica e tecnologia de processo, por medição e tecnologia de teste, para tecnologia da informação, para usinas metalúrgicas, laminadores e siderúrgicas.

A mais recente adição para o evento é a NEWCAST, que tem sido o quarto membro do quarteto desde 2003. É a feira mais importante do mundo para a fundição de precisão, sendo o destaque de sua indústria a cada quatro anos e registrando taxas de crescimento excelentes. Os setores abrangidos pelas fundições vão desde a indústria de automóveis, a indústria aeroespacial para máquinas e fábricas e engenharia médica. Em 2011, 374 empresas de 30 países expuseram os seus produtos e serviços na 3ª NEWCAST. A contagem regressiva para The Bright World of Metals, com o início do processo de inscrição, marca o começo da intensiva fase preparatória para o pessoal no departamento de exposição da feira, uma vez que as inscrições se encerram oficialmente já em 30 de Abril de 2014. É possível efetuar a inscrição on-line pelos portais das feiras: www.gifa. de/2330, www.metec.de/2330, www.thermprocess.de/2330 e www.newcast.de/2330.

Novidades

Redução do consumo de energia elétrica em moinhos e fornos Lubrificantes especiais aumentam a eficiência energética das indústrias Fornos e moinhos têm grande importância nos processos produtivos da indústria de mineração e, dependendo do produto processado, estes são os equipamentos de maior potência elétrica instalados em uma planta, sendo comum encontrar alguns equipamentos que possuem motores elétricos com até pouco mais de 4 MW de potência.

Em equipamentos como estes, qualquer percentual na redução de consumo de energia é altamente representativo.

Em um caso observado em uma indústria de cimento, por exemplo, o consumo deve ser mencionado em MWh / tonelada de cimento produzido. Qualquer redução deste consumo, em particular, tem reflexos diretos na redução do custo do produto e, assim, gera maior competitividade e lucratividade para a empresa.

Tendo em vista que uma operação de um moinho acionado por um motorredutor planetário de 1,5 MW (descontada as paradas programadas pela planta) seja de aproximadamente 8.200 horas por ano e um custo de energia de R$ 150,00 / MWh, é possível confirmar que apenas este equipamento representa uma despesa operacional de R$ 1,8 milhão por ano em energia.

Em termos de lubrificação, quando se trata de um redutor com reservatório de 1.000 litros, a troca de óleo mineral ocorria a cada dois anos, requerendo uma parada programada de manutenção de cerca de 4 horas para esta operação. Com a troca para um óleo da Klüber Lubrication base sintética, o período de troca pode ser esten-

dido para cerca de dez anos. Isso, de imediato, aumenta a disponibilidade do equipamento em cerca de 20 horas.

A Klüber Lubrication, empresa de origem alemã presente em mais de 60 países fornecendo soluções em lubrificação, informa que com o emprego da metodologia de mensuração foram realizadas medições do consumo específico (KWh / ton) deste equipamento com óleo mineral durante 60 dias. Depois, fazendo a mesma atividade de medição com o óleo sintético, foi identificada e comprovada a redução no consumo de energia em 3,9% ou R$ 73.000,00 / ano e, assim, o retorno de investimento foi bem menor que um ano. Se considerar que trata-se de um óleo com vida útil superior a dez anos, o benefício total do cliente é de R$ 730.000,00 apenas com a redução do consumo de energia, sem contar o aumento de disponibilidade do equipamento e menor mão de obra empregada na manutenção neste período.

WORKSHOP “G ERMAN‐BRAZILIAN COOPERATION “

IN THE FIELD OF PLASMA TECHNOLOGY Energia de Plasma mudando o mundo

Na indústria de transformação, o plasma é utilizado para modificações seletivas nas características do material. O tratamento com plasma gera um aumento almejado e regulável na adesividade e molhabilidade da superfície. Isto torna possível a utilização industrial de materiais completamente novos e ambientalmente corretos (mesmo nãopolares), tintas sem solventes (sem VOC) e colas. Hoje em dia, muitos processos de tratamento de superfície com produtos químicos podem ser substituídos por um tratamento com plasma.

Data: 17 a 19 de Março de 2014 Local: Parque Balneário Hotel - Santos - SP Inscrição: ku@balticnet-plasmatec.org até 07 de Março de 2014 Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 21

Novidades

PlaTeG lança SmartNitrider PP120 e nomeia novo representante no Brasil Alberto Gómez será responsável por vendas e assistência aos equipamentos a plasma A PlaTeG GmbH, uma companhia do grupo alemão PVA TePla Group nomeou o engenheiro Alberto Gómez para seu representante no Brasil. Com escritório em Rio do Sul, Santa Catarina, Alberto Gómez será responsável por vendas e suporte técnico no Brasil para os equipamentos a plasma produzidos pela PlaTeG. A linha de produtos a plasma inclui fornos de nitretação iônica, nitrocarbonetação com ou sem pós oxidação, cobertura CVD, polimerização, esterilização e para limpeza superficial, em diferentes tamanhos e modelos.

A PlaTeG acaba de lançar no mercado um equipamento a plasma com preço acessível e com um prazo de entrega reduzido. O modelo SmartNitrider PP120 é uma versão especial da planta de plasma Standard-PulsPlasma®Nitriding PP120 Ø1000x1600 vendi-

da tradicionalmente pela empresa. Em comparação com a planta standard, o novo modelo pode ser fornecido com a câmara útil de dimensão comparável, com Ø1000x1600 mm, mas somente como modelo Mono em configuração fixa.

A PlaTeG foi fundada em 1986 tendo fornecido centenas de equipamentos a plasma a nível mundial desde então. Em 2009 a empresa forneceu um dos maiores equipamentos de nitretação iônica já construídos no mundo, com diâmetro útil de 4300 mm e altura de 10500 mm. O forno foi fornecido a uma fabricante de autopeças da Coréia do Sul. Desde 2006, a PlaTeG GmbH pertence ao grupo PVA TePla, fabricante Alemão de sistemas de alto vácuo, para tratamento térmico de metais e sinterizados.

Codere fornece instalações no Leste Europeu, Índia e na América do Sul Empresa comemora vendas de 2013 e anuncia expansão na América do Sul e outras localidades A fabricante de sistemas modulares de tratamentos térmicos Codere, com sede na Suíça, informa que em Setembro de 2013 foi adquirida em sua totalidade pela Galika AG, que era seu segundo acionista majoritário na época. Esta aquisição resultou em uma separação entre Codere & Econox S.A., que passam a agir a partir de agora como entidades separadas. Galika é uma empresa atuante na área de tecnologia de fabricação metal mecânica, com ênfase de atividade na Europa Central e Oriental, bem como na

ex-União Soviética. No ano de 2013, a empresa apresentou mudanças em sua gerência sênior, com entrada em novos mercados e expansão.

No final do ano passado, Codere & Pyradia habilitaram com sucesso sua primeira instalação nos Estados Unidos, trabalhando sob um contrato de licença. Em Abril de 2014, a Codere embarcará ao Chile sua primeira instalação de um Sistema 250. Três novas instalações de tamanhos diferentes foram vendidas recentementes na Rússia.

Yokogawa desenvolve Adaptador Wireless Multiprotocolo

Metaltrend fornece linha de tratamento térmico de alta produção

A Yokogawa Electric Corporation anunciou o desenvolvimento de um adaptador wireless multiprotocolo que permite a instrumentos de campo ou sensores analíticos convencionais com fio serem usados como dispositivos ISA100 Wireless e lançará modelos em meados de Maio a Julho que suportam comunicações padrões baseadas em HART e RS485 Modbus. A empresa ainda planeja lançar modelos adicionais que irão abranger outros padrões, visando facilitar a introdução de sistemas wireless nas plantas.

Os sistemas de campo wireless permitem que os dispositivos de campo, o monitoramento do host, o controle e outros sistemas em uma planta se comuniquem sem fio uns com os outros. Eles têm inúmeras vantagens, como: permitir a instalação de instrumentos de campo ou sensores analíticos em locais de difícil acesso, eliminando a necessidade de cabos para conectar dispositivos e custando menos na hora de instalar.

Quando o adaptador Wireless multiprotocolo é montado em um instrumento de campo ou um sensor analítico com fios, o instrumento ou o sensor é capaz de funcionar como um dispositivo Wireless ISA100. Pode ser usado com qualquer tipo de instrumento de campo ou sensor analítico com fios usados em plantas produtivas, como os utilizados para controlar a temperatura, a pressão, o nível de líquido, de vibração ou para a detecção de gás e é compatível tanto com os dispositivos Yokogawa quanto com dispositivos de outros fornecedores.

Uma importante forjaria brasileira adquiriu da Metaltrend uma linha de tratamento térmico de alta produção e inédita flexibilidade e grau de automação. Com uma capacidade de produção de 10.000 Kg/ h, a instalação permite a execução de todos os ciclos relevantes: normalização; resfriamento controlado; têmpera direta; reaquecimento para têmpera; têmpera em polímero; revenimento; recozimento isotérmico.

O avanço da carga por intermédio do forno se dá por sistemas de viga móvel, permitindo, para diversos tipos de peças, o transporte sem o auxílio de grelhas, proporcionando importante redução do consumo de energia, além de evitar o desgaste das grelhas nestas aplicações. As várias etapas do processo são interligadas por sistemas transportadores e robôs.

O aquecimento se dá por gás natural e, também indo ao encontro do baixo consumo de energia e alta uniformidade de temperatura, conta com sistemas de combustão e controle com recuperação de calor tanto nos fornos de alta como de baixa temperatura.

10 anos de Metaltrend - No mês de Fevereiro, a Metaltrend completou 10 anos de existência. A empresa surgiu do desmembramento, em 2004, da Divisão de Fornos Industriais da empresa Brasimet.

Adquirida na época por funcionários, criou-se a Metaltrend Equipamentos Industriais Ltda. A Metaltrend assumiu, então, todo o acervo técnico, estrutura de pessoal e associações tecnológicas da Divisão de Fornos da Brasimet.

Aparelho permite Instrumentos de Campo 2-fios se comunicarem com equipamentos Wireless ISA100

22 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Equipamento fornecido a forjaria brasileira tem capacidade de produção de 10.000 Kg/h

Novidades

Feira Internacional da Mecânica acontecerá de 20 a 24 de Maio

Realizado a cada dois anos pela Reed Exhibitions Alcantara Machado, evento chega à sua trigésima edição A Feira Internacional da Mecânica, que será realizada de 20 a 24 de Maio, chega em 2014 à sua 30ª edição. Para Carlos Pastoriza, secretário da presidência da ABIMAQ (Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos), entidade apoiadora do evento, 2013 foi um ano desafiador para o setor de bens de capital. “Recuperamos um pouco da produção no segundo semestre.

As razões são os suspeitos de sempre: custo Brasil, taxa de câmbio e a profusão de regimes tributários com viés importador”.

Carlos Padovan, presidente do comitê da Feira, acredita que o empresário deve olhar mais adiante e preparar seu parque industrial para 2015, apesar do sentimento geral de que 2014 será um ano atribulado por conta do número de feriados, Copa do Mundo e eleições presidenciais no Brasil.

“Na Feira, os compradores e expositores vão projetar cenários para 2015. Se existe fôlego para crescimento, você precisa se preparar de um ano a seis meses antes. E a verdade é que precisamos melhorar ainda mais nosso parque industrial. Existem muitas máquinas que estão sendo desenvolvidas para lançamento na próxima Mecânica, e a NR-12 ainda será um dos maiores motivos de busca por novas máquinas”, prevê Padovan. A Norma Regulamentadora Nº 12 do Ministério do Trabalho define referências técnicas, princípios fundamentais e medidas de proteção para a saúde e a integridade física dos trabalhadores.

Em 2012, a Mecânica atingiu a marca de duas mil empresas expositoras e contemplou cerca de 25 setores da indústria, entre eles as áreas de automação e controle de processos, equipamentos para tratamento ambiental e refrigeração, solda e tratamento de superfícies, máquinas-ferramenta, entre outros. Lotados, os corredores do Anhembi, onde a Feira acontece, receberam 109

mil visitantes únicos, número que bateu o recorde de 2010, de 105.851 visitantes, vindos de 60 países, entre eles Argentina, EUA, Itália, Alemanha, Espanha, França, Suíça, Canadá, Chile, Peru, Venezuela e Portugal. “A Mecânica representa a principal ferramenta de marketing e vendas para a indústria brasileira. Todo nosso empenho na organização desse evento é para construir um amplo relacionamento entre o expositor e os compradores do setor”, afirma Liliane Bortoluci, diretora da Feira.

Dados divulgados em setembro pela ABIMAQ apontam que o faturamento do setor em Agosto foi de R$ 7,3 bilhões, um crescimento de 6,8% sobre Julho. No mesmo período, as exportações alcançaram US$ 1,3 bilhão, montante 11,8% acima do verificado no mês anterior. Ainda em Agosto, o parque fabril brasileiro de bens de capital mecânico trabalhou com uma carteira de pedidos para 2,9 semanas, ligeira alta de 0,6% em relação a julho. O consumo aparente de máquinas e equipamentos alcançou R$ 80,3 bilhões entre Janeiro e Agosto deste ano.

As expectativas para a edição de 2014 não são diferentes.

Espera-se que a 30ª Feira Internacional da Mecânica reflita a recuperação de investimentos no setor de bens de capital, já que a recente valorização do dólar e os estímulos do governo adotados em 2012 - como a desoneração da folha de pagamento, a extensão do PSI-FINAME e a desoneração de alguns segmentos - começam a dar resultado e melhoram a competividade dos fabricantes de máquinas nacionais. E neste contexto de retomada, a feira já se provou por décadas uma importante plataforma de fomento à expansão da indústria brasileira.

Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 23

Produtos

Linha de Tratamento Térmico de Metais Grefortec

Linha de tratamento térmico produzida utilizando componentes e recursos de última geração tecnológica, sendo operada via sistema supervisório (microcomputador e CLP), onde ocorre uma enorme facilidade operacional, identificação rápida de lotes de produção, manutenções e acesso remoto. Linha composta por: forno câmara com atmosfera controlada, forno para revenimento com atmosfera controlada, lavadora com dois estágios (imersão e spray), carro transportador de carga, mesas de preparação e resfriamento de carga e painel de comando com sistema supervisório. www.grefortec.com.br

Forno Contínuo de Esteira ASTT - Aichelin Group

Forno contínuo previsto para tratamento térmico de peças seriadas em grandes quantidades, peças de pequeno porte e peças de precisão. A carga é transportada através da câmara aquecida sobre esteira trançada em fios metálicos. Equipado com mufla estanque à prova de gás. Previsto para processos de tratamento térmico como têmpera, cementação com têmpera, cementação, nitretação, austenitização, brasagem e sinterização. www.aichelin-astt.com.br

Torno Pesado Atlasmaq

O torno pesado Atlasmaq TMGA-CQ62110F foi projetado para oferecer total segurança, conforme norma NR-12. É robusto, de grande porte e excelente para facilitar serviços de usinagem pesada. Conta com sistema hidráulico do eixo árvore, garantindo maior torque. O carro longitudinal e transversal é acionado por um sistema de Joystick para uma aproximação rápida e precisa. O barramento triplo do TMGA-CQ62110F possui estrutura robusta, conferindo mais precisão e estabilidade na usinagem, além dos seus 600/700 mm de largura. Acessórios standard: 3 placas, 2 lunetas, visualizador digital. www.atlasmaq.com.br

Queimadores Monobloco Avitech Aquecimento

Queimador monobloco de alta tecnologia, modelo Jolly 15 Mc, fabricado na Itália pela Oroflam, de acordo com todas as normas de segurança da Comunidade Européia. Funcionamento automático através

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de programador de combustão, pressostato de ar e gás, além de válvulas de admissão independentes, o que proporciona um menor custo de manutenção e simplicidade na regulagem. Os queimadores Oroflam trabalham em potências desde 20.000 kcal/h até 3.500.000 cal/h em regimes de 1 estágio de chama, 2 estágios de chamas e modulantes. A Avitech Aquecimento é distribuidor exclusivo da marca Oroflam no Brasil, com grande estoque de peças de reposição para queimadores. www.avitechaquecimento.com.br

Elementos de Aquecimento de Carbeto de Silício ElComp

Os elementos de aquecimento em barras de carbeto de silício fabricados pela Jinyuco SiC Heating Elements são empregados em fornos elétricos industriais de grande porte, com as seguintes aplicações típicas: metalurgia - tratamento térmico, forjamento, recozimento, endurecimento e desoxidante, brasagem, fusão de metais preciosos, sinterização de peças de metal em pó e fusão, indústrias de aquecimento com temperaturas de aplicação acima de 540°C até 1600°C. www.elcomp.com.br

Esteira Balanceada Laceada Produtiva Esteiras

A esteira balanceada laceada possui haste de ligação que se enlaça com a seguinte na forma de escada, formando uma borda de formas suaves e uniformes. O resultado é uma esteira resistente e de maior eficiência para se trabalhar em altas temperaturas. Os ganchos do enlaçado podem ser soldados para obter uma maior robustez do conjunto. Atualmente, é a esteira utilizada para fornos de sinterização, solda de cobre e outras aplicações até 1150ºC. Tem suas aplicações nos seguintes campos: indústria metal mecânica, tratamento térmico, processos de sinterização pós-metálicos, processos de solda em fornos contínuos, além de outros processos em fornos de alta temperatura. www.produtivaesteiras.com.br

Fornos Tipo Torre

Master Fiber Fornos Industriais Os fornos tipo torre de máxima eficiência, fabricados sob licença da Stötek Danmark, usam uma fração da energia utilizada por fornos convencionais e ainda evitam a oxidação do alumínio, proporcionando um altíssimo rendimento na fusão, levando a um baixíssimo custo de operação. Os materiais utilizados são específicos para contato com alumínio líquido, que não

R

2014

Visite-nos na Feira da Mecânica: Rua C Stand 461

Fornos industriais Com mais de 18 anos de experiência, a Industrial Hea�ng Equipamentos e Componentes Ltda. fabrica e reforma equipamentos para os mais diversos serviços térmicos e fornece peças de reposição.

Com parcerias internacionais, representa algumas das mais conceituadas marcas para tratamentos específicos:

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Fornos e Estufas para processos especiais, indicados para laboratórios, universidades ou centros de P&D, em conformidade com a norma AMS 2750‐E.

Fornos para Nitretação a Plasma, Recobrimentos, DLC, ETC e Fornos para Têmperas a Vácuo. Áustria

Fornos para Cementação a Baixa Pressão ‐ LPC, Linhas Especiais para Têmperas e Revenimento.

França

Fornos e Estufas Industriais fabricados no Brasil, linhas de Banho de Sal, Cementação Gasosa, Nitretação, Revenimento, etc.

Brasil

Industrial Hea�n� �quipamentos e Componentes Ltda Tels: (19) 3854‐6699 / (19) 9236‐4202 vendas@industrialhea�ng.com.br

www.industrialhea�n�.�om.br

Produtos

só levam a um baixo custo de operação como também têm longa vida em operação. As baixas temperaturas externas dos fornos propiciam ambiente de trabalho mais agradável e evitam a fadiga térmica dos operadores. Têm manutenção simples, rápida e fácil. Também disponibilizamos no mercado acessórios e ferramentas para a fusão de metais. www.masterfiber.com.br

Tinta de Isolamento Térmico Menphis Engenharia

A Insulation Coating DTI é uma nova tecnologia em tinta isolante para isolamento térmico de temperaturas até 200°C. O resultado do processo inibe a corrosão sob a camada do isolamento aplicado. O procedimento é aprovado pela organização independente NSF International. A Menphis comercializa produtos destinados aos segmentos de isolamento térmico e aquecimento elétrico, além de oferecer mão de obra especializada na aplicação de tais. Também oferece outros materiais para compor a linha de produtos que tenham sinergia com aquecimento e isolamento térmico, voltados ao uso industrial, permitindo que nas propostas de soluções técnicas seja oferecida a melhor relação custo-benefício. www.menphis-em.com.br

Resfriadores a Ar para Gerador de Gás Atmosférico Metaltech Sorocaba

Os resfriadores (trocadores de calor) para geradores de gás atmosféricos End-O-Therm™ fabricados pela SBS Corporation resfriam o gás atmosférico de cementação usado na indústria de tratamento térmico sem a utilização de água como meio de resfriamento. O resfriamento direto com ar elimina os perigos da refrigeração com água. Nunca mais troque catalisadores ou retortas arruinados por vazamentos de trocadores de calor refrigerados a água. www.metaltech.com.br

Sondas Termopar com Junção de Transição Reforçadas Omega Engineering

As sondas da série TJ36 para uso pesado contam com a bainha em cabo inox e cabo de ligação revestido oferecendo alta performance, resistência e precisão. As sondas de transição de trabalho pesado oferecem terminação conveniente para fio de ligação revestido com PFA. A junção de transição tem 1,63” de comprimento, com uma mola de 1” para alívio de tensão. O diâmetro da junção é de 1/4”, sondas com diâmetro de 1/16” e 1/8”, e de 3/8” para sondas com diâmetro de 3/16” e 1/4”. É possível solicitar uma customização no comprimento extra da sonda, na malha externa, ou cabo blindado. www.br.omega.com

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Equipamento de Nitretação Iônica PlaTeG

O Smart Nitrider PP 120 é uma linha completa de nitretação iônica, própria para nitretar / carbonitretar com ou sem pósoxidação. A sua câmara de trabalho tem dimensões úteis: diâmetro de 1000 mm e altura de 1600 mm. A corrente pulsada é de 120A. A nitretação a plasma é utilizada para o tratamento superficial de peças de trabalho oferecendo alta proteção contra o desgaste. Para o tratamento por plasma, as peças são colocadas em um recipiente de vácuo, estando eletricamente isoladas da carcaça. A uma pressão de 50-500 Pa, uma tensão elétrica pulsada de várias centenas de volts, é alternada entre a peça e o vaso. Ocorre uma ionização do gás remanescente no recipiente, sendo que os íons elétricos positivos se movem em direção à peça realizando o processo. www.plateg.com

Refratários

Refratários Paulista Refratários à base de cordierita, mulcorita e mulita, presentes nos mais diversos segmentos industriais com produtos que atendem às mais diversas exigências técnicas, tais como: rolos de mulita e placas de cordierita para fornos cerâmicos, peças especiais de mulita para a indústria de sanitários, abrasivos para empresas de artefatos de metal, outros materiais refratários e filtros cerâmicos à base de alumina e carbeto de silício. Também fornece peças especiais para a produção de ligas de alumínio, magnésio, cobre, zinco e ferro fundido destinados aos mercados nacional e internacional. www.rpa.ind.br

Transformadores Secos Romagnole Produtos Elétricos

Atuando na fabricação de produtos para distribuição de energia e instalações elétricas industriais, o Grupo Romagnole possui uma linha de transformadores secos com alto padrão de qualidade e eficiência. Os equipamentos se destacam pelo alto nível de segurança, sendo ideais para ambientes com grande fluxo de pessoas, como shopping centers, hotéis, hospitais, supermercados, centros comerciais, estações e terminais de transporte coletivo, estádios, ginásios, instituições de ensino, auditórios e indústrias que trabalham com materiais inflamáveis. A empresa também oferece uma vasta linha de ferragens eletrotécnicas, postes e demais artefatos de concreto utilizados em redes elétricas. www.romagnole.com.br

Produtos

Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 27

Produtos

Politriz Lixadeira Metalográfica de Velocidade Variável-PVV200 Teclago

A Politriz Lixadeira é confeccionada em alumínio e protegida com pintura eletrostática a pó, oferecendo excelente resistência à corrosão, em versão simples (um prato). Acomoda pratos de 200 mm de diâmetro. Cuba impermeabilizada e antiaderente com diâmetro de 260 mm possibilitando o trabalho manual com lâminas delgadas e secção polida. Velocidades de trabalho variáveis entre 50 a 1000 RPM, selecionadas através de comando eletrônico (com proteção contra curto-circuito) fixado no painel frontal, com três funções: liga, desliga reversão de giro (horário e anti-horário) e ajuste de velocidade. Sistema de parada de emergência selecionado através de botão tipo cogumelo conforme normas de segurança vigentes. Pode ser utilizada como politriz com alumina ou pasta de diamante e também como lixadeira com lixas auto-adesivas ou não. Apropriada para laboratórios metalográficos, físicos, petrográficos, mineralogia, geologia, odontologia e análises químicas. www.teclago.com.br

Válvula Reguladora de Temperatura Richards do Brasil

As válvulas reguladoras de temperatura MK80 produzidas pela Jordan Valve são ideais para várias aplicações de aquecimento ou resfriamento em diversos segmentos da indústria. Combinando a tecnologia da sede de disco deslizante com seu Atuador Selado Soldado (SWA), promovem alta rangeabilidade, precisão e longa vida em uma operação industrial contínua. A Richards do Brasil é certificada pelo ISO 9001:2008, e tem mais de 100 anos de experiência em engenharia de válvulas e bombas industriais para os setores de óleo e gás, petroquímico, químico, siderúrgico, mineração entre outros. www.richardsdobrasil.ind.br

Sistema de Visão para Altas Temperaturas Infratemp

O sistema INFRACCTV é composto por câmera CCD de alta resolução, sistema de refrigeração, sistema de retração, painel de comando e estação de monitoração de vídeo para processos industriais de alta temperatura. Com tecnologia avançada e com mais de 90% de itens nacionais, este sistema proporciona eficientes e confiáveis soluções para diversos processos industrias onde haja necessidade da monitoração constante do processo. Recursos e vantagens do sistema: câmera colorida CCD de alta resolução, superior a 540 linhas, híbrida com saídas analógicas 1,0 Vpp 75 ohms e Ethernet IP, sistema de refrigeração com água e ar permite instalações em processos até 1600ºC. www.infratemp.com.br

28 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Serviços

Tratamento Térmico e Termoquímico Metalpaulista Metalúrgica

A empresa Metalpaulista Metalúrgica é especializada no ramo de tratamento térmico e termoquímico, oferecendo os seguintes tipos de serviços: alívio de tensões, carbonitretação gasosa, cementação gasosa, coalescimento, envelhecimento, jato de granalha, nitretação gasosa, normalização, recozimento, têmpera e revenimento. Possui certificação ISO 9001:2008, garantindo a qualidade e satisfação de seus clientes. Na linha de tratamento térmico os aços são tratados termicamente com atmosfera controlada, os fornos estão preparados para atender o mercado com diversas dimensões, sendo que os mesmos possuem sistema supervisório para rastreabilidade do processo. Atua nos segmentos: espacial, aeronáutico, defesa, automobilístico, agroindústria e construção civil. www.metalpaulista.com.br

Tratamento Térmico de Aço Ferramenta

Temperatura Máxima: 1000ºC até 1300ºC.

Utilizado para diversos processos em ferramentarias, laboratórios e uso geral.

Ultraterm

A empresa realiza tratamentos térmicos em peças de aço com as mais variadas geometrias e dimensões. Conta com um laboratório próprio para análise da qualidade dos serviços. Executa tratamento térmico em peças fabricadas em aço rápido, aço para trabalho a frio e a quente, aço construção mecânica, aço para cementação, aço inox entre outros. www.ultraterm.com.br

Equipamentos e Soluções para Tratamentos Térmico e Termoquímico Desde 2011, a A‐Sistemas de Tratamentos Térmicos Ltda é a subsidiária oficial do Grupo Aichelin no Brasil, situada na cidade de Votoran�m�SP. O Grupo Aichelin é líder internacional na fabricação de equipamento e serviços para Tratamentos Térmicos e Termoquímicos.

De acordo com sua necessidade, podemos oferecer com todo suporte técnico disponível no Brasil: Fornos Tipo Câmara Fornos de Soleira Rota�va Fornos Con�nuos �Pusher� Fornos Tipo Anel Fornos de Soleira de Rolos Fornos de Esteira Equipamentos para Limpeza Queimadores Industriais NOXMAT Peças de Reposição Consultoria, Assessoria Técnica e Treinamento Manutenção Modernização e Modificações Chamber Furnace Line Instalação de Fornos Tipo Câmara 2014

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www.aichelin‐as�.co�.�r contato@aichelin‐as�.co�.�r �el: +55 15 4141‐3313 Votoran��� S�o Paulo ‐ SP Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 29

Indicadores Econômicos

Número de Consultas

Confira o resultado da pesquisa de opi-

Número de Pedidos

nião feita com os nossos leitores quanto à tendência (de crescimento ou de diminuição) dos números do mercado de tecnologias térmicas. Foram feitas as seguintes perguntas aos cadastrados em nosso banco de dados: 1) O número de consultas de clientes mudou de Outubro para Dezembro de 2013? Defina um ponto na escala entre -10

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Carteira

2) O número de pedidos de clientes mu-

Futuro

dou de Outubro para Dezembro de 2013?

Defina um ponto na escala entre -10 a +10.

3) Como mudou a sua carteira de pedidos de Outubro para Dezembro de 2013?

Defina um ponto na escala entre -10 a +10.

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indústria de tecnologias térmicas nos pró-

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ximos 30 dias? Defina um ponto na escala entre -10 a +10.

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Siderurgia Antonio Augusto Gorni | agorni@iron.com.br

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Novos Processos Tornam o Aço Mais Competitivo

eças automotivas mais leves requerem aços mais resistentes, que permitam a redução das dimensões dos componentes sem prejudicar seu desempenho mecânico.

Contudo, a maior resistência prejudica a estampabilidade das chapas de aço. A solução mais comum para esse impasse tem sido o uso de aços com microestruturas “exóticas” - como o bifásico, TRIP e TWIP – que permitem conciliar, até certo ponto, alta resistência mecânica e boa conformabilidade. Mas o ideal mesmo seria dissociar as características de estampagem do aço de seu desempenho mecânico como produto final.

Um grande avanço nessa área é a estampagem a quente, processo de conformação que nos últimos tempos vem avançando de forma significativa no Brasil, embora tenha sido criado na Suécia há mais de quarenta anos. Como seu nome dá a entender, neste caso a estampagem é feita a altas temperaturas, com o aço no estado austenítico, tomando proveito da sua baixa resistência mecânica e alta ductilidade sob tais condições. O resfriamento da peça conformada ocorre imediatamente após a conformação, dentro da própria matriz de estampagem refrigerada a água. Consegue-se, dessa forma, conciliar estampabilidade e níveis excepcionalmente altos de resistência mecânica, o que vem favorecendo o uso desse processo na fabricação de componentes críticos do ponto de vista da segurança veicular, como para-choques, colunas B etc. No momento, a versão mais comum desse processo usa chapas de aço ao boro (22MnB5), revestidas com AlSi, tanto para evitar a oxidação da chapa durante a austenitização pré-tempera como para proteger a peça final contra a corrosão atmosférica. Após a estampagem, a peça é resfriada dentro da própria matriz até atingir temperatura abaixo do valor relativo ao início da transformação martensítica, sendo então retirada da matriz. O resfriamento posterior ao ar serve como tratamento de revenido.

Algumas modificações deste processo, já implantadas em caráter industrial ou piloto, também são muito interessantes. No caso de peças que apresentam zonas localizadas que devem possuir diferentes níveis de resistência mecânica, é possível propor o uso de blanques sob medida, constituídos de vários tipos de chapas soldadas com níveis diferentes de temperabilidade, conforme o local específico do blanque onde elas estão localizadas. Regiões mais duras do blanque são feitas com aços com maior temperabilidade, enquanto as regiões com menor resistência mecânica

são feitas com aços apresentando composições químicas mais simples.

Ou, alternativamente, o blanque pode ser feito em um único tipo de aço, com as zonas apresentando diferentes propriedades mecânicas sendo criadas por meio do estabelecimento de regiões correspondentes na matriz de estampagem que aplicam à peça diferentes valores de taxas de resfriamento. Mas o futuro é ainda mais promissor, pois a variação de composições químicas e taxas de resfriamento a partir do estado austenítico permite a obtenção de uma gama quase infinita de microestruturas e dos correspondentes perfis inéditos de propriedades mecânicas. Também é possível efetuar estampagem a morno, aumentando ainda mais a variedade de microestruturas produzidas por esse processo. Portanto, há um vasto campo de pesquisas a ser explorado.

Por outro lado, a maior complexidade do processo implica em maiores custos e investimento financeiro em equipamentos. A necessidade de austenitização e têmpera na matriz eleva o tempo de ciclo necessário para a fabricação do componente unitário, reduzindo a competitividade do processo. Uma peça feita com um aço avançado de alta resistência mecânica (AHSS) estampado a frio é mais barata do que o mesmo componente feito por estampagem a quente. Contudo, este último processo permite reduzir ainda mais a espessura do componente, além de dispensar o uso de reforços estruturais extras que se fazem necessários na versão estampada a frio que, ainda por cima, geralmente é feita com aços contendo teores mais elevados de elementos de liga e, portanto, mais caros. Tudo isso resulta numa excepcional redução de peso na peça sem afetar seu desempenho mecânico, viabilizando o atendimento dos requisitos legais em termos do consumo de combustível e emissões de gás carbônico pelo veículo. Além disso, devido à minimização do retorno elástico, a precisão dimensional da peça estampada a quente é muito maior do que a versão correspondente estampada a frio. IH Antonio Augusto Gorni é Engenheiro de Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (1981); Mestre em Engenharia Metalúrgica pela Escola Politécnica da USP (1990); Doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual de Campinas (2001); Especialista em Laminação a Quente. Autor de mais de 200 trabalhos técnicos nas áreas de laminação a quente, desenvolvimento de produtos planos de aço, simulação matemática, tratamento térmico e aciaria.

Arte e tecnologia em processos térmicos a vácuo e plasma Certificação Têmpera a Vácuo até 12 bar Dimensões: 600x600x900 mm 1000 kg

Nitretação Iônica por Plasma Dimensões: 700 x 1600 mm 2000 kg

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Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 31

CSFEI - ABIMAQ

Eleições ABIMAQ e SINDIMAQ para o Quadriênio 2014/2018 INOVAMAQ 2014 - Nova Chapa Garante Continuidade

Modelos de Credenciamento e Procuração para Votar

http://www.abimaq.org.br/comunicacoes/presidencia_ informa/2014/Ele14-Modelo-credenciamento-p-votar.pdf

Carlos Pastoriza e Luiz Albert Neto

Composta por 300 representantes de empresas associadas, a INOVAMAQ 2014 se constitui como a maior chapa já inscrita na história das entidades ABIMAQ e SINDIMAQ e é chapa única para as eleições de 2, 3 e 4 de Abril de 2014.

Carlos Pastoriza, candidato à presidência, garante a continuidade da luta desenvolvida nos últimos sete anos em defesa das associadas e do setor de máquinas e equipamentos, tendo, inclusive, o atual presidente, Luiz Albert Neto, como primeiro vice.

http://www.abimaq.org.br/comunicacoes/presidencia_ informa/2014/Ele14-Modelo-procuracao-p-votar.pdf

Comunicado Especial de Luiz Aubert Neto, Presidente da ABIMAQ e do SINDIMAQ Prezado empresário, Conforme divulgamos por meio da publicação no Diário Oficial da União e pela circular “Presidência Informa” de 27 de Janeiro último, assim como da edição de Fevereiro do nosso informativo “Informaq”, a votação para a escolha dos ocupantes dos cargos eletivos dos órgãos da administração da ABIMAQ e do SINDIMAQ para o quadriênio 2014 - 2018 ocorrerá nos dias 2, 3 e 4 de Abril de 2014.

Gostaríamos de salientar que, além de a votação exigir a participação mínima prevista nos regimentos internos das eleições das entidades, e apesar dela ocorrer em torno de apenas uma chapa concorrente em relação a cada uma das casas, é de extrema importância que a eleição dos novos dirigentes seja homologada com a presença maciça das empresas associadas. Com isso, os novos administradores da ABIMAQ e do SINDIMAQ estarão mais fortemente legitimados e comprometidos com a difícil e importante missão de trabalharem pelo desenvolvimento e fortalecimento da indústria brasileira de máquinas e equipamentos.

Queremos lembrar também que, tendo em vista a eleição ser realizada com uma única chapa concorrente por entidade, a associada poderá exercer o seu direito de voto por intermédio de: (I) uma pessoa vinculada à empresa devidamente credenciada, ou (II) um procurador de livre escolha. O credenciamento ou o instrumento de procuração deverá ser elaborado e assinado em papel timbrado da empresa, com base nos modelos acima.

Assim, permitimo-nos sugerir que o prezado colega associado anote, desde já, na sua agenda, uma das datas acima referidas (2, 3 ou 4 de Abril, no horário das 8h30 às 18h) para o exercício da democrática prerrogativa de votar nas eleições da ABIMAQ e do SINDIMAQ. Contamos com o prestígio da sua honrosa participação!

Com as saudações cordiais, Luiz Aubert Neto Presidente

ATENÇÃO: Alteração na data da reunião da CSFEI - A Reunião Ordinária de Abril teve sua data alterada para 04 de Abril de 2014.

32 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

ABM

1º Workshop de Tratamentos de Superfícies de Ligas Resistentes à Corrosão Evento será Realizado nos Dias 22 e 23 de Julho, Integrado à Programação do 69º Congresso Anual da ABM, em São Paulo

A

necessidade de novas tecnologias em materiais é crescente, tendo em vista atender às necessidades de desempenho exigidas pelos setores da indústria de base, de máquinas e ferramentas e de manufatura em geral.

Estas tecnologias são sempre desenvolvidas no sentido de garantir segurança, melhorar a capacidade de produção, elevar o tempo de vida em serviço, diminuir paradas de máquinas e processo, reduzir custos de produção, entre outros benefícios.

Devido a essa importância, será realizado nos dias 22 e 23 de Julho, em São Paulo, o 1° Workshop de Tratamentos de Superfícies de Ligas Resistentes à Corrosão. O evento acontece paralelo ao 69° Congresso Anual da ABM - Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração, que ocorrerá de 21 a 25 de Julho, no Centro de Convenções Frei Caneca.

“A Engenharia de Superfície tem crescido em importância como um meio de modificar a estrutura superficial de componentes tradicionais e, por consequência, suas propriedades, conferindo-lhes uma nova condição de desempenho com ganho considerável de vida. Por outro lado, a Engenharia de Superfície permite utilizar, em alguns casos, materiais de base de menor custo com um desempenho otimizado por suas novas propriedades superficiais, reduzindo custo do componente”, explicam os coordenadores do evento, Carlos Eduardo Pinedo (Heat Tech) e André Paulo Tschiptschin (EPUSP). É neste contexto, segundo ele, que o workshop buscará apresentar as novas tecnologias disponíveis para elevar o desempenho de ligas resistentes à corrosão, por meio da modificação microestrutural de sua superfície.

O 1° Workshop de Tratamentos de Superfícies de Ligas Resistentes à Corrosão foi planejado como parte de um projeto da

FAPESP entre os Departamentos de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola Politécnica da USP e da Universidade de Birmingham (Reino Unido), no desenvolvimento de tecnologias de tratamento superficial utilizando tecnologia de plasma. Em função disso, já estão confirmadas quatro conferências com renomados pesquisadores: dois da Inglaterra e dois do Brasil.

“Juntam-se a estas conferências uma programação de apresentações orais e de pôsteres com trabalhos de elevado nível acadêmico e tecnológico”, explica Pinedo.

O evento é dirigido aos profissionais da siderurgia e a todo público da indústria de manufatura, em especial aquela que necessita de componentes de elevada resistência à corrosão, tais como: petróleo e gás, petroquímica, química, farmacêutica, alimentícia, biomédica, cutelaria, ferramentaria, automotiva e aeronáutica.

Programação Especial Integrando as comemorações do 70° aniversário da Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração, o 69° Congresso Anual da ABM - Internacional será especial.

Além da rica e tradicional programação do maior fórum de discussões e relacionamento dos setores minero-metalúrgico e de materiais da América Latina - que envolve sessões técnicas, painéis, mesas-redondas, palestras de renomados especialistas nacionais e internacionais, área de exposição, jantar de confraternização e visitas técnicas - , o Congresso contará com a realização paralela de outros três importantes eventos para a comunidade técnico-científica: o Pan American Materials Conference, o 1st Brazilian-German Symposium on Materials Science and Engineering e o 14° Enemet - Encontro Nacional de Estudantes de Metalurgia, Materiais e de Minas. IH

Veja mais sobre os eventos da ABM acessando: 69º Congresso Anual da ABM www.abmbrasil.com.br/congresso/2014/informacoes-gerais.asp

www.abmbrasil.com.br/seminarios/workshoptratamentos/2014/ informacoes-gerais.asp

Pan American Materials Conference - ABM e TMS www.abmbrasil.com.br/seminarios/materialsconference/2014/general-information.asp

14º Enemet - Encontro Nacional de Estudantes de Engenharia Metalúrgica, Materiais e Minas www.abmbrasil.com.br/enemet/2014/informacoes-gerais.asp

1st Brazilian-German Symposium on Materials Science and Engineering - ABM e DGM www.abmbrasil.com.br/seminarios/materialsscience-engineering/2014/general-information.asp 1º Workshop de Tratamento de Superfícies de Ligas Resistentes à Corrosão

45º Seminário de Aciaria - Internacional www.abmbrasil.com.br/seminarios/aciaria/2014/informacoes-gerais.asp

12º Encontro da Cadeia de Ferramentas, Moldes e Matrizes - MOLDES ABM www.abmbrasil.com.br/seminarios/moldes/2014/informacoes-gerais.asp

Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 33

SAE Brasil

Inscrições de resumos para o Congresso SAE BRASIL 2014 vão até 10 de Março Congresso Acontece de 30 de Setembro a 02 de Outubro no Expo Center Norte, em São Paulo

E

ngenheiros, acadêmicos e profissionais atuantes na área da engenharia da mobilidade têm até 10 de Março para enviar resumos de trabalhos técnicos (papers) à SAE BRASIL, para a primeira fase do processo de seleção dos papers que serão apresentados no 23º Congresso e Exposição Internacionais SAE BRASIL de Tecnologia da Mobilidade, de 30 de Setembro a 02 de Outubro, no Expo Center Norte, em São Paulo.

São elegíveis trabalhos nos segmentos aeroespacial, motocicletas, ferroviário, naval, máquinas agrícolas, veículos leves, veículos comerciais, implementos rodoviários e geral, relacionados aos seguintes temas: estruturas, chassis, projeto e design, eletroeletrônica, meio ambiente, combustíveis e recursos energéticos, ergonomia, interior e cabines, manutenção e reposição, gestão e produtos, manufatura, materiais, ruídos e vibrações, peças e componentes, powertrain, qualidade, confiabilidade e durabilidade, segurança, testes, sistemas de transporte e veículos.

A avaliação dos papers é feita pelo Comitê Técnico da SAE BRASIL e leva em conta conO engenheiro Gilberto Souza dirige o teúdo, inovação ou reviComitê Técnico da SAE BRASIL

são construtiva, integridade, objetividade e indicação de referências, clareza e organização dos trabalhos.

A lista de resumos aprovados será divulgada em 28 de Março no site da SAE BRASIL (www.saebrasil.org.br), onde estarão os resultados do processo. Os autores dos resumos selecionados terão até 19 de Maio para remeter o trabalho final, também online. A divulgação dos aprovados está prevista para 27 de Junho e a grade final, com os indicados para apresentação no Congresso SAE BRASIL, será conhecida em 28 de Agosto.

As inscrições dos resumos devem ser feitas exclusivamente no endereço: http://icongresso.sae.itarget.com.br/evento/1042/auth, onde está o passo a passo para o preenchimento da ficha. IH

Cronograma dos Trabalhos (papers) Congresso SAE BRASIL 2014 Março 10 Recebimento de resumos 28 Divulgação da lista de resumos aprovados

Maio 19 Recebimento dos trabalhos finais

Agosto 15 Divulgação dos trabalhos finais aprovados 28 Divulgação da grade final

Inscreva-se para o 8º Prêmio SAE BRASIL de Jornalismo até 28 de Março de 2014

Para concorrer, as reportagens devem abordar temas relacionados à tecnologia da mobilidade nos segmentos terrestre (sobre rodas e ferroviário), aeroespacial e naval. Além disso, as matérias precisam ter sido publicadas no Brasil na mídia impressa ou internet no período entre 1º de Março de 2013 a 21 de Março de 2014, sendo que não há limite de matérias por participante.

As reportagens têm que ser enviadas exclusivamente pelo site www. saebrasil.org.br/premio-jornalismo-2014/. Na categoria Mídia Impressa, os arquivos devem constar o nome do veículo de comunicação, a data e o local da publicação da matéria, e esta ser enviada em PDF ou ZIP. Na categoria Internet, o texto precisa ter sido originalmente produzido para essa mídia e gravado digitalmente em formato PDF ou ZIP. 34 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Os primeiros colocados receberão R$ 7 mil em dinheiro; as menções honrosas (duas por categoria) serão contempladas com R$ 2 mil cada uma; e os destaques (dois por categoria) receberão certificados. Para consultar o regulamento, acesse www. saebrasil.org.br/premio-jornalismo-2014/App_Themes/ Tema/img/Regulamento. IH

SAE Brasil

Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 35

Panorama Legal Luis Felipe Dalmedico Silveira | felipe@mtcadv.com.br

Comportamento Racional e Regras Legais Pró-Eficiência s agentes, ao negociarem entre si, tendem a agir racionalmente, isto é, ponderando os custos e os possíveis benefícios de suas decisões. Age racionalmente quem maximiza utilidade e assegura, na medida do possível, o maior nível de bem-estar individual. A racionalidade é fundamental para a eficiência: os agentes, quando agem racionalmente, sempre são capazes, entre si, de encontrarem soluções eficientes. Esses são postulados muito caros à microeconomia e aplicáveis aos contratos, em geral.

A racionalidade é um desafio para qualquer agente econômico e, em especial, àqueles situados nos mercados de siderurgia e metalurgia. E a razão é muito simples: a tentação ao comportamento economicamente irracional é proporcional à quantidade de contratos que tais agentes celebram para explorar sua atividade. Não raro, aspectos não econômicos afetam a tomada de decisão dos agentes. Na mesma linha, indústrias metalúrgicas e siderúrgicas, ainda que inconscientemente, celebram contratos a todo o momento, e é quando a racionalidade encontra (ou deveria encontrar) sede própria. Não só os contratos que dizem respeito à sua atividade principal constituem “contratos”. O seguro, o transporte, a compra de matéria-prima, as vendas externas, o aluguel de equipamentos, a tomada de crédito, a troca de títulos, entre outros, são atividades que constituem objeto de contratos.

O comportamento racional tem alguns pressupostos. Os agentes devem ser capazes de comparar dois ou mais bens/serviços que lhe são oferecidos no mercado. Esses bens/serviços, ainda, devem refletir (para o agente) aquilo que verdadeiramente são. Os agentes, por fim, devem ser capazes de hierarquizar suas preferências de uma dada maneira. Tratam-se, respectivamente, dos pressupostos de completude, reflexividade e transitividade. Sempre que um desses pressupostos é violado há comportamento irracional e, portanto, ineficiente.

Há desvios comportamentais que marcam a violação desses pressupostos. Há os custos irrecuperáveis, que são investimentos realizados pelo agente para uma dada finalidade. Há também o que se convencionou chamar de dissonância cognitiva, isto é, informações ineficientes de um agente econômico sobre o mercado ou outro agente, em específico, e que resulta na seleção adversa de parceiros contratuais. Outro desvio importante é o chamado viés confirmatório, ou seja, a tendência dos agentes para tomarem decisões que confirmem suas expectativas.

Para todos esses casos, o Direito dispõe de regras contratuais bastante eficazes, mas, infelizmente, pouco utilizadas para correção dessas falhas.

36 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

A boa-fé objetiva, um princípio previsto no Código Civil, resolve, por exemplo, o problema da dissonância cognitiva. A boa-fé, nos termos propostos pelo art. 422 do Código Civil, impõe às partes contratantes um dever de agir de forma cooperativa entre si. O objetivo é propiciar às partes o aproveitamento máximo do resultado final razoavelmente esperado da contratação. Esse dado dialoga abertamente com a ideia de eficiência.

Uma maneira de agir colaborativamente é prestar ao outro contratante todas as informações de que dispõe sobre o objeto do negócio. Isso aumenta o nível de informação entre as partes e dissipa a tal dissonância cognitiva. Esse mesmo princípio (boa-fé) também resolve problemas ligados ao viés confirmatório. Não raro, os agentes tendem a não negociar certas condições, em razão da expectativa que nutrem sobre o negócio. No entanto, as expectativas (razoáveis) sobre o contrato constituem fator importante no dever de cooperação decorrente da boa-fé. Além do mais, certos direitos, se exercidos abusivamente, de modo a frustrar os resultados esperados, podem ser censurados judicialmente, já que a boa-fé também é parâmetro para a avaliação da regularidade do exercício de direitos (art. 187 do Código Civil).

Por fim, o problema dos custos irrecuperáveis pode ser enfrentado pelo art. 473, parágrafo único do Código Civil. Os investimentos preliminares já realizados por um agente pode levá-lo a decidir por uma dada contratação por ser a decisão mais eficiente. No entanto, há sempre o risco de um comportamento oportunista do parceiro contratual, por exemplo, desistência do negócio durante a sua execução. Isso gera prejuízos ao agente e torna a operação ineficiente. O dispositivo acima mencionado impede essa desistência e obriga o parceiro contratual a permanecer contratado até que o agente recupere aqueles investimentos.

Esses são apenas alguns exemplos. A legislação civil é farta de dispositivos que incentivam a racionalidade e as decisões eficientes.

Basta que os agentes passem a aplicar essas regras adequadamente, de modo a maximizar a utilidade de suas operações. IH Luis Felipe Dalmedico Silveira é sócio da MTC Advogados, bacharel em Ciências Jurídicas e Sociais pela Pontifícia Universidade Católica de Campinas, com pós-graduação em Direito Privado pela FGV e em Direito Contratual pela PUC - SP, cursos de “Introdução à Economia”, “Teoria Econômica dos Contratos” e “Economia Aplicada ao Direito”, todos ministrados pela FGV, bem como cursos na área de “Mergers & Acquisitions” (Fusões e Aquisições) pela Georgetown/Lex Mercator.

Panorama Legal Luis Felipe Dalmedico Silveira | felipe@mtcadv.com.br

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História da Siderurgia Fred Woods de Lacerda | fredlacerda@yahoo.com.br

Uma Síntese da História da Pesquisa Industrial na Siderurgia Brasileira

A

partir do século XVI, a Revolução Filosófica estabeleceu uma etapa definitiva para descerrar as cortinas que ainda ofuscavam o conhecimento da verdade. Estes primeiros passos abriram o caminho para logo estabelecer as raízes primárias da Revolução Científica e, em particular, o assunto que nos interessa: a discussão do papel da física e da química.

Com o conhecimento destas ciências, e outras, nasceria a Revolução Industrial, cujo braço forte seria a PI (Pesquisa Industrial).

Com este passo à frente, laboratórios de PI estão, hoje, atuando em todas as áreas tecnológicas e, em particular, na siderurgia brasileira.

Com uma lente de aumento poderosa, podemos fixar nossa atenção em uma das artes do conhecimento, das mais importantes que surgiram, como acima já foi dito, em função da PI, durante a Revolução Industrial. Isso ocorreu quando Henry Bessemer obteve, em 1855, a patente para a produção de aço em seu “Convertedor Bessemer”.

Operávamos na ACESITA (Companhia Aços Especiais Itabira) um equipamento “moderno” tal como este Convertedor Bessemer, o qual estava em serviço na sua usina desde a década de 40.

Nosso alto forno de 200 mt/dia de gusa usava carvão vegetal para a redução do minério de ferro. O ideal para a fabricação de aços especiais.

A combinação do aço soprado e a finalização do processo em fornos elétricos de 7 e 30m já haviam conseguido uma grande escala de produção de chapas de aço silício. Estas, ao passar pelo forno Newiges, seriam transformadas em chapas de grão orientado, o que mudou bastante o quadro de produção de artefatos elétricos no país.

Com uma vasta gama de especificações de aços especiais, o mercado nacional passou a usar outros tipos de aços especiais, destacando-se as primeiras aplicações do inox.

Estes foram bom ventos, e assim, naturalmente, isso trouxe esta

prática - a PI - para nosso país, ao nível da PI exercida no exterior.

Uma dissertação de mestrado [1] sobre esta fase pode ser consultada nos arquivos desta revista, dessa forma ganhamos mais espaço para discutir o que hoje se passa no setor.

Foi dado início então à fabricação de chapas, pela CSN (Companhia Siderúrgica Nacional), fundada pelo Presidente Vargas, que designou Macedo Soares para dirigir o projeto. Iniciam-se, então, suas operações em 1946.

Como primeira produtora integrada de aços planos no Brasil, a CSN é um marco no processo brasileiro de industrialização. Após a década de 50 do século passado, com a movimentação do governo em face do salto da industrialização no “pós-guerra”, ficou bem claro o fato de que as preocupações do governo estavam voltadas para o plano de montagem do setor automobilístico, além também da indústria de construção naval e demais utilizadores de chapas.

Obviamente, esta realidade global deu lugar em primeira instância a várias instalações de usinas fabricantes de aços planos, como a USIMINAS (Usinas Siderúrgicas de Minas Gerais S. A.), CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão) e COSIPA (Companhia Siderúrgica Paulista). A jusante nasceu a produção de aços especiais, em grande parte para peças a serem consumidas pela indústria automobilística. Fechando este quadro cresceu em paralelo outra área de consumo de aço, formada por uma miríade de produtores e consumidores de vergalhão.

Indo ao ponto, visando principalmente atender à indústria automobilística, esta área expressivamente diversificada, com algumas centenas de empresas, deve e pode, programaticamente, ser estudada com naturalidade e objetividade, hoje representada com muita profundidade por sua conhecida e dinâmica associação. Já é conhecido o fato de que muitos trabalhos técnicos das empresas deste setor estão sendo publicados na Revista IH, cada vez mais atestando esta faceta de atividades na área da PI, o que fica apontado para ser abordado em uma próxima coluna.

1856

Nada Vem do Nada Sem a Pesquisa Industrial não teríamos obtido algum sucesso, nem de longe, neste longo período acima ressaltado, e isso foi minuciosamente estudado na dissertação acima apontada. A fundação da POLI (Escola Politécnica) em São Paulo, em 1893, pelo grande educador Paulo Souza, foi dotada de um Gabinete de Materiais, por ele mesmo, pois como seu fundador criou a frase “Aulas pela manhã, laboratórios à tarde”. Desligando-se da POLI em 1899, o Gabinete mais tarde foi a semente do IPT, criado por Ary Torres, em 1934.

Este episódio do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas) e suas raízes foi muito importante. Seu antigo laboratório já estava equipado com uma bancada metalográfica, instalada em 1907.

Seus técnicos realizavam todos os estudos metalográficos necessários, uma réplica de comportamento semelhante ao que existia a serviço das indústrias siderúrgicas estrangeiras.

Assim foi que, há mais de um século, surgiu a Pesquisa Industrial no país, lembrando ainda que a criação da Belgo Mineira, fundada em 1921, subsidiária da ARBED (Siderurgias Reunidas de Burbach-

Nível do banho

Ar

Fig. 1. Com um equipamento deste porte, Bessemer soprava até 10 mt de ferro gusa usando coque no AF. Nota-se, então, que em termos de Metalurgia a transformação do gusa em aço mantinha algumas impurezas no banho, algo que também aconteceu mais tarde na condução dos fornos Siemens-Martin, o que na época era bastante tolerável

38 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

37º Aniversário Três décadas e ainda andando forte

Forno a vácuo com carregamento vertical pelo fundo com área livre de 3250mm de diâmetro x 2100mm de altura, para tratar peças de titânio de 7 toneladas a 1315°C, equipado com uma câmara quente ALL-METALLIC.

Parabéns aos clientes G-M e aos empregados G-M Em mais de 37 anos a G-M ENTERPRISES desenvolveu, projetou e fabricou fornos a vácuo e fornos de recobrimento VPA no estado da arte, com performance e qualidade superior, para atender os requisitos demandados pelo mercado.

Suresh Jhawar e os empregados da G-M gostariam de agradecer às empresas e clientes que nos apoiaram e contribuíram para o sucesso apresentado nas últimas três décadas.

Fornos que R EALMENTE Para mais informações, contate-nos.

G-M Enterprises 525 Klug Circle, Corona, California 92880, USA Fone: 951-340-GMGM (4646) • F ax: 951-340-9090

funcionam

Presidente

História da Siderurgia Fred Woods de Lacerda | fredlacerda@yahoo.com.br -Eich-Dudelange, do francês Aciéries Réunies de Burbach-Eich-Dudelange) luxemburguesa, trouxe consigo “experts” nesta área.

A pedido, o autor enviará aos interessados cópia em pdf da dissertação acima apontada, para que se divulguem estas raízes da PI na siderurgia brasileira e que se dê nome aos centros de pesquisas criados, com sua atividade pioneira, pelas usinas siderúrgicas, desde a década de 70. Para fechar este círculo de informação no Brasil, uma tese de doutorado está a caminho, na UFOP (Universidade Federal de Ouro Preto), para consignar a História da PI, implementada pelo nosso setor siderúrgico, ou seja, as suas usinas, fábricas e universidades que atuam na área, de 1950 até hoje.

O Presente Já não se pode mais dizer que isso seja uma surpresa, mas de qualquer forma os fatos ficam cada vez mais visíveis e seus resultados crescem em importância. Refiro-me aos colegas que a cada ano estão agindo na maratona do aumento do conhecimento nas áreas de metalurgia, materiais e mineração, e estes setores, com isso, vêm alcançando níveis de desempenho de grande valor.

A ponta do iceberg foi o 68º Congresso da ABM Internacional, realizado em Belo Horizonte, de 30 de julho a 02 de agosto de 2013. Durante o encontro pudemos observar um variado conteúdo nos trabalhos técnicos, aliás, mais do que 500 apresentações. Além disso, alguns painéis tiveram seu lugar garantido e foram muito movimentados. Tudo somado, graças aos debatedores, que foram muito felizes com suas colocações e, portanto, temos muita lição de casa pela frente.

Este Iceberg Tecnológico Está Crescendo Como Nunca na Siderurgia Brasileira Extraordinário mesmo foi o número de inscritos no Congresso da ABM, que aliás nunca deixaram de ser crescentes. Desta feita se somaram mais do que 800 congressistas, com uma novidade muito feliz, qual seja, pela enésima vez houve uma presença maciça de estudantes das mais diversificadas universidades - em torno de 350 - , os quais brilharam numa seção de pôsteres, editados por estes estudantes, com grande objetividade, por seus brilhantes professores e orientadores.

Acumulado durante anos, este imenso repositório de conhecimento encontra-se disponível na internet.

As visitas técnicas não ficaram por menos, optei então por uma visita ao especialíssimo Centro Técnico da Vale, localizado no antigo local onde funcionava o Miguelão, Centro Técnico da CAEMI (Caemi Mineração e Metalurgia S.A.), a poucos quilômetros de Belo Horizonte, quando trabalhei na mesma na década de 80, pois estávamos conquistando o fornecimento de minério de ferro para a China.

Somado a isso tudo, que já tem contornos de grande profundidade, é digno de nota também que vínhamos de um encontro recente da ABM (Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração) em Araxá, MG, com visitas às instalações de um moderníssimo Centro de Pesquisas da CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração), onde a presença marcante de uma numerosa delegação chinesa chamou nossa atenção. É desnecessário dizer que estávamos todos interessados em aprofundar nossos conhecimentos sobre o uso do aço nióbio.

Inserindo então o valor da PI realizada pelas fornecedoras de peças e pelas montadoras, isso em parte já está presente neste ice40 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Fig. 2. Convertedor Bessemer. Fonte: Kelham Iron Museum Sheffielf, UK

berg, com o exemplo da Revista IH, chamando a atenção de todos pelos trabalhos que têm alimentado o crescimento e os desafios impostos a uma miríade de empresas voltadas para o avanço de um setor gigantesco, o setor automobilístico.

Parcerias inusitadas estão se formando entre universidades, empresas siderúrgicas e montadoras. As empresas de aços especiais estão neste caso e sua interação com os setores de autopeças está buscando avançar com atenção crescente nas exigências do mercado. É impossível também ignorar o crescimento das linhas de produção de equipamentos, principalmente fornos de tratamento térmico, atuando neste gigantesco cenário.

Isso está claro como nunca, vamos ampliar com mais informação as atividades deste setor, ao folhear a IH, com a PI que tem sido o baluarte de todo este crescimento. IH Referências [1] UFRJ - Fred Woods de Lacerda, M. Sci. ”A evolução da fabricação do ferro no Brasil, desde 1550, e a importância da PI Pesquisa Industrial para a produção do aço, após 1922.”

Fred Woods de Lacerda é formado em Engenharia Civil pela UFPR (Universidade Federal do Paraná). Tem grande experiência na área siderúrgica, com passagens na então Acesita e CAEMI, entre outras. Gerenciou fábricas de refratários na instalação e posterior produção no Brasil. De 1973 a 1982 foi secretário-geral do IBS (Instituto Brasileiro de Siderurgia), hoje Instituto Aço Brasil. Nesta função acumulou o cargo de secretário regional do ILAFA (Instituto Latino Americano del Fierro y Acero).

Pesquisa e Desenvolvimento Marco A. Colosio | marcocolosio@gmail.com

C

Pesquisa e Desenvolvimento e Inovações Tecnológicas

aros leitores, com o desafio de tentar nos direcionar a um caminho que estamos construindo no ramo de pesquisas e inovações, convido-os para acompanhar as minhas colunas de P&D e Inovação Tecnológica.

Ao longo de anos de experiência tenho aprendido que o Brasil apresenta um talento especial para achar soluções e rotas que encurtam as jornadas e atingem os objetivos perseguidos. Certamente, devo deixá-los à vontade para compreender o que realmente tem acontecido em nosso país, dentro das empresas, universidades e institutos, mas com uma vantagem de que vocês poderão munir-se destas opiniões, tornando mais claras e evidentes as respostas e, por fim, termos uma massa crítica que pode opinar e, eventualmente, alterar os rumos das tecnologias em nosso meio.

Dentre os ramos tecnológicos, aponto a Engenharia de Materiais como uma área presente em todas as mudanças e grande geradora de conhecimento, mas não definitiva nas decisões, as quais sucumbem aos departamentos de produtos, validações e comercial, literalmente atuantes dentro do segmento. Costumo dizer que qualquer inovação está fortemente atrelada a um “Business Case”, no qual sem este seria impossível despertar o interesse coletivo. Mas, conforme nos aprofundamos na questão, nos deparamos com diferenças entre conceitos, que ofuscam ainda mais este campo, como por exemplo, a aplicação dos termos ideia e inovação, fato este relacionado as nossas origens, educação e cultura. A palavra ideia, no campo da engenharia, usada para todo e qualquer pensamento com potencial de se materializar, tem sido usada como base da inovação, porém os meios operantes trilhados nas linhas de pesquisas e desenvolvimento serão aqueles que definirão a sua maturidade. O que aprendemos deste amplo ensinamento foi que nós, brasileiros, somos campeões de ideias, mas fracos em inovações, porque a inovação depende de uma política governamental e empresarial sólida e precisa, que financia e suporta a construção do conhecimento e aplicação do produto. Outro dilema gerado no dia-

-a-dia é a patente, aquela que oficializa uma ideia, mas que ainda não qualifica uma inovação. Neste ponto, abre-se uma nova porta direto à questão “caso de negócio”, isto é, só se patenteia aquilo que se vê um lucro ou se protege de um prejuízo. Pois bem, uma patente pode ser ou não uma inovação aplicável, por outro lado, na prática temos a comprovação da baixa eficiência na aplicação das mesmas, ou seja, a importância da patente está incoerente devido ao baixo número estatístico delas que estão sendo aplicadas em produtos correntes. Este fato tem levado muitas empresas a selecionarem a indicação de projetos de patentes em função de sua importância para os seus negócios, reduzindo custos com a criação e gerenciamento destas, todavia, isto certamente impacta a quantidade de patentes criada.

Com estas poucas palavras apresento a vocês o termo ideia, patente e inovação, e afirmo que a melhor inovação sempre estará atrelada a uma patente e uma ideia brilhante.

Dentre estas caminhadas, estamos ainda construindo o nosso Brasil e assim poderemos discutir os caminhos que estamos tomando e fazendo dentro do âmbito de aplicações de materiais e projetos.

Portanto, posteriormente, gostaria de compartilhar com vocês uma forma de abordar e aplicar a ciência e tecnologia em nosso meio contemporâneo como uma obrigação e um idealismo construtivo.

Um grande abraço e até breve. IH Marco A. Colosio é diretor de Associação e Atividades Estudantis da SAE BRASIL. Chairperson do Simpósio SAE BRASIL de Materiais Novos e Nanotecnologia. Engenheiro metalurgista e doutor em Materiais pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - USP, professor titular do curso de Engenharia de Materiais da Fundação Santo André, lecionando diversas disciplinas na área da Metalurgia. Colaborador e associado da SAE BRASIL com mais de 29 anos de experiência no setor automotivo nos campos de especificações de materiais, análise de falhas e inovações tecnológicas.

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Jan a Mar 2014 www.revistalH.com.br 41

Você Sabia?

Claudio H. Goldbach | chg@perfiltermico.com.br

A ISO 50001 Aplicada a Tratamento Térmico uso dos sistemas de gestão normatizados está bastante disseminado na indústria, principalmente os relacionados às normas ISO9001, ISO14001 e OSHAS 18001. Em Julho de 2011, a Associação Brasileira de Normas Técnicas lançou a norma brasileira ABNT NBR ISO 50001, que trata de Sistemas de Gestão de Energia - Requisitos com Orientações para Uso. Discutiremos neste artigo a sua utilização no tratamento térmico de metais.

O tema eficiência energética tem cada vez mais feito parte do discurso dos governos e das organizações industriais, pois é muito fácil compreender os benefícios de se produzir mais com menos energia. Porém, a prática é muito diferente da teoria. Eficiência energética exige, no mínimo, conhecimento das melhores técnicas, acesso aos melhores equipamentos, capital e manutenção contínua.

Utilizando a metodologia da ISO 50001, o primeiro passo seria fazer a Revisão Energética, com a qual se deve identificar as fontes energéticas e avaliar o uso e consumo de energia atual e passado (Fig. 1). Depois, com base na análise de uso e consumo, identificar as áreas de uso significativo de energia. Aqui entra a especificidade da análise proposta neste artigo, já que consideraremos a área dos fornos como a área de uso significativo, mesmo que o setor de tratamento térmico não seja tão relevante, como é o caso de algumas fundições. Feito isso, segue-se para a identificação das oportunidades para melhoria no desempenho energético. Estas oportunidades podem ser, inclusive, relacionadas à troca de matriz energética.

Segue-se, então, para a definição das linhas de base energética, as quais advêm da compilação dos dados de uso e consumo de energia em um certo período, ou seja, linhas históricas. Em seguida são definidos os IDEs – Indicadores de Desempenho Energético. Estes índices serão monitorados, medidos, registrados e comparados com a linha de base energética. Então, definem-se os objetivos e metas energéticas, levando em consideração as condições financeiras, ope-

42 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

racionais, comerciais e tecnológicas da organização.

Com a clara visão da situação atual e do desejado futuro, definem-se os planos de ação para o cumprimento dos objetivos e metas energéticas. Só assim o processo de planejamento energético se conclui e pode-se seguir para os próximos passos: Implementação e Operação e Verificação.

O último passo do ciclo se dá com a Análise Crítica feita a partir da Verificação, ou seja: a) monitoração, medição e análises; b) não conformidades, correção, ação corretiva e preventiva; e c) auditoria interna do sistema de gestão de energia.

Para exemplificar esta metodologia, imaginemos que uma metalúrgica tenha 20 fornos de tratamento térmico tipo batelada com atmosfera controlada, sendo 12 fornos elétricos e 8 fornos a gás natural e que as cargas sejam similares, ou seja, pode-se descartar a variável montagem da carga. Por premissa, o tratamento térmico é a área de uso significativo de energia, portanto, podemos passar para o próximo passo da Revisão Energética, ou seja, identificar oportunidades para melhoria do desempenho energético. Podemos considerar aqui uma nova tecnologia disponível no mercado. Neste caso, vamos considerar a disponibilidade dos tubos radiantes feitos a partir da metalurgia do pó, tecnologia relativamente recente em relação à construção dos fornos do estudo. Estes tubos radiantes oferecem uma maior dissipação de calor, garantindo tempos de aquecimento mais curtos, reduzindo o consumo energético e aumentando a produtividade.

Os medidores de vazão de gás natural e de energia elétrica, além dos apontamentos de produção dos fornos, informam que nos últimos doze meses os consumos energéticos médios por quilo de aço tratado foram os seguintes: Fornos EL: 260 W.h/kg Fornos GN: 400 W.h/kg Portanto, estas são as linhas de base energética. Também definimos que W.h/kg (energia/massa) será nosso IDE, visto estar direta-

Você Sabia?

Claudio H. Goldbach | chg@perfiltermico.com.br Melhoria contínua

Análise crítica pela direção

Política energética Planejamento energético Implementação e operação

Monitoração, medição e análises Verificação

22 a 24 de Outubro Auditoria interna do SGE

Não conformidades, correção, ação corretiva e preventiva

Fig. 1. Modelo de Gestão da Energia para a Norma ISO 50001

mente vinculado ao consumo de energia por quantidade de aço tratado. Nas metas e objetivos energéticos consideraremos que a diretoria definiu que se busca a redução de 10% do IDE em três anos. Para finalizarmos o planejamento energético, o qual apresenta o passado, presente e futuro desejado, definimos o plano de ação.

Como cada retrofit exigirá tempo, capital e recursos humanos, definiu-se que os orçamentos e colocação de pedidos tomarão as primeiras 16 semanas e, a partir daí, a cada 7 semanas um forno será reformado, totalizando 36 semanas.

Aqui é importante salientar que o critério para a tomada das decisões pode ser financeiro em função dos retornos de capital investido. Neste caso, parece óbvio que a redução de 10% no consumo energético deveria começar nos fornos a gás, já que 40 > 26 W.h/ kg. No entanto, ao se analisar o custo da energia em ambos os casos, vemos que cargas tratadas no forno elétrico tem um custo de R$65/t enquanto que no a gás, R$50/t. Ou seja, contrariando a lógica, o investimento seria iniciado pelos fornos elétricos, já que traria um melhor retorno. Determina-se, então, as responsabilidades e métodos e se coloca o plano em execução. Depois disso, monitora-se o Sistema de Gestão Energética a fim de se encontrar oportunidades para a melhoria contínua.

Entendemos que a grande vantagem da certificação é a obrigatoriedade da execução e registro dos passos que são fundamentais para a melhoria contínua, tais como o monitoramento e a análise crítica. Em contraponto, o que vemos no dia-a-dia são ações bem- intencionadas, porém decididas, a partir de poucos dados e com nenhum acompanhamento de desempenho para comparação com a expectativa.

Para auxiliar a implementação desta norma, normas auxiliares e complementares estão sendo escritas. São elas: 50002, 50003, 50004, 50006 e 50015. IH

Centro de Exposições Imigrantes

Claudio H. Goldbach é Engenheiro Químico com pós em Gerenciamento Ambiental na Indústria, ambos pela UFPR. Trabalha há 20 anos na Perfil Térmico Aquecimento e Isolamento Industrial, onde exerceu várias funções até assumir a diretoria em 2009. Participa da CEE-116 - Comissão de Estudo de Gestão e Economia de Energia da ABNT. Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 43

Combustão Art Morris | thermart@att.net

Atmosferas Exotérmicas

U

ma atmosfera com gás exotérmico pode prevenir a oxidação da superfície durante o tratamento térmico de metais. Esta coluna mostra como calcular a composição de uma atmosfera exotérmica em cada estágio da preparação e o potencial de oxidação da atmosfera em relação ao ferro. Os detalhes são mostrados na planilha em Excel ExoCalc.xlsx, disponível para download no nosso website www.industrialheating.com/ExoCalc.

A Equação 1 mostra a reação de combustão do metano com menos ar do que o estequiométrico. O valor de X deve ser suficiente para que o calor da reação seja o bastante para manter a temperatura da câmara entre 1.000 e 1.400°C. A evolução do calor produzido para este fim representa o nome de “exotérmico” aplicado a esta classe de atmosferas [1,2].

CH4 + XO2 + 3.76XN2 → MCO + DCO2 + YH2 + WH2O + 3.76XN2 [1]

A composição da mistura do gás de combustão pode ser calculada pelo balanço de material mais a constante de equilíbrio da Equação 2, a reação de deslocamento gás-água (WGS - water - gas shift): CO2 + H2 → CO + H2O; Kequil = ______ M×W [2] DxY Geração da Atmosfera Exotérmica Um gerador de gás exotérmico queima o gás natural (GN) na presença de um catalisador para um estado de quase equilíbrio, consumindo, desse modo, todo o oxigênio e praticamente todo o CH4.

O gás quente é temperado por resfriamento para remover a maior parte do vapor de água. A Fig. 1 ilustra o fluxograma. As atmosferas exotérmicas são classificadas como “pobres” quando produzidas em proporções de ar/GN entre cerca de 85% e 95% da estequiométrica, e “ricas” quando a proporção de ar/GN é entre cerca de 50% e 85% da estequiométrica.

Perda de calor

CH4 Ar

Queimador (1120˚C)

Gás quente

Resfriador (20˚C)

Exogás

Pilha Forno de tratamento térmico (1050˚C)

Água

Fig. 1. Fluxograma esquemático simplificado do exemplo de gerador do gás exotérmico

Aqui se está como calcular a composição da atmosfera do forno e a sua tendência a oxidar o aço.

Primeiro, utilize a base de dados FREED [3] para obter as equações de calor contido, ponto de orvalho, log Kequil e ∆H0form das substâncias a 25°C. Este procedimento é o mesmo utilizado nas colunas anteriores “Conceitos de Combustão” [4,5].

Depois, escreva um balanço de material e estabeleça uma relação de equilíbrio. Há quatro incógnitas (M, D, Y e X), então, precisamos de quatro equações. A Equação 1 mostra a estequiometria: M + D = 1, W + Y = 2 e M + 2D + W = 2X = 0,21(5,43) = 1,14. A Equação 2 equilibra as quatro espécies de gás de acordo com o valor de Kequil para o WGS. A planilha de trabalho ExoCalc, mostra como resolver estas quatro equações para encontrar a composição do gás aquecido a 1.120°C. Resfriando o gás a 20°C (pH2O = 0,0226 atm) são removidos 0,825 moles de água, reduzindo o valor de W para 0,146. O aquecimento do exogás no forno de tratamento térmico reequilibra o gás pelo WGS. A Tabela 1 mostra as composições do gás e do exogás no forno.

A Equação 3 expressa o potencial de oxidação do exogás (pressão parcial de oxigênio ou pO2). A Equação 4 mostra a tendência à oxidação pela pO2 de equilíbrio ferro/wustita. A Tabela 2 indica a situação de oxidação para o gás quente do queimador e as condições do exogás. (pCO2)2 2CO2 → 2CO + O2; pO2=Kequil × _________

[3]

2Fe.947O → 1.894Fe(aust) + O2; pO2 = Kequil

[4]

(pCO)2

Procedimento de Cálculo O exemplo aqui é para uma atmosfera rica que está queimando metano com 57% de ar estequiométrico (ar/CH4 com razão molar de 5,43) a 1.120°C. O exogás é preparado pela condensação de água do gás quente a 20°C, e então utilizado para recozer um aço a 1.050°C.

Referências As referências estão online no endereço: revistaih.com.br/?p=2011.

Tabela 1. Composição da atmosfera do metano da combustão e do exogás gerado

Tabela 2. Comparação dos valores da pO2 para o ferro exposto (Fe) ao gás quente do queimador e ao exogás

%H2

Gás quente do queimador (1120°C)

14.1

Exogás (1050°C)

13.6

%H2O

13.3

4.6

%CO2

4.2

2.4

44 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

%CO

9.5

13.0

%N2

58.8

66.4

Ponto de Orvalho,°C

52

20

Gás pO2

Gás quente do queimador (1120°C) Exogás (1050°C)

pO2 Fe/Wustita

Observação

1.5x10-13

8.8x10-14

Fe irá oxidar com o gás do queimador

2.0x10-15

7.91x10-15

Fe não irá oxidar com o exogás

Os resultados mostram a importância da remoção da água do gás do queimador para prevenir a oxidação do Fe no forno de tratamento térmico.

Integração Empresa-Universidade Alisson Duarte da Silva | alissonds@ufmg.br

Trainee, uma Boa Estratégia?

J

ulho de 2006. Mais de seis mil inscritos no Processo Seletivo para Trainees da ArcelorMittal, na época denominada Arcelor. Trinta vagas. Seleção de currículos, provas online de lógica, inglês e conhecimentos gerais, teste de inglês por telefone, dinâmica de grupo com psicólogos, entrevista em grupo, outro teste escrito de inglês, painel com psicólogos e gestores da empresa contratante, entrevista individual com os mesmos psicólogos e gestores, entrevista com gerentes na área pretendida e exames médicos. Admissão em Maio de 2007, sucedida por um curso de gestão pela FDC (Fundação Dom Cabral) de longa duração e um programa especial de língua inglesa. Ufa! A Arcelor e a Across RH não nos deram folga.

Mas afinal, o Trainee vale cada centavo investido? Eu não possuo os dados do Departamento de Recursos Humanos, mas me proponho, aqui, a fazer uma reflexão do meu ponto de vista, um ex-trainee.

Ao me formar em engenharia, a principal opção era embarcar na moda destes processos um tanto quanto “elaborados” para Trainee.

Depois de participar de alguns deles, sem, no entanto, obter grande sucesso, eu me habituei àquele ambiente. Percebi que o desempenho pessoal nas dinâmicas dependia, dentre outros fatores, bastante da capacidade teatral do candidato. O termo “teatro” não é pejorativo.

Ora, é óbvio que atuação sem conteúdo nada representa, mas uma postura correta e capacidade de vender uma ideia, ou mesmo um produto (no caso, você mesmo), de maneira persuasiva, são de extrema importância na vida profissional. Dessa forma, ao buscar o mercado de trabalho, o aspirante a engenheiro percebe que uma das inúmeras falhas da faculdade reside no fato de que não é abordado em seu curso, ao menos não de uma maneira direta, o desenvolvimento do marketing pessoal. E sem tomar consciência, é penalizado ou bem quisto por certas características pessoais, como valores e capacidade intraempreendedora, as quais vêm de dentro para fora. Uma instituição de ensino pode, no máximo, quando bem estruturada, ajudar no desenvolvimento dessas competências já pré-dispostas em cada um. É compreensível que a capacidade gerencial para novos talentos (como são internamente chamados os Trainees) é altamente desejável pelas empresas globais, mas em pouquíssimos processos são realizados questionamentos técnicos. Excluindo-se os processos seletivos para setores administrativos e financeiros, a maior parte da indústria aceita que, do ponto de vista técnico, a universidade está fazendo o papel dela de forma brilhante. Contudo, boa parte do processo educacional no Brasil tem ocorrido de maneira fabril. Faz-se necessária, portanto, uma reflexão de ambos os lados sobre as consequências dessa conjuntura.

Competências e valores pessoais apropriados em um colaborador são fundamentais, mas a balança de um indivíduo não pode estar desequilibrada. Se por um lado, as escolas de engenharia deveriam preparar melhor os seus profissionais do ponto de vista de gestão (pessoal, financeira, projetos etc), por outro as empresas podem contribuir, e muito, no desenvolvimento técnico de seus futuros analistas e gestores, sem esperar que eles concluam a graduação. Além

disso, as empresas propiciariam uma maior capacidade de geração de pesquisa e tecnologia.

Desde então, os programas de Trainee sofreram mudanças. Hoje eles tendem a ser mais pragmáticos do que glamourosos. Algumas empresas, como a BASF por exemplo, têm estabelecido programas para especialistas em áreas técnicas. Por sua vez, a Bosch expandiu o seu programa para candidatos com quatro anos de experiência, pós-graduação e vivência no exterior. Seria esse o caminho?

Dos 30 trainees selecionados, talvez 6 seguiram carreira na empresa. Provavelmente, o Departamento de Recursos Humanos possuía uma meta de retenção de talentos maior do que apenas 20%.

Não faço uma crítica com relação às decisões tomadas pela empresa ao promover tal seleção, mas a reflexão é muito válida. Todo o esforço investido em 8 meses de seleção, mais 1 ou 2 anos de treinamento do profissional, poderia ter sido redirecionado e repensado a longo prazo em uma atuação conjunta com a universidade. IH Alisson Duarte da Silva é Professor Adjunto do Departamento de Engenharia de Materiais da UFMG e de Engenharia Mecânica da PUC Minas.

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Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 45

Metalurgia do Pó Fernando Iervolino | fernando.iervolino@terra.com.br

C

Produtividade = Uma Soma de Pequenos Acertos

ostumo dizer que o sucesso na fabricação de peças sinterizadas é a soma de pequenos acertos. A Metalurgia do Pó é uma técnica na qual o “jeitinho” está fortemente ligado à perda de produtividade. Em um mercado onde o cliente, geralmente ligado à área automobilística, tem um grande poder de negociação e onde existe uma forte concorrência com os produtos importados qualquer perda de produtividade influencia no resultado da operação. A seguir, comento alguns fatores em que o dito popular “o barato sai caro” é uma incontestável verdade, tanto na Metalurgia do Pó como em outros processos.

1- Compre a matéria-prima de um bom fornecedor: Características do pó metálico, tais como boa escoabilidade e densidade aparente estável, são importantíssimas para que a produção trabalhe em boa velocidade e de modo regular, sem paradas frequentes para ajuste de máquina. Também a “robustez” do pó na sinterização evita que as peças apresentem variações de medidas excessivas ou propriedades físicas inferiores.

2- Utilize equipamentos precisos e em ótimas condições de uso: O ferramental de compactação é fabricado com tolerâncias da ordem de milésimos de milímetro, tem acabamento espelhado e deve suportar tensões acima de 600 MPa por mais de 300.000 ciclos. Por este motivo, é um item de valor elevado.

Na verdade, em termos relativos, é o componente mais caro de toda operação, mais do que uma prensa ou um forno, pois enquanto estes chegam a durar décadas, o ferramental dura cerca de 300.000 peças, o que pode representar o lote de um mês. Por isto, monte o ferramental em uma prensa com ótimas condições de trabalho.

3- Selecione o melhor material e tratamento térmico para o ferramental: São os itens mais baratos no processo de fabricação do ferramental, que também passará por usinagem, retífica, eletroerosão, polimento e ajuste. Depois passará pela montagem

Fig. 1. Compactação de peça por Metalurgia do Pó

46 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

e ajuste da prensa até que inicie a produção. Tudo isto para que uma trinca ou lascado aconteça após a compactação de algumas centenas de peças? Não vale a pena! Matérias-primas selecionadas, tratadas de acordo com a orientação do fornecedor, em uma boa empresa de tratamento, fazem a diferença entre uma produção sem paradas e outra com paradas frequentes para manutenção do ferramental.

4- Construa o ferramental rigorosamente dentro do especificado: Perpendicular fora do especificado causa quebras e engripamentos. Folga incorreta trava o ferramental.

Desalinhamento causa desgaste. Além disto, cotas que têm influência sobre o dimensional do produto podem levar a lotes inteiros fora das especificações do cliente.

5- Tenha montadores bem treinados: Mesmo cumprindo todas as etapas acima, você coloca o valioso ferramental nas mãos de um montador mal preparado. O setup é, comprovado estatisticamente, o momento em que a maioria dos danos é causada ao ferramental. Um alinhamento ou ajuste incorreto pode danificar todos os componentes e comprometer os prazos da produção.

6- Tenha operadores bem treinados: A etapa de compactação é a mais crítica de todo o processo. É nela que a densificação do pó deve ser feita de modo adequado para que a peça não apresente trincas externas e internas. Um operador experiente saberá se a distribuição do pó ao longo da peça está sendo feita adequadamente e se o ferramental está se movimentando corretamente.

7- Manuseie as peças compactadas (verdes) com cuidado: O manuseio se inicia na compactação, logo após a extração da peça do ferramental. A retirada da mesma, sem o devido cuidado, pode causar lascados ou trincas. Também a armazenagem e o transporte até o forno são operações críticas. Por último, a colocação das peças no forno deve ser feita com o mesmo cuidado.

Após a sinterização, a peça apresenta características semelhantes às peças metálicas obtidas por outros processos de fabricação e poderá ser manuseada da mesma forma.

As informações acima tratam especificamente do processo de Metalurgia do Pó, porém também valem para outros processos de fabricação. A elas, devemos somar todas as outras pequenas melhorias e acertos inerentes à fabricação e fornecimento do produto. Não é fácil, porém, é necessário para que uma empresa seja internacionalmente competitiva. IH Fernando Iervolino é engenheiro mecânico com MBA em Gestão de Empresas pela FGV. Powder Metallurgy Technologist pela MPIF (USA), coordenador e coautor da obra “A Metalurgia do Pó” (2009), atuando com Metalurgia do Pó desde 1990 nas empresas Qualisinter, Metalpó, Grupo Setorial de Metalurgia do Pó, Höganäs e BS Metalurgica, nas áreas de P&D, projeto, automação e marketing.

Inovar-Auto Carina Leão | carina.leao@inventta.net

E

Impactos Diretos e Indiretos do Inovar-Auto

m abril de 2012 foi anunciada a criação do InovarAuto, que tem por objetivos, dentre outros, aumentar a quantidade de processos locais e garantir percentuais mínimos de investimentos em P&D e engenharia.

O programa concede benefício fiscal (crédito presumido de IPI) às empresas fabricantes de veículos automotivos, entrou em vigor em janeiro de 2013 e terá validade de cinco anos.

Tratarei de algumas novidades e assuntos relevantes que permeiam o tema, começando pelo questionamento da União Europeia (UE) de alguns incentivos tributários brasileiros, dentre eles os benefícios do Inovar-Auto.

Em fevereiro de 2014, a UE recorreu à Organização Mundial de Comércio (OMC) contra a política industrial brasileira, sob o argumento de que o Brasil está violando regras internacionais de comércio com políticas que discriminam empresas do exterior. Isso porque o Inovar-Auto trouxe benefícios tributários para os automóveis produzidos no país e majorou os tributos sobre veículos estrangeiros.

Caso a OMC entenda que as medidas do Inovar-Auto sejam ilegais, isso poderá trazer impactos para a nossa economia, tendo em vista os anúncios de investimentos no país pelo setor em razão dos benefícios tributários. Contudo, de acordo com pronunciamento de representantes do Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior (MDIC), a decisão da OMC não afetará o programa, que será aplicado até 2017, por tratar-se de medidas estruturantes para fortalecer o setor produtivo brasileiro [1].

Fato é que, de acordo com números publicados, houve uma queda nas vendas de carros importados por marcas sem fábrica no país, justificada pelas restrições tributárias do novo regime automotivo e elevação do dólar. Em 2013, foram emplacados 112.897 veículos estrangeiros, volume 13,4% menor do que o registrado no ano anterior, segundo dados da ABEIVA (Associação Brasileira das Empresas Importadoras de Veículos Automotores) [2].

Entretanto, mesmo após um ano de vigência do Inovar-Auto, o setor automotivo brasileiro continua sendo o maior importador do país, segundo dados consolidados pelo MDIC. Em 2013, as importações de automóveis de passageiros, autopeças e caminhões figuraram conjuntamente na primeira colocação dos principais produtos importados - à frente até das compras externas de petróleo [3].

Vale destacar que um dos grandes objetivos do Inovar-Auto é aumentar o número de processos locais no país, desenvolvendo toda a cadeia produtiva, especialmente o setor de autopeças.

Assim, com o objetivo de garantir a rastreabilidade do grau de nacionalização dos componentes usados na produção de veículos no país, foi publicada em 20/01/2014 a Medida Provisória (MP) nº 638/14, que altera o Inovar-Auto e dispõe sobre a obrigatoriedade dos fornecedores de insumos estratégicos e de ferramentaria para as empresas habilitadas ao Inovar-Auto informarem aos adquirentes, nas operações de venda, os valores e as demais características dos produtos fornecidos, nos termos, limites e condições definidos pelo MDIC.

Essa normatização estava sendo muito aguardada, pois permitirá às empresas habilitadas calcularem o montante correto comprado de peças nacionais pelos fabricantes, que podem abater esse valor dos 30 pontos porcentuais extras de IPI que passaram a incidir sobre a produção desde a entrada em vigor do Inovar-Auto.

De forma complementar ao novo regime automotivo, muito se fala do lançamento de outros programas, tais como: a) do Inovar-Peças, tentativa de nacionalizar a produção de veículos e comprovação, por rastreamento, que os componentes utilizados pelas montadoras são produzidos no país, e b) do Exportar-Auto, que engloba eixos estratégicos que abrangem, entre outros temas, tributação, financiamento e garantias às exportações e simplificação de processos aduaneiros.

Entretanto, contrariando as expectativas, houve alguns pronunciamentos de representantes do MDIC sinalizando que não haverá o Exportar-Auto delineado como programa e, ao que parece, o governo desistiu de fazer um pacote específico para o setor de autopeças, optando por adotar um conjunto de políticas de menor vulto [4].

A boa notícia é que o SEBRAE (Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas) e o MDIC assinaram acordo para dar mais competitividade aos fornecedores de pequeno porte das montadoras brasileiras. O SEBRAE irá atuar na capacitação de pequenos negócios, focando na gestão, inovação e sustentabilidade, promovendo assistência técnica e melhoria da gestão dos empreendimentos para que tenham condições de ingressar na cadeia do setor.

Sendo assim, os pequenos empreendimentos devem atender aos rigorosos requisitos da indústria automotiva, como certificação, gestão empresarial, melhoria na qualidade e capacidade produtiva, que são eixos importantes do novo regime automotivo brasileiro.

A ideia é que sejam estruturadas ações para que os fabricantes de veículos passem a contar com mais peças nacionais de qualidade, atendendo, assim, uma das diretrizes do Inovar-Auto.

Embora tenha havido vários movimentos atrelados ao InovarAuto nesse primeiro ano de vigência, muito ainda precisa ser feito no que se refere à operacionalização do programa, como por exemplo, o disciplinamento de quais dispêndios serão considerados para fins de comprovação dos investimentos em pesquisa e desenvolvimento ou engenharia, tecnologia industrial básica e capacitação de fornecedores, se haverá auditorias previamente credenciadas junto ao governo para fiscalizar as empresas habilitadas. Enfim, incertezas que necessitam de respostas urgentes. IH Referências As referências estão online no endereço: revistaih.com.br/?p=2012.

Carina Leão é graduada em Direito com especialização em Gestão Corporativa de Tributos. Coordenadora de projetos da Inventta+bgi, atuando há mais de cinco anos com a gestão da inovação tecnológica em empresas de grande porte, principalmente no setor automotivo. Atua na coordenação das atividades do Grupo de Estudos Especial de Inovação (GTE Inovação) na AEA. Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 47

Pioneiros Udo Fiorini | udo@revistaIH.com.br

Alexander Ufer Alex Ufer é o sócio-proprietário da empresa fabricante de fornos industriais Metaltrend lex Ufer, como é mais comumente conhecido o sócio-proprietário da empresa fabricante de fornos industriais Metaltrend, nasceu na Alemanha em 1950. Quando a segunda guerra mundial começou, em 1939, o pai de Alex, então com 19 anos, foi convocado pelo exército alemão. Enviado para a frente russa, onde serviu por 5 anos, somente voltou para a Alemanha em 1944, quando casou, retornando para a frente de batalha em seguida. A guerra terminou em 1945, mas o pai de Alex ficou retido como prisioneiro de guerra até 1949, quando finalmente pôde voltar para casa.

Convencido de que a Europa não seria um continente para criar a família depois dessa sua experiência, ele começou a procurar outro lugar no mundo para se estabelecer. Os pais de sua esposa haviam morado em Buenos Aires, na Argentina, na década de 1930. Foi lá que ela passou sua infância, com o pai trabalhando na expansão do sistema de metrô da cidade. O pai de Alex, então, concluiu que era uma boa oportunidade morar na América do Sul, e, como a construtora havia se mudado para São Paulo, ele decidiu, em 1951, vir para o Brasil. Primeiro, ele sozinho e, em 1952, sua esposa e o filho, Alex.

O caminho natural para um jovem estudante de origem alemã em São Paulo era estudar no colégio Porto Seguro, e com Alex não foi diferente. Foi lá que ele conheceu sua futura esposa, Hanne, com quem se casou anos mais tarde, em 1973.

Depois do cursinho, em 1970, ele iniciou o curso de engenharia metalúrgica na Poli Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Aproveitando que passava o dia no campus da USP, no Butantã, resolveu fazer administração à noite na FEA, Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade da Universidade de São Paulo.

Formou-se na FEA em 1974 e, na Poli, um ano depois, com a esposa trabalhando e sustentando financeiramente o casal.

No terceiro ano de engenharia, em 1974, procurou estágio em uma empresa da área de metalurgia. Entre as amizades que seu pai tinha criado no Brasil havia uma 48 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

pessoa, também de origem alemã, que trabalhava na sede do grupo que, na época, era proprietário da Brasimet. Por intermédio dele, Alex teve o primeiro contato com Karlheinz Pohlmann, então gerente do tratamento térmico da Brasimet, que o contratou imediatamente. Começou com um estágio de férias em janeiro e fevereiro nas dependências da divisão de tratamentos térmicos da empresa, mas acabou se estendendo e foi contratado depois de formado.

Relembrando a história: a Brasimet foi fundada em 1942 pelo grupo chileno Mauricio Hochschild, atuante no setor de mineração, como Importadora e Exportadora de Metais Brasimet S.A. A Mauricio Hochschild estava iniciando no mercado brasileiro de mineração e precisava de uma empresa para importar aço para ferramentas usadas em sua atividade. Em 1946, foi instalado seu tratamento térmico, que também fazia serviço para terceiros, com fornos importados dos EUA. Em 1951 são importados os primeiros fornos a banho de sal da Degussa, da Alemanha, e, em 1953, iniciou-se a fabricação de fornos industriais no Brasil, sob licença da Degussa.

Alex Ufer começou em 1975, como assistente de planejamento, na divisão de fornos industriais na Brasimet Comércio e Indústria S.A., razão social da empresa a partir de 1952. Em 1976 passou para o setor de engenharia da empresa como assistente da chefia. Um ano depois, passou a chefiar o setor de engenharia. Era época do milagre brasileiro, com forte expansão dos negócios atrelados ao alumínio e aço, atividades que requerem fornos para transformar a matéria-prima abundante em nosso país. Ele comenta que foi nesta época que a necessidade de novas tecnologias fez a Brasimet procurar outras licenciadoras. A própria Degussa auxiliou a encontrar outras empresas parceiras.

Assim surgiu o contato com a LOI da Alemanha, hoje um dos maiores grupos mundiais na área de fornos industriais e, naquela época, o maior manancial de tecnologia que aportou na Brasimet. Alex diz que a própria língua de contato, alemã, facilitava o entrosamento com a LOI, que era uma empresa muito parecida com o que

a Brasimet estava se tornando na época.

O próprio modelo de negócio, a estrutura organizacional, acabaram se tornando modelos de como a Brasimet estruturava a divisão de fornos. Em 1978, ele assumiu o cargo de chefe de administração de contratos nesta divisão.

Em 1980, nascia o primeiro filho, Thomas e, dois anos depois, nasceu Andreas.

Na mesma época, Alex assumia a gerência técnica da divisão de equipamentos, responsável pelo projeto, construção e posta em marcha dos fornos e equipamentos auxiliares vendidos pela empresa. Era a época em que grandes projetos eram instalados no Brasil. Albrás, Alumar e Usiminas eram alguns dos grandes nomes da indústria que expandiam e necessitavam de equipamentos. Ele permaneceu durante oito anos neste cargo.

Novos desafios viriam em 1987. Alex Ufer é promovido a diretor de engenharia da divisão de equipamentos. Alguns anos depois, em 1992, ele passa a assumir integralmente a divisão, sendo responsável por vendas, fabricação, distribuição e posta em marcha dos fornos produzidos pela empresa. A este portfólio seria acrescida, em 1996, a área de química da Brasimet. Era esta divisão que fabricava, sob licença da Degussa-Durferrit Alemanha, os sais e insumos químicos de tratamento térmico da empresa. Estes produtos eram vendidos pela Brasimet, que também prestava assistência técnica aos seus clientes.

No decorrer destes anos a empresa havia mudado de proprietário. A Degussa AG - Alemanha havia se tornado sócia majoritária em um determinado momento, mas alguns anos depois se desfez em escala mundial de seus negócios na área de metalurgia, vendendo então sua participação na Brasimet para sócios brasileiros, entre os quais se encontrava Karlheinz Pohlmann. A empresa havia se tornado o maior tratador térmico para terceiros do Brasil e começou a despertar interesse de grupos globais da área.

Em concordância com os sócios, tentou se vender a empresa. Primeiro em bloco, mas o fato é que não se conseguiu vender a empresa como um todo, uma vez que nenhum comprador se interessou pela diversidade da

Pioneiros Udo Fiorini | udo@revistaIH.com.br

Alex Ufer

Brasimet. Ou o foco era Tratamento Térmico, ou era química ou equipamentos.

Em 2002, começaram as negociações com Alex Ufer sobre o destino da divisão de equipamentos. Essa negociação durou cerca de dois anos. Neste ínterim, a divisão química foi vendida para o grupo francês HEF. Em 2004, Alex chegou a um acordo com os sócios da Brasimet para assumir a divisão com Ricardo Guerra, seu sócio e ex-gerente da empresa. Alex diz que a motivação maior era seguir com essa atividade como um todo e não destruir aquele departamento, aquela divisão. Sentia responsabilidade sobre aquele grupo de pessoas,

excelentes profissionais há muito tempo na empresa. Porque se aquilo fosse se desfazer, todos os funcionários da divisão corriam o risco de perder o emprego. Ele resolveu aceitar este desafio e ficar com esta divisão.

A nova empresa foi registrada em 4 de fevereiro de 2004 com o nome Metaltrend Equipamentos Industriais Ltda. Alex confessa que tinha preocupação pela maneira com que o mercado fosse aceitar uma empresa que substituiria a Brasimet, nome forte com longa e positiva atuação na área de fornos no Brasil. Diz que a transição de Brasimet para Metaltrend foi muito suave e que o mercado aceitou aquela transforma-

ção de uma maneira tão positiva que, na opinião dele, hoje, o que mais interessava era o grupo de profissionais competentes que estava lá dentro, e não o nome da empresa. E aquele grupo ficou junto operando da mesma forma, com as mesmas licenciadoras, a LOI acompanhando esse movimento, e era o nome forte por trás disso tudo tecnologicamente.

A empresa comprou uma área em Bragança Paulista, interior de São Paulo, onde foi construída a fábrica. Em São Paulo ficou o escritório central. O filho, Andreas, hoje está junto de Alex e Ricardo Guerra no comando da equipe e da empresa. IH Jan a Mar 2014 www.revistalH.com.br 49

Doutor em Tratamento Térmico Daniel H. Herring | heattreatdoctor@industrialheating.com

N

Segregação e Bandeamento em Aços Carbono e Ligados

inguém gosta de surpresas na fabricação e isso é especialmente verdadeiro durante o tratamento térmico. Para evitá-las, a nossa atenção é frequentemente focada no tipo de material que nos é fornecido e nas variáveis de processo/equipamento que devemos controlar.

O que muitas vezes não consideramos é a condição da matéria-prima recebida. A este respeito, o resultado da segregação e do bandeamento da liga após o tratamento térmico pode causar um problema considerável entre o tratador térmico e o seu cliente. Vamos aprender mais.

Muitas pessoas acreditam que os aços são classificados apenas por sua composição química. Na verdade, são de grande importância: o processo de produção de aço utilizado; o processo de lingotamento empregado (lingotamento convencional ou contínuo); o tamanho/formato dos semiacabados (blocos, tarugos ou placas) ou dos produtos acabados (placas, folhas ou barras); e as propriedades necessárias para a aplicação final.

Segregação Os aços não são quimicamente homogêneos, eles não têm uma composição química uniforme em toda a área da seção transversal de suas formas manufaturadas. Quando um aço é fundido, o primeiro material a solidificar é o posicionado na zona exterior, adjacente à parede do molde (esta zona da superfície é referida como zona coquilhada). Isto resulta em uma camada fina de cristais equiaxiais com a mesma composição que o metal líquido. Estes cristais continuam a crescer para dentro, como grãos colunares e de uma forma dendrítica, paralelos ao gradiente térmico. Finalmente, a solidificação termina quando a temperatura do líquido cai e os grãos vizinhos incidem um sobre o outro na zona central da forma fundida (Fig. 1).

O processo de solidificação causa um particionamento de elementos químicos tanto macroscópico como microscópico

50 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

conforme o metal líquido resfria. Macroscopicamente a segregação ocorre na linha central de produtos de forma contínua e no topo e na base dos lingotes. Microscopicamente a segregação ocorre entre as dendritas em toda a seção solidificada. O trabalho mecânico a quente subsequente (por exemplo, a laminação) cria faixas (bandas) longitudinais com variação na composição química.

Microssegregação é a diferença na composição química entre o centro da dendrita (isto é, o núcleo dendrítico) e a região entre os braços dendríticos. O primeiro líquido a solidificar (no centro da dendrita) será mais rico em elementos de liga se a adição de elemento de liga aumentar a temperatura de fusão, ao passo que a área com elementos de liga (ou seja, rica em soluto) será concentrada nas regiões interdendríticas se a adição de elementos de liga reduzir a temperatura de fusão.

No tratamento térmico a segregação da liga pode produzir diferenças na temperabilidade do aço. A diferença de dureza entre as regiões ricas e pobres em elementos de liga pode se manifestar por meio da criação de áreas mais duras e mais moles, de martensita e da transformação mista de produtos como a bainita.

Fig. 1. Diagrama esquemático das morfologias dos cristais, em cada zona, em uma seção do aço como solidificado. Estão ilustradas a zona coquilhada externa, a zona colunar e a zona equiaxial no interior. As macro e microssegregações não estão ilustradas

Bandeamento O bandeamento é causado pela segregação de elementos de liga durante a solidificação. As operações subsequentes de trabalho a quente resultam em um alinhamento da segregação na direção de trabalho, o qual resulta no surgimento de bandas delineadas na microestrutura. A distribuição da microssegregação (em aços trabalhados) depende da quantidade de deformação utilizada para conformar a peça. As taxas de difusão dos elementos de liga no aço controlam a homogeneização do fundido.

Por exemplo, o cromo e o molibdênio são homogeneizados prontamente, enquanto o níquel homogeneíza-se muito lentamente. As bandas alternadas com variação da composição química resultam em diferentes microestruturas, orientadas paralelamente à direção de laminação do material (Fig. 2).

Tratamentos mecânicos e/ou térmicos adicionais para eliminar ou reduzir a microssegregação aumentam o custo de fabricação e, muitas vezes, não são considerados economicamente viáveis. Por exemplo, pode se conseguir um elevado grau de homogeneização com o tratamento do aço segregado a uma temperatura elevada (geralmente acima de 1.200°C) durante um tempo muito longo (até 100 horas ou mais, em alguns casos).

A causa primária do bandeamento é a segregação de elementos de liga substitucionais (por exemplo, manganês, cromo, molibdênio) durante a solidificação (dendrítica). A taxa de resfriamento, o tamanho de grão austenítico e a temperatura de austenitização também influenciam na severidade do bandeamento microestrutural.

O bandeamento ocorre em todos os aços. Enquanto o reaquecimento de produtos como fundidos e a laminação a quente tendem a reduzir a segregação química, outros fatores (relacionados com as transformações de fases no estado sólido e a solidificação residual) resultam em maior ou menor grau de bandeamento na microestrutura de todos os produtos de aço acabados.

Doutor em Tratamento Térmico Daniel H. Herring | heattreatdoctor@industrialheating.com

Fig. 2. Microestrutura bandeada de um aço 4340 (50x, reagente de Vilella)

Efeito do Bandeamento no Tratamento Térmico Em geral, a dureza e a microestrutura serão fortemente influenciadas pela segregação e pelo bandeamento. As áreas ricas em elementos de liga tendem a se transformar em martensita ou bainita, enquanto as áreas pobres em elementos de liga apresentam um aumento nas quantidades de perlita e ferrita (devido às taxas de resfriamento mais lentas). Para peças cementadas a dureza da camada será impactada, particularmente, se houver altas concentrações de austenita retida ou bainita formadas na estrutura primariamente martensítica. Em algumas aplicações, a austenita retida se converte em martensita não-revenida em serviço (Fig. 3), resultando em variações de dureza e propriedades que podem causar variação dimensional ou até mesmo falha do componente.

As resistências à tração, ao escoamento e à fadiga tendem a não ser afetadas pela presença ou ausência de microssegregação, enquanto as propriedades de dutilidade e tenacidade são impactadas negativamente.

Como um exemplo, uma dureza irregular e propriedades mecânicas pobres podem ser o resultado de uma microestrutura segregada ou bandeada tendo quantidades significativas de perlita grosseira, ferrita grosseira ou agrupamentos de ferrita. Para austenitizar completamente estas estruturas no aquecimento por indução são necessários tempos e temperaturas mais altos e isto pode resultar em crescimento de grão, formação de martensita grosseira na têmpera, oxidação/descarbonetação da superfície e aumento das chances de distorção. Assim, o mais desejado para um endurecimento por indução é ter uma microestrutura com perlita fina ou temperada e revenida.

Sumário A segregação e o bandeamento podem ou não serem ruins para o

Fig. 3. Placa de embreagem de 4340. Uma região de martensita (branca) reformada (não-revenida) dentro da área bandeada da zona afetada pelo calor. Esta área exibiu valores de dureza significativamente mais elevados do que aqueles da zona ao redor. (1250x, reagente de Vilella)

produto final, mas os efeitos destas condições deveriam ser avaliados antes que a matéria-prima fosse tratada termicamente ou negada (na medida do possível) para que fossem para tratamentos térmicos apropriados (por exemplo, recozimento, normalização). IH Referências [1] Krauss, George, “Solidification, Segregation and Banding in Carbon and Alloy Steels,” Metallurgical and Material Transactions B, Volume 34B, December 2003, pp. 781 – 792.

[2] Majka, Ted F., David K. Matlock and George Krauss, Development of Microstructural Banding in Low-Alloy Steel with Simulated Mn Segregation, Metallurgical and Materials Transactions A, Volume 33A, June 2002, pp. 1627 - 1637.

[3] Shewman, Paul G., Transformations in Metals, McGraw-Hill, Book Company, 1969.

[4] Parrish, Geoffrey, Carburizing: Microstructure and Properties, ASM International, 1999.

[5] VanAken, David, “Engineering Concepts: Segregation and Banding in Steel,” Industrial Heating, April 2001.

[6] Rudenev, Valery I., “Can the Fe-Fe3C Phase Transformation Diagram be Directly Applied in Induction Hardening of Steel?,” Heat Treating Progress, June/July 2003.

[7] Rudnev, V., D. Loveless, R. Cook and M. Black, Handbook of Induction Heating, Marcel Dekker, Inc. 2002.

Daniel Herring é Presidente da empresa The Herring Group Inc., especializada em serviços de consultoria (tratamento térmico e metalurgia) e serviços técnicos (assistência em ensino/treinamento e processo/equipamentos). Também é pesquisador associado do Instituto de Tecnologia de Illinois dos EUA, no Centro de Tecnologia de Processamento Térmico.

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Têmpera a Vácuo de Bloco de Aço AISI H13 Parte II - Têmpera a Vácuo

O

tratamento térmico visa a modificar as propriedades mecânicas, elétricas e magnéticas de ligas ferrosas e não ferrosas e, conforme norma ABNT 8635, definido como o “processo de aquecimento, manutenção e resfriamento”. Esta segunda parte de processos térmicos a vácuo descreve a têmpera a vácuo de um bloco de aço da classe trabalho a quente AISI H13, dimensões 406x406x406 mm, com termopares monitorando todas as faces e o núcleo.

Os aços ao cromo da classe trabalho a quente têm excelentes resistência a impacto em altas temperaturas, resistência ao amolecimento durante exposição a altas temperaturas e resistência à fadiga térmica.

Essas propriedades são atendidas pelo uso de aço médio carbono e relativa alta concentração de cromo e outros fortes elementos formadores de carbonetos. O médio carbono desse tipo de aço promove tenacidade, proporciona boa resistência em alta temperatura pelo revenimento com precipitação fina e estável dispersão de carbonetos de cromo e vanádio. Os altos teores em elementos de liga contidos proporcionam excelente temperabilidade e permitem endurecimento de grandes seções com a utilização de adequadas taxas de resfriamento [1]. Muitos moldes e matrizes do segmento industrial de forjamento a quente, extrusão de alumínio, injeção de alumínio e plástico são construídos com o aço H13 em função da significativa temperabilidade, boa ductilidade, resistência a quente (amolecimento) e, em particular, resistência à fadiga térmica. O tratamento térmico final de moldes e matrizes construídos em aço para trabalho a quente como o H13, contendo normalmente 5% de Cr e significativa quantidade de outros elementos de liga, requer experiência e compreensão das mudanças de fase e tensões associadas que ocorrem durante o aquecimento e resfriamento. A Tabela 1 apresenta a composição química do aço AISI H13 para a faixa dos principais elementos químicos.

Tratamento Térmico A modificação das propriedades dos aços é fundamental para o melhor desempenho. A maioria das falhas prematuras de ferramentas é resultado de um tratamento térmico incorreto [2]. Para a têmpera do aço H13 é necessária alta temperatura de austenitização para colocar todos os elementos de liga em solução sólida que estão como carbonetos secundários na condição recozido. A solubilização dos carbonetos é necessária para que os elementos de liga, durante o revenimento ou o trabalho, promovam a precipitação secundária e a resistência a quente do material, como consequência. E quanto mais ligado o aço, maior a quantidade de carbonetos finos que atuam como barreiras ao cresci-

mento de grão e, assim, permitem a utilização de maiores temperaturas de austenitização [2].

Desenhar corretamente a rota dos parâmetros térmicos de aquecimento, manutenção e resfriamento é de vital importância para se obter uma completa e uniforme estrutura martensítica, evitar a formação de bainita, precipitação de carbonetos em contornos de grãos e reduzir a formação excessiva de tensões no endurecimento [3]. A etapa de resfriamento deve ser conduzida com cuidado, uma vez que responde pela qualidade dos resultados quanto à uniformidade microestrutural, dureza e deformação. Um equipamento como o forno a vácuo para esse tratamento térmico deve ser capaz de programar e controlar o resfriamento depois de concluída a etapa de austenitização. Os modernos fornos a vácuo operam com, pelo menos, três termopares, sendo um do forno (fixo) e outros dois móveis para monitorar as temperaturas de superfície e núcleo do bloco. A Fig. 1 mostra o forno a vácuo para carga de até 1000 kg, dimensões 600x600x900 mm e capacidade de resfriamento com gás nitrogênio sob pressão de até 12 bar, utilizado para a têmpera do bloco de aço AISI H13 neste estudo.

Os fornos a vácuo modernos permitem ainda a utilização de um recurso técnico para realizar a operação conhecida como “martêmpera”. Esse recurso poderia ser utilizado naquelas situações de peças com grandes dimensões e variações de forma, com elevado risco de produzir deformações de grandes extensões ou mesmo trincas. A Fig. 2 ilustra a rota de martêmpera, ou “isothermal quenching”, para o forno de têmpera a vácuo, inclusive padronizada pela norma NADCA (North American Die Casting Association - Associação Norte-Americana de Fundição Injetada) quando necessária a sua utilização.

O fluxo de gás durante o resfriamento tem uma influência crítica na taxa de resfriamento do forno, como mostrado na parte I publicada nesta revista na edição Out a Dez 2013. Os bicos injetores de gás nitrogênio dispostos 360° na retorta do forno e em torno do bloco de aço e da porta, promovem um fluxo turbulento de gás com “Número Reynolds” maior que 2300 para altos níveis de extração de calor e asseguram a mais alta taxa de resfriamento [5].

A Fig. 3 apresenta um gráfico típico produzido para a condução do processo térmico de uma peça de aço no forno de têmpera a vácuo.

Nesse caso, para um bloco de aço da classe trabalho a quente de dimen-

Tabela 1. Composição química do aço AISI H13, átomos % em peso

Cr

Si

Mn

0,35

0,80

0,25

0,42

1,20

0,50

S max 0,020

P max 0,030

Cr

Mo

V

4,80

1,20

0,85

5,50

1,50

1,15

52 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Fig. 1. Forno a vácuo 12 bar de pressão de nitrogênio no resfriamento [4]

Parte II - Têmpera a Vácuo

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ie

de aque

erfíc

leo

núc

su p

câmara

cimento

Temperatura

Resfriamento isotérmico

Ms

Tempo

Fig. 2. Rota de martêmpera a vácuo para controlar o resfriamento [3]

sões 300x300x300 mm.

A Têmpera a Vácuo do Bloco de Aço Os parâmetros de tratamento térmico para aços da classe trabalho a quente foram selecionados como recomendados pelos fabricantes do aço e a execução ditada por normas, tais como NADCA [6], General Motors (GM DC-9999-1) [7] e Ford Motor (Ford AMTD-DC2010) [8]. Essas normas estabelecem procedimentos para a execução dos parâmetros de tratamento térmico, como: a temperatura de austenitização; tempo à temperatura de austenitização; taxas de aquecimento e resfriamento; diferenças permissíveis entre a superfície e núcleo no aquecimento e resfriamento; métodos de colocação de termopares na peça; taxa mínima de resfriamento de 28°C/min na faixa de temperatura 1030 e 540°C; microestruturas aceitáveis ao final do processo e métodos para ensaios mecânicos, entre outros.

Enfim, a “receita” do processo é bem definida e o forno a vácuo capaz de executar e reproduzir com sucesso esses parâmetros.

A têmpera a vácuo do bloco de aço H13

de dimensões 406x406x406 mm descrito neste texto e executada conforme os parâmetros recomendados pela norma NADCA nas seguintes principais condições: • Faixa de temperatura monitorada no resfriamento: 1030 a 540°C; • Pressão de gás nitrogênio no resfriamento: 9 bar.

Os termopares utilizados para monitorar e registrar o resfriamento foram localizados em todas as superfícies e no núcleo do bloco de aço H13. A Fig. 4 apresenta duas vistas do bloco de aço H13 montado dentro da câmara do forno a vácuo e os respectivos fios de termopares colocados nas superfícies de cinco faces (profundidade 15 mm) e no núcleo (profundidade 200 mm).

O tratamento térmico do aço H13 exige controle estrito de todas as etapas: aquecimento, austenitização e resfriamento. Uma vez colocado o bloco de aço no centro da câmara do forno e todos os termopares corretamente fixados, a porta do forno é fechada para dar início ao processo térmico, como descrito na parte I de texto publicado nesta revista.

A Fig. 5 destaca as curvas obtidas no monitoramento com seis (6) termopares ao total na faixa crítica de temperaturas de 1030 a 540°C. As duas curvas de resfriamento que se destacam para os extremos de mínima e máxima taxa de resfriamento nesse processo, estão localizadas na base do bloco - termopar 4, cor azul claro, face inferior do bloco - com elevada taxa de resfriamento alcançando ~190°C/min; e outro termopar, como seria esperado, no núcleo alcançando a menor velocidade de resfriamento de ~40°C/min. Esses resultados de taxa de resfriamento atendem às

Fig. 3. Gráfico de têmpera a vácuo produzido para bloco de aço [5]

Parte II - Têmpera a Vácuo

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Fig. 4. Fotos do bloco de aço H13 e termopares localizados nas superfícies e núcleo no interior da câmera do forno a vácuo [4]

Temperatura (ºC)

Teste de Resfriamento Forno Tipo 10.0NVPT4035/36

Fig. 5. Curvas de resfriamento de pressão 9 bar do bloco de aço para as superfícies e núcleo [3]

normas citadas acima, que regulam o processo térmico de têmpera a vácuo de blocos de aço AISI H13, confirmando, apesar de óbvio, que o núcleo resfria a uma velocidade muito menor que a superfície.

Esses resultados de monitoramento de resfriamento do bloco de aço na faixa de temperatura de 1030 a 540°C mostram também que o resfriamento sob pressão de 9 bar de gás nitrogênio tem “taxas de resfriamento”, para quaisquer pontos do bloco de aço, superiores às mínimas recomendadas pelas normas GM9999-1 e NADCA. O resfriamento do bloco nessas condições evita a transformação perlítica, a precipitação de carbonetos em contornos de grãos e a formação bainítica até determinada profundidade do bloco.

A Fig. 6 apresenta as curvas de resfriamento desse mesmo bloco de aço H13, realizadas em três diferentes tamanhos de câmara de forno a vácuo e sobrepostas ao diagrama TRC - Transformação em Resfriamento Contínuo - do aço H13. Observa-se que, nesse caso, todos os tamanhos de câmara de forno a vácuo indicados nessa Fig. 5 - de 500x600x900 até 1000x1000x1500 mm - apresentam curva de resfriamento com taxas superiores às recomendadas pela norma NADCA, ou seja, dentro do campo à esquerda, limitado pela curva na cor vermelha e entre as curvas “5” e “6” de resfriamentos.

Concluindo, a seleção correta, a construção e o monitoramento do processo térmico mostram que o resfriamento de um bloco de aço AISI H13, dimensões 406x406x406 mm, com têmpera a vácuo nas condições descritas acima, permitem obter a desejável microestrutura na seção transversal com vistas a potencializar as propriedades mecânicas interessantes à aplicação deste aço. E, finalmente, a têmpera a vácuo desse bloco atende às recomendações da norma NADCA. IH Referências As referências estão online no endereço: revistaih.com.br/?p=2013.

João Carmo Vendramim é especialista em tratamentos térmicos, formado em engenharia metalúrgica pela Escola de Engenharia de Mauá, em São Caetano do Sul - SP, com mestrado pela

Fig. 6. Curvas de resfriamento para bloco de aço com resfriamento em câmaras de forno de diferentes tamanhos [3]

54 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Unicamp. Trabalhou por vários anos na Brasimet. É Diretor Técnico e Comercial na Isoflama.

Parte II - Têmpera a Vácuo

Tratamento Térmico por Indução

O Modelamento Computacional para Tratamento Térmico por Indução Veio para Ficar Valery Rudnev, Collin Russell e Gary Doyon Inductoheat Inc.; Madison Heights, Michigan, EUA Em uma economia global acelerada, a capacidade dos fabricantes de aquecimento por indução a fim de minimizar o tempo entre o pedido de um cliente e a elaboração do orçamento com base em um modelamento computacional eficiente é fundamental para o sucesso de seus clientes m ambiente industrial competitivo não oferece o luxo de alguns meses, semanas ou mesmo dias de espera, a fim de provar a viabilidade de certos processos por meio de tentativa e erro. As demandas do mercado pela obtenção de resultados rápidos e confiáveis sobre os parâmetros críticos de projeto são, agora, uma ocorrência diária e normal.

A simulação computacional permite aos especialistas de aquecimento por indução determinar os detalhes de um processo que pode ser demorado, de alto custo e, em alguns casos, difícil ou impossível de resolver experimentalmente. Ela fornece a capacidade de prever como diferentes fatores interrelacionados e não-lineares podem afetar as condições térmicas transitórias e finais do componente tratado.

A simulação ajuda a determinar o que deve ser feito para melhorar a eficácia do processo, a fim de estabelecer as mais adequadas receitas de processo. Os resultados do modelamento por computador servem como um fator de conforto ao se projetar novos sistemas, evitando surpresas desagradáveis, diminuindo a curva de aprendizado e reduzindo o tempo de desenvolvimento.

O modelamento computacional não é mais apenas uma ferramenta útil e que auxilia na melhoria do desempenho do sistema. Ele se tornou uma necessidade vital [1-3].

Têmpera Progressiva por Indução As principais vantagens da Têmpera Progres56 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

siva por Indução em comparação à Têmpera Estacionária estão associadas com uma maior flexibilidade no processo de têmpera para peças de diferentes diâmetros e comprimentos.

Os indutores de Têmpera Progressiva podem ser constituídos por uma ou mais espiras, e o cobre pode ser manipulado para melhor acomodar as irregularidades geométricas.

Para ilustrar, a Fig. 1 mostra os resultados do modelamento computacional na fase inicial da Têmpera Progressiva por Indução de um eixo de aço médio carbono, com diâmetro externo de 64 mm e interno de 25 mm, utilizando um indutor com duas espiras.

A frequência é de 1 kHz. O indutor se move ao longo do eixo durante o processo. A potência e a velocidade de processo são ajustadas de acordo com a geometria do eixo (incluindo a flange, as alterações de diâmetro, espessura da parede etc). Para temperar o raio do eixo conforme o especificado, aplica-se um pequeno encharque no começo do processo. A ducha não é acionada durante o pré-aquecimento.

Obter uma profundidade de camada com a dureza mínima exigida no eixo sem exceder a camada máxima especificada pode ser um desafio, o qual pode estar associado a diversos fenômenos [1, 2].

Do ponto de vista eletromagnético, é um desafio induzir energia suficiente (densidade de potência) no raio sem criar temperaturas excessivas nas regiões próximas ao flange.

Em regiões com raios menores, é ainda mais difícil devido à proximidade eletromagnética e ao efeito de acoplamento inferior à espira.

Fig. 1. Resultados de um modelamento computacional utilizando MEF no estágio inicial de uma têmpera progressiva por indução de um eixo de aço médio carbono, com diâmetro externo de 64 mm e interno de 25 mm, utilizando um indutor com duas espiras. A frequência é de 1 kHz

De uma perspectiva da transferência de calor, a presença de várias áreas frias adjacentes ao flange durante o aquecimento cria um efeito de resfriamento irregular (efeito de dissipação térmica) na região do flange em comparação com outras áreas do eixo. Consequentemente, durante o aquecimento por indução, mais calor é removido da área do raio devido à condução térmica, sendo removido por outras zonas do eixo. Isto requer um indutor concebido para gerar mais calor no raio para compensar o efeito intensivo de dissipação de calor.

Do ponto de vista do projeto, a geometria do eixo precisa ter certas características (por exemplo, bordas, cantos vivos, cortes, paredes finas etc) localizadas próximas ao flange e que não podem ser reaustenitizadas ou totalmente temperadas durante o ciclo de Têmpera do Raio.

A Fig. 1 mostra o padrão de temperatura e a distribuição do campo magnético no final do tempo de encharque do pré-aquecimento do raio. Por solicitação do cliente, uma bobina de duas voltas não revestida deveria ser utilizada nesta aplicação.

Com o propósito de aumentar a densidade de potência na região do raio, a espira inferior foi deformada, proporcionando uma

Tratamento Térmico por indução

Fig. 2. Resultados de um modelamento computacional de aquecimento e resfriamento durante o estágio intermediário de uma superfície com têmpera progressiva vertical do eixo, utilizando o indutor MIQ de duas espiras com um anel concentrador de fluxo na forma de “L” (frequência de 9 kHz) [2]

condição favorável para o pré-aquecimento seletivo do raio. A espira inferior está mais acoplada ao flange comparada ao corpo do eixo, complementa o perfil do tubo de cobre, como foco no efeito de aquecimento. Após a conclusão da fase de encharque, o raio do eixo está pré-aquecido suficientemente e começa então a Têmpera Progressiva. Algumas vezes, quando a bobina e/ou o eixo começa a mover-se, é utilizada uma maior velocidade a fim de indexar rapidamente na posição e resfriar a área aquecida.

Processo em Duas Etapas É importante lembrar que a têmpera por indução de componentes de aço é um processo em duas etapas que envolvem o aquecimento e o resfriamento. Ao realizar o “escaneamento” das superfícies externas (por exemplo, o diâmetro externo do eixo), o dispositivo de ducha é posicionado, em geral, junto à bobina, a fim de resfriar a área que foi aquecida.

Em outros casos, pode ser utilizado um equipamento com ducha integrada (MIQ - machine integral-quench). Em qualquer dos casos, o dispositivo de ducha é constituído por uma câmara de resfriamento, com numerosos furos (orifícios) que permitem que a peça seja resfriada no ângulo e distância especificados.

Portanto, é indispensável ser capaz de simular não somente o aquecimento, mas também as etapas de resfriamento. Como um exemplo, a Fig. 2 mostra os resultados do mo-

Fig. 3. Simulação computacional utilizando o MEF do aquecimento por indução de uma área selecionada de um trilho de aço a partir da temperatura ambiente até a temperatura de conformação

delamento computacional de aquecimento e resfriamento durante uma fase intermediária de uma superfície vertical do eixo utilizando um indutor MIQ com duas espiras com um anel concentrador de fluxo na forma de “L” (frequência de 9 kHz) [2].

Os fenômenos de pré-aquecimento e de aquecimento final causados pelos efeitos finais eletromagnéticos são visíveis claramente. Nota-se que o aquecimento do eixo começa em frente à espira superior da bobina, criando o efeito de pré-aquecimento. O efeito final eletromagnético de uma bobina de indução é o principal responsável por esse pré-aquecimento. É a propagação do campo magnético externo, que faz com que a geração de fontes de calor ocorra fora da bobina de indução.

A presença de um campo magnético externo depois da espira inferior é responsável pelo aquecimento final das áreas localizadas imediatamente abaixo do eixo da bobina. É muito importante levar em consideração os efeitos finais para projetar corretamente um dispositivo de resfriamento e determinar uma receita de processo adequada. A modelagem computacional ajuda a obter informações críticas a este respeito.

O efeito de cauda de cometa também é claramente visível e se manifesta como uma acumulação de calor nas regiões subsuperficiais do eixo, abaixo do indutor. Após a ducha, a temperatura da superficial do eixo

pode ser suficientemente resfriada para temperaturas abaixo da temperatura de transformação. Ao mesmo tempo, o calor acumulado na subsuperfície do eixo poderia ser suficiente para revenir as regiões temperadas e poderia resultar em um potencial aparecimento de regiões mais moles dentro da profundidade de camada tratada. Um resfriamento eficiente é essencial para evitar esse fenômeno indesejável.

Aquecimento Localizado

Muitas aplicações (brasagem, solda, têmpera, revenimento, alívio de tensões, recozimento, montagem por interferência, conformação a morno e a quente e dobramento) requerem um aquecimento por indução apenas em áreas selecionadas da peça. Comparado com aplicações que requerem aquecimento de toda a peça, o aquecimento seletivo envolve várias características importantes de processos que afetam os parâmetros elétricos, a seleção de frequência e o projeto da bobina.

Estas características incluem a existência de efeitos finais eletromagnéticos e o fenômeno de dissipação de calor, o que ocorre devido ao efeito do calor dissipado de regiões mais frias adjacentes à zona aquecida.

Simulação Computacional pelo MEF Uma simulação computacional do aquecimento por indução pelo MEF (Método dos Elementos Finitos) de uma área selecionada Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 57

Tratamento Térmico por Indução

Fig. 4. Geração de um modelamento 3D para têmpera de um componente com geometria complexa (vermelha), por rádio-frequência, utilizando um indutor de topo (amarelo) e concentrador de fluxo magnético (preto)

de um trilho de aço a partir de temperatura ambiente até temperaturas de conformação a quente é mostrada na Fig. 3. Indutores na forma de borboleta, que são posicionados em ambos os lados do trilho de aço, proporcionam o aquecimento localizado. O fluxo de

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corrente das espiras centrais é na mesma direção, gerando o efeito de aquecimento principal. As espiras superior e inferior representam o chamado “anel de cancelamento de campo” com um fluxo de corrente no sentido oposto ao da corrente no centro das espiras.

O efeito principal de aquecimento é fornecido pelo centro da espira, enquanto o calor gerado pelo “anel de cancelamento” ajuda a compensar o efeito de dissipação térmica nas regiões adjacentes, especialmente durante o transporte do trilho para a operação subsequente no processo de fabricação.

Os empilhamentos de chapas laminadas da forma de “U” posicionados ao redor das espiras centrais têm um impacto duplo sobre o desempenho dos indutores do tipo borboleta.

Primeiro, eles servem como concentradores de fluxo magnético para aumentar a intensidade de aquecimento das espiras centrais.

Em segundo lugar, eles fornecem uma dissociação eletromagnética das espiras da bobina com correntes fluindo em direções opostas, o que também aumenta a eficiência elétrica.

Algumas exigências do processo especificam não apenas a temperatura mínima exigida para a operação de conformação que irá ocorrer na sequência, mas também as temperaturas máximas das áreas adjacentes (por exemplo, o aquecimento seletivo de trilhos). O modelamento computacional reduz o tempo de desenvolvimento e ajuda a revelar importantes sutilezas do processo de aquecimento por indução localizada.

21/02/2014 16:00:09

Tratamento Térmico por indução

Em muitos casos, a simulação do processo de aquecimento por indução é efetiva, trazendo vantagem para a simetria rotacional do componente. Este é um caso frequente para o aquecimento por indução de componentes cilíndricos (eixos, Figs. 1 e 2).

Simulação 3D

Em alguns casos, no entanto, a geometria da peça não permite tal simplificação. Um software 3-D eletromagnético e térmico é utilizado nestes casos. A simulação 3-D permite que todas as características geométricas críticas do processo sejam levadas em consideração. É imprescindível lembrar que qualquer análise computacional por MEF só pode produzir resultados que são derivados da definição correta de um modelo teórico, das condições de contorno e de um modelamento correto. No final da simulação, um software moderno em 3D geralmente não fornece qualquer informação sobre a precisão dos resultados obtidos.

A experiência mostra que a escolha adequada do modelamento por elementos finitos é o fator mais importante para a precisão das simulações numéricas. Regiões de alta concentração de corrente e zonas onde

o campo eletromagnético possui gradientes mensuráveis devem utilizar um modelamento adequado para se ter um número suficiente de elementos. Como um exemplo, a Fig. 4 mostra a geração de um modelamento 3D em que a têmpera de um componente de geometria complexa (vermelha) é feito por rádio-frequência utilizando um indutor de topo (amarelo) e um concentrador de fluxo magnético (preto). O efeito de borda da bobina de cobre, bem como o efeito pelicular, foram devidamente tratados. A utilização de frequências mais elevadas aumenta a importância da malha adequada.

Conclusão Anos de experiência alavancados pelos avanços recentes em computadores de alto desempenho melhoraram a relação custoeficácia do estágio de desenvolvimento de equipamentos de aquecimento por indução, encurtando a curva de aprendizagem, reduzindo o tempo de desenvolvimento e permitindo estimativas de viabilidade rápidas e confiáveis de novos processos, tendo um papel cada vez mais crítico na otimização de desempenho de sistemas de indução. É importante que o analista tenha uma

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clara compreensão das especificações do processo, bem como experiência prática de tratamento térmico, pois este é um tema complexo. A simulação computacional pode ser utilizada em conjunto com a experiência em computação numérica, instrução apropriada e o conhecimento de engenharia para alcançar a precisão requerida na simulação matemática. Quando as pessoas certas utilizam essas ferramentas, a solicitação do usuário final pode ser eficientemente alcançada com precisão e de forma rentável.

Referências [1] V. Rudnev, “Computer Modeling Helps Prevent Failures of Heat Treated Components,” Advanced Materials & Processes, October 2011, 6-11p.

[2] V. Rudnev, “Computer Modeling of Induction Heating: Things to be Aware of, Things to Avoid,” Industrial Heating, May 2011, 41-45p.

[3] G. Doyon, D. Brown, V. Rudnev, C. Van Tyne, “Ensuring the Quality of Inductively Heated Billets,” Forge, April 2010, 14-17p.

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Tratamento Térmico

A Questão do Tratamento Criogênico Profundo Frederick J. Diekman - Controlled Thermal Processing, Inc.; Antioch Ill., EUA O tratamento criogênico é um assunto que sempre cria controvérsias. Muitos fatores são citados por aqueles que desejam banir o tratamento criogênico para o reino do óleo de cobra (fraude). No entanto, quem lê de forma séria a literatura científica sobre o assunto sabe que o tratamento criogênico é um meio valioso de modificar termicamente os metais. Na verdade, é um processo que está ajudando a mudar o tratamento térmico para o “processamento térmico”. Este artigo tem como objetivo esclarecer algumas das razões para tais controvérsias

A

ausência de uma definição clara de tratamento criogênico contribui bastante para esta controvérsia. O tratamento criogênico, que trataremos como tratamento criogênico profundo (DCT - Deep Cryogenic Treatment), não é um tratamento frio (“cold”). O DCT tem características distintas que o fazem diferente do tratamento frio, incluindo a temperatura e o tempo.

Definindo Tratamento Criogênico Profundo Primeiro vamos definir temperaturas. A comunidade científica define temperaturas criogênicas como aquelas abaixo de -150°C [1]. Não há um ponto de definição ou um acontecimento físico nesta temperatura, somente um valor conveniente. Note que isto significa que temperaturas de -80 a -100°C, frequentemente utilizadas no tratamento frio dos aços, não são temperaturas criogênicas válidas. As temperaturas usuais do tratamento criogênico estão abaixo de -185°C até -268°C. Outra característica que distingue o DCT é o tempo de tratamento onde a taxa de resfriamento da peça deve ser lenta até a faixa criogênica. A redução na temperatura leva entre 4 e 10 horas. O objeto sendo tratado é então mantido na temperatura criogênica por um período de tempo – cerca de 4 a 8 horas – e deve ser seguido pelo ciclo de Note que algumas empresas estão tratando materiais a até -268°C Rampa de aquecimento do revenimento Temperatura ambiente

Rampa de resfriamento

Permanência a temperatura de revenimento

Rampa de aquecimento

89K (-300˚F/-184˚C) 27.31 mm

revenimento, que depende de qual material está sendo tratado (Fig.1).

Muitos pesquisadores tentam “burlar” o tempo de processo imergindo os materiais em nitrogênio líquido ou hélio líquido. Na melhor das hipóteses, não haverá mudança no desempenho do material; na pior, ocorrerá uma falha catastrófica. Infelizmente, tais resultados são citados como prova de que o DCT não funciona. Recentemente, a Controlled Thermal Processing foi contatada por um cliente que tentou tratar o arame que ele utilizava em seus produtos no laboratório de uma famosa universidade, que o imergiu em hélio líquido. Ele não

Mantido tipicamente de 6 a 40 horas

Tipicamente entre 4 e 10 horas

Tempo

Fig. 1. Um ciclo criogênico típico

60 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Fig. 2. Equipamento de DCT típico

Tratamento Térmico

0.3 PLASMA

0.25

Nitretação a Plasma

0.2

ŸServiços ŸReatores ŸFontes ŸControle ŸAutomação

0.15 0.1

www.sdsplasma.com.br

0.05 Não tratados

0 Chevrolet Impala

Ford Crown Victoria

Dodge Intrepid

41 3016 2767

Tratados Isuzu NPR

Fig. 3. Comparação do desgaste entre rotores tratados criogenicamente e não tratados

conseguiu os mesmos resultados que havíamos produzido e quis saber o motivo. Ao não desenvolver o processo corretamente, é o mesmo que tentar endurecer um aço D2 endurecível ao ar - aquecendo-o com uma tocha de acetileno e um balde de água para temperá-lo e, então, se queixar de que ele não funciona.

Equipamento para o DCT Nós estamos percebendo que o equipamento também é importante. Nós vimos de tudo, desde caixas de isopor até fornos convertidos sendo utilizados na tentativa de tratar os materiais. O equipamento utilizado para o DCT deve ser concebido de tal modo que os perfis de tempo/temperatura possam ser monitorados (Fig. 2). O equipamento também necessita de um bom isolamento, de modo que a utilização de nitrogênio líquido seja minimizada para manter o processo econômico. A introdução do nitrogênio líquido na câmara de tratamento precisa ser controlada, de modo que não atinja diretamente as peças, provocando tensões e resfriamento instantâneo da superfície.

O que é o DCT? O tratamento criogênico não é um processo amadurecido como o tratamento térmico.

Há evidências de que o tratamento térmico de metais tenha mais de 8.000 anos. As temperaturas criogênicas foram conseguidas em quantidades industriais há pouco mais de 100 anos. Por muito tempo, o pensamento

geral era de que uma vez que algo estivesse congelado nada mudaria. Os nossos esforços para traçar a história do DCT mostram que ele só começou a ser utilizado comercialmente no final da década de 1930. Devido a isto, o DCT é “novo” e não tem a mesma quantidade de pesquisa que o tratamento térmico em geral. Há mais e mais pesquisas sendo feitas atualmente e estamos vendo que as perguntas mudaram de “se o DCT funciona” para “porque ele funciona e quais os melhores parâmetros de processamento”.

Perceba que falamos de material e não de aço. Uma das coisas que acontece no DCT é a modificação na estrutura do reticulado cristalino. O DCT tem aplicações na maioria dos metais e em alguns plásticos.

Há evidências substanciais que provam que muito dos efeitos do DCT estão relacionados com mudanças na relação de átomo para átomo na estrutura do reticulado cristalino. Por exemplo, os defeitos puntiformes em materiais cristalinos são função da temperatura. O número de defeitos em equilíbrio a uma dada temperatura pode ser determinado matematicamente com a seguinte equação:

Onde: Nd é o número de defeitos, N é o número total de posições atômicas, Ed é a energia de ativação necessária para formar um defeito, k é a constante de Boltzmann e T é a temperatura absoluta.

Observe que é necessário tempo para

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Tratamento Térmico

Fig. 4. Rotores de freio tratados criogenicamente

Fig. 5. Fresa helicoidal tratada criogenicamente

que o equilíbrio seja atingido e que a taxa de redução de defeitos puntiformes diminui exponencialmente com a diminuição da temperatura. Assim, é possível “congelar” os defeitos puntiformes com uma queda de temperatura muito rápida. Esta é uma das razões para o resfriamento lento quando se realiza o DCT. A solubilidade dos elementos de liga na matriz também é afetada pela temperatura. A solubilidade cai com a diminuição da temperatura, fazendo com que os elementos de liga se rearranjem e precipitem fora da matriz. Este provavelmente é o motivo de se ter formação de carbonetos em metais ferrosos que são tratados com DCT quando os elementos de liga se combinam com o carbono livre na microestrutura. De novo, é necessário tempo para que estas reações ocorram e uma redução repentina na temperatura não fornece tempo suficiente para que isto aconteça.

Outro item impedindo a volta do DCT é que ele raramente é ensinado nas faculdades e universidades. Não é incomum que metalurgistas afirmem que nunca ouviram falar do processo. E, mais uma vez, muitos têm certeza de que é apenas um tratamento frio utilizando temperaturas mais frias e, então, tentam explicar que ele não fará nada.

Isto, como apontado anteriormente, é um resultado de não se olhar realmente para os efeitos da temperatura na estrutura cristalina.

Controvérsias sobre o DCT Algumas das maiores controvérsias sobre o processamento criogênico são reivindicações selvagens e infundadas que as pessoas têm feito a respeito dos efeitos do processo. Alegações como “ninguém explodiu um motor tratado criogenicamente” ou “que ocorre aumento de dez vezes na resistência à tração do aço” têm causado danos à reputação do processo. Estas alegações vieram de empresas que tinham pouco conhecimento metalúrgico e estavam tentando vender o processo. Este tipo de comportamento, na sua maior parte, parou quando o processo e os seus benefícios se tornaram mais claros.

Por outro lado, as pesquisas mostram que muitas das reivindicações que pareciam exageradas não são. Por exemplo, foi verificado em diversos laboratórios e testes práticos que o processo aumenta a vida de rotores de freio automotivo (Fig. 3). Isto apesar do fato de “especialistas” dizerem que a única maneira que o processo pode aumentar a resistência ao desgaste é convertendo a austenita retida em martensita.

A microestrutura dos rotores de freio (Fig. 4) é perlítica e não tem nenhuma austenita ou martensita. A literatura também mostra resultados em metais não ferrosos e em alguns plásticos. Muitas destas aplicações não apresentam nenhuma alteração na microestrutura. E, sim, instrumentos musicais e equipamentos de som também apresentam resultados. A Yamaha oferece o DCT em seus instrumentos de sopro e um número crescente de fabricantes de estéreos está oferecendo componentes tratados.

62 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Sumário A Cryogenic Society of America (Sociedade Americana da Criogenia) criou um banco de dados que lista artigos com pesquisas e informações neste assunto. Este banco de dados está disponível a todos em: http://www.cryogenictreatmentdatabase.org/. O número dos artigos de pesquisa está crescendo e indo na direção de provar que o DCT funciona e de encontrar os melhores parâmetros de processo para um dado material e verificar porque o processo funciona.

O DCT mantém a promessa de redução de custos dos produtos e ferramentas (Fig. 5). Ele pode fazer produtos de qualidade superior aos seus concorrentes, mas isso abrandou consideravelmente a adoção do processo. A maioria dos fabricantes está muito nervosa sobre a introdução de um produto que poderia durar de três a quatro vezes mais do que o seu produto atual.

Sim, o processo ainda não tem um fenômeno totalmente sofisticado e completamente explicado. Os procedimentos de tratamento térmico também não eram sofisticados ou totalmente explicados nos primeiros 5.800 anos ou mais de uso, ainda assim eles foram amplamente utilizados. Ferrovias transcontinentais, carros e aviões foram produzidos com aço tratado termicamente antes de entendermos o processo de tratamento térmico. Nós só conseguimos temperaturas criogênicas há pouco mais de 100 anos. Vai levar tempo e pesquisa para descobrir porque o DCT produz estes resultados surpreendentes. IH Referências [1] Radebaugh, Ray, “About Cryogenics,” The MacMillan Encyclopedia Of Chemistry, New York, 2002[2] DIAS, V. W. Estudo Comparativo entre Processos de Revenimento. Trabalho de Diplomação: UFRGS, 2010.

Para mais informações, contate: Frederick J. Diekman, presidente da Controlled Thermal Processing, Inc., PO Box 4005, Antioch IL 60002, EUA; +1 847 651 5511; info@metal-wear.com; www.metal-wear.com.

Polímero

Polímero Não Pegajoso para Aplicações em Sistemas Robotizados de Resfriamento Renata Leal Figueira e Dr. Ovidio Richard Crnkovic, Archem Química Ltda Os polímeros, comparados aos óleos minerais largamente utilizados em tratamento térmico, normalmente oferecem resistência ao fogo e sua biodegradabilidade promove uma redução dos riscos ambientais

A

tualmente, os meios de resfriamento que promovem melhor controle de distorção e eliminação de trincas em processos de têmpera por indução são as soluções aquosas de polímeros [1]. Esses fluidos, comparados aos óleos minerais largamente utilizados em tratamento térmico, normalmente oferecem resistência ao fogo e sua biodegradabilidade promove uma redução dos riscos ambientais [2].

Uma propriedade única desses polímeros é a “solubilidade inversa” [3]. Há uma temperatura crítica, geralmente em torno de 70°C, acima da qual o polímero se separa da solução aquosa, mas é um processo reversível. Assim, durante o resfriamento, ao redor da peça quente, forma-se uma camada rica em polímero e, à medida em que a temperatura do metal se aproxima da temperatura do banho, esta camada se dissolve fornecendo novamente uma concentração uniforme do banho de têmpera.

As soluções de polímeros deixam um resíduo na superfície da peça resfriada devido a formação de filme [4]. Uma vantagem do polímero PAG (polialquilenoglicol) é que são queimados, “limpando” a peça durante o revenimento posterior, oposto do que acontece quando ocorre a formação de um filme não dúctil [5], parecido com um verniz, que demanda grande trabalho para ser removido. Entretanto, esse resíduo vaporizável do polímero PAG pode ser transferido para os sistemas automáticos, robôs e sistemas transportadores, causando interferências no processo de manipulação. Esse é um problema bastante comum nos sistemas de têmpera por indução. Nessas situações, um polímero que forme um filme não pegajoso (NP) deve ser preferido.

Dois dos primeiros desenvolvimentos de polímeros NP para uso

nesses sistemas foram derivados dos polímeros PVP (polivinilpirrolidona) [4] e PEOX (polietil oxazoline) [6]. Entretanto, em alguns casos, o resíduo “não pegajoso” (NP), mas duro, produzido por esses polímeros, acabou provocando necessidade de se adicionar etapas na produção relativas à sua remoção. Adicionalmente, existe uma contínua necessidade do desenvolvimento de polímeros NP, que poderiam ser facilmente removidos numa operação de revenido posterior.

O novo polímero NP desenvolvido a partir do HEC [7] (hidroxietil celulose) convencionalmente tem sido usado para outras aplicações, como indústrias de agricultura, cosméticos, detergentes, polimerização de látex, produção de óleo, indústrias de papel e têxtil.

Entretanto, em função de não formar película pegajosa, foi escolhido como base para a formulação do novo fluido.

As variáveis, concentração da solução, temperatura do banho e grau de agitação, têm forte influência nas características de resfriamento.

Em relação à agitação, como era de se esperar, à medida em que ela aumenta tem-se uma troca de calor mais efetiva, refletindo em aumento da taxa de resfriamento. Como esperado, a agitação promove aumento da taxa máxima de resfriamento (2º estágio), praticamente não havendo alteração no 3º estágio quando a transformação martensítica ocorre.

Essa é uma característica apresentada também pelas soluções de polímero PAG, sendo uma das vantagens do uso das soluções de polímeros, pois a agitação pode ser aumentada, melhorando a uniformidade do resfriamento, sem que a faixa de transformação martensítica sofra aumentos de velocidade, o que potencializaria o risco de trincas e distorções.

Quando a temperatura do banho é aumentada, o comportamento do banho a 25°C apresentou maior taxa de resfriamento, seguido Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 63

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Polímero

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Polímero

ensaio, fato esse observado também para outros ensaios com diferentes condições do banho. Isso, a princípio, poderia induzir, no caso de substituição de soluções PAG por HEC, a se fazer essa substituição de maneira direta, ou seja, se no processo é usado uma solução de PAG 5%, seria substituída por outra HEC de mesma concentração.

Temperatura (ºC)

Curva de Resfriamento 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

0.0

25.0

50.0

75.0

100.0

125.0

150.0

175.0

200.0 225.0 250.0

Velocidade de Resfriamento (ºC/s) HEC

PAG

Fig. 1. Taxa de resfriamento comparativo entre os polímeros HEC X PAG (5% - 25ºC -1000rpm)

pela temperatura de 35°C. No terceiro estágio (± a 300°C), as variações das taxas com a temperatura são menos significativas para essas condições de ensaio.

Variando-se as concentrações de 3% a 30%, mantendo-se a temperatura de 25°C e 1000 rpm, verificamos que as maiores concentrações são responsáveis por taxas máximas de resfriamento menores (2º estágio), como observado nas concentrações de 25% e 30%. Assim, observa-se uma drástica redução da taxa máxima de resfriamento quando a concentração é aumentada de 3% para 30%. À medida em que se aumenta a concentração da solução, aumenta-se a viscosidade, diminui-se o molhamento e a espessura do filme formado é maior, desencadeando um atraso no esfriamento.

Não se observa formação do 1º estágio de resfriamento mesmo para as maiores concentrações, pois a temperatura do banho é baixa (25°C) e agitação de 1000 rpm está presente. Para essa faixa de concentração (3% - 30%), as taxas a 300°C, correspondentes ao 3º estágio, sofrem maiores variações. Na Figura 1 são apresentadas as taxas de resfriamento dos polímeros à base de PAG e HEC para 5% de concentração, 25°C a uma agitação de 1000 rpm. O que se observa é que os comportamentos são similares para as mesmas condições de

Conclusão Como conclusão principal podemos dizer que, usando como base o HEC, polímero não tradicionalmente usado para tratamento térmico, foi possível formular um fluido de têmpera com características de resfriamento compatíveis com a aplicação sugerida e apresentando a propriedade de não deixar como resíduo superficial à formação de filme pegajoso.

Este novo produto apresenta ainda custos de produção similares aos polímeros à base de PAG. IH Referências [1] D.J. Williams, “Quench Systems for Induction Hardening”, Metal Heat Treating, 1995, July/August, p. 33-37.

[2] D.R. Stovicek, “An Update on Polymer Quenchant”, Metal Heat Treating, 1994, March/April, p.49-51.

[3] H.M. Tensi, A. Stich and G.E. Totten, “Fundamentals of Quenching”, Metal Heat Treating, 1995, March/April, p. 20-28.

[4] G.E. Totten, C.E. Bates, and N.A. Clinton, Handbook of Quenchants and Quenching Technology, ASM International, Materials Park, OH, 1993.

[5] G.E. Totten, “Polymer Quenchants: The Basics”, Adv. Mat. & Proc., 1990, March, p. 51-53.

[6] J. Hasson, “Guidelines for Selecting Polymer Quenchants”, Metal Heat Treating, 1996, July/August, p. 27-30.

[7] Corning Down. Literatura Técnica do Hydroxyethyl Cellulose. Brasil, 2002.

Renata Leal Figueira é graduada pela FASB (Faculdade São Bernardo) e possui mestrado em Engenharia de Materiais pela USP São Carlos. Atualmente é responsável pelo desenvolvimento de novos produtos na empresa Archem Química Ltda. O coautor Dr. Ovidio Richard Crnkovic é professor e doutor aposentado na USP São Carlos e atualmente é assessor técnico na divisão de fluidos de têmpera na empresa Archem Química Ltda.

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Meio Ambiente

Biomassa:

Combustão e Gaseificação para a Substituição do Gás Natural

Karp Igor, Pyanykh Konstantin e Yudin Artem The Gas Institute of the National Academy of Science of Ukraine; Kiev, Ucrânia A considerável necessidade de gás natural é um dos principais problemas para o balanço energético da Ucrânia.

Levando em conta o alto volume e o alto custo de importação, fica claro que os esforços dos cientistas, engenheiros e empresários estão focados em resolver a questão da economia de energia e da substituição do gás natural por fontes alternativas de energia

Os Problemas e as Prospecções para o Uso de Biocombustíveis A eficiência de custo do projeto é o critério fundamental para a decisão sobre a utilização de biocombustíveis. Na Ucrânia, o custo do gás natural é de duas a três vezes maior do que o custo do biocombustível, num volume equivalente ao do gás natural em termos do seu potencial de energia. A disponibilidade de tecnologias e equipamentos comprovados é outro fator importante, que determinará o uso de biocombustíveis em processos tecnológicos. Portanto, a tarefa de criar objetos industriais confiáveis e eficientes em termos de custos (com os mínimos períodos para se pagar) que utilizam a biomassa para a substituição de gás natural, foi fundamental para a definição do programa de trabalho de “pesquisa” em biocombustíveis.

Os potenciais investidores estão inte66 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

ressados principalmente em uma instituição de referência na qual a solução proposta já seja utilizada para que eles possam descobrir mais sobre isso no local. Por este motivo, foi decidido dar início ao desenvolvimento de projetos de demonstração.

Existem dois tipos de tecnologias de utilização de biocombustíveis em processos térmicos, as quais são baseadas em dois princípios diferentes: de combustão direta e de gaseificação. O maior efeito é alcançado para a combustão direta da biomassa pré-tratada em caldeiras ou fornos. A tecnologia de pré-gaseificação da biomassa compete com a combustão direta em diversas aplicações.

Qualquer transformação de energia provoca perdas termodinâmicas irreversíveis, o que torna a utilização da energia primária do combustível um pouco menos eficiente do que a combustão direta.

No entanto, a gaseificação tem uma vantagem indiscutível sobre combustão direta quando o projeto se destina especificamente à geração de energia elétrica, vapor de processo, em tecnologias de cogeração e em processos combinados de produção de gás de combustão simultaneamente com o gás natural e no mesmo queimador. O estudo das cadeias tecnológicas que utilizam o gás natural como combustível permitiu o desenvolvimento de critérios para avaliar a aplicabilidade da tecnologia específica de substituição do gás natural [3].

Combustão Direta da Biomassa Definição de Tarefas

Um exemplo de utilização da tecnologia de biocombustíveis com combustão direta é a solução implementada no forno rotativo de queima da argila refratária na Vatutinsky

Refractories, na região de Cherkassy, na Ucrânia. A principal acionista da fábrica é a A.G.S. Corporation (França). O reequipamento técnico do sistema tinha como alvo a redução do uso de gás natural por meio de sua substituição por biocombustíveis pré-tratados. As especificações do forno foram de 75 metros de comprimento, 3,5 metros de diâmetro e produção de 15 toneladas/hora de produto final. O consumo médio de gás antes do projeto era de 2.200 m3/hora. Com base na avaliação dos recursos de biomassa locais por especialistas da fábrica, a casca de girassol foi escolhida como o principal biocombustível, com a possibilidade também da utilização de resíduos de madeira (serragem). A tarefa de mudança para a utilização da biomassa pressupõe o desenvolvimento de requisitos técnicos do combustível e da tecnologia de sua cocombustão com o gás natural.

Especificidades do Processo

Tempo para a combustão completa, segundos

A

biomassa é considerada uma das fontes de energia alternativas mais significativas. As avaliações do potencial de biofontes da Ucrânia variam amplamente. Com base em um cenário otimista, o potencial é composto por não menos de 4,16 M de toneladas equivalentes de petróleo, incluindo a turfa em 0,52 M; resíduos de madeira em 1,1 M; e palha em 2,54 M de toneladas [1]. Levando em conta uma oportunidade para aumentar a biomassa em terra vazia, o seu rendimento é esperado como sendo superior a 21 M de toneladas de óleo equivalente [2]. Desta forma, o biopotencial da Ucrânia poderia permitir a substituição do volume de gás natural que varia entre 4,3 até 25,6 bilhões de m3.

70

1,3 mm

65

2,05 mm

2,75 mm

60 55 50 45 40 35 30 25 20

0

5

10 15 20 Umidade relativa, %

25

Fig. 1. Dependência do tempo de combustão da casca em relação ao tamanho da partícula e umidade (Linha sólida – casca de milho; linha tracejada - serragem de madeira)

Meio Ambiente

200

1000 TG

3 750

1

100

50 DTA

500

1

250

T 0

0

2 6 12

Temperatura, ˚C

Peso, 10-6 kg

150 DTG

18

24 30 36 42 48 54 60 Tempo, 10-2 seg.

0

66 72 78

Fig. 2. Termograma da casca de girassol (T - temperatura; TG - peso da amostra; DTG - diferencial da perda de peso no aquecimento; DTA - diferencial do desvio de temperatura da amostra e da amostra de referência, nas quais as reações químicas não estão ocorrendo. 1, 2 e 3 - pontos de inflexão nas curvas)

Fig. 3. Esboço da instalação para combustão de biomassa em forno rotativo

girassol. O desvio do nível de umidade devido à umidade natural (10-12%) resulta no aumento do seu tempo de queima.

Os resultados da pesquisa são mostrados na Fig. 1. Os dados experimentais sobre a serragem de madeira ficaram completamente de acordo com os resultados da modelagem matemática do processo. O processo de queima da casca de girassol não foi modelado por não haver fontes de dados suficientes disponíveis sobre as propriedades físicas deste combustível.

Outras diferenças entre os processos de combustão da biomassa e do combustível gasoso são as distintas temperaturas de combustão e a quantidade teórica de ar necessária para a queima completa do combustível.

No processo de mudança para a utilização da

Como o primeiro passo para a implementação do projeto foram definidos os requisitos técnicos necessários para assegurar que o combustível satisfizesse a condição de combustão completa das partículas no espaço da combustão. Ao mesmo tempo, o tipo de combustível deveria ser levado em conta. Os parâmetros que determinam a velocidade da combustão são a composição e a umidade das partículas sólidas. O tempo de combustão das partículas foi determinado experimentalmente em uma instalação de leito fluidizado, com transportador de calor inerte, durante a combustão ao ar a 900°C. Segue-se desta experiência que os resíduos de madeira queimam cerca de duas vezes mais rápido do que as partículas de casca de Tabela 1. Requisitos para os biocombustíveis Composição fracionária, mm

Umidade, condição de operação, Wr, %

Quantidade de cinzas, condição seca Ad, %

Rendimento volátil, condição seca, Vdaf, %

Casca de girassol

0-1,5

9-11

2,3-3,5

73,5-75,6

Serragem de madeira

0-3,0

10-14

0,6-1,5

78,9-82,4

Tipo de Combustível

Tabela 2. Indicadores de operação do forno utilizando gás natural e casca de girassol No

Valor

Unidade

No do Modo 1

2

3

4

1

Consumo de gás

m /hora

1.410

920

730

570

2

Consumo de casca de girassol

kg/hora

1.740

2.710

3.070

3.400

3

Potência Térmica do forno

4

Volume total de ar fornecido ao forno

5 6

3

MW

18,5

18,54

18,45

18,6

m3/hra

22.000

22.420

22.520

23.420

Temperatura na zona de combustão do forno

°C

1175

1160

1157

1154

Fator de eficiência do forno

%

73,2

71,9

70,7

69,7

biomassa, as características específicas do seu processo de queima são cruciais. Estas foram determinadas experimentalmente por meio da combustão de partículas de combustível no derivatógrafo [4]. Foram queimadas 162,6 mg de casca de girassol em um copo de platina aberto. Intervalos separados com alternância no sinal de fluxo de calor podem ser apontados no termograma (Fig. 2).

Inicialmente, ocorrem o aquecimento da massa de biocombustíveis e a evaporação da umidade. Este processo é acompanhado por um consumo de energia térmica (os picos 1 nas curvas de DTA e DTG). Após o aquecimento das partículas do combustível a mais de 200°C, o processo da sua destruição começa (pico 2 na curva de DTG). Com a extração das matérias voláteis, a combustão garante uma radiação de calor intenso (pico 2 na curva de DTA). A combustão de partículas de biomassa é completada com a queima de resíduo de coque, e o pico de emissão de calor deste último no processo de queima é indicado com o ponto 3 da curva de DTA. A conclusão prática a que se chegou com base na análise do termograma foi: a combustão das partículas sólidas deveria ser organizada de forma a reduzir o tempo de evaporação da umidade e de destilação tanto quanto possível. Isto foi realizado com a ajuda de um projeto especial de queimador, o qual assegurou a intensa recirculação de combustível na zona da raiz da chama.

A pesquisa nos permitiu formular as exigências para a queima eficiente do biocombustível nos fornos rotativos (Tabela 1).

Implementação

Os resultados da investigação com os biocomJan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 67

Meio Ambiente

para a fábrica.

A solução técnica apresentada acima pode ser utilizada com sucesso em uma série de empresas nos setores de metalurgia e de materiais de construção.

Fig. 4. Vista dos queimadores de dentro do forno

bustíveis e as especificidades da sua combustão foram utilizados como fundamentos para a criação de um complexo automatizado com utilização da biomassa como combustível substituto do gás natural - no forno rotativo.

O complexo inclui um depósito de combustível, a linha de transporte pneumático da biomassa, um dispositivo de queimador e um sistema de controle e automação (Fig. 3). O dispositivo do queimador para fornecimento do combustível sólido é instalado na cabeça da estufa acima do queimador de gás (Fig. 4).

Os resultados de substituição parcial do gás natural pelo biocombustível estão apresentados na Tabela 2. Este trabalho para otimizar os modos de operação dos fornos de forma conjunta com combustão de gás natu-

ral e de biocombustíveis demonstrou pouca dependência da temperatura do forno sobre a proporção de gás e biocombustível.

Durante a combustão de compostos que queimam em temperaturas médias, o grau de substituição do gás natural atingiu 70%, enquanto no processo de queima de compostos que queimam em temperaturas elevadas foi de até 50%.

O complexo está operando com sucesso desde 2010. O volume anual de substituição de gás natural por biocombustível é de mais de 10 milhões de m3. Todos os fundos investidos no projeto foram reembolsados em menos de um ano. Como um benefício adicional do projeto, novos postos de trabalho foram criados para fornecer biocombustível

Gaseificação da Biomassa: Substituição pelo Gás Produzido A criação de um complexo com capacidade instalada de 1,8 MW para a gaseificação de lascas de madeira é um exemplo do desenvolvimento e implementação da tecnologia e equipamentos de gaseificação de biomassa.

O complexo foi projetado para substituição parcial de gás natural no sistema de aquecimento de caldeira a vapor. Ele inclui: um gerador de gás (Fig. 5a); um sistema de purificação e transporte de gás; um queimador de combustível duplo para a combustão simultânea de gás natural e produzido (Fig. 5b); e um sistema de apoio para a operação automática da caldeira e da caldeira a vapor.

O complexo foi desenvolvido pelo Institute of Gas of the National Academy of Science of Ukraine e está em operação na JSC “Malyn Paper Mill - Weidmann” (Malyn, Região de Zhytomir, Ucrânia) desde janeiro de 2011. Significativas flutuações de carga térmica são características do processo tecnológico da empresa.

A produção média de gás, levando em consideração a mudança de potência, foi de 120 m3/hora em equivalência ao gás natural.

Em média, 4,2 kg de lascas de madeira com teor de umidade natural foram utilizados para a substituição de 1 m3 de gás natural. A substituição do gás natural pelo gás produzido não resultou em redução da produtividade da caldeira (Fig. 6). O desenvolvimento de um

93

Eficiência da caldeira, %

92.5 92 91.5 91 90.5 90 Gás natural

89.5 89

Gases natural e produzido 15

25

35

45

55

Carga, %

5a

5b

Fig. 5a e 5b. Complexo produtor de geração de gás: a) gerador de gás; b) dispositivo queimador

68 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Fig.6. Dependência da eficiência da caldeira na carga

Meio Ambiente

Tabela 3. Gaseificação de combustíveis sólidos, composição do gás e taxas de substituição No. p/p

Combustíveis sólidos para gaseificação Parâmetro

Lascas de madeira (15% de umidade)

Cascas de arroz

Pelotas Cascas de girassol

Lignito

Linhito

11,3

12,24

20,01

Madeira

Composição do gás gerado, % vol 1

H2

13,35

11,36

16,86

bustível é comercialmente viável e atraente para muitos países. Duas tecnologias de utilização de biomassa são consideradas neste artigo: combustão direta e gaseificação.

Cada uma delas tem suas vantagens e áreas de aplicação. Soluções técnicas pilotos em escala industrial poderiam ser aplicadas de forma eficiente nos setores de manufatura e de energia. IH

2

N2

48,83

54,8

44,92

49,45

55,24

49,27

3

CO

16,03

15,69

19,51

12,59

11,88

14,10

4

CH4

5,57

4,72

5,81

6,71

4,24

3,32

Referências

5

CO2

12,49

10,55

9,15

15,84

12,87

11,14

6

C2H4

0,77

0,55

0,71

0,95

0,98

0,13

7

C2H2

0,16

0,02

0,0

0,34

0,0

0,0

8

C2H6

0,11

0,07

0,18

0,21

0,0

0,11

9

C3H8

0,07

0,03

0,1

0,13

0,0

0,04

10

H2O

2,62

2,21

2,69

2,49

2,34

1,88

∑

100

100

100

100

100

100

[1] Bilodid V., Kouts G. Energy potential of some kinds of alternative fuels and energy consumption estimation for its processing for direct combustion in boilers, Problemy zagalnoyi energetiky (The Problems of General Energy), 2011, №1(24), p.p. 32-39.

[2] Davyi V. Development of Bioenergy – the way to Energy Security and Ecological Purity of Ukraine, Oborudovanie i instrument. Derevoobrabotka (Equipment and Instruments.

Wood Processing), 2012, №2, p.p. 68-73.

[3] Karp I., Pyanykh K., Nikitin E. Producer Gas Use in Municipal Heat Energy, Energotekhnologii i resursosberezhenie (Energy Technologies and Resource Saving), 2009, №2, p.p. 18-24.

[4] Snezhkin U., Korinchuk D., Mihajlik V.Composite fuel from peat and biomass.

“Poligraf- servis”,Kyiv-2012, 212 p.

[5] Stepanov S. Industrial Technologies of Coal Processing. Perspectives of Use at Kansk-Achinsk Coal Basin, Krasnoyarsk (Rus), 2002.

Published by Krasnoyarsk University, P-79.

Indicadores de substituição e dados de energia 1

Valor calorífico baixo, MJ/m3 (ckal/m3)

2

Combustíveis sólidos para substituírem 1 m3 de gás natural, kg

6,13 (1.464)

5,24 (1.251)

6,97 (1.664)

6,77 (1.617)

4,92 (1.175)

5,32 (1.270)

3,7

3,3

2,5

2,6

3,2

2,8

sistema eficiente de purificação do gás produzido de resinas e itens contendo resina foi um resultado importante deste esforço. A utilização de lascas de madeira para a substituição do gás natural permitiu reduções de custo em relação ao gás natural de mais de 30%.

O gerador de gás descrito acima é uma instalação operando continuamente. Ao mesmo tempo, um gerador de gás orientado para a gaseificação de diferentes tipos de biomassa foi desenvolvido em escala piloto e testado. Os fundamentos utilizados para o desenvolvimento do gerador foram baseados

na tecnologia da Sibtermo Company (Krasnoyarsk) aplicado para a gaseificação de linhito para fins de produção de semicoque na Kansk-Achinsk. [5] Os resultados dos testes são apresentados na Tabela 3.

Cerca de 20% da energia é gasto com o resfriamento do corpo do gerador de gás. Esta energia pode ser utilizada para o aquecimento da água de alimentação da caldeira ou para as necessidades técnicas.

Sumário A substituição do gás natural por biocom-

Para mais informações, contate: Prof. Karp Igor, The Gas Institute of Nat. Ac. Sc. of Ukraine, 39 Degtyarivska St., 03113 Kiev, Ucrânia; (380 44) 456 02 83; ingas@i.com.ua.

Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 69

Materiais Resistentes ao Calor e à Corrosão

RA 253 MA® - Uma Solução Microligada para Aplicações em Altas Temperaturas Marc Glasser, Tyler Reno e Paul Whitcraft - Rolled Alloys; Temperance, Michigan, EUA O desenvolvimento de liga resultou em um material - RA 253 MA® - com o preço de um aço inoxidável 310 e as propriedades em altas temperaturas de uma Inconel® 600 com alto níquel

com os materiais Inconel da série 600 e excelentes propriedades de fluência e ruptura.

A RA 253 MA é um aço inoxidável austenítico “lean” que utiliza cério e silício para criar uma camada de óxido altamente adesiva, resultando em excelente resistência à oxidação. A combinação de carbono e nitrogênio proporciona uma resistência à ruptura em fluência que é o dobro da dos aços inoxidáveis 310 e 309 a 870°C. A especificação da composição química da liga RA 253 MA está indicada na Tabela 1.

RA 253 MA® é uma liga versátil que pode ser utilizada numa ampla variedade de aplicações térmicas para a construção de equipamentos. O impulso para o desenvolvimento desta liga foi o rápido aumento nos preços do níquel.

Com baixo Cr e baixo Ni, a liga RA 253 MA é uma boa alternativa de baixo custo a outros materiais, que são à base de níquel e mais caros. Com o advento do controle de microligas, esta liga foi projetada tendo o preço comparado ao do aço inoxidável 310 e proporcionando as propriedades de alta resistência comparáveis às propriedades da Inconel® da série 600 com níquel mais elevado.

Quimicamente similar ao aço inoxidável 309, a RA 253 MA oferece resistência à fluência e à ruptura significativamente mais altas que o 310. Seus benefícios incluem resistência à oxidação em até 1.093°C, boa resistência à tração a quente se comparado

Propriedades em Temperaturas Elevadas A Fig. 1 mostra a resistência à tração a quente para diversos materiais [1]. Para a maior parte das faixas de temperaturas, a liga projetada é comparável à liga 600, superior ao aço inoxidável 310 e à RA 330®, mas inferior à RA 602 CA®. Apesar da resistência à tração a quente ser reportada para até 1.204°C, devido à perda de resistência à oxidação em

1.093°C, este é o seu limite prático de uso em ambientes oxidantes.

As tensões de projeto para uma placa para vaso de pressão permitidas pela ASME 2010 (revisão 2011) Seção II-D são mostradas na Fig. 2. As tensões permissíveis para a RA 253 MA são mais altas que para o aço inoxidável 310 e que para a RA 330, mas não tão altas quanto para a liga 601. A ASME permite um projeto de tensões para esta liga em até 871°C, mas a RA 253 MA é utilizada em temperaturas mais altas para diferentes aplicações, pois estes limites de temperatura são somente para os vasos de pressão.

As Figs. 3 e 4 mostram a resistência à ruptura real para 10.000 horas e extrapolada para 100.000 horas para várias ligas em altas temperaturas [1]. Os dados mostram que a RA 253 MA tem resistência à fluência e à ruptura sob tensão próximas às da Inconel 601 e da RA 602 CA e superiores à RA 330 e Liga 600.

Tabela 1. Composição química da liga RA 253 MA Cr

Ni

Si

C

Min

20,00

10,00

1,40

0,05

Max

22,00

12,00

2,00

0,10

100000

P

0,80

0,04

RA600

50000

RA601

40000

RA602CA

Tensão, psi

60000

3000

982

1093

Temperatura, ˚C

Fig. 1. Resistência à tração a quente para vários materiais

70 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

RA253MA RA309/310

1204

RA330 RA601

8000

RA602CA

6000

800AT

2000 871

0,08

RA600

10000 760

0,20

10000

4000

649

Fe Bal.

12000

20000 0 538

Ce 0,03

14000

RA330

70000

0,03

N 0,14

16000

RA310

80000

S

18000

RA253MA

90000

Tensão, psi

Mn

0

538

649

760

871

982

Temperatura, ˚C

Fig. 2. Tensões de projeto permitidas para placas para vaso de pressão

Materiais Resistentes ao Calor e à Corrosão

100000 RA253MA RA309 RA310 RA330 RA333 RA601 RA602CA 800AT

Tensão, psi

10000

1000

RA253MA RA330

Tensão, psi

100000

RA333

10000

RA601 RA602CA 800AT

1000

A extrapolação dos dados da tensão de ruptura e da fluência para 100.000 horas não é recomendada acima de 980°C. A comparação é apresentada aqui somente como uma 0 comparação geral.

0 538

649

760

871

982

1093

538

1204

649

760

Fig. 3. Resistência à ruptura verdadeira para 10.000 horas de ligas para altas temperaturas

Resistências e Limitações A RA 253 MA apresenta resistência à oxidação igual ou superior a das muitas outras ligas testadas, incluindo o inox 309 e o 310 [3,4]. A RA 253 MA apresenta uma excelente resistência à oxidação em 1.093°C, a qual é igual ao limite do aço inoxidável 310 e superior ao 309. Enquanto pequenas excursões do forno a até 1.149°C possam ser toleradas,

RA253MA RA309 RA310 RA330 RA333 RA601 800AT

Tensão, psi

10000

1000

649

760

871

1093

as temperaturas acima de 1.093°C são oxidantes e podem degradar rapidamente o material. Em geral, as melhores práticas devem evitar quaisquer excursões acima dos limites de temperatura sugeridos para qualquer liga.

A RA 253 MA teve um bom desempenho em alguns ambientes levemente carbonetantes, apesar do seu teor de elemento de liga inferior. A experiência mostrou que são necessários apenas vestígios de oxigênio no gás (por exemplo, sob a forma de dióxido de carbono ou vapor de água) para produzir uma camada de óxido fina e dura na RA 253 MA, dando uma boa proteção contra a apreensão de carbono e de nitrogênio. Sob condições de redução, no entanto, o uso da RA 253 MA em ambientes carbonetantes deve ser evitado. Devido ao seu baixo teor de níquel, ela é menos resistente à carbonetação do que as ligas com teores de níquel mais elevados, tais como a RA 330. A Tabela 2 mostra a ductilidade obtida em ensaios de tração em temperatura ambiente de amostras que, em uma simulação, foram expostas por 15 semanas em ciclos entre 930-1.065°C em um “green mix” utilizado para a produção de eletrodos de carbono.

fluência para 100.000 horas acima de 982°C não é recomendada. A comparação é apresentada aqui apenas como um comparativo geral.

A resistência à ruptura é reportada como uma tensão e número de horas. É a tensão necessária em uma temperatura específica para romper uma amostra por completo dentro de uma quantidade de tempo. Na indústria de fornos, um critério comum para determinar as tensões de projeto é utilizar uma fração da tensão que resultaria em uma ruptura em 10.000 horas. A ASME utiliza aquela que for mais baixa: 67% da tensão de ruptura extrapolada para 100.000 horas ou 100% do extrapolado para uma taxa de fluência mínima de 1% em 100.000 horas [2].

100000

0 538

982

Fig. 4. Média extrapolada para 100.000 horas da resistência à ruptura de ligas para altas temperaturas

982

1093

Temperatura, ˚C

Fig. 5. Tensão média para uma taxa de fluência de 0,0001% por hora

Temperatura de envelhecimento, ˚C

A Fig. 5 mostra os dados para uma mínima taxa de fluência de 0,0001% por hora [1]. Mais uma vez, a RA 253 MA é superior a todos os demais materiais acima de 704°C. Fluência é a taxa ou velocidade na qual o metal está alongando e, em geral, é reportada como porcentagem por hora. Há um período de tempo no qual a taxa de fluência é essencialmente constante, conhecida como taxa de fluência secundária. Esta taxa é a base principal para projetos em altas temperaturas. Deve-se assumir que o metal vai sofrer fluência mesmo com cargas leves, porque os efeitos desta podem ser vistos nos materiais que não têm nenhuma outra carga além do seu próprio peso. Portanto, na prática, algum critério de fluência é utilizado para o projeto.

A indústria de fornos, historicamente, utiliza um critério de projeto no qual a tensão necessária aplicada é para uma taxa de fluência mínima de 1% em 10.000 horas, ou 0,0001% por hora. O projeto de tensões é alguma fração deste número. A ASME utiliza, em um de seus critérios, uma extrapolação de 100% da tensão para 1% em 100.000 horas, ou 0,00001% por hora [2]. A extrapolação de dados da resistência à ruptura sob tensão e à

871

Temperatura, ˚C

Temperatura, ˚C

538

482

253MA AISI 310 AISI 310S

AISI 310S AISI 310

29%

253MA 1.3%

427

14%

371

1.6%

0% 8%

44% 3%

15% 100

200

500

1000

2000

5000

10000

Tempo de envelhecimento, horas

Fig. 6. Curvas TTT mostrando a formação da fase sigma Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 71

Materiais Resistentes ao Calor e à Corrosão

253 MA

0h

300 h

1000 h

3000 h

10000 h

700˚C

fase sigma

800˚C

900˚C

Fig. 7. Tabela de microestruturas da liga RA 253 MA

O início da formação da fase sigma na RA 253 MA é significativamente mais lento do que no 310S (Fig. 6). Há também uma faixa de fragilização ferrítica entre 400 e 570°C. Nenhuma destas fases apresentará algum efeito na temperatura de operação. Após o resfriamento, até a temperatura ambiente, o material torna-se muito frágil, deixando-o menos resistente aos ciclos térmicos. Durante a subsequente rampa de aquecimento, se o material estiver altamente contraído e não puder se expandir livremente, haverá um potencial para trincamento.

Na presença de oxigênio, a RA 253 MA tem boa resistência em ambiente com enxofre. Entretanto, a RA 253 MA não é resistente à redução em atmosferas com enxofre. Apesar da atmosfera poder ser oxidante, a pressão de oxigênio pode ser extremamente baixa enquanto um aço inoxidável está em serviço. Devido a esta baixa pressão, pode ocorrer um ataque local por sulfetos quando a atmosfera é considerada oxidante.

As amostras expostas a uma atmosfera contendo 13,2% SO2 a 1.010°C por 1.860 horas exibiram oxidação e sulfetação intergranular profundas, como mostrado na Tabela 4.

Resistência à Corrosão em Aplicações em Banho de Sal A exposição aos sais de sódio e de potássio para o tratamento térmico de aços rápido indica que a RA 253 MA pode ser comparável à Liga 600 (Tabela 3).

Neste ensaio, as amostras na forma de placas foram expostas a 210-252 ciclos em sais de pré-aquecimento a 704-816°C, sal de alta temperatura a 1.200°C e, então, temperados em sal a 593°C. A Tabela 3 ilustra que a RA 253 MA tem potencial para ter um bom desempenho em ambiente de banho de sal, atribuível aos seus elevados teores de silício e de cromo. Ao passo que a seleção da liga é importante, o fator mais importante é uma manutenção realizada regularmente e a limpeza do banho de sal e áreas vizinhas.

No tratamento térmico com banho de sal, a vida útil do cadinho é determinada pela manutenção e não pela liga. Os cadinhos devem ser limpos regularmente. Quando os cadinhos forem trocados, cada pedaço ou gota do antigo sal deve ser removido do refratário do forno.

Microestrutura A RA 253 MA apresenta a microestrutura mostrada na Fig. 7. Esta tabela de microestruturas também mostra o efeito do tempo e da temperatura na liga. A formação de fase sigma nas temperaturas de 700, 800 e 900°C também é apresentada. Claramente, a precipitação de fase sigma é quase inexistente a 900°C, como evidenciado pela microestrutura e dados de impacto Charpy. Além disso, a curva TTT (Fig.6) de formação da fase sigma mostra que a RA 253 MA necessita de mais de uma ordem de magnitude de tempo para iniciar a precipitação de fase sigma se comparada com os inoxidáveis 310 e 310S [4].

Resistência à Corrosão Tabela 2. Ductilidade com base em ensaio de tração a temperatura ambiente UNS

Retenção da ductilidade (% de redução em área)

RA 253 MA

S30815

0,5

302B

S30215

800H RA 330®

Liga

Aplicações para Uso A RA 253 MA foi utilizada com sucesso em inúmeras aplicações, incluindo (mas não limitado a) recobrimentos de fornos de recozimento tipo sino, muflas com correias transportadoras, escapamentos de automóveis, dutos para ar quente, tubos para torres de resfriamento na indústria de papel e celulose e testes de tratamento térmico para endurecimento neutro.

Tabela 3. Ataque intergranular devido à exposição aos sais de sódio e de potássio % peso níquel

Profundidade de ataque intergranular (mm)

RA 253 MA

11

0,18

Não apresenta

RA 600

76

0,19

N08810

1,4

RA 309

13

0,32

N08330

16,6

RA 330®

35

0,35

72 Industrial Heating - Jan a Mar 2014

Liga

Materiais Resistentes ao Calor e à Corrosão

Tabela 4. Ataque por sulfetação após exposição em atmosfera contendo 13,6% de SO2 a 1.010°C por 1.860 horas Liga

Profundidade de ataque em mm

RA 253 MA

0,20

RA 333

0,20

RA 309

0,46

RA 310

0,51

RA 330

0,61

®

Referências [1] J. Kelly, Rolled Alloys Bulletin 100, Revised September 2001.

[2] J. Kelly, Rolled Alloys Bulletin 401, Heat Resistant Alloys©, Revised June 2006.

[3] W. Saum, Rolled Alloys Internal Report, Summary of Oxidation Testing at 2000˚F, August 2002.

[4] C. Manwell, Rolled Alloys Internal Report, Summary of Cyclic Oxidation Testing at 2000˚F, August 2005.

[5] T. Andersson and T. Odelstam – Sandvik 253MA (UNS S30815) – The Problem Solver for High Temperature Applications, A Sandvik Publication, Oct. 1984.

[6] Proprietary Report on the MA Heat Resistant Material Series.

Para mais informações, contate: Marc Glasser, Tyler Reno ou Paul Whitcraft, da Rolled Alloys, 125 West Sterns Road, Temperance, MI; +1 800-521-0332; metallurgical-help@rolledalloys.com; www.rolledalloys.com. A RA 330 e a RA 333 são marcas registradas da Rolled Alloys. A 602 CA e 253 MA são marcas registradas da Outokumpu VDM. A Inconel é marca registrada da Special Metals.

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Gases e Combustão

Tecnologia Oxyfuel Reduz Consumo de Combustível em Processos de Aquecimento de Tarugos Tom Sleder – Michigan Seamless Tube & Pipe LLC; South Lyon, Mich., EUA Tony Palermo e Grzegorz Moroz – Linde North America, LLC; Murray Hill, N.J., EUA

Grandes volumes de combustível são utilizados em processos de aquecimento de aço. Portanto, avanços práticos que podem reduzir drasticamente esse combustível e custos associados são de grande interesse.

A empresa Michigan SeamlessTube & Pipe (MST) conseguiu uma redução de 63% no consumo específico de combustível em sua operação de reaquecimento de tarugos após a adaptação do forno de soleira rotativa com a tecnologia REBOX® Oxyfuel “flameless” (sem chama) da Linde. A solução técnica também melhorou muito a capacidade de reaquecimento e eliminou a necessidade de um forno Walking Beam (viga móvel)

O

Fig. 6. Interior do forno rotativo (RHF) da MST

processo de conversão dos sistemas de reaquecimento oferece lições para as siderúrgicas que trabalham com reaquecimento de tarugos, lingotes, placas e outros produtos de aço. O objetivo da Michigan SeamlessTube & Pipe (MST) foi aumentar a capacidade do processo de reaquecimento de tarugos enquanto reduzia o consumo de combustível e custos de manutenção, sem sacrificar o rendimento ou a qualidade do tarugo. A MST, uma divisão da Optima Specialty Steel Group, é uma fabricante de tubos sem costura de precisão, especializada em tubulações mecânicas em carbono, ligas e alto cromo trefilados a frio. A fábrica produz cerca de 39.000 toneladas por ano de tubos sem costura.

O processo da MST é semelhante ao de outras usinas de aço sem costura. Em primeiro lugar, as barras de aço sólidas são cortadas em seu comprimento e os tarugos são depois aquecidos num forno de soleira rotativa (RHF - Rotary Hearth Furnace, em inglês).

Os tarugos são, então, perfurados no estilo Mannesmann. O forno rotativo (originalmente construído no final da década de 1940) foi equipado com um sistema tradicional de aquecimento a ar-combustível. Como a MST aumentou o tamanho dos tarugos ao longo dos

Implementando o Oxyfuel Flameless O Revamp do forno de soleira rotativa da MST resultou em uma nova solução do sistema de combustão com base na experiência de processos, conhecimento da aplicação, simuladores e modelações matemáticas. Os elementos da solução REBOX Oxyfuel foram os seguintes:

Fig. 1A. Forno original da MST equipado com aquecimento arcombustível

Fig. 1B. A tecnologia Linde Rebox “Flameless”, com tubulações reduzidas e modificações na saída dos gases de exaustão

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anos - de 2,875 para 4,75 polegadas de diâmetro - foi instalado um forno de viga móvel (WBF - Walking Beam Furnace, em inglês) no início de 1980 para pré-aquecimento desses materiais de grandes diâmetros antes do carregamento no forno rotativo.

A solução Oxyfuel apresentou um perfil de aquecimento melhorado (Fig. 3). A taxa de aquecimento mais rápida e otimizada reduziu em 50% o tempo de aquecimento dos tarugos de 4,75 polegadas em comparação com o sistema de aquecimento de ar-combustível anterior, tornando o forno WBF desnecessário para pré-aquecer tarugos de grandes diâmetros. Ele também reduziu o consumo de energia em 63%. A conversão MST incluiu a substituição dos queimadores de ar-combustível no forno rotativo por queimadores REBOX® Oxyfuel sem chama, modificação do sistema de gases de exaustão e a instalação de novos defletores na porta de carga e descarga.

Gases e CombustĂŁo

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Fig. 2A. Forno original da MST equipado com aquecimento a arcombustível (antes)

Minutos/polegada

• Um projeto turnkey, instalado e comissionado dentro de 3,5 meses após a ordem de compra; • A substituição de queimadores a ar-combustível existentes por queimadores sem chama Oxyfuel; • Implementação de um novo sistema de controle de combustão para combustível e oxigênio, incluindo painéis de controle para cada um; • A instalação de um tanque de oxigênio líquido e tubulações para o painel de controle do forno; 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Fig. 2B. Modificação do sistema de gases de combustão (após)

• Modificação do sistema de gases de exaustão existente, incluindo a adição de um damper ativo, desconexão do forno de viga móvel anterior e instalação de um novo sistema de exaustão (tubulação); • Integração dos controles do forno de viga móvel em um novo sistema de controle; • Garantia de performance e direcionamento do start up do processo.

Cronograma Curto de Projeto e Instalação

Um cronograma de 3,5 meses foi estipulado para a conclusão do projeto como um todo

RHF

WBF

(incluindo o sistema de controle e programação), fabricação e montagem dos painéis de controle, queimadores e componentes do sistema de combustão. A instalação foi concluída durante uma parada de 16 dias, no verão de 2011. O trabalho no refratário também foi realizado no forno durante esta interrupção.

Os 13 queimadores sem chama Oxyfuel foram facilmente instalados nas posições deixadas pelos queimadores a ar-combustível (Fig. 1A e 1B). O sistema de gases de exaustão foi modificado, incluindo a remoção dos dutos já existentes ligados ao WBF e instalação de um novo damper (Fig. 2).

O sistema de gases de exaustão anterior e conexão ao WBF estavam ociosos.

Taxas de Aquecimento Revistas e Aumentadas

Os novos autorrefrigerados queimadores

Ar-combustível (WBF + RHF)

Sistema Oxyfuel sem chama (RHF)

Taxa de aquecimento de tarugo de 4,75 polegadas

Temperatura, ˚C

Fig. 4. Taxa de aquecimento de tarugo de 4,75 polegadas 1371 1232 1093 954 815 677 538 400 260 121 0

Ar-combustível (WBF + RHF) Sistema Oxyfuel sem chama (RHF) 0

10

20

30

40 50 Tempo, min.

60

70

80

90

Fig. 3. O perfil de aquecimento foi revisto, de modo que o aquecimento adequado de um tarugo de 4,75 polegadas foi realizado em 38 minutos com o sistema de Oxyfuel REBOX sem chama contra 83 minutos com o sistema de aquecimento a ar-combustível existente

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Fig. 5. O sistema de aquecimento RHF Oxyfuel pode ser controlado a partir do gabinete principal e da sala de controle do operador

Gases e Combustão

cerâmicos sem chama Oxyfuel foram colocados nas mesmas posições dos antigos queimadores a ar-combustível e foram criadas três zonas de controle de aquecimento.

Queimadores em duas zonas (Fig. 1 e 3) incluem os pilotos e sensores UV para supervisão de chama.

Os sistemas de combustão do forno e alterações propostas foram baseados no perfil de aquecimento revisto (Fig. 3), que leva em conta as propriedades de aquecimento Oxyfuel. Esse aquecimento com Oxyfuel inclui maior eficácia de combustão do que a combustão a ar, características melhores e uma transferência de calor mais uniforme, além de se atingir 70-80% de redução nos gases de exaustão. O tempo de aquecimento foi reduzido de 16 minutos para 08 minutos por polegada de diâmetro do tarugo (tempo de residência RHF) - Fig. 4.

Formação de Carepa

A quantidade de carepa formada em fornos de combustão com chama direta pode ser diretamente atribuída ao tempo de exposição a temperaturas acima de 1092˚C. Como mostrado na Fig. 3, o tempo a estas elevadas temperaturas, para a MST, foi reduzido de 19 minutos (do sistema de ar-combustível) para 11 minutos com o sistema REBOX. Operando diariamente, no entanto, esta redução na formação de carepa não é inteiramente realizada devido a atrasos decorrentes das frequentes trocas de ferramentas na operação de perfurar, especialmente quando os níveis de produção são aumentados.

Melhoria no Controle de Temperatura do Forno

O controle da temperatura de cada zona é facilmente gerenciado com um sitema de combustão Oxyfuel e os volumes de gases são reduzidos em 70-80%. A operação bem-sucedida, com um fluxo volumétrico significativamente reduzido de gases de combustão, foi realizada por meio de pequenas modificações no interior do forno e atualizações no monitoramento de pressão e sistema de controle. Duas defletoras foram instaladas perto das portas de carga e descarga do RHF – a fim de manter o controle da pressão (e eliminar a infiltração de ar), e um damper ativo foi instalado na saída de gases de exaustão. O sistema de controle de pressão foi então reformulado. Todos os termopares foram reposicionados de acordo com o novo arranjo e exigências das zonas de controle.

Um controlador da temperatura e um controlador lógico programável (CLP), com uma interface homem-máquina (IHM), são utilizados como um sistema independente.

O sistema controla a razão de oxigênio para gás natural, a taxa de fluxo de Oxyfuel e a temperatura do RHF em cada zona, bem como sequências de ignição dos queimadores e travas de segurança (Fig. 5).

Garantia de Performance Cumprida

Como parte do projeto, foram propostos testes de performance para verificar o desempenho versus garantia após a conversão do RHF para a tecnologia REBOX. Estes testes foram realizados em agosto e dezembro de 2011, e ambos alcançaram as garantias de desempenho. Uma vez que os testes de desempenho foram realizados, a MST continua a ver resultados positivos na operação diária do forno. As realizações específicas dos testes incluem: • Para o tarugo de 2,875 polegadas, o alvo era um aumento na taxa de aquecimento de 22%. Na realidade, um aumento de 35% foi atingido sobre este tamanho de material; • Para o tamanho de 4,75 polegadas, era esperada uma redução na taxa de aquecimento em 15%, porém reduziu somente 12,5%; • Consumo de combustível bruto específico é menor em 63% (em unidades Btu/ ton). O consumo específico de energia (o combustível necessário para aquecer efetivamente os tarugos) é agora 1,15 mm Btu/ ton para o material carregado a frio.

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Condições de Trabalho, Melhoria e Manutenção Reduzidas

Hoje, os operadores da MST reportam as melhores condições de trabalho com o REBOX Oxyfuel sem chama, em comparação com as movidas a ar-combustível do sistema anterior. O nível de ruído é dramaticamente mais baixo, devido à remoção dos ventiladores de ar elétricos usados para o sistema de ar-combustível anterior. A remoção dos sopradores também eliminou a manutenção associada.

Como resultado da instalação, o escudo exterior do RHF é mais frio, tornando-o mais confortável para os trabalhadores durante as atividades de manutenção e reparação.

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Industrial Heating e o setor de

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Redução de Custos de Manutenção no Walking Beam A elevada eficiência do novo sistema de Oxyfuel permitiu o desligamento do forno Jan a Mar 2014 - www.revistalH.com.br 77

Gases e Combustão

Como o sistema Oxyfuel Flameless (sem chama) funciona

O

termo “combustão sem chama” descreve o aspecto visual deste tipo de processo. Outra maneira de descrever a combustão sem chama é combustão “diluída” ou “estendida” no tempo e no espaço, pois é espalhada ao longo de um grande volume. Tal combustão tem uma temperatura mais baixa e mais uniforme de chama do que as chamas convencionais. Além disso, combustão sem chama Oxyfuel envolve a substituição de ar (como comburente) para oxigênio de grau industrial.

Um dos resultados da combustão flameless é um aquecimento mais uniforme devido a chama ser prolongada e de baixa temperatura de pico.

A combustão sem chama Oxyfuel também resulta em baixos níveis da produção térmica de NOx, devido à falta de nitrogênio ser menor na temperatura da chama.

A radiação e a convecção são melhoradas com o sistema Oxyfuel, devHow “Flameless” Systems Work ido ao aumento das pressõesOxyfuel parciais do dióxido de carbono e vapor de água na atmosfera do forno e são estes produtos da reação de combustão

Combustível Oxigênio

CO2 H2O

CH4+202 + gases do forno quente

que transferem calor ao material. É também benéfico que a ausência de nitrogênio (um lastro) minimiza o calor sensível que é perdido nos fumos a partir de um processo de aquecimento. Os volumes de gases de exaustão são reduzidos em até 80 %, sem mais necessidade de volumosos sistemas de exaustão e recuperadores. O lastro de nitrogênio também tem que ser transportado por ventiladores elétricos por meio de dutos de grandes dimensões. Tudo isso tem um impacto negativo sobre os custos capitais.

A Tecnologia REBOX Oxyfuel® da Linde reduz o consumo específico de combustível em fornos de reaquecimento de aço. Além da energia mais eficiente e aumento da taxa de aquecimento, oferece significativa vantagem ambiental e de manutenção, incluindo a redução de incrustação, a formação de NOx minimizado e redução das emissões totais de gases.

O portfólio REBOX inclui equipamentos e sistemas de controle para o enriquecimento de oxigênio, lanças de oxigênio, conversão total ou parcial do sistema, podendo somente funcionar como uma “turbina” para os fornos de reaquecimento e recozimento.

Chama diluída

CO2+2H2O+Calor

Fig. A. Com combustão Oxyfuel, a chama é diluída pelos gases do forno. Isso reduz a temperatura da chama e atinge aquecimento mais homogêneo da carga de aço

Walking Beam. Na prática, a MST ainda utiliza o WBF sem aquecimento para o transporte de tarugos para o forno rotativo. Com o desligamento do WBF, foram notados benefícios operacionais significativos: • Mais de 200 mil dólares de uma economia anual de manutenção de refratários; • Diminuição da manutenção dos componentes mecânicos do WBF; • Melhoria das condições de trabalho, quando as necessidades de manutenção e operacionais requerem pessoal perto do forno.

Os Desafios da Operação Apesar da extensa engenharia e trabalhos preparatórios, alguns desafios surgiram após a instalação inicial do sistema de Oxyfuel. Com o sistema de combustão a ar tradicional, o forno operava com as portas abertas em todos os momentos durante a produção e grandes volumes de gás escapavam delas. Com o volume de gases de combustão mais baixo, associado à operação de Oxyfuel, tornou-se mais difícil manter uma pressão positiva.

Com taxas de produção mais baixas, havia uma pressão negativa que permitia entrada de ar falso no forno. Esta foi uma fonte de perda de energia, que gerou variações de temperatura e um aumento global de formação de carepa nos tarugos.

Para corrigir esse problema de controle de pressão, a MST e a Linde instalaram duas mantas defletoras feitas de material de fibra MAFTECTM (Fig. 6). O material MAFTEC foi selecionado devido a sua resistência à alta temperatura, baixa taxa de encolhimento (1,5% em 1600˚C), durabilidade, facilidade de instalação, flexibilidade, força física e resistência à erosão. Essas características são particularmente importantes devido à proximidade das mantas defletoras em relação à chama do queimador.

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2

Fig. B. Alta temperatura de chama com sistema convencional Oxyfuel (1); Oxyfuel sem chama (2)

Conclusão A instalação foi concluída com sucesso em julho de 2011 e, desde então, a MST tem percebido os benefícios do sistema de aquecimento Oxyfuel sem chama. Os resultados importantes do projeto estão resumidos a seguir: • Diminuição do consumo específico de combustível em 63%; • Redução do tempo de aquecimento de 16 minutos por polegada para 8 minutos por polegada para tarugos de tamanhos grandes; • Aumento da capacidade para tarugos de tamanhos pequenos em até 35%; • Execução do projeto com a conclusão do mesmo dentro de 3,5 meses após recebimento de ordem de compra. IH Os resultados completos deste trabalho foram apresentados no AISTech de 2013, Pittsburgh, Pa., EUA, em maio de 2013, e publicado no Conference Proceedings.

Texto gentilmente revisado pela empresa Linde Gases Ltda. Para mais informações, entre em contato com: Tathiana Ostorero Lehfeld; tathiana.ostorero@ linde.com; www.linde-gas.com.br.

Para mais informações sobre a tecnologia Oxyfuel REBOX, entre em contato com: Linde North America, LLC, 575 Montanha Ave, Murray Hill NJ 07974, EUA; +1 908-771-1215; www.lindemetallurgy.com ou diretamente com a Linde no Brasil no telefone 08007254633. O autor Tom Sleder é gerente hot-mill da Michigan Michigan Seamless Tube LLC, Mich., South Lyon, Michigan, EUA. Tony Palermo é gerente do programa de metalurgia e Grzegorz Moroz é engenheiro da Linde North America, LLC., EUA.