This work presents information obtained from high-speed video and electrical monitoring of electrical breakdown (discharge) events during plasma electrolytic oxidation (PEO) of aluminium alloy substrates. Discharges were found to occur in extended sequences termed "cascades" at particular locations. This was a feature common to all the substrates and processing frequencies investigated. As the coating thickness increases, the characteristics remained broadly similar, although discharges become more energetic and longer-lived. Short PEO treatments were applied to existing PEO coatings in order to investigate the microstructural effects of discharge cascades. It was found that cascades persist at particular locations due to the residual deep pore channel left by previous discharges in the cascade. Observations were made of the way the coating was restructured around a cascade location. Samples were illuminated with very high intensity flashes during PEO processing, revealing that relatively large (1 mm diameter) bubbles form where a discharge emerges from the surface of a coating. Analysis of the overall energy consumption, as well as the energetic processes occurring within an individual discharge, indicate that the bubble growth occurs due to rapid volatilisation of water originating from the electrolyte. It is postulated that the growth of this bubble causes the electrical resistance to rise and is responsible for the termination of the discharge current. Investigations of high frequency (2,500 Hz) processing lead to the discovery of discharges occurring during the cathodic half-cycle, after a certain coating thickness had been achieved. Cathodic discharges were more energetic than anodic discharges, and created large craters in the coatings. Gas evolution was found to exceed the electrochemical Faraday yield, and was similar at low and high frequency initially. Once cathodic discharges began, the gas evolution rate increased and the coating mass gain levelled off.

O setor siderúrgico, assim como os demais setores da indústria, vem buscando alternativas para a redução dos custos de produção e aumento de produtividade. Em aciarias elétricas, os principais custos de produção do aço podem ser divididos, de forma simplificada, entre o custo dos insumos e o custo das matérias primas. Os refratários estão entre os cinco maiores custos na produção do aço em usinas semi-integradas. Entretanto, o conhecimento detalhado da microestrutura e do comportamento desses materiais ainda é bastante restrito aos seus fabricantes. Tendo em vista a importância dos refratários na produção do aço, este trabalho teve como objetivo gerar conhecimento acerca de sua microestrutura e comportamento em operação, com foco na diminuição do consumo e maximização dos lucros da empresa. Para tal, com o intuito de conhecer detalhadamente sua microestrutura e prever seu desempenho, foram realizadas análises de caracterização em laboratório e testes que simularam as condições de operação. Após os testes laboratoriais, os materiais selecionados foram testados em operação em forno elétrico a arco, buscando encontrar o melhor conjunto de materiais sob o ponto de vista de estabilidade do processo e custo de refratários. O cenário que apresentou melhores resultados em relação à performance e ao consumo específico foi a configuração A, onde foram utilizados os tijolos A, massa de soleira X, massa de reparo K e canal EBT P. Além disso, a substituição do tijolo C pelo tijolo A gerou uma redução de custo de 40%, e o conhecimento gerado com a caracterização do canal EBT proporcionou uma redução de 29,9% no preço desse item. / The steel industry, like other sectors of the industry, is seeking alternatives to reduce production costs and increase productivity. In electric steelworks, the main steel production costs can be divided, in a simplified way, between the cost of inputs and the cost of raw materials. Refractories are among the five largest costs in steel production in semi-integrated mills (mini-mills). However, detailed knowledge of the microstructure and behavior of these materials is still quite restricted to their manufacturers. Given the importance of the refractories in the production of steel, this study aimed to generate knowledge about their microstructure and behavior in operation, focusing on the reduction of consumption and maximization of profits. For that, in order to know in detail the microstructure and predict its performance, characterization analyzes and tests simulating the operating conditions were performed in the laboratory. After laboratory tests, the selected materials have been tested in operation in electric arc furnace, seeking to find the best set of materials from the point of view of stability of the process, and cost of refractories. The scenario that best results presented, in terms of performance and the specific consumption, was Configuration A, where bricks A, ramming mix X, repair mix K and EBT P were used. Moreover, the replacement of Brick B by brick A, generated a cost reduction of 40%, and the information gathered with the characterization of EBT, reduced the price of that item by 29.9%.

Em geral, um problema importante em um sistema de soldagem robotizado, ou com manipuladores automáticos, é a necessidade de uma trajetória ser reprogramada quando a forma ou a posição das peças mudam. Como solução a esse problema é proposto um método que utiliza técnicas de visão computacional, para assim detectar a trajetória de soldagem em juntas de topo. O método deve ser dinâmico permitindo a identificação de juntas de topo com cantos não próximos, linhas não retas e tamanhos diferentes entre as peças, assim como apresentar robustez contra variáveis desfavoráveis do ambiente industrial como riscos nas peças ou no fundo e mudanças de luminosidade. A trajetória é detectada baseando-se na linha de bordas da imagem global e adicionalmente trabalha-se sobre duas características da linha de solda: distância quase constante entre linhas paralelas e pixels de linha de solda com menor intensidade de luminosidade que as bordas. Uma etapa é proposta para robustez do método sobre linha de bordas descontinuas e possíveis erros em ponto inicial e final de solda. O trabalho proposto é validado com distintas configurações de junta de topo, como com cantos de peças não coincidentes, linha de solda não reta e diferentes orientações de peças. Os pontos da trajetória de solda obtidos são comparados com uma linha de solda considerada ideal, resultando em uma média e desvio padrão geral inferiores à um valor de 0,5 mm. Uma validação experimental é realizada com uma solda executada por um robô industrial seguindo os pontos de solda detectados, com os resultados demostrando que o método efetivamente pode definir uma trajetória de solda para aplicações industriais robotizadas. / In general, one of the most important problems in a robotic welding system, or in automatic manipulations, is the requirement of a path trajectory to be reprogramed when the shape or the position of the welding pieces are changed. In order to detect the welding seam in butt joints, a method that makes use of computational vision techniques is proposed. The method needs to be dynamic against variation in the configuration of the pieces, so as curved or not straight seam lines, not coincident corners; beside of that, it must to present robustness against unfavorable variables of the industrial environment, so as scratches in the pieces or illumination changes. Two features of the welding line are taken into account to develop the method: almost constant distance between parallel seam lines and darker pixels in the center of the seam than in the borders. Moreover a robustness step is proposed over two weaknesses of the method: discontinuities in the edges of the welding line and possible errors in the location of the start and end welding points. The validation step of the method involves different configuration of butt joints, as pieces without corner being coincident, not straight welding line and different orientations. The points of the welding seam detected by the method, are compared against a set of welding points considered as an ideal set of points, getting as results a mean and standard deviation lower than ± 0.5 mm. An experimental test is carried out by an industrial robot that welds two pieces following the welding line points, with the results showing that the method can effectively define a welding trajectory for industrial robotics applications.

O Ofiolito Arroio Grande, localizado no sudeste do Cinturão Dom Feliciano, próximo à fronteira Brasil/Uruguai, entre Arroio Grande e Jaguarão (RS), é uma associação metaultramáfica-máfica-sedimentar que representa fragmentos de uma mélange ofiolítica, relacionada à amalgamação do paleocontinente Gondwana Ocidental durante os estágios finais do ciclo orogênico Brasiliano-Panafricano. As rochas do Ofiolito Arroio Grande se encontram circundadas por rochas metassiliciclásticas do Complexo Arroio Grande, do qual o ofiolito faz parte, e também como xenólitos em meio a granitoides da Suíte Pinheiro Machado e do Granito Três Figueiras (os quais integram o Batólito Pelotas-Aiguá). A unidade metaultramáfica do ofiolito compreende serpentinitos e xistos magnesianos cromíferos. Sua unidade metamáfica é constituída por anfibolitos, metagabros e metadioritos. A unidade metassedimentar compreende mármores calcíticos, intrudidos por enxame de diques máficos. O Ofiolito Arroio Grande está posicionado ao longo da Zona de Cisalhamento Ayrosa Galvão-Arroio Grande (transcorrente, dúctil, alto ângulo), responsável pela milonitização da maioria das rochas dessa associação. As investigações desenvolvidas no ofiolito tiveram o objetivo de identificar as fontes magmáticas dos protólitos e os processos que ocorreram desde sua geração no manto/crosta oceânica até sua incorporação no continente, além de obter idades (absolutas e relativas) referentes a esses processos. Para os metaultramafitos, a geoquímica de rocha total (e.g. Ni >1000 ppm; Cr > 1500 ppm), em conjunto com a química mineral de cromitas (e.g. Cr# 0,6-0,8; TiO2 0,01-0,20 %peso; Fe2+/Fe3+ ± 0,9), sugeriu protólitos harzburgíticos mantélicos, cuja fonte é um manto depletado sob uma região de espalhamento oceânico de retroarco, que experimentou altas taxas de fusão parcial. Esses harzburgitos foram posteriormente serpentinizados em ambiente oceânico, sugerido pelas razões 87Sr/86Sr630 de um serpentinito (ca. 0,707). Para os metamafitos, a geoquímica de rocha total e isotópica sugeriram protólitos toleíticos oceânicos, gerados em um contexto de suprassubducção em ambiente de retroarco (e.g. Cr 260-600 ppm; Nb/Y 0,1-0,5; Ti/Y ± 500; La/Nb 2-5; Th/Yb 0,1-5 e Nb/Yb 1-5; padrões de REE; razões 87Sr/86Sr630 variando de MORB – 0,703 – a IAT – 0,705-0,707), cuja fonte magmática foi enriquecida por material crustal e fluidos relacionados à subducção. A idade mínima para a obducção e metamorfismo das unidades ofiolíticas foi estimada em 640 Ma, a partir da datação (U-Pb SHRIMP) de um quartzo sienito. Esse último é o resultado de fusões relacionadas a intrusões diorítico-tonalíticas, atribuídas ao magmatismo de arco continental da Suíte Pinheiro Machado. Essas intrusões afetaram os mármores e os anfibolitos (fragmentos dos enxames de diques máficos), de maneira que, em pelo menos 640 Ma, rochas da mélange ofiolítica (já metamorfizadas) estavam alojadas em ambiente continental. Um evento metassomático posterior (relacionado à intrusão do Granito Três Figueiras, sincinemática à zona de cisalhamento acima referida) afetou os serpentinitos, gerando zonas de talcificação, tremolitização e cloritização, essa última representando um blackwall que também envolveu unidades metassiliciclásticas do Complexo Arroio Grande. O Ofiolito Arroio Grande foi inserido no contexto geotectônico da bacia de retroarco Marmora, cujos fragmentos são encontrados na Namíbia (Terreno Marmora) e no Uruguai (Complexo Paso del Dragón e Bacia Rocha – Terreno Punta del Este). / The Arroio Grande Ophiolite, located in the southeastern region of the Dom Feliciano Belt, near the Brazil/Uruguay border, is a metaultramafic-mafic-sedimentary association which represents slices of an ophiolitic mélange, related to the Western Gondwana amalgamation during the late stages of the Brasiliano-Panafrican orogenic cycle. The Arroio Grande Ophiolite rocks are enveloped by metasiliciclastic units of the Arroio Grande Complex and occur as xenolyths within granitoids of the Pinheiro Machado Suite and within the Três Figueiras Granite (units of the Pelotas-Aiguá Batholith). The metaultramafites of the ophiolite comprise serpentinites and Cr-rich magnesian schists. The metamafites comprise amphibolites, metagabbros and metadiorites. The metasedimentary unit comprises calcitic marbles, which are intruded by mafic dykes. The ophiolite is found along the Ayrosa Galvão- Arroio Grande Shear Zone (transcurrent, ductile, high angle), responsible for the mylonitization of this association. The investigations developed in this ophiolite had the objective of identify the magmatic sources of the protoliths and the processes that occurred since their generation within the mantle/oceanic crust until their incorporation into the continental crust, including their absolute and relative ages. The bulk-rock chemistry of the metaultramafites (e.g. Ni >1000 ppm; Cr > 1500 ppm), together with the mineral chemistry of the chromites (e.g. Cr# 0.6-0.8; TiO2 0.01-0.20 wt%; Fe2+/Fe3+ ± 0.9), suggested harzburgitic protoliths, attributed to a depleted mantle source under a back-arc spreading region, which experienced high degrees of partial melting. These harzburgites were serpentinized in an oceanic setting, as suggested by the 87Sr/86Sr630 ratio of a serpentinite (ca. 0.707). The bulkrock chemistry of the metamafites suggested oceanic tholeiitic protoliths, generated in a supra-subduction setting in a back-arc environment (e.g. Cr 260-600 ppm; Nb/Y 0.1-0.5; Ti/Y ± 500; La/Nb 2-5; Th/Yb 0.1-5 and Nb/Yb 1-5; REE patterns; 87Sr/86Sr630 ratios ranging from MORB – 0.703 – to IAT – 0.705-0.707), whose magmatic source was contaminated by crustal material and subduction-related fluids. The minimum age for the obduction and metamorphism of the Arroio Grande Ophiolite rocks was estimated around 640 Ma from the U-Pb age of a quartz-syenite. The latter is the result of melting, related to dioritic-tonalitc intrusions, attributed to the continental magmatism of the Pinheiro Machado Suite. These intrusions affected both the marbles and the amphibolites (fragments of the mafic dykes), in order that, at least around 640 Ma, rocks of the ophiolitic mélange (already metamorphosed) were emplaced on the continent. A late metasomatic event (related to the emplacement of the Três Figueiras Granite, syn-kinematic to the abovementioned shear zone) affected the serpentinites, generating zones of talcification, tremolitization and chloritization, the latter representing a blackwall which also involved metasiliciclastic rocks of the Arroio Grande Complex. The Arroio Grande Ophiolite was inserted in the geotectonic context of the Marmora back-arc basin, whose fragments are found in Namibia (Marmora Terrane) and Uruguay (Paso del Dragón Complex and Rocha Basin – Punta del Este Terrane).

3D printing a CAD modelnormally requires conversion into a polygon mesh, usually an STL-file, in orderto be able to load the model in the slicer. This conversion destroys roundsurfaces and replaces them with flat surfaces. Slicing a polygon mesh resultsin one or more polygons, consisting of a number of straight lines. This canaffect both dimensional accuracy and surface smoothness. Modern 3D-printerscan, in addition to straight lines, handle arcs. However, today’s commonslicers can not generate arcs as the input does not contain any curvedfeatures. This project aims at finding an alternative solution. By directslicing of CAD models the slices can contain arcs, and the slicer can producearc commands for the 3D-printer. During this project a prototype slicer isconstructed as a proof of concept. The prototype handles STEP-files as inputand creates both linear and circular movement for the 3D-printer. The resultsshow that both the intermediate files (STEP/STL) and the resulting G-code filescan get smaller, yet preserving the original shape, by using this method. Theproposed solution has a positive effect on the 3D-printing workflow as well, asthe intermediate files can be imported back into the CAD system. The projectconcludes that there is possibly a bright future for direct slicing, but thereare more problems to solve before it can become reality.

O Pó de Aciaria Elétrica (PAE) é um resíduo sólido originado na fabricação de aços em Fornos Elétricos a Arco (FEA), classificado como resíduo perigoso pela ABNT NBR 10004- 2004. Isto porque ele contém metais nocivos ao meio ambiente (como chumbo e cádmio), embora seja constituído, em sua maior parte, pelos elementos ferro, zinco e oxigênio. Devido aos custos onerosos para disposição e por tratar-se de resíduo perigoso, a indústria procura pela possibilidade de retorno ao processo produtivo do aço. Uma das alternativas é a reintrodução na aciaria elétrica através de aglomerados autorredutores como parte da carga do FEA. Neste trabalho, são produzidas misturas autorredutoras contendo PAE e coque de petróleo, apresentando as correspondentes caracterizações químicas e físicas. Através de ensaios termogravimétricos é feita uma avaliação do comportamento destas misturas, mostrando a possibilidade do emprego desta técnica na aferição prática do teor ótimo de coque, em aglomerados. Além disto, foram produzidas pelotas autorredutoras através do uso de um disco laboratorial, sendo as pelotas submetidas a testes físicos e mecânicos, com uso de aglomerantes e também testes de autorredução em fornos mufla e em aparato experimental. Como resultados destes experimentos pode-se concluir que o cimento Portland ARI e a combinação de cal hidratada com cinza de casca de arroz possuem melhor resistência a compressão frente aos outros ligantes utilizados. O grau de metalização obtido para a maior parte das amostras não passou de 35%. A remoção de zinco foi de aproximadamente 85%, para temperatura de 1100 ºC, com 45 minutos e com 10% de coque de petróleo. Isto indica a possibilidade de enriquecimento da nova poeira gerada em zinco. Fato este que agrega valor para tratamento do resíduo em outros processos externos. / The Electric Arc Furnace Dust (EAFD) is a solid waste generated by electric steelmaking, in Electric Arc Furnaces (EAF), being considered a hazardous waste by the Environmental Protection Agency. That is because of its harmful metals, although it is composed, in majority, by elements iron, zinc and oxygen. Due to high costs involved for its disposal and because it is a hazardous waste, industry seek for the possibility of returning the EAFD back to the steelmaking process. One of the alternatives is by reintroduction via electric meltshop through self-reducing agglomerates as part of the furnace burden. In this work, self-reducing mixtures of EAFD and petroleum coke were produced, showing as result corresponding chemical and physical characterizations. Using thermogravimetric tests, an evaluation of the mixtures behavior was carried out, demonstrating the possibility of using this technique in a practical measurement of optimal content of coke, in agglomerates. Furthermore, selfreducing pellets were pelletized using a laboratorial disc, with these agglomerates being tested in physical and mechanical strength essays, with different binders employed and also selfreduction tests in vertical electric furnace and experimental apparatus. As part of the results it could be concluded cement and the combination between hydrated lime and rice husk ash achieved the best results, in compressive strength, comparing to other binders. The metallization degree for almost all samples achieved a maximum of 35%. Zinc removal, for temperatures around 1100 ºC, in an experiment of 45 minutes and using 10% of petroleum coke, was approximately 85%. It indicates the dust to be enriched with zinc. This fact adds value to the waste for treatment in other processes.

A vida da moça, que ainda criança começara a ouvir vozes lhe revelando a missão de libertar a França dos invasores ingleses, que liderou um exército, coroou o seu rei e teve um destino trágico, sendo queimada viva como herege, parece saída de uma obra literária, mas como bem lembra Colette Beaune Joana dArc é provavelmente, a figura de mulher mais documentada de toda a História. Atualmente contam-se 20.000 estátuas públicas, centenas de biografias e peças de teatro, dezenas de filmes, óperas e músicas. Seria possível desvendar as razões para tamanho sucesso? Essa popularidade foi alcançada ao longo de um processo contínuo e homogêneo, ou houve rupturas, sobressaltos e novas atribuições à heroína que possam ser verificados ao longo do tempo? Essa tese discute a importância da primeira metade do século XIX para esse fenômeno. Nesse período a historiografia francesa se esforçou para enquadrar Joana dArc, heroína há muito honrada pelo reino da França, nos padrões da sociedade pósrevolucionária. Longe de desqualificá-la como figura incompatível com a modernidade pretendida por aquele país, tal como proposto no contexto revolucionário, Joana foi alçada ao panteão dos heróis nacionais tendo sua imagem amalgamada aos ideais de 1789. Buscamos desvendar o processo que tornou possível a popularização de uma nova Joana dArc naquele período, processo intimamente ligado aos valores burgueses então difundidos: a nação, o povo, a pátria, o indivíduo. As novas características atribuídas à Joana correspondiam às expectativas burguesas a partir de um discurso ligado a uma nova visão da História que passou a ser considerada como potencial produtora de verdades e justificativas que embasassem a configuração social que se anunciava. / The life of the young lady whose childhood was haunted by the hearing of voices which revealed to her a mission to free France from English invaders, who led an army, crowned her king had a tragic fate and was burned at the stake as a heretic seems to be taken from a literature work. But as Colette Beaune has rightly pointed out Joan of Arc is probably the most documented woman figure in all World History. It can be numbered about 20,000 public statues, hundreds of biographies and plays, dozens of films, operas and other pieces of music. Would it be possible to unfold the reasons for such an interest in her? The question lies, however, in how quite high popularity was gained. Was it the result of a continuous and homogeneous process or were there interruptions, surprises and new attributions assigned to the heroine that can be verified over time? This thesis discusses the importance of the former half of the nineteenth century to this phenomenon. Throughout this period French historiography struggled to fit Joan of Arc, the heroine overly honored by the kingdom of France, in the patterns of a post-revolutionary society. Far from discrediting her reputation as a figure incompatible with modernity desired by that country, as proposed in the revolutionary context, Joan was elevated to the national pantheon of heroes and had her image amalgamated to the ideals of 1789. Its sought to disclose the process that led to a substantial popularization of a new Joan of Arc at that time, and is intimately connected to bourgeois values disseminated then: nation, people, homeland and individual. New features attributed to Joan met the bourgeoisie expectations through a discourse on a new way of looking at History that turned out to be regarded as a potential producer of truths and justifications to support the social setting that was being announced.

O pó de aciaria elétrica é um importante subproduto da indústria siderúrgica devido ao seu alto teor de zinco. Assim, tecnologias vêm sendo desenvolvidas visando seu aproveitamento, sendo o forno Waelz a mais difundida delas atualmente. No entanto, sua operação, por contar com um forno rotativo de grandes dimensões que abriga uma infinidade de fenômenos físico-químicos, apresenta difícil previsibilidade ab initio. Por essa razão, este trabalho faz uso de uma ferramenta avançada da termodinâmica computacional, destinada à modelagem de processos, chamada SimuSage, a fim de modelar o seu comportamento. Para a criação do modelo utilizou-se também uma base de dados termodinâmicos advinda do software FactSage e a plataforma de desenvolvimento Lazarus. Com base em dados e resultados operacionais da literatura, foi possível realizar simulações nos modos adiabático e isotérmico, comparando os resultados com os da prática industrial. Constatou-se uma grande capacidade do modelo de reproduzir os resultados da literatura, mesmo quando não há muita informação para aferição dos parâmetros, gerando boa concordância com a composição química relatada dos produtos Óxido Waelz e Escória Waelz. / The electric arc furnace dust is an important by-product of the steel industry due to its high content of zinc. Thus, technologies have been developed aiming for its use, and the Waelz Kiln is the most widespread of them today. However, counting on a very large rotary kiln that houses an infinity of physico-chemical phenomena, its operation is difficult to predict ab initio. For this reason, in order to model its behaviour this work uses an advanced tool of computational thermodynamics designed to process modelling, called SimuSage. To create the model, a thermodynamic database, provided by the FactSage software, as well as a development platform, Lazarus IDE, were also used. Based on operational data and results from de literature, it was possible to perform simulations on both adiabatic and isothermal modes comparing its results with the industrial practice. A great capability of the model to reproduce results from the literature was found, even when there is not much information for the parameters calibration, generating good agreement regarding the reported chemical composition for the products, Waelz Oxide and Waelz Slag.

A presente tese teve como objetivo fornecer subsídios teóricos e experimentais com vistas à reciclagem da carepa gerada em usinas mini-mills através de briquetes autorredutores para uso em FEA. Para atingir os objetivos vislumbrados, o trabalho foi estruturado em quatro principais tópicos: estudo de caracterização e de redutibilidade da carepa, escolha e caracterização do redutor para uso nos briquetes, elaboração e caracterização da mistura e ensaios de laboratório para avaliação do desempenho dos briquetes autorredutores. Os estudos de caracterização da carepa indicaram que este resíduo é constituído principalmente de wustita e se apresenta estratificada em três camadas: camada externa fina e porosa composta de hematita e magnetita, camada intermediária de wustita densa e camada interna de wustita porosa. A cinética de redução da carepa foi investigada em termobalança no intervalo de temperatura entre 830 e 1200°C com CO puro e mistura 90%CO-10%CO2. A energia de ativação aparente encontrada nesses ensaios variou de 71 a 80 kJ/mol e as observações microscópicas demonstraram que a redução da carepa segue um modelo topoquímico. A escolha do agente redutor para compor o briquete se deu através de ensaios de gaseificação ao CO2 e de autorredução em termobalança com três tipos de material carbonoso. A partir desses ensaios observou-se a seguinte ordem decrescente de reatividade e respectivas energias aparentes de ativação: Carvão Vegetal (Ea = 237 kJ/mol), Carvão Mineral (Ea = 214 kJ/mol) e Coque de Petróleo (Ea = 335 kJ/mol). Em virtude da maior reatividade do Carvão Vegetal frente aos demais, este redutor foi escolhido para uso nos briquetes. A mistura utilizada na confecção dos briquetes autorredutores teve como constituintes principais a carepa, os finos de carvão vegetal e aglomerantes (melaço e cal). Ensaios de caracterização em termobalança com atmosfera oxidante e aquecimento rápido indicaram uma perda de massa de cerca de 40%, referente às etapas de secagem, desvolatilização e autorredução da mistura. Nesses ensaios, observou-se elevadas taxas de perda de massa da mistura e uma notável complexidade dos fenômenos envolvidos, com reações simultâneas de combustão, autorredução e de oxidação do ferro, prevalecendo uma ou outra, dependendo da temperatura e da fração reagida de amostra. Através de procedimentos que buscaram reduzir a complexidade dos fenômenos envolvidos nas condições oxidantes, foi possível estimar que a energia de ativação aparente de autorredução está entre 62 e 69 kJ/mol. Os briquetes produzidos em escala industrial foram submetidos a ensaios isotérmicos e não-isotérmicos de alta temperatura. Tais ensaios buscaram determinar os gradientes térmicos no interior do briquete, a energia de ativação aparente e o desempenho cinético do aglomerado em condições de temperatura que se aproximam da prática industrial. A partir das constatações concernentes às taxas das reações químicas individuais (redução e gaseificação), às medidas do perfil de temperatura no interior dos aglomerados, à energia de ativação estimada para o briquete (93 kJ/mol) e ao modelo de redução encontrado nos ensaios de alta temperatura, acredita-se que tanto a cinética de redução da carepa como a transferência de calor sejam obstáculos limitantes da cinética global dos briquetes em estudo. Finalmente, os resultados de metalização obtidos nos testes de alta temperatura dão indícios da possibilidade de uso destes briquetes em FEA. / This dissertation aimed to provide theoretical and experimental basis for recycling of mill scale generated in mini-mill plants through the use of self-reducing briquettes in EAF. To reach these goals, the work was structured around four main topics: characterization and reducibility study of scale, choice and characterization of the reductant to use in briquettes, elaboration and characterization of the mixture and laboratory tests to performance evaluation of self-reducing briquettes. The characterization studies of mill scale have indicated that this waste is composed mainly of wustite and is stratified into three layers with different morphologies: fine porous external layer composed of hematite and magnetite, intermediate layer of dense wustite and inner layer of porous wustite. The kinetics of scale reduction was investigated in thermobalance in a temperature range from 830 to 1200°C with pure CO and a mixture of 90% CO and 10% CO2. The apparent activation energy obtained in these tests ranged from 71 to 80 kJ/mol and the microscopic observations showed that the mill scale reduction corresponds to a topochemical model. The choice of the reductant for composing the briquette was made through tests of gasification with CO2 and of self-reduction in thermobalance with three different carbonaceous materials. From the results, it was observed the following decreasing reactivity order and the related apparent activation energy: Charcoal (Ea = 237 kJ/mol), Mineral Coal (Ea = 214 kJ/mol) and Petroleum Coke (Ea = 335 kJ/mol). Due to the higher reactivity of Charcoal in relation to the others, this reducer was chosen to be used in the briquettes. The main constituents of the mixture used in the manufacture of self-reducing briquettes were scale, charcoal and binders (melasse and lime). The characterization tests in thermobalance with oxidizing athmosfere and rapid heating indicated a mass loss of about 40%, referring to the stages of drying, devolatilization and self-reduction of the mixture. During these tests, it were observed high rates of mixture loss mass and a remarkable complexity of the phenomena, with simultaneous combustion, self-reduction and iron oxidation reactions, where their importance changes according to temperature and fractional reaction of the sample. Through the procedures that aimed to reduce the complexity of the related phenomena in oxidant conditions, it was possible to estimate that the self-reduction apparent activation energy ranges between 62 to 69 kJ/mol. The briquettes produced in the industrial plant were submitted to isothermal and nonisothermal tests of high temperatures. Such tests aimed to determine the thermal gradients into the briquette, the apparent activation energy and kinetic performance of the agglomerate in temperature conditions similar to the ones used in industrial practice. Based on the findings concerning the individual rates of chemical reactions (reduction and gasification), the measures of the temperature profile inside the briquettes, the activation energy estimated (93 kJ/mol) and the reduction model found in high-temperature tests, it is assumed that both the kinetics of mill scale reduction and heat transfer limit the overall kinetic rates of these briquettes. Finally, the results of metallization obtained in the tests conducted at high temperatures indicate the possibility of using these briquettes into the EAF.

Several laterally extensive candidate tsunami deposits are preserved along coastlines facing the eastern Java Trench, indicating it has experienced mega-thrust earthquakes in the past. We investigated 37 coastal sites in Bali, Lombok, Sumba and Timor islands, many of which preserve course sand and pebble layers that overlie sharp basal contacts with scour marks into the mud, fine upward in grain size, and have bimodal grain size distributions. Other unique features are the common occurrence of marine fossils and concentrations of heavy minerals. The occurrence of these high-energy deposits interlayered with clay-rich units indicates the coarse clastics are anomalous because they were deposited in what is normally a very low-energy depositional environment. The lateral extent and paucity of thin, coarse clastic layers with marine organisms are inconsistent with local stream flood event, and the proximity to the equator of the sites diminishes the possibility of marine flood events from cyclones. The sparse, but consistent, the occurrence of at least two candidate tsunami deposits at depths of 1 and 2 meters over 950 km along the strike of the Java Trench may reveal that mega-thrust earthquakes have occurred there and generated giant tsunamis in the recent past.Five widely scattered imbricated boulder deposits are also found on Bali, Lombok, and Sumba. The boulders consist of slabs of hardpan up to 2.5 m in length and 80 cm thick that was torn from a near-shore seabed and stacked on top of one another. Some of the boulders were carried over the erosional coastal bank and deposited up to 100 meters inland. Comparisons with imbricated boulder ridges formed during the 1994 tsunami in east Java indicate that these deposits are from one or multiple tsunamis sourced by the Java Trench.Experiments in effective ways to communicate and implement tsunami disaster mitigation strategies have led us to train local communities about the 20-20-20 rule. If coastal communities experience more than 20 seconds of shaking from an earthquake, even if it is not intense, they should evacuate the coast. The time delay between the earthquake and arrival of tsunami waves is around 20 minutes, which is the time window for evacuation. Some tsunami waves may be as high as 20 meters, which is the target elevation for evacuation. Adopting the 20-20-20 rule could save thousands of lives throughout the region, especially in Bali where nearly 1 million people inhabit likely tsunami inundation zones.