Apesar da esmaltação de aços ser uma técnica de recobrimento inorgânico amplamente conhecida a aparentemente bem dominada, não são poucos os desafios técnicos que se apresentam tanto para os siderurgistas como para os esmaltadores para se produzir um produto final de qualidade aceitável. Este trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho de recobrimento da superfície de dois aços baixo carbono, um aço do tipo I e outro do tipo II de acordo com a norma americana ASTM A424/424M. O aço do tipo I, amplamente conhecido e utilizado pela indústria esmaltadora, foi produzido por aciaria convencional do tipo BOF, laminado a frio em cadeira de laminação do tipo tandem e descarburizado. Enquanto que o aço do tipo II foi produzido por aciaria elétrica do tipo EAF, laminado a frio em cadeira de laminação duo reverso e recozido. Neste trabalho, a performance do recobrimento do substrato metálico do aço do tipo II é focada nos parâmetros qualitativos da camada esmaltada tais como sua espessura, rugosidade, aderência ao metal base e evolução gasosa resultante do processo de cura do esmalte (“firing”). Os testes de esmaltação das amostras foram realizados em uma unidade industrial esmaltadora independente utilizando-se o processo de deposição via úmido e via seco, com a aplicação de dois esmaltes comerciais distintos. As variáveis e práticas do processo de esmaltação utilizadas foram as mesmas estabelecidas para um processo produtivo normal, da preparação superficial e técnica de aplicação de esmalte ao processo de cura do esmalte num tradicional forno elétrico de passagem to tipo “U”. Para a determinação da qualidade do esmalte aderido utilizou-se o teste de queda e para a determinação da evolução gasosa utilizou-se a verificação macroscópica de dois defeitos conhecidos como “outgassing” e “fish scale”. Os resultados obtidos são avaliados em função dos parâmetros e requisitos de qualidade atribuídos pelo esmaltador. / Although enameling steel is a well-known inorganic technique which has been used for many years, there are still several technical challenges faced by both steel making industry and enamelers professionals on producing high quality enameled parts. This work presents the enameling performance evaluation of two low carbon steel grades, one categorized as type I and the other one as type II as per American standard ASTM A424/424M. The type I steel grade, which has been successfully used by enamelers for years, it has been produced through a BOF operation, being cold reduced through a tanden mill and open coil annealed. The type II steel grade has been produced by an EAF operation, being cold reduced through a duo reversing mill stand being batch annealled. On this work, the performance of the coating layer applied over the type II steel substrate has been evaluated focusing on the enamel quality parameters such as its thickness, roughness, adhesion and gassing generated along the glass cure process (firing). The enameling trials have been made at an independent enameler facility where two distinct types of commercial glasses have been selected being applied in both wet and dry methods of deposition. The enameling process variables and operational practices used for the trials were similar to those used for a regular enameling production line, from the cleaning and glass deposition techniques to the glass firing process using an open U-type electrical furnace. The quality of glass adhesion has been determined by the standard impact test and for the evolving gases determination a macroscopic analysis of “outgassing” and “fish scale” as surface defects have been considered. The achieved results are taken under the quality premises required by the enameler.

Apesar da esmaltação de aços ser uma técnica de recobrimento inorgânico amplamente conhecida a aparentemente bem dominada, não são poucos os desafios técnicos que se apresentam tanto para os siderurgistas como para os esmaltadores para se produzir um produto final de qualidade aceitável. Este trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho de recobrimento da superfície de dois aços baixo carbono, um aço do tipo I e outro do tipo II de acordo com a norma americana ASTM A424/424M. O aço do tipo I, amplamente conhecido e utilizado pela indústria esmaltadora, foi produzido por aciaria convencional do tipo BOF, laminado a frio em cadeira de laminação do tipo tandem e descarburizado. Enquanto que o aço do tipo II foi produzido por aciaria elétrica do tipo EAF, laminado a frio em cadeira de laminação duo reverso e recozido. Neste trabalho, a performance do recobrimento do substrato metálico do aço do tipo II é focada nos parâmetros qualitativos da camada esmaltada tais como sua espessura, rugosidade, aderência ao metal base e evolução gasosa resultante do processo de cura do esmalte (“firing”). Os testes de esmaltação das amostras foram realizados em uma unidade industrial esmaltadora independente utilizando-se o processo de deposição via úmido e via seco, com a aplicação de dois esmaltes comerciais distintos. As variáveis e práticas do processo de esmaltação utilizadas foram as mesmas estabelecidas para um processo produtivo normal, da preparação superficial e técnica de aplicação de esmalte ao processo de cura do esmalte num tradicional forno elétrico de passagem to tipo “U”. Para a determinação da qualidade do esmalte aderido utilizou-se o teste de queda e para a determinação da evolução gasosa utilizou-se a verificação macroscópica de dois defeitos conhecidos como “outgassing” e “fish scale”. Os resultados obtidos são avaliados em função dos parâmetros e requisitos de qualidade atribuídos pelo esmaltador. / Although enameling steel is a well-known inorganic technique which has been used for many years, there are still several technical challenges faced by both steel making industry and enamelers professionals on producing high quality enameled parts. This work presents the enameling performance evaluation of two low carbon steel grades, one categorized as type I and the other one as type II as per American standard ASTM A424/424M. The type I steel grade, which has been successfully used by enamelers for years, it has been produced through a BOF operation, being cold reduced through a tanden mill and open coil annealed. The type II steel grade has been produced by an EAF operation, being cold reduced through a duo reversing mill stand being batch annealled. On this work, the performance of the coating layer applied over the type II steel substrate has been evaluated focusing on the enamel quality parameters such as its thickness, roughness, adhesion and gassing generated along the glass cure process (firing). The enameling trials have been made at an independent enameler facility where two distinct types of commercial glasses have been selected being applied in both wet and dry methods of deposition. The enameling process variables and operational practices used for the trials were similar to those used for a regular enameling production line, from the cleaning and glass deposition techniques to the glass firing process using an open U-type electrical furnace. The quality of glass adhesion has been determined by the standard impact test and for the evolving gases determination a macroscopic analysis of “outgassing” and “fish scale” as surface defects have been considered. The achieved results are taken under the quality premises required by the enameler.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-12-04T23:59:33Z No. of bitstreams: 1 Camila_Neves_2016.pdf: 2611744 bytes, checksum: 4dfde4e75e66014e081977473b694361 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-04T23:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camila_Neves_2016.pdf: 2611744 bytes, checksum: 4dfde4e75e66014e081977473b694361 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The textile industry are responsible to generate a large volume of wastewater that are characterized by high coloration, electrolytes (NaCl, Na2CO3, NaOH), surfactants, softeners, etc. Thus, these wastewaters require previous treatment to its disposal in the receiving bodies of water. The aim of this work was to evaluate the influence of electrolyte (NaCl) and surfactant (Profiber) in adsorption of reactive blue 5G dye by fish scale (Oreochromis niloticus). The adsorbent was characterizated by N2 physisorption. The initial pH (2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 9,45) were elaluated for the systems: (i) RB5G-Adsorbent, (ii) RB5G-NaCl-Adsorbent, (iii) RB5G-Surfactant-Adsorbent e (iv) RB5G-NaCl-Surfactant-Adsorbent. The adsorption experiments were performed in closed and batch system (25°C). The effects of stirring speed (450, 700, 1000, 1400 rpm) and initial concentration (25, 50, 100, 150, 200 mg L-1) were evaluated in adsorption kinetics. The equilibrium data was determined based on kinetics tests. The kinetics data were modeled by external diffusion and adsorption in the adsorbent sites. The equilibrium data were modeling by Langmuir isotherm. The adsorbent characterization indicated that fish scale is a non-porous material. The best adsorption capacity occured in pH 2. The equilibrium was obtained in 72 hours. The effect best adsorption capacity occurred in 1000 rpm. The kinetics studies indicated that RB5G dye adsorption using fish scale was highly favorable. The kinetic data were best represented by adsorption in the adsorbent sites model. The electrolyte (NaCl) and surfactant (Profiber) the equilibrium adsorption in 10 and 7%, respectively. The maximum adsorption capacity were 272, 299 and 291 mg g-1 for the systems (i), (ii) and (iii), respectively. This work indicated that fish scale is a great adsorbent with high adsorption capacity. The presence of the electrolyte (NaCl) and surfactant (Profiber) influenced favorably the adsorption of the dye RB5G by fish scales. / As indústrias têxteis geram grandes quantidades de águas residuais, as quais se caracterizam pela elevada coloração e presença de eletrólitos (NaCl, Na2CO3, NaOH), surfactantes, amaciantes, entre outros. Desta forma, estes efluentes precisam ser tratados antes de serem descartadas em corpos receptores. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo estudar a influência de agentes auxiliares, como eletrólitos (NaCl) e surfactantes (Profiber), na adsorção do corante reativo azul 5G (RB5G) pela escama de peixe do gênero tilápia (Oreochromis niloticus). Para a caracterização do adsorvente foi realizado o método de fisissorção de N2. O efeito do pH inicial (2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 9,5) foi avaliado para os seguintes sistemas: (i) RB5G-Adsorvente, (ii) RB5G-NaCl-Adsorvente, (iii) RB5G-Surfactante-Adsorvente e (iv) RB5G-NaCl-Surfactante-Adsorvente. Os experimentos de adsorção foram realizados em sistema fechado e batelada e com controle de temperatura (25°C). Nos experimentos de cinética de adsorção foram avaliados os efeitos da velocidade de agitação (450, 700, 1000 e 1400 rpm) e da concentração inicial de RB5G (25, 100, 150) e os testes de equilíbrio foram realizados com base nos testes cinéticos. Para modelagem matemática dos dados cinéticos foram utilizados os modelos de difusão externa e adsorção na superfície e os dados de equilíbrio foram modelados pela isoterma de Langmuir. A caracterização da escama de peixe mostrou que o adsorvente é um material não poroso e com baixa área superficial. A maior capacidade de adsorção foi alcançada em pH 2. O tempo de equilíbrio obtido para processo de adsorção foi de 72 horas e a maior capacidade de adsorção foi alcançada na velocidade de agitação de 1000 rpm. O estudo cinético indicou que a adsorção do corante RB5G pela escama de peixe é extremamente favorável. O modelo cinético de adsorção na superfície foi o que melhor representou os dados experimentais. A presença do eletrólito (NaCl) e do surfactante (Profiber) favoreceram o equilíbrio de adsorção em 10 e 7%, respectivamente. A capacidade máxima de adsorção da escama de peixe foi de 272 e 299 e 291 mg g-1 para os sistemas (i), (ii) e (iii), respectivamente. Além disso, com o modelo cinético obtido neste trabalho foi possível predizer o comportamento da cinética dos sistemas (ii) e (iii). Este trabalho mostrou o potencial da escama de peixe na remoção de corante com elevada capacidade de adsorção. A presença dos agentes auxiliares, tais como eletrólito o (NaCl) e o surfactante (Profiber) influenciou de forma favorável o processo de adsorção do corante RB5G pela escama de peixe.

This study evaluated the use of the technique of adsorption in fixed-bed column using chitosan and fish scale to treat wastewater contaminated with dyes (Indigo Carmine (IC), Reactive Black 5 (RB05) and Reactive Orange 16 (RO16)). We tried to identify the interaction between the adsorbate and adsorbent and evaluate the influence of parameters: initial concentration of the dye in the effluent, bed height and flow rate in the maximum adsorption capacity. To achieve these objectives the adsorption studies were conducted in fixed bed in a glass column 9 cm and 0.6 cm in diameter. The concentration of dye in the effluent was monitored by measuring their absorbance alert of a UV-VIS spectrophotometer. The results of adsorption of the dyes on the chitosan and fish scales are presented in the form of breakthrough curves (C / Co vs. t). The adsorbed amount of each solid in the column, the balance was calculated. Starting of the curve data burst data were obtained from many different alert nonlinear models (Thomas, Model Adams-Bohart, Model Model Yan and Yoon-Nelson). Starting studies of fixed bed adsorption, is obsevou RO16 that the adsorption of the chitosan showed the highest amount adsorbed on average 30 mg g-1, the amounts found in HF and RB05 chitosan. As for the fish scale, the RB05 had the highest amount adsorbed on average 56 mg g-1, compared to IC and RO16. It was also observed that the model of Yan was suitable to represent the results obtained for the adsorption column so as to HF and RB05 RO16 in chitosan. No model was adequate to represent the results obtained for the adsorption column IC and RO16 in fish scales. Models Thomas and Adams-Bohart were the most suitable to represent the curve data burst in the adsorption RB05 fish scales. These results show that the parameters: initial concentration of dye in the effluent flow and the bed height influence the maximum quantity adsorbed and that the employed methods were adequate in view of the results obtained allow to make a clear and consistent evaluation, the performance of such adsorption technique for effluents contaminated with dyes. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho foi avaliado o uso da técnica de adsorção em coluna de leito fixo utilizando quitosana e escama de peixe para tratar efluentes contaminados com corantes (Índigo Carmim (IC), Preto Reativo 5 (RB05) e Laranja Reativo 16 (RO16)). Buscou-se identificar a interação entre o adsorvente e o adsorvato e avaliar a influência dos parâmetros: concentração inicial do corante no efluente, altura do leito e vazão na capacidade máxima de adsorção. Para chegar a esses objetivos os estudos de adsorção em leito fixo foram conduzidos em uma coluna de vidro com 9 cm de altura e 0,6 cm de diâmetro. A concentração do corante no efluente foi monitorada medindo sua absorvância, atravez de um espectrofotômetro de UV-VIS. Os resultados de adsorção dos corantes sobre a quitosana e a escama de peixe são apresentados sob a forma de curvas de ruptura (C/Co versus t). A quantidade adsorvida de cada sólido na coluna, no equilibrio, foi calculada. Apartir dos dados da curva de ruptura foram obtidos dados atravez de vários modelos não linear (Modelo de Thomas, Modelo de Adams-Bohart, Modelo de Yan e o Modelo de Yoon-Nelson).Apartir dos estudos de adsorção de leito fixo, obsevou-se que a adsorção do RO16 pela quitosana apresentou a maior quantidade adsorvida, em média de 30 mg g-1, do que as quantidades encontradas para IC e RB05 em quitosana. Já para a escama de peixe, o RB05 apresentou a maior quantidade adsorvida, em média 56 mg g-1, se comparados a IC e RO16. Observou-se também que o modelo de Yan foi o mais adequado para representar os resultados obtidos para a adsorção em coluna tanto para IC quanto para RB05 e RO16 em quitosana. Nenhum modelo foi adequado para representar os resultados obtidos para adsorção em coluna do IC e RO16 em escama de peixe. Os modelos de Thomas e Adams-Bohart foram os mais adequados para representar os dados da curva de ruptura da adsorção do RB05 em escama de peixe. Esses resultados mostram que os parâmetros: concentração inicial do corante no efluente, altura do leito e vazão têm influência na quantidade máxima adsorvida e que os métodos empregados mostraram-se adequados, tendo em vista que os resultados obtidos permitiram fazer uma avaliação clara e consistente, do desempenho da adsorção como técnica de tratamento para efluentes contaminados com corantes.

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