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Estudo dos fenômenos que ocasionam quebras do arame Cultura Aérea derivados do aço SAE 1057B trefilado e galvanizado

Krug, Felipe January 2013 (has links)
Na busca contínua de atender as exigências de um mercado cada vez mais competitivo, as empresas devem buscar diminuir todas as suas perdas em seus processos produtivos, reduzindo custos e ganhando margem em seus produtos. Este trabalho teve como objetivo investigar os fenômenos presentes na ocorrência de quebras dos produtos derivados do aço SAE 1057B trefilado e galvanizado utilizado em culturas aéreas. O estudo utilizou bibliografia documental, pesquisa de laboratório e uma amostra composta por trinta e seis relatórios de análises sobre o desempenho do produto intermediário trefilado, ou do produto final galvanizado. Os dados referem-se à eventos de falhas do produto em quaisquer etapas do processo produtivo e mesmo de aplicação em campo. Juntamente com ensaios efetuados especificamente para amparar as conclusões destes relatórios, efetuou-se pesquisa bibliográfica para dar suporte às conclusões. Identificaram-se similaridades entre estudos de alguns autores e análises amostrais de testes padronizados de tração e enrolamento sobre o próprio eixo de outubro 2010 a setembro de 2011. Os resultados mostraram que o fenômeno que induz a um elevado índice de quebra do arame Cultura Aérea é o envelhecimento que ocorre posteriormente à sua passagem por elevadas reduções percentuais de área no processo de trefilação, que encrua o material, e em função de elevadas temperaturas encontradas no processo de galvanização, tendo, ainda, suas consequências amplificadas por pontos de concentração de tensões. Algumas soluções para amenizar a ocorrência do envelhecimento foram propostas, como o aumento do número de passes, o que reduz o encruamento, e a substituição do material por outro menos suscetível ao fenômeno, como um com menor percentual de carbono. / In the ongoing pursuit to meet demands of an increasingly competitive market, companies have to reduce all their losses in the production process, therefore reducing costs and adding margin to their products. The main goal of this study was to investigate the phenomena present in the occurrence of ruptures of products originated from drawn and galvanized SAE 1057B steel, used in aerial cultivation. The study uses literature and laboratory research and a sample of thirty-six report concerning galvanized final and drawn intermediate product behavior. The data reference to product failure in any stage of the productive process or in field application. Along with testing a bibliographical research was made for conclusion support . Similarities were found between some authors studies and sample analysis of standardized tensile tests and winding over own axis tests from October 2010 to September 2011. The results shown that the primary phenomenon inducing wire failure in aerial cultivation wire is alignment of the hardening due to the high percentage area reductions in the drawing process that allows the development of the strain aging phenomenon after the hot dip galvanizing process witch has it´s effects enhanced by stress concentration points. Some solutions to mitigate the strain aging were proposed, like increasing the number of reduction passes for hardening reduction and the use of less susceptible material to the phenomena as a lower percentage carbon steel.
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Influência dos parâmetro de deposição do ácido hexafluorzircônio sobre aço galvanizado

Zaro, Gustavo January 2013 (has links)
Atualmente o ramo industrial tem voltado grande parte de suas atenções para situações ambientais. Um dos grandes problemas mundiais encontra-se no uso de cromo hexavalente, prejudicial à saúde humana, além de contaminar leitos e rios por ser solúvel em água e a fosfatização que é responsável pela eutrofização das águas. Novos processos sustentáveis têm sido estudados para reduzir os impactos ambientais causados por esses tratamentos, dentre os quais podemos citar os revestimentos chamados de nanocerâmicos, por formarem camadas nanoestruturadas de óxido de zircônio na superfície do substrato. Vários parâmetros influenciam na formação da camada (substrato, pH, concentração, tempo). O trabalho teve como objetivo o estudo da influência dos parâmetros no desempenho contra a corrosão do revestimento formado por camadas de conversão obtidas a base de ácido hexafluorzircônio em aço galvanizado. O comportamento eletroquímico foi analisado através dos ensaios de potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização potenciodinâmica. Também foram realizados ensaios de avaliação anticorrosiva com adição de um revestimento final (tinta comercial) sobre a camada de conversão para avaliar o comportamento como revestimento. A partir dos ensaios realizados chega-se a parâmetros que foram considerados ideais e com melhor desempenho. Com isso obtém-se um pré-tratamento capaz de fazer frente a processos convencionais de cromatização e fosfatização. / Currently, the industrial sector has turned much of their attention to environmental situations. One of the great global problems is the use of hexavalent chromium, harmful to human health and pollute rivers and beds being soluble in water and phosphate which is responsible for water eutrophication. New sustainable processes have been studied to reduce the environmental impacts caused by these treatments, among which we can mention the nanoceramic coatings called for forming nanostructured layers of zirconium oxide on the substrate surface. Several parameters influence the layer formation (substrate, pH, concentration, time). The work aims to study the influence of parameters on the performance against corrosion coating formed by conversion layers obtained acid based hexafluorzirconic on galvanized steel. The electrochemical behavior was analyzed through the trials of open circuit potential data, electrochemical impedance spectroscopy and polarization. Also evaluation trials were performed with addition of an anti-corrosive top coat (commercial ink) on the layer of conversion coating painted as to evaluate the corrosion resistance. From the tests to parameters that were considered ideal and best performance. Thus is obtained a pretreatment able to cope with the conventional processes chromate and phosphate.
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Estudo dos fenômenos que ocasionam quebras do arame Cultura Aérea derivados do aço SAE 1057B trefilado e galvanizado

Krug, Felipe January 2013 (has links)
Na busca contínua de atender as exigências de um mercado cada vez mais competitivo, as empresas devem buscar diminuir todas as suas perdas em seus processos produtivos, reduzindo custos e ganhando margem em seus produtos. Este trabalho teve como objetivo investigar os fenômenos presentes na ocorrência de quebras dos produtos derivados do aço SAE 1057B trefilado e galvanizado utilizado em culturas aéreas. O estudo utilizou bibliografia documental, pesquisa de laboratório e uma amostra composta por trinta e seis relatórios de análises sobre o desempenho do produto intermediário trefilado, ou do produto final galvanizado. Os dados referem-se à eventos de falhas do produto em quaisquer etapas do processo produtivo e mesmo de aplicação em campo. Juntamente com ensaios efetuados especificamente para amparar as conclusões destes relatórios, efetuou-se pesquisa bibliográfica para dar suporte às conclusões. Identificaram-se similaridades entre estudos de alguns autores e análises amostrais de testes padronizados de tração e enrolamento sobre o próprio eixo de outubro 2010 a setembro de 2011. Os resultados mostraram que o fenômeno que induz a um elevado índice de quebra do arame Cultura Aérea é o envelhecimento que ocorre posteriormente à sua passagem por elevadas reduções percentuais de área no processo de trefilação, que encrua o material, e em função de elevadas temperaturas encontradas no processo de galvanização, tendo, ainda, suas consequências amplificadas por pontos de concentração de tensões. Algumas soluções para amenizar a ocorrência do envelhecimento foram propostas, como o aumento do número de passes, o que reduz o encruamento, e a substituição do material por outro menos suscetível ao fenômeno, como um com menor percentual de carbono. / In the ongoing pursuit to meet demands of an increasingly competitive market, companies have to reduce all their losses in the production process, therefore reducing costs and adding margin to their products. The main goal of this study was to investigate the phenomena present in the occurrence of ruptures of products originated from drawn and galvanized SAE 1057B steel, used in aerial cultivation. The study uses literature and laboratory research and a sample of thirty-six report concerning galvanized final and drawn intermediate product behavior. The data reference to product failure in any stage of the productive process or in field application. Along with testing a bibliographical research was made for conclusion support . Similarities were found between some authors studies and sample analysis of standardized tensile tests and winding over own axis tests from October 2010 to September 2011. The results shown that the primary phenomenon inducing wire failure in aerial cultivation wire is alignment of the hardening due to the high percentage area reductions in the drawing process that allows the development of the strain aging phenomenon after the hot dip galvanizing process witch has it´s effects enhanced by stress concentration points. Some solutions to mitigate the strain aging were proposed, like increasing the number of reduction passes for hardening reduction and the use of less susceptible material to the phenomena as a lower percentage carbon steel.
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Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção / Characteristics of chromium from electroplating sludge: technical and economic evaluation of removal processes

Alves, Lucas Campaner 05 February 2016 (has links)
O lodo gerado em processos de galvanoplastia é classificado pela ABNT NBR 10.004/04 como perigoso (classe I). Na literatura encontram-se poucos estudos referentes à recuperação do cromo presente no lodo gerado em sistemas de tratamento de efluentes de indústrias de galvanoplastia. Neste sentido, o presente estudo avaliou a remoção do cromo presente no lodo de galvanoplastia por meio de dois processos, visando avaliar à eficiência técnica e a viabilidade econômica de ambos. O Processo 1 consistiu na remoção do cálcio utilizando o ácido cítrico, seguida de lixiviação ácida. Na etapa de oxidação, variou-se a temperatura em 40ºC, 60ºC e 80ºC e no tempo de 30, 60 e 90 minutos, tendo em vista que a eficiência do processo de oxidação depende da temperatura e tempo. Nesta etapa do processo as concentrações de peroxido de hidrogênio (H2O2) utilizadas foram de 1,50, 3,00 e 4,50 mol.L-1. O Processo 2 realizou a oxidação do cromo sem efetuar as etapas de extração do cálcio e a lixiviação ácida. A oxidação do cromo ocorreu pelo mesmo método apresentado no Processo 1. A caracterização elementar da amostra determinou que o principal elemento constituinte do lodo é o cálcio (20,05% em massa), e que dentre os metais pesados destacam-se o cromo e o níquel (6,52% e 4,33% em massa, respectivamente). A maior eficiência de remoção do cálcio foi obtida na razão mássica de 8,00 (ácido cítrico/hidróxido de cálcio), com 51,76% em massa, seguida pela razão mássica de 5,50 com 36,75% em massa e 2,50 com 24,83% em massa. O melhor resultado de oxidação do cromo no Processo 1 foi obtido com tempo de 30 minutos, temperatura de 60ºC e concentração de peroxido de hidrogênio de 3,00 mol.L-1, com eficiência de 41,09% em massa. No Processo 2, obteve-se a remoção de 37,96% em massa de cromo a temperatura de 80ºC, por uma hora e 3,00 mol.L-1 de peróxido de hidrogênio. Avaliando os custos para remoção do cromo dos dois processos, determinou-se que o Processo 1 foi mais oneroso que o 2, porém ambos não apresentaram viabilidade econômica para aplicação em escala industrial. Nos dois processos efetuou-se a oxidação do cromo presente no lodo de galvanoplastia, permitindo a sua remoção parcial neste resíduo. Com isso obtiveram-se ganhos ambientais, pela diminuição deste elemento no resíduo de galvanoplastia, que na maioria das vezes é disposto em aterros classe I, gerando um passivo ambiental. / The sludge generated in electroplating processes is classified by NBR 10.004/04 as a hazardous material (class I). In the literature, few studies report the recovery of chromium present in the electroplating sludge generated in the industries. In this sense, the present study conducted the removal of chromium in the electroplating sludge through two different processes, aiming to evaluate their efficiency and economic viability. The first process removed calcium through the use of citric acid being performed by varying the ratio of citric acid/calcium hydroxide (2.5, 5.5 and 8.0). Then, were performed the leaching of the samples. According to the literature, the efficiency of the oxidation process varies depending on the reaction temperature, time and concentration of hydrogen peroxide. For this reason, samples were heated to a temperature ranging from 40°C, 60°C and 80°C. Also, were conducted variations in the concentrations of hydrogen peroxide (1.5, 3.0 and 4.5 mol.L-1) and reaction time (30, 60 and 90 minutes). The second Process consisted in the chrome recovery by using the galvanic sludge without removal of the calcium and acid leaching. The chrome oxidation occurred by the same method shown in Process 1. Elemental characterization of the samples determined that the primary sludge constituent was calcium (20.05% by weight), and in terms of heavy metals, the chromium and the nickel (6.52% and 4.33% by mass, respectively). Most of calcium removal efficiency was obtained at a rate of 8 with 51.76% by mass, then the ratio of 5.50 to 36.75% by mass and 2.50 to 24.83% by mass. The best oxidation result of chromium in Process 1 was obtained using a time of 30 minutes, 60°C and hydrogen peroxide concentration of 3 mol.l-1, with 41.09 wt% efficiency. In Process 2 was obtained the removal of 37.96% by mass of chromium temperature of 80°C, for one hour and 3,00 mol.l-1 of hydrogen peroxide. Evaluating the costs for chrome removal of the two processes was determined that the Process 1 was more costly than 2, but both showed no economic feasibility for implementation on an industrial scale. However, in both cases occurred the oxidation of chromium present in the electroplating sludge, allowing its removal from the residue. Thus, environmental gains have been achieved by the reduction of this element in electroplating waste, which mostly is intended for landfill class I, generating an environmental liability.
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Utilização de resinas de troca-iônica em efluentes de galvanoplastia. / Use of ion-exchange resins in wastewater from electroplanting process.

Riani, Josiane Costa 26 May 2008 (has links)
A crescente industrialização acompanhada do uso de metais pesados nos processos industriais nas últimas décadas resultou num aumento da contaminação do meio ambiente, principalmente em ambientes aquáticos. Assim, sendo a água um recurso natural de suma importância para a vida, métodos de tratamento de efluentes tornam-se indispensáveis para empresas geradoras de efluentes. O objetivo desse trabalho é a utilização de um sistema de troca iônica constituído por micro-colunas de resinas catiônicas e aniônicas para adsorção de metais pesados de soluções industriais, visando à recirculação de água de lavagem de processos de galvanoplastias. As resinas utilizadas são: Amberlyst 15 WET e Amberlyst A-21; Dowex Marathon C e Dowex Marathon A; Purolite C-150 e Purolite A-850. Também se avalia a eluição dos íons metálicos nas resinas em questão. O efeito que a temperatura possui na eluição é avaliado para as resinas catiônicas, Purolite C-150 e Dowex Marathon C. A cinética e a termodinâmica de adsorção do cromo trivalente e do zinco são avaliados. A metodologia consiste em realizar experimentos de adsorção e eluição em colunas de troca-iônica e experimentos de adsorção em batelada para análise da cinética e termodinâmica dos íons presentes em solução. Os resultados mostram que a qualidade da água após a adsorção nos três sistemas propostos está de acordo com os valores permitidos pela Resolução CONAMA 357/05. Analisando os resultados da eluição nas resinas se verifica que o aumento da temperatura favorece a remoção de íons presentes nos sítios de troca da resina, com exceção do cromo trivalente. As reações de troca-iônica dos íons Cr3+ e Zn2+ seguem os modelos de reação pseudo-segunda ordem. A natureza das reações de troca-iônica do cromo trivalente nas resinas estudadas é exotérmica e a do zinco é endotérmica. / The increasing industrialization carried out with the use of heavy metal in industrial processes over the last decades resulted in increasing environmental contamination, mainly in aquatic environments. Thus, as water is an extremely important natural resource for life, effluent treatment methods become essential for effluent generating companies. This work aims at using an ionic exchange system made of micro-columns of both cathionic and anionic resins for heavy metals adsorption of industrial solutions, for the recirculation of wastewater from electroplating processes. The resins used are: Amberlyst 15 WET and Amberlyst A- 21; Dowex Marathon C and Dowex Marathon A; Purolite C-150 and Purolite A-850. An evaluation of the metallic ions elution is also carried out for such resins. The effect of temperature on the elution is assessed for cathionic resins, Purolite C-150 and Dowex Marathon C. The adsorption kinetics and thermodynamics for trivalent chrome and zinc are assessed. The methodology consists of carrying out experiments of adsorption and elution in ion exchange columns and experiments of adsorption by batch for both kinetic and thermodynamic analyses of ions present in the solution. The results show that the water quality after the adsorption in all three systems proposed is in accordance with the values allowed by the CONAMA 357/05 Resolution. By analyzing the results of the elution in the resins, one can observe that the temperature increase favors the removal of ions present in resin-exchange sites, except for the trivalent chrome. The reactions of ionic exchange of Cr3+ and Zn2+ ions follow the models of pseudo-second order reaction. For the resins analyzed, the nature of ionic exchange reactions of the trivalent chrome is exothermic and of the zinc is endothermic.
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Aplicabilidade do PPRA: análise crítica dos riscos ocupacionais na saúde do trabalhador / Feasibility study for PPRA: review of occupational hazards in oral health in the work environment

Lopez Camanho, Eliete Dominguez 12 September 2012 (has links)
As doenças bucais ocupacionais e os acidentes de trabalho requerem medidas de prevenção implantadas no sistema de gestão de segurança e saúde no trabalho, a fim de estabelecer um ambiente de trabalho mais seguro. No caso do ambiente de trabalho apresentado no presente estudo, equacionar prevenção de doenças bucais ocupacionais é uma tarefa árdua. A legislação vigente exige da empresa, elaborar e manter um Programa de Prevenção de Riscos Ambientais (PPRA), visando preservar e manter a segurança e saúde de seus trabalhadores, em consonância com as demais normas regulamentadoras e com os demais requisitos legais, adentrando nesta interface a Odontologia do Trabalho. Por meio do conhecimento técnico-científico da Odontologia do Trabalho, este trabalho propõe incluir nas diretrizes para elaboração e implementação de um PPRA em um processo específico de galvanoplastia os riscos químicos com potencial de inferir na saúde bucal do trabalhador. Obtendo a associação entre a identificação no PPRA dos riscos ambientais e dos possíveis agravos e comprometimento da saúde bucal do trabalhador. Concluindo ser viável a contribuição da odontologia do trabalho na elaboração do PPRA visando à prevenção da saúde bucal dos que neste ambiente laboram; sendo necessário o monitoramento do binômio ambiente laboral e saúde bucal do trabalhador, a análise dos critérios para o estabelecimento de limites de tolerância, a eficácia dos equipamentos de proteção e a descrição dos riscos à saúde bucal na ficha de informação de segurança de produto químico. / Oral diseases and occupational accidents require prevention measures to be implemented in the systems of health and safety management at the workplace for a safer work environment. In the case of the work environment presented in this study, the prevention of occupational oral diseases is a daunting task. The current Brazilian legislation requires companies to establish and enforce a program named Occupational Hazard Prevention Program (PPRA) to help keep good safety and health conditions of their workers in line with regulatory standards and other legal requirements. This paper aims to include potentially damaging chemical risks to oral health of workers in the guidelines of the PPRA program and use them in a specific electroplating process. Through technical and scientific research, this work seeks to associate PPRA identification of environmental risks and its hazards to the possible risk of compromising the oral health of workers. It concludes by proving the positive contribution of dentistry labour in PPRA especially in the prevention of oral health damage, the requirement of monitoring the binomial work environment to maintain a good oral health of workers, analysis of criteria to establish tolerance limits, studies to assess efficiency level of equipment, and description of chemical products risks to oral health to be included in the safety guideline forms.
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Eletrodos de óxido de estanho dopado com flúor modificados por eletrodeposição direta de ouro: preparação, caracterização e aplicação como sensores eletroquímicos

OLIVEIRA, Rogério de 19 February 2016 (has links)
Eletrodos quimicamente modificados têm sido alvo de estudo na busca por novos e melhores sensores eletroquímicos. Os óxidos condutores transparentes, como o óxido de estanho dopado com flúor (FTO), apresentam condutividade elétrica comparável à dos metais e tem sido estudados como candidatos a novos sensores. Neste trabalho, o FTO foi modificado por eletrodeposição de ouro por meio da técnica de voltametria cíclica, a partir de solução de ácido cloro-áurico. Diferentes eletrodos foram produzidos variando-se o número de ciclos de eletrodeposição. Foram feitas microscopias eletrônicas de varredura, difratometria de raios X e espectroscopias de impedância eletroquímica para se caracterizar os eletrodos quimicamente modificados. A partir dessas análises, foi possível caracterizar os comportamentos resistivos, capacitivos e difusionais dos eletrodos e relacionar essas características com o número de ciclos de eletrodeposição. Dentre os materiais produzidos, aquele com 100 ciclos de eletrodeposição apresentou a maior eficiência como sensor eletroquímico, pois apresentou, entre outras características, a menor impedância global, padrões cristalinos de difração de raios X, aglomerados de tamanhos nanométricos e a maior capacidade de adsorção (rugosidade). Esse eletrodo foi testado quanto à capacidade de detecção dos pares paracetamol/cafeína e ácido úrico/dopamina; os resultados apontam seletividade, diminuição dos potenciais de oxidação das espécies (0,58V e 0,97V vs. ECS para paracetamol e cafeína e 0,22 V e 0,47 V vs. ECS para dopamina e ácido úrico, respectivamente) e baixos limites de detecção (0,82 e 0,052 mol.L-¹ para paracetamol e cafeína e 0,27 e 1,01 mol.L-¹para ácido úrico e dopamina, respectivamente). / Chemically modified electrodes have been explored to obtain new and better electrochemical sensors. Transparent conductive oxides, such as fluorine-doped tin-oxide (FTO), show electrical conductivity comparable to metals and are being studied as candidates for new sensors. In this work, FTO was modified by gold electrodeposition using cyclic voltammetry (CV) and a chlorine-auric acid solution. A set of different materials were produced, varying the number of cycles on CV. The chemically modified electrodes were characterized by: scanning electron microscopy, X-ray diffraction and electrochemical impedance spectroscopy. From these results, it was possible to evaluate the resistive, capacitive and diffusional aspects and to make a relationship between these parameters and the number of electrodeposition cycles. Among the produced electrodes, the one with 100 cycles presented the best behavior, the lowest global impedance, crystal patterns from DRX, nanometric clusters and the greater adsorption capacity, showing better quality for an electrochemical sensor. The electrode was tested for detection of paracetamol/caffeine and uric acid/dopamine; the results are good selectivity, decreased oxidation potential (0.58 V and 0.97 V vs. SCE, for paracetamol and caffeine; 0.22 V and 0.47 V vs. SCE, for dopamine and uric acid, respectively) and low detection limits (0.82 and 0.052 mol.L-¹ for paracetamol and caffeine; 0.27 and 1.01 mol.L-¹ for uric acid and dopamine, respectively).
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Estudo dos efeitos do método de produção em aciaria nas propriedades mecânicas de produtos trefilados a partir de aço semelhante ao SAE 1045

Vares, João Vinícius de Souza January 2016 (has links)
O mercado siderúrgico vive um momento de grande competição e as empresas produtoras necessitam, cada vez mais, atuar internamente sobre seus custos para garantir lucratividade e rentabilidade. A motivação deste trabalho foi a redução de custos de produção de arames de aço para o setor agropecuário, por meio de estudo de viabilidade técnica do emprego de aço ao carbono produzido via aciaria elétrica, em lugar de aço produzido via aciaria a oxigênio – atualmente utilizado em algumas usinas siderúrgicas. As qualidades de aços estudadas são produzidas através de aciaria elétrica, dando origem aos tarugos que são laminados a quente para obtenção do fio-máquina que segue para os processos posteriores de trefilação e galvanização, em que se obtém os arames de aço. As composições químicas propostas neste trabalho devem garantir que as especificações de propriedades mecânicas permaneçam sendo atendidas. Foram realizados levantamento e análise de histórico de dados, análises de composição química, caracterização microestrutural, ensaios de tração e de enrolamento. Fundamentado nos resultados atingidos, mostra-se que a metodologia proposta para avaliação de propriedades mecânicas é válida. O presente estudo aponta também que é viável tecnicamente o emprego de aço ao carbono semelhante ao SAE1045, obtido via aciaria elétrica, na produção de arames de aço galvanizados para o setor agropecuário, mantendo o atendimento a todas as especificações e com possibilidade de redução de custos de produção. / The steel market is experiencing a period of great competition and manufacturing companies need, increasingly, to act internally on their costs to ensure lucrativeness and profitability. The motivation of this work was to reduce the cost of production of steel wires for the agriculture sector, by studying the technical feasibility use of a carbon steel produced by electric arc furnace, replacing the oxygen furnace steel – currently used in some mills. The studied steels are manufactured in an electric arc furnace, giving rise to the billets that are hot rolled to obtain the wire rod to follow the subsequent process of drawing and galvanizing, where the wires of steel are made. The chemical compositions proposed in this paper must guarantee that the mechanical properties described in the technical standards continue be met. Data, chemical composition, microstructure, tensile strength and winding properties were surveyed and analyzed. Based upon the results achieved, it is shown that the proposed method for assessment of the mechanical properties is valid. This study also indicates that it is technically feasible the use of carbon steel similar to SAE1045, obtained by electric arc furnace, to manufacturing galvanized steel wires for the agriculture sector maintaining compliance to all technical standards and with the possibility of reducing costs.
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Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção / Characteristics of chromium from electroplating sludge: technical and economic evaluation of removal processes

Lucas Campaner Alves 05 February 2016 (has links)
O lodo gerado em processos de galvanoplastia é classificado pela ABNT NBR 10.004/04 como perigoso (classe I). Na literatura encontram-se poucos estudos referentes à recuperação do cromo presente no lodo gerado em sistemas de tratamento de efluentes de indústrias de galvanoplastia. Neste sentido, o presente estudo avaliou a remoção do cromo presente no lodo de galvanoplastia por meio de dois processos, visando avaliar à eficiência técnica e a viabilidade econômica de ambos. O Processo 1 consistiu na remoção do cálcio utilizando o ácido cítrico, seguida de lixiviação ácida. Na etapa de oxidação, variou-se a temperatura em 40ºC, 60ºC e 80ºC e no tempo de 30, 60 e 90 minutos, tendo em vista que a eficiência do processo de oxidação depende da temperatura e tempo. Nesta etapa do processo as concentrações de peroxido de hidrogênio (H2O2) utilizadas foram de 1,50, 3,00 e 4,50 mol.L-1. O Processo 2 realizou a oxidação do cromo sem efetuar as etapas de extração do cálcio e a lixiviação ácida. A oxidação do cromo ocorreu pelo mesmo método apresentado no Processo 1. A caracterização elementar da amostra determinou que o principal elemento constituinte do lodo é o cálcio (20,05% em massa), e que dentre os metais pesados destacam-se o cromo e o níquel (6,52% e 4,33% em massa, respectivamente). A maior eficiência de remoção do cálcio foi obtida na razão mássica de 8,00 (ácido cítrico/hidróxido de cálcio), com 51,76% em massa, seguida pela razão mássica de 5,50 com 36,75% em massa e 2,50 com 24,83% em massa. O melhor resultado de oxidação do cromo no Processo 1 foi obtido com tempo de 30 minutos, temperatura de 60ºC e concentração de peroxido de hidrogênio de 3,00 mol.L-1, com eficiência de 41,09% em massa. No Processo 2, obteve-se a remoção de 37,96% em massa de cromo a temperatura de 80ºC, por uma hora e 3,00 mol.L-1 de peróxido de hidrogênio. Avaliando os custos para remoção do cromo dos dois processos, determinou-se que o Processo 1 foi mais oneroso que o 2, porém ambos não apresentaram viabilidade econômica para aplicação em escala industrial. Nos dois processos efetuou-se a oxidação do cromo presente no lodo de galvanoplastia, permitindo a sua remoção parcial neste resíduo. Com isso obtiveram-se ganhos ambientais, pela diminuição deste elemento no resíduo de galvanoplastia, que na maioria das vezes é disposto em aterros classe I, gerando um passivo ambiental. / The sludge generated in electroplating processes is classified by NBR 10.004/04 as a hazardous material (class I). In the literature, few studies report the recovery of chromium present in the electroplating sludge generated in the industries. In this sense, the present study conducted the removal of chromium in the electroplating sludge through two different processes, aiming to evaluate their efficiency and economic viability. The first process removed calcium through the use of citric acid being performed by varying the ratio of citric acid/calcium hydroxide (2.5, 5.5 and 8.0). Then, were performed the leaching of the samples. According to the literature, the efficiency of the oxidation process varies depending on the reaction temperature, time and concentration of hydrogen peroxide. For this reason, samples were heated to a temperature ranging from 40°C, 60°C and 80°C. Also, were conducted variations in the concentrations of hydrogen peroxide (1.5, 3.0 and 4.5 mol.L-1) and reaction time (30, 60 and 90 minutes). The second Process consisted in the chrome recovery by using the galvanic sludge without removal of the calcium and acid leaching. The chrome oxidation occurred by the same method shown in Process 1. Elemental characterization of the samples determined that the primary sludge constituent was calcium (20.05% by weight), and in terms of heavy metals, the chromium and the nickel (6.52% and 4.33% by mass, respectively). Most of calcium removal efficiency was obtained at a rate of 8 with 51.76% by mass, then the ratio of 5.50 to 36.75% by mass and 2.50 to 24.83% by mass. The best oxidation result of chromium in Process 1 was obtained using a time of 30 minutes, 60°C and hydrogen peroxide concentration of 3 mol.l-1, with 41.09 wt% efficiency. In Process 2 was obtained the removal of 37.96% by mass of chromium temperature of 80°C, for one hour and 3,00 mol.l-1 of hydrogen peroxide. Evaluating the costs for chrome removal of the two processes was determined that the Process 1 was more costly than 2, but both showed no economic feasibility for implementation on an industrial scale. However, in both cases occurred the oxidation of chromium present in the electroplating sludge, allowing its removal from the residue. Thus, environmental gains have been achieved by the reduction of this element in electroplating waste, which mostly is intended for landfill class I, generating an environmental liability.
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Avaliação do comportamento corrosivo de aços galvanizados utilizando microssondas eletroquímicas

Manhabosco, Sara Matte January 2017 (has links)
Revestimentos de zinco obtidos por imersão a quente têm sido amplamente utilizados em estruturas expostas em solos, águas naturais e atmosfericamente, devido a excelente resistência em meios de baixa agressividade. Nessas aplicações, as arestas de corte ficam expostas e estão mais susceptíveis à corrosão. Objetivando relacionar a microestrutura dos revestimentos com técnicas de microssondas eletroquímicas, para melhor entender os processos corrosivos de aços galvanizados, buscou-se uma nova metodologia para ampliar as fases e obter uma estrutura em camadas. Para a caracterização da morfologia dos revestimentos obtidos pelo processo de galvanização por imersão a quente (galvanized, galvannealed e galvalume) utilizou-se microscopia óptica e eletrônica de varredura com microanálise. Para verificar e analisar os mecanismos de corrosão das fases presentes nos revestimentos de zinco de forma localizada empregou-se a técnica de varredura por eletrodo vibratório (SVET) e microcélula capilar (MEC), e de forma complementar, para identificar os produtos de corrosão formados utilizou-se micro difração de raios X (μ-DRX). Os resultados demonstraram que a metodologia empregada neste estudo é adequada para avaliar as fases de forma individual ou conectadas galvanicamente, e assim identificar as fases mais ativas durante os processos corrosivos. Os resultados obtidos por microcélula complementam os mapeamentos de densidade de corrente obtidos por eletrodo vibratório, mostrando que os intermetálicos permanecem estáveis após os ensaios e a região mais ativa é o revestimento não intemperizado (polido) próximo à interface aço/revestimento. O revestimento que apresentou melhor resistência à corrosão em soluções contendo cloreto foi o Zn55Al. O espectro μ-XRD para o revestimento galvanized, indica a presença das fases zincita e Fe-α sobre o aço IF (interstitial free), mostrando que sob condições de OCP a superfície de aço IF foi protegida pelo revestimento apesar da sua grande área. Esta precipitação pode ainda proteger áreas de aço expostas aonde o revestimento foi danificado por arranhões ou na aresta de corte. / Hot-dip zinc coatings have been widely used in structures exposed to soils, natural water and atmosphere due to their excellent resistance in low aggressive media. In such applications, the cutting edges are exposed and more susceptible to corrosion. In order to correlate the microstructure of the coating with electrochemical microprobe techniques, a new methodology was developed to amplify the size of the phases and to obtain a layered structure. Optical microscopy and scanning electron microscopy were used to characterize the morphology of the coatings obtained by the hot dip galvanization process (galvanized, galvannealed e galvalume). Scanning vibrating electrode technique (SVET) and capillary microcell (MEC) were used to identify and study the corrosion mechanisms of the phases present in zinc coatings. The corrosion products were identified by X-ray micro-diffraction (μ-XRD). The results demonstrated that the methodology employed in this study is adequate to evaluate the phases individually or galvanically connected, thus identifying the most active phases during the corrosive processes. The results obtained by microcell complement the current density mappings obtained by vibrating electrode, showing that the intermetallics remain stable after the analysis and the most active region is the not wedered coating near the steel/coating interface. The coating that showed the best corrosion resistance in solutions containing chloride was the Zn55Al. The μ-XRD spectrum for the galvanized coating indicates the presence of zincite and Fe-α on the IF steel (interstitial free), showing that under OCP conditions the IF steel surface was protected by the coating despite its large area. This precipitation can further protect exposed steel areas where the coating has been damaged by scratches or at the cutting edge.

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