Diferentes resíduos são gerados pelas indústrias siderúrgicas, dentre eles o resíduo dos trituradores de sucata (RTS). O destino mais utilizado para o RTS pelas indústrias siderúrgicas brasileiras é o aterro de resíduos industriais. A pirólise se apresenta como uma alternativa para o reaproveitamento do RTS. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes parâmetros operacionais sobre as propriedades e o rendimento dos produtos do processo de pirólise do RTS para fins de um posterior aproveitamento. Um reator de pirólise de leito fixo foi utilizado e as seguintes variáveis foram testadas fazendo-se uso de um planejamento experimental 2k: temperatura (500, 600 e 700 ºC), taxa de aquecimento (5, 20, 35 ºC/min), vazão de gás inerte (N2) (0,03, 0,44 e 0,76 L/min) e razão CaO/RTS (0, 1 e 2). A utilização de uma taxa de aquecimento menor, associada a presença de CaO, resultou nos maiores rendimentos de gás não-condensável (> 50%). O poder calorífico deste gás, aumentou com o incremento da razão CaO/RTS. Este aumento foi atribuído a captura in situ do CO2. A utilização de uma vazão maior de gás inerte, também favoreceu o aumento do poder calorífico do gás não-condensável. Os maiores valores obtidos (25 MJ/Nm3) são apreciáveis, considerando o poder calorífico de outros combustíveis. Os maiores rendimentos de char (> 24%) foram obtidos nos experimentos com a utilização de uma temperatura menor, associada a ausência de CaO. A utilização de uma taxa de aquecimento mais elevada resultou em maiores rendimentos de voláteis condensáveis. Os menores rendimentos de voláteis condensáveis foram obtidos quando a vazão de inerte foi menor. Também foi possível verificar que, houve um aumento do rendimento de voláteis condensáveis com a presença de CaO para a temperatura de 700 ºC. Este comportamento foi atribuído ao maior rendimento global de estireno nas referidas condições operacionais. O rendimento global de 2,4-dimetil-1-heptano também apresentou comportamento semelhante ao observado para o rendimento de voláteis condensáveis, indicando que o AlCl3 pode ter atuado como catalisador da pirólise do PP presente no RTS. Com o aumento da razão CaO/RTS, houve uma redução da concentração de CO2. A redução da concentração de CO2 na presença de CaO está associada a formação de CaCO3. A retenção de cloro no char foi mais elevada nos ensaios conduzidos na presença de CaO. Verificou-se uma redução da retenção de cloro no char com o aumento da temperatura para os ensaios conduzidos na presença de CaO. Uma diminuição da retenção de metais no char foi verificada nos experimentos conduzidos com CaO para os seguintes metais: Co, Cu, Cr, Fe, Ni e Zn. A remoção do cloro permitiria conduzir o processo de pirólise a temperaturas mais elevadas, aumentando a Eficiência Energética mínima (EE) do processo. Desta forma, fica clara a necessidade da remoção do cloro do RTS antes do processo de pirólise, pois a partir disto o uso do CaO contribuiria para o aumento da EE e da retenção de metais no char, e consequentemente da desejabilidade global. / Different wastes are generated by steel industries, among them the shredder residue (SR). The most commonly used destination for SR by Brazilian steel industry is the landfill of industrial waste. The pyrolysis can be considered a solution to this problem. The aim of this work was to evaluate the effects of different operating parameters upon the properties and yield of the SR pyrolysis process products for later use. A fixed bed pyrolysis reactor was used and the following variables were tested using a 2k experimental design: temperature (500, 600 and 700 ºC), heating rate (5, 20, 35 ºC/min), flow rate of inert gas (N2) (0.03, 0.44 and 0.76 L/min) and CaO/SR ratio (0, 1 and 2). The use of a lower heating rate, associated with the CaO presence, resulted in higher yields of non-condensable gas (> 50%). The calorific value of this gas increased with the growth of the CaO/SR ratio. This increase was attributed to an in situ CO2 capture. The use of a higher flow rate of inert gas also favored the increase in the calorific power of the non-condensable gas. The highest values (25 MJ/Nm3) are appreciable considering the calorific value of other fuels. The highest char yields (> 24%) were obtained in the experiments using a lower temperature associated with the absence of CaO. The use of a higher heating rate resulted in higher yields of condensable volatiles. The lower yields of condensable volatiles were obtained when the inert flow rate was lower. It was also possible to verify that there was an increase in the condensable volatiles yield with the CaO presence at a temperature of 700 ºC.This behavior was attributed to the higher styrene overall yield under these operating conditions. The 2,4-dimethyl-1-heptane overall yield also presented a similar behavior to that observed for the condensable volatiles yield, indicating that the AlCl3 may have acted as a catalyst for the PP pyrolysis present in the SR. With the increase in the CaO/RTS ratio, there was a reduction in the CO2 concentration. The CO2 concentration reduction in the CaO presence is associated with the CaCO3 formation. The chlorine retention in the char was higher in the experiments conducted with CaO presence. A reduction in the chlorine retention in char was observed with increasing temperature for the experiments conducted with CaO presence. A decrease in metal retention in the char was verified in the experiments conducted with CaO for the following metals: Co, Cu, Cr, Fe, Ni and Zn. Chlorine removal would allow the pyrolysis process to be conducted at higher temperatures, increasing the minimum energy efficiency (EE) of the process. Therefore, it is clear the need to remove chlorine from the SR before the pyrolysis process, since, the CaO use would contribute to the EE increase and the retention of metals in the char, and consequently the global desirability.

O setor siderúrgico é um grande consumidor de energia e envolve grandes volumes de insumos, emissões de poluentes e resíduos sólidos. As usinas siderúrgicas semi-integradas são recicladoras de aço, tendo a sucata como sua principal matéria-prima. Os trituradores de sucata são utilizados para minimizar as impurezas e ajustar as dimensões da sucata. Esta etapa de separação gera um grande volume de resíduos que não são aproveitados no processo siderúrgico. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar as frações do resíduo de um triturador de sucata de uma indústria siderúrgica da região do Vale dos Sinos-RS, para fins de um posterior reaproveitamento. Através de estudos de otimização do equipamento foi possível separar o material em quatro frações <20 mm (funil), >20 e <30 mm (EC1), >30 e <100 mm (EC2) e >100 mm (TC9). Estas frações foram analisadas em relação à composição das amostras, distribuição granulométrica, análise térmica, análise imediata, análise elementar, análise do poder calorífico superior, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a concentração de metais. Pode se concluir que a fração fina (<20 mm), possui potencial para incorporação em blocos cerâmicos estruturais. A fração entre 20 mm e 30 mm apresentam características compatíveis para o uso na indústria cimenteira. As amostras de maior granulometria, fração entre 30 e 100 mm e > 100 mm, apresentam potencial de uso para o reaproveitamento energético. Apontou-se oportunidade na recuperação de ferrosos e não ferrosos em todas as frações estudadas. Para o reaproveitamento do resíduo do shredder é necessário a separação deste em granulometrias diferentes. / The steel sector is a major consumer of energy and involves large volumes of inputs, pollutant emissions and solid waste. The semi-integrated steel mills are steel recyclers, with scrap as their main raw material. Scrap grinders are used to minimize impurities and adjust scrap dimensions. This separation stage generates a large volume of waste that is not used in the steelmaking process. Therefore, the objective of this work was to characterize the fractions of the waste from a scrap crusher from a steel industry in the Vale dos Sinos-RS region, for purposes of subsequent reuse. By means of equipment optimization studies it was possible to separate the material into four fractions <20 mm (funnel),> 20 and <30 mm (EC1),> 30 and <100 mm (EC2) and> 100 mm (TC9). These fractions were analyzed in relation to the composition of the samples, particle size distribution, thermal analysis, immediate analysis, elemental analysis, higher calorific value analysis, scanning electron microscopy (SEM) and metal concentration. It can be concluded that the fine fraction (<20 mm) has potential for incorporation of the raw material for the production of structural ceramic blocks. The smaller fractions (<20 mm and <30 mm) have compatible characteristics for use in the cement industry. Samples with higher grain size (> 30 mm and> 100 mm) show potential for use in energy recovery. It was pointed out an opportunity in the recovery of ferrous and non-ferrous in all fractions studied. For the reuse of the shredder residue it is necessary to separate it in different granulometry.

A demanda pela introdução de novos produtos tem sido intensificada no setor siderúrgico, justificando uma preocupação maior com a eficiência e a eficácia do Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP), cujo desempenho depende de vários fatores relevantes citados na literatura. No caso da indústria siderúrgica, um fator relevante é o projeto do processo, não somente pela característica de ser um processo contínuo mas também por, geralmente, envolver investimentos significativos na preparação da produção. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo realizar uma análise exploratória da fase de projeto do processo no desenvolvimento de novos produtos em duas unidades de análise do setor siderúrgico. Pretende-se, por meio da abordagem de estudo de caso, identificar práticas organizacionais, com base na literatura, focando na parte do desenvolvimento industrial e suas respectivas interfaces organizacionais, envolvendo as áreas de marketing, engenharia do produto e manufatura. Também é abordado a forma de integração dos times multidisciplinares, a tomada de decisão e os critérios utilizados para avaliação dos resultados do processo de desenvolvimento de produtos. O trabalho conclui que as empresas analisadas utilizam-se de práticas que estruturam o PDP e a integração interfuncional das áreas envolvidas é o que destaca-se como fator de sucesso na condução do desenvolvimento de novos produtos. / The demand for introducing new products has intensely increase in the metal industry. This justifies a growing concern with effectiveness of New Product Development (NPD) process, from which the performance depend on various relevant factors from the literature. In the case of the metal industry, one of the relevant factors is the manufacturing process design not only because is a continuous process but also because it involves significant investments to prepare production. In this context, this paper aims at performing a exploratory analysis of process design stage in two industrial units from metal industry. It intends to identify organizational practices e their respective interfaces, involving areas of marketing, product engineering and manufacturing. It also deals with the way multifunctional teams are integrated, decision making process, and criteria used to evaluate the results from NPD. The paper concludes that the two companies adopt organizational practices that create a framework for NPD and the integration of functional areas is one of the success factor for developing new products.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1720.pdf: 4158703 bytes, checksum: d197fddbfa3ae7e8430d0103d4b3bc96 (MD5) Previous issue date: 2007-10-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / Electrochemical sensors provide real time information of chemical compositions of molten metal. They can be used to improve the control of various metallurgical processes. One of the most successful and widely used electrochemical sensors is the oxygen sensor, based on zircônia solid electrolyte, usually used in steel making. Sensors are being developed for measurement of other chemical elements, but it is very costly and complicated to be produced. In order to solve this problem, in this work synthesis and assembly of Na-&#946;-alumina and La-&#946;-alumina based on solid electrolyte sensors were studied. For this, the phase of interest was prepared by the mixing of oxides, and characterized. Traditional ceramic forming processes, isostatic and slip casting, were used to produce the prototypes and their ceramic characteristics were evaluated. Both compositions did not present high density after sintering at 1600°C, reaching 90% theoretical density. This fact could be responsible for the break down during the application of the sensors. The Na-&#946;- alumina sensor produced did not present a satisfactory performance for measuring the dissolved sulphur in liquid pig iron. On the other hand, the La-&#946;- alumina sensor, despite of the secondary phase, showed good behavior in terms of response time (between 5 and 8 seconds) for measuring the dissolved sulphur in liquid pig iron at temperatures from 1440°C to 1460°C, with La2O2SO4 auxiliary electrode and three different reference electrodes. The signal response of EMF between 54 mV and 174 mV was measured in a measuring level from 32 ppm (weight) to 432 ppm (weight) of sulphur dissolved on the metal bath / Os sensores eletroquímicos podem fornecer informações das composições químicas em tempo real de metais fundidos. O sensor baseado em eletrólito sólido de zircônia utilizado no monitoramento de teores de oxigênio, principalmente na produção do aço, pode ser considerado como um bom exemplo de sucesso de um sensor eletroquímico. Sensores em desenvolvimento para outras aplicações, ou seja, para o monitoramento de teores de outros elementos químicos, são demasiadamente onerosos ou complexos em sua produção. Com o objetivo de gerar contribuição científica e tecnológica para este problema, a síntese e a montagem de sensores baseados em eletrólitos sólidos de Na-&#946;-alumina e La-&#946;-alumina foram estudados. Para isto, as fases de interesse foram preparadas por mistura de óxidos, em diversas condições de moagem e temperatura de calcinação, e caracterizadas. Dois processos tradicionais de conformação cerâmica, prensagem isostática e colagem de barbotinas, foram usados para a confecção dos protótipos, cujas características cerâmicas foram analisadas. Ambas as composições, preparadas pelos dois métodos de conformação, não apresentaram elevada densidade após sinterização à temperatura de 1600ºC, atingindo valores da ordem de 90% da densidade teórica. Este fato pode ter sido responsável pela ruptura dos protótipos durante a aplicação. O sensor baseado em Na-&#946;-alumina, de maneira geral, não apresentou bom desempenho quando aplicado ao ensaio de medidas de enxofre em ferro líquido. Por outro lado, o sensor baseado em La-&#946;-alumina, apesar da existência de segunda fase, obteve bom desempenho em medidas de teores de enxofre, em condições simuladas de ferro gusa em temperaturas entre 1440°C e 1460°C. Neste ensaio, cujo monitoramento foi realizado em 50 kg de ferro líquido de alta pureza e com adições controladas de enxofre, foram utilizados três tipos diferentes de eletrodo de referência e um eletrodo auxiliar de La2O2SO4. O tempo de resposta do sensor La-&#946;-alumina variou entre 5 a 8 segundos, sendo que a FEM estável gerada foi entre 54mV e 174mV para a análise de teores de enxofre entre 32 ppm (em peso) a 432 ppm (em peso)

Diferentes resíduos são gerados pelas indústrias siderúrgicas, dentre eles o resíduo dos trituradores de sucata (RTS). O destino mais utilizado para o RTS pelas indústrias siderúrgicas brasileiras é o aterro de resíduos industriais. A pirólise se apresenta como uma alternativa para o reaproveitamento do RTS. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes parâmetros operacionais sobre as propriedades e o rendimento dos produtos do processo de pirólise do RTS para fins de um posterior aproveitamento. Um reator de pirólise de leito fixo foi utilizado e as seguintes variáveis foram testadas fazendo-se uso de um planejamento experimental 2k: temperatura (500, 600 e 700 ºC), taxa de aquecimento (5, 20, 35 ºC/min), vazão de gás inerte (N2) (0,03, 0,44 e 0,76 L/min) e razão CaO/RTS (0, 1 e 2). A utilização de uma taxa de aquecimento menor, associada a presença de CaO, resultou nos maiores rendimentos de gás não-condensável (> 50%). O poder calorífico deste gás, aumentou com o incremento da razão CaO/RTS. Este aumento foi atribuído a captura in situ do CO2. A utilização de uma vazão maior de gás inerte, também favoreceu o aumento do poder calorífico do gás não-condensável. Os maiores valores obtidos (25 MJ/Nm3) são apreciáveis, considerando o poder calorífico de outros combustíveis. Os maiores rendimentos de char (> 24%) foram obtidos nos experimentos com a utilização de uma temperatura menor, associada a ausência de CaO. A utilização de uma taxa de aquecimento mais elevada resultou em maiores rendimentos de voláteis condensáveis. Os menores rendimentos de voláteis condensáveis foram obtidos quando a vazão de inerte foi menor. Também foi possível verificar que, houve um aumento do rendimento de voláteis condensáveis com a presença de CaO para a temperatura de 700 ºC. Este comportamento foi atribuído ao maior rendimento global de estireno nas referidas condições operacionais. O rendimento global de 2,4-dimetil-1-heptano também apresentou comportamento semelhante ao observado para o rendimento de voláteis condensáveis, indicando que o AlCl3 pode ter atuado como catalisador da pirólise do PP presente no RTS. Com o aumento da razão CaO/RTS, houve uma redução da concentração de CO2. A redução da concentração de CO2 na presença de CaO está associada a formação de CaCO3. A retenção de cloro no char foi mais elevada nos ensaios conduzidos na presença de CaO. Verificou-se uma redução da retenção de cloro no char com o aumento da temperatura para os ensaios conduzidos na presença de CaO. Uma diminuição da retenção de metais no char foi verificada nos experimentos conduzidos com CaO para os seguintes metais: Co, Cu, Cr, Fe, Ni e Zn. A remoção do cloro permitiria conduzir o processo de pirólise a temperaturas mais elevadas, aumentando a Eficiência Energética mínima (EE) do processo. Desta forma, fica clara a necessidade da remoção do cloro do RTS antes do processo de pirólise, pois a partir disto o uso do CaO contribuiria para o aumento da EE e da retenção de metais no char, e consequentemente da desejabilidade global. / Different wastes are generated by steel industries, among them the shredder residue (SR). The most commonly used destination for SR by Brazilian steel industry is the landfill of industrial waste. The pyrolysis can be considered a solution to this problem. The aim of this work was to evaluate the effects of different operating parameters upon the properties and yield of the SR pyrolysis process products for later use. A fixed bed pyrolysis reactor was used and the following variables were tested using a 2k experimental design: temperature (500, 600 and 700 ºC), heating rate (5, 20, 35 ºC/min), flow rate of inert gas (N2) (0.03, 0.44 and 0.76 L/min) and CaO/SR ratio (0, 1 and 2). The use of a lower heating rate, associated with the CaO presence, resulted in higher yields of non-condensable gas (> 50%). The calorific value of this gas increased with the growth of the CaO/SR ratio. This increase was attributed to an in situ CO2 capture. The use of a higher flow rate of inert gas also favored the increase in the calorific power of the non-condensable gas. The highest values (25 MJ/Nm3) are appreciable considering the calorific value of other fuels. The highest char yields (> 24%) were obtained in the experiments using a lower temperature associated with the absence of CaO. The use of a higher heating rate resulted in higher yields of condensable volatiles. The lower yields of condensable volatiles were obtained when the inert flow rate was lower. It was also possible to verify that there was an increase in the condensable volatiles yield with the CaO presence at a temperature of 700 ºC.This behavior was attributed to the higher styrene overall yield under these operating conditions. The 2,4-dimethyl-1-heptane overall yield also presented a similar behavior to that observed for the condensable volatiles yield, indicating that the AlCl3 may have acted as a catalyst for the PP pyrolysis present in the SR. With the increase in the CaO/RTS ratio, there was a reduction in the CO2 concentration. The CO2 concentration reduction in the CaO presence is associated with the CaCO3 formation. The chlorine retention in the char was higher in the experiments conducted with CaO presence. A reduction in the chlorine retention in char was observed with increasing temperature for the experiments conducted with CaO presence. A decrease in metal retention in the char was verified in the experiments conducted with CaO for the following metals: Co, Cu, Cr, Fe, Ni and Zn. Chlorine removal would allow the pyrolysis process to be conducted at higher temperatures, increasing the minimum energy efficiency (EE) of the process. Therefore, it is clear the need to remove chlorine from the SR before the pyrolysis process, since, the CaO use would contribute to the EE increase and the retention of metals in the char, and consequently the global desirability.

As atividades industriais geram uma série de resíduos, muitos dos quais passíveis de reciclagem. Na indústria siderúrgica, em operações de lingotamento e conformação mecânica, forma-se uma casca sólida quebradiça, conhecida como carepa, a qual é originada a partir da oxidação da superfície do aço quando submetido ao gradiente térmico. Constituída por óxidos de ferro, portanto, carrega o elemento essencial para fabricação do aço. Esse trabalho se utilizou de análises, ensaios laboratoriais e testes industriais para direcionar a reciclagem da carepa de uma usina siderúrgica no próprio forno elétrico a arco. Foram analisadas as propriedades físicas e químicas do material, e nos ensaios de redutibilidade em laboratório o comportamento da carepa foi observado frente à mistura com um agente redutor. Em escala industrial a carepa foi introduzida no forno elétrico a arco juntamente com a sucata de carregamento, e o comportamento das principais variáveis do processo foram avaliadas. Pelo entendimento da sua influência sobre o processo foi possível determinar a viabilidade de promover a reciclagem do resíduo no próprio processo siderúrgico. As carepas geradas na planta siderúrgica se distinguiram, essencialmente, quanto ao tamanho de partícula e teor de umidade. Quimicamente, as amostras são semelhantes, com teor de ferro mínimo de 70%. Na sua composição, predominaram óxidos de hematita, magnetita e wustita, sendo este último o de maior importância. Nos ensaios de autorredução em laboratório, foram constatados melhores resultados para fração reagida e grau de metalização quanto mais alta a temperatura de ensaio. Nos testes em escala industrial, a adição de 1% de carepa na carga comprovou que não houve influência sobre o consumo de energia elétrica e o teor de FeO da escória. A desfosforação do aço líquido foi positivamente afetada com percentual médio de fósforo reduzido em 15% com utilização de carepa. Por outro lado, o indicador de rendimento metálico sofreu impacto negativo, evidenciando a necessidade de avaliações complementares para determinar a reciclagem deste resíduo no forno elétrico a arco. / Industrial processes generate several residues and many of them are suitable for recycling. In the steel industry, casting operations and mechanical forming originate a solid brittle layer of oxide known as scale, which is produced by oxidation of the steel surface when exposed to a thermal gradient. Consisting of iron oxides, it therefore holds the essential element for steel manufacturing. This study performed analysis, laboratory trials and industrial tests to investigate scale recycling in an electric arc furnace. Chemical and physical properties of the material were analyzed and, at reducibility laboratory trials, the behavior of the scale was observed when mixed with a reducing agent. In industrial tests, the scale was introduced in an electric arc furnace mixed with the loaded scrap and the behavior of the main process variables was evaluated. By understanding its influence on the process, it was possible to determine the feasibility of scale recycling in steelmaking. The scales generated in the steel plant were distinguished mainly by the particle size and moisture content. Samples were chemically similar, with minimum 70% iron content. In its composition predominate hematite, magnetite and wustita oxides, the latter being the most important. In self-reduction laboratory tests, the best results for fraction reacted and metallization grade were reached with the highest temperatures. In industrial tests, with 1% scale added to the scrap, there was no influence in the electric energy consumption or FeO content of the slag. The liquid steel dephosphorization was positively affected since the average phosphorus percentage was reduced by 15% with the scale utilization. However, the yield indicator suffered negative impact, suggesting the need for further assessments to determine the scale recycling feasibility in electric arc furnace process.

O setor siderúrgico é um grande consumidor de energia e envolve grandes volumes de insumos, emissões de poluentes e resíduos sólidos. As usinas siderúrgicas semi-integradas são recicladoras de aço, tendo a sucata como sua principal matéria-prima. Os trituradores de sucata são utilizados para minimizar as impurezas e ajustar as dimensões da sucata. Esta etapa de separação gera um grande volume de resíduos que não são aproveitados no processo siderúrgico. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar as frações do resíduo de um triturador de sucata de uma indústria siderúrgica da região do Vale dos Sinos-RS, para fins de um posterior reaproveitamento. Através de estudos de otimização do equipamento foi possível separar o material em quatro frações <20 mm (funil), >20 e <30 mm (EC1), >30 e <100 mm (EC2) e >100 mm (TC9). Estas frações foram analisadas em relação à composição das amostras, distribuição granulométrica, análise térmica, análise imediata, análise elementar, análise do poder calorífico superior, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a concentração de metais. Pode se concluir que a fração fina (<20 mm), possui potencial para incorporação em blocos cerâmicos estruturais. A fração entre 20 mm e 30 mm apresentam características compatíveis para o uso na indústria cimenteira. As amostras de maior granulometria, fração entre 30 e 100 mm e > 100 mm, apresentam potencial de uso para o reaproveitamento energético. Apontou-se oportunidade na recuperação de ferrosos e não ferrosos em todas as frações estudadas. Para o reaproveitamento do resíduo do shredder é necessário a separação deste em granulometrias diferentes. / The steel sector is a major consumer of energy and involves large volumes of inputs, pollutant emissions and solid waste. The semi-integrated steel mills are steel recyclers, with scrap as their main raw material. Scrap grinders are used to minimize impurities and adjust scrap dimensions. This separation stage generates a large volume of waste that is not used in the steelmaking process. Therefore, the objective of this work was to characterize the fractions of the waste from a scrap crusher from a steel industry in the Vale dos Sinos-RS region, for purposes of subsequent reuse. By means of equipment optimization studies it was possible to separate the material into four fractions <20 mm (funnel),> 20 and <30 mm (EC1),> 30 and <100 mm (EC2) and> 100 mm (TC9). These fractions were analyzed in relation to the composition of the samples, particle size distribution, thermal analysis, immediate analysis, elemental analysis, higher calorific value analysis, scanning electron microscopy (SEM) and metal concentration. It can be concluded that the fine fraction (<20 mm) has potential for incorporation of the raw material for the production of structural ceramic blocks. The smaller fractions (<20 mm and <30 mm) have compatible characteristics for use in the cement industry. Samples with higher grain size (> 30 mm and> 100 mm) show potential for use in energy recovery. It was pointed out an opportunity in the recovery of ferrous and non-ferrous in all fractions studied. For the reuse of the shredder residue it is necessary to separate it in different granulometry.

De acordo com Babu et al. (2015), o carvão mineral é um importante recurso natural devido à sua aplicação em várias atividades econômicas, como geração de energia, produção de aço, fabricação de cimento e produção de combustível líquido. Em função do custo e da baixa qualidade do carvão brasileiro (não coqueificável, na maioria das reservas, com elevado teor de cinzas e baixo poder calorífico), como apontado por Süffert (1997), as empresas brasileiras dos setores siderúrgico e termoelétrico necessitam importar este insumo, por via marítima. O desafio no planejamento da logística de suprimento desta matéria prima é garantir o abastecimento ao mínimo custo de estoque e de espera dos navios. A garantia de abastecimento passa por uma programação adequada da chegada e descarga dos navios. Quando a descarga de navios é uma operação gargalo, é necessário maior cuidado com a programação de recebimento, de maneira com que não haja atrasos, que causem a falta de produto, nem em muita antecipação, que podem significar excessivos tempo de fila para recebimento do material por falta de área para estocagem. Com o objetivo de se programar adequadamente a chegada de navios, de forma a evitar filas muito grandes e desabastecimento foi proposto um modelo de programação de chegada de navios, com base nos dados do complexo de Pecém. Este modelo proposto utilizou um buffer de tempo pré-determinado, que foi testado e validado através de simulação, com objetivo de minimizar os atrasos, de forma que possam ser absorvidos por um estoque de segurança, e as antecipações, de forma que não haja risco de falta de área de estocagem. / According to Babu et al. (2015), coal is an important natural resource due to its application in various economic activities, such as power generation, steel production, cement manufacturing and liquid fuel production. Due to the cost and low quality of Brazilian coal (not coking, in most reserves, with high ash content and low calorific value), as pointed out by Süffert (1997), Brazilian companies in the steel and thermoelectric sectors need to import this input, by sea. The challenge in planning the logistics of supply of this raw material is to guarantee the supply at the minimum cost of inventory and waiting of the ships. The supply guarantee is subject to adequate scheduling of arrival and unloading of ships. When ship unloading is a bottleneck operation, greater care is required with the scheduling of receipt, so that there are no delays, which cause the lack of product, or in much anticipation, that can mean excessive queue time for receiving the shipment material for lack of storage area. In order to properly program, the arrival of ships, in order to avoid very large queues and shortage, a model for the arrival of ships was proposed, based on data from the Pecém complex. This proposed model used a pre-determined time buffer, which was tested and validated through simulation, in order to minimize the delays, so that they can be absorved by a security stock, and the anticipations, so that there is no risk lack of storage area.

O objetivo desta dissertação é analisar a evolução, principalmente nas últimas três décadas, e a configuração atual da indústria siderúrgica no Brasil sob a ótica do paradigma estrutura-conduta-desempenho (ECD), desenvolvido por Joe Bain, e das teorias de estrutura de mercado (em especial das teorias de submercados e de rotas tecnológicas) de John Sutton (1991 e 1998). Pretende-se elucidar as seguintes indagações: o por quê das usinas integradas se manterem no Brasil frente à ascensão das aciarias elétricas (mini-mills) que ocorre no cenário mundial? Qual é a evolução tecnológica dessa indústria e seus impactos sobre sua estrutura? E, por fim, quais são as razões para o uso tanto de carvão vegetal quanto de carvão mineral na produção de aço bruto em grande escala no Brasil, mas não em outros países? Os dois arcabouços teóricos considerados auxiliam na explicação de na indústria siderúrgica do Brasil haver dois submercados independentes que se diferenciam por suas rotas tecnológicas (usinas integradas versus usinas semi-integradas) e por sua classe de produtos (aços planos versus aços longos). Sob a ótica da teoria de Sutton (1998) ainda é possível fazer algumas inferências quanto à tomada de decisão em nível da empresa, a qual se depara com duas estratégias distintas: a de escalada e a de proliferação. A primeira diz respeito ao montante ao ser investido em P&D e a segunda se refere em quantas trajetórias e diferentes grupos de produtos a empresa irá atuar. Diante dessa segmentação da indústria buscou-se, a partir de análise econométrica, considerando os anos de 1996 a 2009, fundamentar as premissas de que tais submercados (aços longos versus planos) têm dinâmicas distintas nas relações entre concentração e investimentos, sendo possível identificar relação causal positiva entre investimentos em tecnologia e concentração na produção, principalmente no submercado produtor de aços longos, ou seja, à medida que aumentam os investimentos em tecnologia, a indústria tem sua estrutura alterada, passando a integrar suas rotas tecnológicas e, consequentemente, elevando a concentração do mercado. Já no submercado de aços planos, fica ilustrada a maturidade deste segmento da indústria siderúrgica no Brasil, com a concentração sendo marginalmente reduzida diante de variações no tamanho do mercado e nos investimentos. Além disso, os resultados econométricos mostram que, em ambos os submercados analisados (aço planos e longos), o papel do BNDES não foi fundamental em afetar a concentração no período de 1996 a 2009, apesar de ter tido esse papel em anos anteriores. / The objective of this dissertation is to analyze the evolution of the steel industry, mainly in the last three decades, and its recent configuration in Brazil under structureconduct- performance paradigm and Sutton\'s theories. It is aimed to answer some questions, such as: why the integrated mills still exist in Brazil as the mini-mills are surging in the world scenario; what is this industry technology evolution and how does it affect the industry structure? And so far, which are the main reasons to the existing of steel mills based on charcoal and coal at the same time, rather than in other countries? The two theoretical frameworks interact in the explanation of the existing of two independent submarkets in the steel industry in Brazil that are distinguished by their technological trajectories (integrated versus mini-mills) and by their list of products (flat versus long steel). From the Sutton\'s theory perspective, it is still possible to highlight some topics related to the firm decisionmaking level, which is faced with two distinct strategies: the escalation and the proliferation parameters. The first is related to the amount to be invested in R&D and the later refers to how many trajectories and groups the company will operate. Based on econometric analysis, in the time period from 1996 to 2009, are valid the assumptions that these submarkets have different dynamics in the relationship between concentration and investments. Also it is possible to identify positive causal effects concerning technology investments and industry concentration mainly on the long steel submarket, reflecting that as investments are increased, the industry structure is amended to integrate their technology trajectories and thus increasing industry concentration. About flat steel submarket it is showed the maturity of this segment as the concentration is marginally reduced in response to variations in market size and investment. Furthermore, in both submarkets (flat and long steel) it is evident that the BNDES\'s role was not crucial in affecting the concentration in the time period from 1996 to 2009, despite having had this role in previous years.

As atividades industriais geram uma série de resíduos, muitos dos quais passíveis de reciclagem. Na indústria siderúrgica, em operações de lingotamento e conformação mecânica, forma-se uma casca sólida quebradiça, conhecida como carepa, a qual é originada a partir da oxidação da superfície do aço quando submetido ao gradiente térmico. Constituída por óxidos de ferro, portanto, carrega o elemento essencial para fabricação do aço. Esse trabalho se utilizou de análises, ensaios laboratoriais e testes industriais para direcionar a reciclagem da carepa de uma usina siderúrgica no próprio forno elétrico a arco. Foram analisadas as propriedades físicas e químicas do material, e nos ensaios de redutibilidade em laboratório o comportamento da carepa foi observado frente à mistura com um agente redutor. Em escala industrial a carepa foi introduzida no forno elétrico a arco juntamente com a sucata de carregamento, e o comportamento das principais variáveis do processo foram avaliadas. Pelo entendimento da sua influência sobre o processo foi possível determinar a viabilidade de promover a reciclagem do resíduo no próprio processo siderúrgico. As carepas geradas na planta siderúrgica se distinguiram, essencialmente, quanto ao tamanho de partícula e teor de umidade. Quimicamente, as amostras são semelhantes, com teor de ferro mínimo de 70%. Na sua composição, predominaram óxidos de hematita, magnetita e wustita, sendo este último o de maior importância. Nos ensaios de autorredução em laboratório, foram constatados melhores resultados para fração reagida e grau de metalização quanto mais alta a temperatura de ensaio. Nos testes em escala industrial, a adição de 1% de carepa na carga comprovou que não houve influência sobre o consumo de energia elétrica e o teor de FeO da escória. A desfosforação do aço líquido foi positivamente afetada com percentual médio de fósforo reduzido em 15% com utilização de carepa. Por outro lado, o indicador de rendimento metálico sofreu impacto negativo, evidenciando a necessidade de avaliações complementares para determinar a reciclagem deste resíduo no forno elétrico a arco. / Industrial processes generate several residues and many of them are suitable for recycling. In the steel industry, casting operations and mechanical forming originate a solid brittle layer of oxide known as scale, which is produced by oxidation of the steel surface when exposed to a thermal gradient. Consisting of iron oxides, it therefore holds the essential element for steel manufacturing. This study performed analysis, laboratory trials and industrial tests to investigate scale recycling in an electric arc furnace. Chemical and physical properties of the material were analyzed and, at reducibility laboratory trials, the behavior of the scale was observed when mixed with a reducing agent. In industrial tests, the scale was introduced in an electric arc furnace mixed with the loaded scrap and the behavior of the main process variables was evaluated. By understanding its influence on the process, it was possible to determine the feasibility of scale recycling in steelmaking. The scales generated in the steel plant were distinguished mainly by the particle size and moisture content. Samples were chemically similar, with minimum 70% iron content. In its composition predominate hematite, magnetite and wustita oxides, the latter being the most important. In self-reduction laboratory tests, the best results for fraction reacted and metallization grade were reached with the highest temperatures. In industrial tests, with 1% scale added to the scrap, there was no influence in the electric energy consumption or FeO content of the slag. The liquid steel dephosphorization was positively affected since the average phosphorus percentage was reduced by 15% with the scale utilization. However, the yield indicator suffered negative impact, suggesting the need for further assessments to determine the scale recycling feasibility in electric arc furnace process.