Neste trabalho o estudo e a aplicabilidade dos parâmetros de laminação são apresentados sob a forma de um algoritmo de otimização de placas laminadas de material compósito onde as variáveis de trabalho são os ângulos de orientação das camadas. Esse algoritmo leva em conta a influência dos parâmetros de laminação e sua capacidade de identificar se o resultado atingido é um ponto ótimo global ou local no processo de otimização utilizando um algoritmo de otimização clássico. No caso de se ter chegado a um ponto ótimo local, os parâmetros de laminação são então utilizados para se determinar um novo ponto de partida para o otimizador clássico. Para efeito de comparação e validação a solução que utiliza o algoritmo desenvolvido nesse trabalho é comparada com o conjunto de soluções possíveis com os ângulos de orientações das camadas variando de -90o a +90o em 5o, a qual também demonstra a existência de vários mínimos locais e que o trabalho desenvolvido neste trabalho sempre encontra a solução ótima global.

Orientador: Pedro Magalhães Sobrinho / Coorientadora: Isabel Cristina de Barros Trannin / Banca: Eliana Vieira Canettieri / Banca: Marcio Evaristo da Silva / Resumo : O uso da água e consequentemente seu reúso são temas que tem ganhado destaque no mundo. Este trabalho analisou algumas possibilidades de reúso do efluente gerado em uma planta siderúrgica, especificamente em uma estação de tratamento de água de uma laminação que capta água do rio Paraíba do Sul e descarta os efluentes no ribeirão dos Surdos. Neste estudo analisou-se ainda a necessidade de adequação do efluente gerado para atender ao CONAMA 357/2005, CONAMA 430/2011 e Decreto 8.468/1976 visto que o ribeirão que recebe o efluente possui baixa vazão. Este fato exige o tratamento do efluente para atender aos parâmetros de qualidade de lançamento e faz com que eles sejam menores que os previstos nas resoluções e decretos. Ao tratar o efluente identificou-se que é possível aplicá-lo como reúso em vez de simplesmente descartá-lo. O trabalho apresentou os desafios para a aplicação do reúso em indústrias que produzem a própria água potável. Ao comparar as tarifas cobradas pela SABESP, na região do Vale do Paraíba, e o custo de produção interno da água. Nota-se que a água produzida na própria indústria pode ter um custo 8 vezes menor que a fornecida por terceiros. Então somente os trabalhos com pequenos investimentos conseguem tornar-se viáveis. Como é o caso do reúso em lavagem de pisos, resfriamento de escória, reúso em vasos sanitários e mictórios, que apresentaram retorno perto de cinco anos / Abstract: The use of water and consequently its reuse are receiving a lot of attention around the World. This report has analyzed some possibilities for reusing the flowing out of a metallurgical company, specifically in a water treatment station from a rolling mill which receives the water from the Paraiba do Sul river and the effluents is discharged in the Surdos river. This report has also analyzed the need of adjustment to attend CONAMA 357/2005, CONAMA 430/2011 and Decree 8.468/1976 once the stream which receives this effluent has a low flow. Because of this, the treatment for this effluent has to obey strict parameter of quality, and the disposal has to be lower than the values fixed in the resolutions and decrees. While treating the effluent we have identified the possibility for reuse instead of just dismiss. The task has presented some challenges to the reuse application in industries that produce its own potable water. To compare the tax charged by SABESP, in Vale do Paraíba region, and the cost of internal water production has a 8 times difference in cost. Then only small work with low investment can became viable. As in the case of reusing water to wash the floor, scrap cooling, reuse in toilets and urinal, showing return only after five years / Mestre

Diversos tipos de defeitos superficiais estão presentes em barras laminadas (e produtos longos) e a presença destes defeitos pode ser muito prejudicial ao desempenho de peças, principalmente, quando se trata de aços para aplicação na cadeia automotiva, onde os níveis de exigência durante o forjamento da peça e durante a sua aplicação são extremamente elevados. Neste trabalho buscou-se determinar as condições operacionais mais apropriadas para a melhoria da qualidade superficial do produto laminado bruto com conseqüente redução de refugo e retrabalho ao longo de toda a cadeia de produção. O objetivo do trabalho é mostrar os defeitos de superficiais de dobra e escama como conseqüência de condições operacionais inapropriadas. Para isto aplicou-se uma metodologia que envolve a análise dos principais pontos de geração de defeitos, possibilitando um levantamento das causas. Com as ações propostas, buscou-se tornar o processo mais estável. Obtiveram-se melhorias significativas na qualidade superficial do material com acentuada redução no refugo por qualidade de aço produzido. / Several types of defects are present in rolled bars and their effects can be very harmful to the performance of mechanical parts, especially in the case of steels for application in the automotive industry, where quality requirements during forging and during its application are high. In this study we sought to determine the most appropriate operating conditions for the reduction of scrap caused by defects that originate in the rolling process, the analyzed defects were the so called overlap of rolling, scales and risks. For this a methodology that involved the analysis of the main points of generation of defects, allowing a survey of the causes was applied. With the proposed actions it was aimed at making the process more stable. This led to a significant improvement in surface quality of the material with marked reduction in scrap for each kind of steel.

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Rafael Humberto Mota de Siqueira / Resumo: Os fabricantes de latas vêm se tornando cada vez mais exigentes na qualidade e propriedades dos materiais utilizados na confecção de seus produtos. Um dos metais mais usados na indústria de manufatura de componentes obtidos através de estampagem e estiramento, como na fabricação de corpo de latas de bebidas, trata-se da liga de Alumínio AA3104. Isto se deve às suas propriedades mecânicas, estampabilidade, entre outra. Ela pertence ao grupo 3XXX, sendo que seu principal elemento de liga é o manganês (em pequenas quantidades / teores). Trata-se de uma liga não tratável termicamente, sendo que suas propriedades mecânicas são melhoradas a partir da formação de solução sólida e / ou deformação à frio. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar de maneira detalhada a influência de duas diferentes condições de laminação à frio sobre o comportamento mecânico e microestrutural da liga de Alumínio AA3104: laminação à frio com tempo de resfriamento intermediário e sem tempo de resfriamento intermediário entre passes. A análise mecânica, por meio do Ensaio de Tração, mostrou que os materiais laminados com tempo de resfriamento intermediário obtiveram maiores valores de Limite de Escoamento (283,1 MPa) e Limite de Resistência a Tração (309,3 MPa) do que aqueles materiais laminados sem este tempo de resfriamento intermediário (273,2 e 300,0 MPa, respectivamente). Isto foi justificado pelo aumento da quantidade de partículas de segunda fase precipitados na matriz da liga, que... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The manufacturers of cans have become increasingly demanding in quality and in the properties of the materials used to make their products. One of the most used metals in the manufacturing industry of components obtained by stamping, as in the manufacture of beverage cans body, is the AA3104 Alloy. This is due to its mechanical properties, stampatability, among others. It belongs to the 3XXX group, and its main alloying element is manganese (in small amounts / contents). It is an alloy not thermally treatable, where its mechanical properties are improved from the formation of solid solution and / or cold forming. Therefore, the present study had as objective to evaluate in detail the influence of two different conditions of cold rolling on the mechanical and microstructural behavior of the aluminum alloy AA3104: cold rolling with intermediate cooling time and without intermediate cooling time between passes. The mechanical analysis, through the Tensile Test, showed that rolled materials with intermediate cooling time obtained higher values of Yield Strength (283,1 MPa) and Ultimate Tensile Strength (309,3 MPa) than those laminated materials without this intermediate cooling time (273,2 and 300,0 MPa, respectively). This was justified by the increase in the amount of second phase particles and precipitated dispersions in the alloy matrix, which made difficult the movement of dislocations, making the material more resistant / Mestre

Este trabalho avalia a influência do método e qualidade do esmerilhamento de tarugos na qualidade superficial de barras redondas de aço laminadas. Foi avaliada a rejeição de barras laminadas para três condições diferentes de acabamento superficial de tarugo – não esmerilhado, esmerilhado total simples, e esmerilhamento total duplo. Constatou-se que o esmerilhamento superficial de tarugos melhora a qualidade superficial de barras laminadas e, para os aços testados, o esmerilhamento total simples ofereceu melhor custo beneficio entre rendimento metálico e rejeição de barras por defeito superficial. Também se constatou que a profundidade de remoção da camada superficial do tarugo no esmerilhamento não é proporcional à redução de defeitos no produto laminado, sendo a aproximação da camada colunar uma variável com provável influência em tal resultado, assim como a presença de defeitos internos subsuperficiais, que tendem a aflorar com a redução da distância até a superfície da peça. / This work evaluates the influence of billet grinding method and quality in surface defects of hot rolling steel bars. It was evaluated bar rejection rates due to surface defects for three different billet surface conditions: without grinding, bright grinding of the entire surface and double bright grinding of the entire surface. The results show that the bright grinding of the entire surface with a single pass results in better cost benefit between yield loss and bar rejection rates. It was also observed that the grinding depth of the superficial layer of the billet is not proportional to the reduction of defects in the rolled product. This may occur in consequence of the reduction of the chill zone thickness, or even by the presence of sub superficial defects that can emerge to the surface with the reduction of the defect distance to the billet surface

Sistemas de geração de referências para as malhas de controle de laminadores a frio têm proporcionado elevados níveis de produtividade e de qualidade do material processado. No caso de falha da unidade de processamento responsável pela execução do sistema de geração de referências, a operação do laminador fica comprometida e necessita-se de um modo de operação emergencial. Nesse trabalho é desenvolvido um sistema alternativo para geração de referências que visa substituir o modo de operação de emergência de consulta a tabelas de referências pré-calculadas da planta em questão. O sistema de geração de referências desenvolvido, assim como o sistema usado em condições normais de operação, é composto por uma função custo que avalia o nível de produtividade e de qualidade que um conjunto de referências pode proporcionar. A função custo é minimizada pelo método simplex de Nelder e Mead e as variáveis do processo envolvidas na função custo são avaliadas por um modelo de laminação a frio composto somente por equações algébricas, enquanto que o sistema usado em condições normais de operação usa um modelo clássico, composto por equações algébricas e integrais. A comparação entre o sistema usado em condições normais de operação e o sistema desenvolvido mostrou que apesar desse sistema ser mais simples, menos preciso e robusto, as referências por ele calculadas são aceitáveis e podem proporcionar resultados superiores que o modo de operação de emergência baseado na consulta a tabelas. / Setup generation systems for cold mill control loops have provided rolling mill operation with high levels of quality and productivity. In case of malfunctioning in the process unit responsible to execute the setup generation system, the normal procedure for the operation of the mill is interrupted, being necessary the use of an emergency operation mode. This work develops an alternative system for references generation which aims to replace the current emergency operation mode based on pre-calculated, not continuous, setup tables for the rolling mill. The developed references generation system, like the normal system used during mill operation, is composed by a cost function which evaluated the mill quality and productivity operation level which a set of references may propose. The cost function is minimized using the Nelder and Mead simplex method and the process variables involved in the cost function are evaluated by a cold rolling mill model composed only by algebraic equations, while the normal operation system uses a classical model, made up by integrals and algebraic equations. Comparing the existing main setup system to the developed reference system it was observed that, despite its simplicity, less accuracy and less robustness, references calculated using this system were accurate enough to achieve better results than the one emergency table mode has provided.

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-16Bitstream added on 2014-08-13T18:00:43Z : No. of bitstreams: 1 000755517_20160116.pdf: 165609 bytes, checksum: ab61e84e3da50b0a1ba379151fbf73fe (MD5) Bitstreams deleted on 2016-01-18T10:44:02Z: 000755517_20160116.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-18T10:44:39Z : No. of bitstreams: 1 000755517.pdf: 2280921 bytes, checksum: 48917e8b4317c8508e95a16c295a5cb2 (MD5) / O uso da água e consequentemente seu reúso são temas que tem ganhado destaque no mundo. Este trabalho analisou algumas possibilidades de reúso do efluente gerado em uma planta siderúrgica, especificamente em uma estação de tratamento de água de uma laminação que capta água do rio Paraíba do Sul e descarta os efluentes no ribeirão dos Surdos. Neste estudo analisou-se ainda a necessidade de adequação do efluente gerado para atender ao CONAMA 357/2005, CONAMA 430/2011 e Decreto 8.468/1976 visto que o ribeirão que recebe o efluente possui baixa vazão. Este fato exige o tratamento do efluente para atender aos parâmetros de qualidade de lançamento e faz com que eles sejam menores que os previstos nas resoluções e decretos. Ao tratar o efluente identificou-se que é possível aplicá-lo como reúso em vez de simplesmente descartá-lo. O trabalho apresentou os desafios para a aplicação do reúso em indústrias que produzem a própria água potável. Ao comparar as tarifas cobradas pela SABESP, na região do Vale do Paraíba, e o custo de produção interno da água. Nota-se que a água produzida na própria indústria pode ter um custo 8 vezes menor que a fornecida por terceiros. Então somente os trabalhos com pequenos investimentos conseguem tornar-se viáveis. Como é o caso do reúso em lavagem de pisos, resfriamento de escória, reúso em vasos sanitários e mictórios, que apresentaram retorno perto de cinco anos / The use of water and consequently its reuse are receiving a lot of attention around the World. This report has analyzed some possibilities for reusing the flowing out of a metallurgical company, specifically in a water treatment station from a rolling mill which receives the water from the Paraiba do Sul river and the effluents is discharged in the Surdos river. This report has also analyzed the need of adjustment to attend CONAMA 357/2005, CONAMA 430/2011 and Decree 8.468/1976 once the stream which receives this effluent has a low flow. Because of this, the treatment for this effluent has to obey strict parameter of quality, and the disposal has to be lower than the values fixed in the resolutions and decrees. While treating the effluent we have identified the possibility for reuse instead of just dismiss. The task has presented some challenges to the reuse application in industries that produce its own potable water. To compare the tax charged by SABESP, in Vale do Paraíba region, and the cost of internal water production has a 8 times difference in cost. Then only small work with low investment can became viable. As in the case of reusing water to wash the floor, scrap cooling, reuse in toilets and urinal, showing return only after five years

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-01-20Bitstream added on 2014-06-13T20:58:34Z : No. of bitstreams: 1 cornelio_gt_me_guara.pdf: 7494292 bytes, checksum: 4665b80734a19910838d0896e5face70 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O avanço da tecnologia de laminação incrementou as solicitações sobre os cilindros laminadores, e, portanto, o desenvolvimento de materiais mais resistentes ao desgaste, visando aumento da produtividade do laminador e melhor qualidade superficial dos produtos laminado, em especial tiras a quente. Como estudo de desgaste em campo é muito complexa devido à influência de diversos mecanismos e muitas vezes combinados entre si, os ensaios laboratoriais têm se mostrado como um meio mais fácil para estudar os materiais em serviço, além de auxiliar o projeto novas ligas. Dessa forma, foi proposto um ensaio de desgaste abrasivo puro para um tribômetro Plint & Partners, modelo TE-079, com o intuito de simular condições de utilização das últimas cadeira do trem acabador de um laminador de tiras a quente. Para sua validação foram utilizados três materiais: o ferro fundido de coquilhamento indefinido, o ferro fundido branco de alto cromo e o ferro fundido branco multicomponente, os quais apresentam comportamento conhecido em serviço. Esses materiais foram submetidos a uma caracterização metalográfica, microdureza e topografia de desgaste. Os resultado obtido mostraram-se coerentes com a prática observada na aplicação real, ou seja, reproduziram o comportamento de desgaste no laminador, sendo válida a proposta do ensaio tribológico. / The progress towards mill technology has increased the demand on the rolling mill rolls, and therefore, the development of wear resistant seekink productivity of the rolling mills and better superficial quality of the rolled products, especially in the hot strip mill has also increased. As the wear study in field is very complex due to the influence of several mechanisms wish are usually combined amongst themselves, the labs test have shown an easy way to study the materials in service, besides aiding the project of new leagues. In that way, a pure abrasive wear test was developed tribômetro Plint & Partners, model TE-079 with the intent of simulating the job conditions in the hot strip mill finishing chairs. For the validation three materials were used: an indefinite chill cast iron, a high chrome cast iron and a kind of multicomponent white cast iron, which presents knowm behavior in service. Those materials were submitted to a metallography characterization, microhardness measurement and wear topograpy observation. The obtained results were shown coherent with the practice observed in the real application, and then became possible a prediction of that behavior for the materials projects developed at laboratory, being valid the proposal of the rehearsal tribológico.

Orientador: César Renato Foschini / Coorientador: Gilberto de Magalhães Bento Gonçalves / Banca: Carlos Alberto Soufen / Banca: Avelino Alves Filho / Resumo: A exigência dos requisitos de desempenho em estruturas aeroespaciais, navais e automobilísticas vem proporcionando o desenvolvimento de novos materiais, bem como de novas técnicas de fabricação. Normalmente, elevados valores de resistência e rigidez específicas aliados ao baixo peso específico são procurados em projetos estruturais, obtendo-se soluções por meio da utilização de materiais compósitos, particularmente polímeros termo fixos dotados de reforços fibrosos. O entendimento do que é um material composto é necessário, pois trata-se da combinação de no mínimo dois materiais com fase heterogênea, que separados possuem propriedades e características distintas e sua combinação é desejada para a confecção de um material único, com a conformidade das propriedades de ambos os materiais, tornando atrativa sua aplicação. Para otimizar a confecção do laminado em cada projeto, é imprescindível a utilização do modelo em elementos finitos para a obtenção da faixa de tensões, pelo método do critério de falha, sofrida pela amostra e assim obter-se a melhor propriedade mecânica para o seu uso. O presente trabalho tem por objetivo elaborar um estudo comparativo entre os resultados obtidos experimentalmente e os obtidos virtualmente, para validar o uso do software de elementos finitos na execução de um projeto utilizando como material principal o compósito estrutural de fibra de carbono com resina epóxi. Para isso, foram realizados ensaios para obter as propriedades mecânicas, e a melhor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The demand of requirements in performance of aerospace, naval and automotive structures has been providing the development of new materials as well as new manufacturing techniques. High values of specific strength and stiffness combined with low specific gravity are usually sought in blade designs for wind generators and other components of these systems, obtaining solutions using composite materials, particularly thermoset polymers endowed with fibrous reinforcements. The understanding of what is a composite material is necessary because it is a combination of at least two materials with heterogeneous phase, which have different properties and characteristics and their combination is desired for the manufacture of a single material with conformity of the properties of both materials, making its application attractive. To optimize the preparation of the laminate in each project, it is essential to use the finite element model to obtain the stress range, by the failure criterion method, and to obtain the best mechanical property for its use. The present work has the objective of elaborating a comparative study between the results obtained experimentally and those obtained virtually to validate the use of finite element software in the execution of a project using the structural material of carbon fiber with epoxy resin as its main material. For this, tests were carried out to obtain the mechanical properties and the best curing temperature of the SQ 2004 resin. Later, carbon f... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O presente trabalho teve como objetivo analisar os efeitos dos ciclos de recozimento de esferoidização nas propriedades mecânicas do aço ABNT 5160. O aço ABNT 5160 foi escolhido para este estudo por ter uma grande aplicabilidade na indústria automobilística; possuindo como características principais a sua utilização em peças e conjuntos que necessitam de grande resistência à corrosão e ao calor e também onde é necessário um número elevado de ciclos de tensões; como por exemplo: em molas automotivas. Os espécimes originais foram caracterizados através de análise química, tração, dureza e estrutura metalográfica. Para este estudo, foram realizados diferentes ciclos de recozimento de esferoidização para a obtenção das mudanças na estrutura cristalina e, por conseguinte, alterações nas propriedades mecânicas do material. Para isto, as amostras foram submetidas a diferentes ciclos de recozimento de esferoidização, seguindo a curvas distintas de tempo em temperatura. / The present work has as goal analyzes the effects of the spheroidizing anneal cycles of in the mechanical properties of the ABNT 5160 steel. The ABNT 5160 steel was chosen for this study by has a great applicability in the automobilist industry; possessing as main characteristics the use in pieces and groups that need great resistance to the corrosion and the heat and also where it is necessary a high number of stress cycles; as for instance: in automotive springs. The original specimens were characterized by chemical analysis, uniaxial tension test, hardness and metallographic structures. For this study, different spheroidizing anneal cycles were accomplished for the obtaining of the changes in the crystalline structure and consequently, alterations in the mechanical properties of the material. For this, the samples were submitted to different spheroidizing anneal cycles, following to curves different from time in temperature.