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Tingimento com pigmento natural: um estudo empírico para redução do consumo de água utilizando máquina de lavanderia em peças confeccionadas com matéria prima 100% algodão / Dyeing with natural pigment: an empirical study for reduction of water consumption, using laundry machines in dyeing of pieces 100% cotton.

Trindade, Nelson Barros 14 December 2015 (has links)
Neste trabalho que trata da redução do consumo de água na fase do tingimento das roupas fabricadas com malha de algodão, foi desenvolvido um método utilizando pigmento natural Urucum Especial com o objetivo de diminuir o consumo de água e avaliar os resultados, comparando-os com aqueles que são conseguidos atualmente pelos métodos de tingimento com pigmento natural Urucum pelo método tradicional e o método de tingimento com corante sintético Direto. Para assegurar que o processo proposto pudesse ser aplicado em escala industrial, o trabalho foi desenvolvido em equipamentos pilotos da empresa Donacor, do Senai Têxtil Francisco Matarazzo e da Universidade de São Paulo. Cada tingimento foi feito em triplicata, avaliando-se o consumo de água, a solidez à água, ao suor e à luz. Demonstrou-se que o processo Urucum Especial pode ser utilizado industrialmente como um método alternativo cujo consumo de água é menor que o método tradicional utilizado para tingir com o pigmento urucum. A redução no consumo de água foi de 38 litros por quilogramas de roupa tingida em relação ao processo utilizado com corante Direto e 68 litros com o processo utilizado para tingir com pigmento urucum. Os ensaios de solidez à água e ao suor nos três processos testados não apresentaram valores significativos, enquanto que os ensaios de solidez à luz do processo Urucum Especial pelo método proposto obtiveram notas máximas. A intensidade coloristica do processo Urucum Especial ficou 3,65 unidades maior do que o processo Urucum Esgotamento, apresentando melhor rendimento tintorial e demonstrando que o processo Especial pode ser executado como alternativa ao processo convencional com otimização no rendimento do pigmento natural / In this work which deals with the reduction of water consumption in the dyeing phase of the clothes made of cotton fabric, a method was developed using natural pigment Urucum Special with an aim to reduce water consumption and evaluate the results, comparing them with those that are currently obtained by the dyeing methods with natural pigment Urucum by the traditional method and the dyeing method with Direct synthetic dye. To ensure that the proposed process could be applied on an industrial scale, the work was carried out in pilot equipments at Donacor company, at Senai Textile Francisco Matarazzo and at the University of São Paulo. Each dyeing was done in triplicate evaluating the consumption of water, water fastness, light and sweat. It has been shown that the special process can be used industrially as an alternative method the water consumption is lower than the traditional method used for dyeing with pigment. The reduction in water consumption was 38 liters per kilogram clothing dyed in relation to the process used in direct dye and 68 liters process used for dyeing with pigment. Strength tests and sweat water in the three cases tested showed no significant amounts, while the light fastness test of the special process obtained by the proposed method top marks. The coloristic intensity of Special process was 3.65 units higher than the Urucum conventional process, with better dyeing yield and demonstrating that the Special process can be performed as an alternative to the conventional process by optimizing the yield of natural pigment
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A trade-off study of a bleedless and conventional air conditioning systems.

Victor Crespo Cavalcanti 03 April 2008 (has links)
The objective of this work is to present a trade-off study between aircraft air conditioning systems based on conventional technology (Engine Pneumatic Bleed based) and the proposed bleedless architecture, based on the MEA (More Electric Aircraft) and Bleedless Engines concepts. The pneumatic bleed system components are thus eliminated and a dedicated compressor serves as the main power supply to the air conditioning and pressurization system. Both the conventional and the proposed ECS architecture are described and the system main parameters are calculated. The aircraft used as baseline for the study is the RJ2, a 50 seats regional jet, designed as an academic exercise during the PEE ITA/EMBRAER program. Since the aircraft' requirements - determined by the PEE coordination - were for a regional jet, operational characteristics and aspects of costs, weight, energy efficiency, maintainability and impacts on other systems of the aircraft were considered. The proposed air conditioning architecture is compared to a conventional one in terms of weight, system price and power and fuel consumptions. This work is merely academic and conceptual and does not involve any existing or in development aircraft data from EMBRAER or any other aircraft or system manufacturer.
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Um estudo numérico da redução de arrasto em corpos rombudos por adição de energia em escoamentos de altas velocidades

André Carlos Fraile Júnior 09 December 2011 (has links)
Com o advento de tecnologias de propulsão de veículos a velocidades supersônicas e hipersônicas, questões referentes a elevadas taxas de transferência de calor e magnitude de força de arrasto têm sido analisadas sob vários pontos de vista científicos, como física de plasmas, aerodinâmica, resistência estrutural, dentre outros. Neste trabalho, com o objetivo de se analisar o efeito de adição de energia na forma contínua a um escoamento de alta velocidade, foram realizados cálculos numéricos, por meio do software Fluent, de escoamento considerando a adição de energia sob a forma de calor em uma pequena região a montante de um corpo rombudo. São considerados efeitos pertinentes apenas à dinâmica dos gases, e desconsideram-se efeitos reativos, de formação de plasma e outros que possam surgir devido à energização do fluido em alta velocidade. Os resultados obtidos indicam que o principal efeito da adição de energia ao escoamento consiste em modificar o trajeto de elementos de fluido, desviando as linhas de corrente de tal forma que a onda de choque a montante de um corpo rombudo torna-se mais fraca e com geometria mais alongada. Foi observado que a redução do arrasto causada pela adição de energia contínua pode ser superior a 50% do valor referente ao escoamento sem fonte de calor, embora na aplicação prática desse tipo de processo seja necessário considerar a economia de potência dispendida na fonte de energia e na fornecida ao veículo em comparação com a potência necessária para o veículo manter um voo de cruzeiro. Uma análise paramétrica no que diz respeito ao efeito das variações de potência e localização da fonte de calor, dispersão da energia depositada e número de Mach sobre o arrasto de onda do corpo foi também realizada.
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Proposta de um método para avaliação de custos e valores do produto para stakeholders ao longo do seu ciclo de vida - aplicado nas etapas iniciais do desenvolvimento do produto

Tertuliano Ribeiro Pinto 18 December 2014 (has links)
O desenvolvimento de produtos tem como objetivo melhorar características de produtos já existentes ou criar novos produtos para suprir necessidades levantadas no mercado. As necessidades do mercado são capturadas pela análise de seus representantes em cada área do mercado e o produto a ser desenvolvido visa atender essas necessidades de forma balanceada entre custos necessários da concepção até sua disponibilização do produto para utilização e os valores que esse produto irá proporcionar ao mercado e à organização que o desenvolveu. Existem interesses de indivíduos e organizações no produto a ser desenvolvido e também, muitos outros representantes que podem afetar ou serem afetados por esse novo produto ou novas características desenvolvidas no produto já existente. A necessidade do entendimento da percepção do produto com relação ao valor entregue e o custo para os interessados nesse produto é muito importante para decidir sobre características de concepção do produto. Existe uma lacuna na avaliação das partes interessadas, os stakeholders, com relação a sua identificação ao longo de todo o ciclo de vida do produto como também sua percepção de custos e valores no produto, realizado na fase de concepção do projeto do produto. Esta tese propõe um método para avaliação de custos e valores do produto para stakeholders ao longo do seu ciclo de vida - aplicado nas etapas iniciais do desenvolvimento do produto - MACVPS-CVP. A avaliação dos stakeholders considerando seus relacionamentos com o produto em função dos custos e valores percebidos podem identificar possíveis barreiras e apoios que o produto terá nas diversas atividades e fases do ciclo de vida. Também pode auxiliar nas atividades de gerenciamento de stakeholders e gerenciamento de riscos. O MACVPS-CVP é aplicado em um projeto de produto da área espacial e os resultados são avaliados neste trabalho. As conclusões são que o método é viável de aplicação nas fases iniciais do projeto do produto e a sua utilização captura características de aceitação e rejeição dos stakeholders de forma a auxiliar no gerenciamento de stakeholders e na identificação de riscos ao longo do ciclo de vida do produto.
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Gosto umami: uma alternativa para a redução de sódio no preparo das refeições / Umami taste: an alternative culinary tool to reduce sodium in the meal preparations

Rosa, Mariana Simões do Couto 06 September 2018 (has links)
Introdução: A alimentação na atualidade está relacionada a questões de saúde pública, por ser um dos fatores que contribuem com a incidência das doenças crônicas não transmissíveis, dentre elas, a hipertensão. O consumo excessivo de sódio está associado a vários efeitos prejudiciais à saúde, como o aumento da pressão arterial e doença cardiovascular. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), o consumo diário de sódio não deveria ultrapassar 2,0g/pessoa/dia, por causa do aumento do risco de desenvolvimento de doenças crônicas não transmissíveis. Dados da última Pesquisa de Orçamentos Familiares mostram que os brasileiros consomem, em média, 4,7g/pessoa/dia, ou seja, mais que o dobro da recomendação da OMS. Objetivo: Verificar se o gosto básico umami, na forma de glutamato monossódico monoidratado, é uma alternativa para a redução de sódio no preparo das refeições. Metodologia: Foi realizado pré-teste para definir a concentração de MSG e sal a ser utilizada nas preparações. A quantidade para o arroz com sal foi de 1,08% de adição e para o arroz com sal e MSG foi de 0,54% e 0,43% respectivamente. Para a carne com sal adicionou-se 1,10% de sal e para a carne com sal e MSG foi adicionado 0,55% e 0,44%, respectivamente. Uma amostra de arroz e de carne sem sal e sem MSG também foi preparada. Houve a apresentação a um vídeo como variável comportamental sobre adição de sal e saúde. Foi realizada análise sensorial - teste de preferência entre as 3 amostras de arroz e 3 de carne bovina - e análises físico-químicas para avaliar as quantidades de sódio e de ácido glutâmico nas amostras. A análise estatística dos resultados obtidos foi realizada por análise de variância ANOVA e teste de Friedman- valores de amplitude total estudentizada (q) /nota: nível em 5% de probabilidade. Também foram realizados cálculos dos valores de médias, desvio padrão, gráficos de distribuição, máximos e mínimos. As análises foram realizadas utilizando os softwares Microsoft Excel 2010, Stata12.0 e FizzBiosystemes®. Resultados: Participaram dos testes 103 indivíduos de ambos os gêneros, com idade entre 18 e 57 anos, sendo que 52 assistiram ao vídeo e 51 não. Os resultados demonstraram que não houve diferença significativa entre assistir ou não ao vídeo no comportamento de intenção de adição de sal às preparações pelos provadores. Os testes de preferência das preparações do arroz e da carne não apresentaram diferença significativa entre as amostras preparadas apenas com sal àquelas preparadas com sal e MSG (p>0,05). Comparando as amostras de arroz com sal e de arroz com sal e MSG o resultado obtido na análise físico química foi de 30,2% de redução de sódio. Comparando as amostras de carne com sal e de carne com sal e MSG, o resultado obtido foi de 33,12% de redução de sódio. A carne bovina contem naturalmente ácido glutâmico livre (18 mg/100g), possuindo também inosinato (80 mg/100g), o que potencializa o gosto umami naturalmente presente no alimento. Assim, por ser saborosa é possível reduzir mais o sódio quando comparada ao arroz, o qual possui naturalmente apenas 5,86mg de ácido glutâmico/100g, não apresentando quantidades significativas de inosinato. Conclusão: O MSG, que possui as propriedades gustativas do umami, pode ser um coadjuvante para reduzir a ingestão de sódio, conforme ficou evidenciado nos resultados do presente estudo. / Introduction: Current nutrition is related to public health issues, since it is one of the factors that contribute to the incidence of chronic non-communicable diseases, among them, hypertension. Excessive sodium intake is associated with several detrimental health effects, such as increased blood pressure and cardiovascular disease. According to the World Health Organization (WHO), daily sodium intake should not exceed 2.0g / person / day because of the increased risk of developing non-communicable chronic diseases. Data from the last Family Budget Survey show that Brazilians consume, on average, 4.7 g / person / day, that is, more than twice the WHO recommendation. Objective: To verify if the basic taste umami, in the form of monosodium glutamate monohydrate, is efficient in reducing sodium in the meal preparations. Methodology: A pre-test was performed to define the concentration of MSG and salt to be used in the preparations. The amount of salt added in plain rice was 1.08%. For rice with salt and MSG was added 0.54% of salt and 0.43% of MSG. To prepare meat with salt, 1.10% of salt was added. To prepare meat with salt and MSG, 0.55% of salt and 0.44% of MSG were added. A sample of rice and meat without salt and no MSG was also prepared. A video about addition of salt and its impact on health was prepared as a behavioural variable. Sensory analysis - preference test between the 3 rice and 3 beef samples - and physical-chemical analyses were performed to evaluate the amounts of sodium and glutamic acid in the samples. Statistical analysis of the results was performed by analysis of variance ANOVA and Friedman test - values of total amplitude studentized (q) / note: level in 5% of probability. Were also performed calculations of averages, standard deviation, distribution and maximum and minimum values. Analyses were performed using the software Microsoft Excel 2010, Stata12.0 and FizzBiosystemes®. Results: A total of 103 individuals from both genders, aged between 18 and 57 years old, participated in the tests, 52 of them watched the video and 51 did not. The results showed that there was no significant effect of video watching on the intention of adding salt to the preparations. Preference tests for both rice and meat preparations showed no significant difference between the salt-only samples and those prepared with MSG (p> 0.05). When comparing the samples of rice with salt alone and rice with salt and MSG, the result obtained in the physical chemical analysis was 30.2% of sodium reduction. Comparing the samples of meat with salt alone and meat with salt and MSG, the result was 33.12% of sodium reduction. Beef naturally contains free glutamic acid (18 mg / 100 g) and inosinate (80 mg / 100 g), which potentiates the naturally occurring umami taste in the food. Thus, we hypothesize that because beef is umami-rich, it is possible to reduce sodium more than in rice, which naturally contains only 5.86 mg of glutamic acid / 100 g, and does not contain significant amounts of inosinate. Conclusion: MSG, which is the principal signal of umami taste, can be a cooking tool to reduce sodium intake, as evidenced in the results of the present study.
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\"Desenvolvimento de eletrocatalisadores dispersos para o cátodo de células a combustível alcalinas\" / \"Developments of carbn-dispersed electrocatalysts for cathodes of alkaline fuel cells\"

Lima, Fabio Henrique Barros de 23 August 2006 (has links)
A cinética da reação de redução de oxigênio (RRO) foi estudada em eletrólito alcalino em diferentes eletrocatalisadores. As atividades eletrocatalíticas medidas experimentalmente em metais puros foram correlacionadas com propriedades eletrônicas do eletrocatalisador, como o centro em energia da banda d (εd). A RRO também foi investigada em Pt e Ag modificados pela formação de liga com outros metais de transição. Por fim, a RRO foi conduzida em diferentes óxidos de manganês sintetizados em laboratório, com o objetivo de se determinar a fase mais ativa e o mecanismo da reação nos diferentes óxidos. A atividade eletrocatalítica frente à RRO dos metais puros ou das monocamadas de platina suportadas em diferentes substratos metálicos monocristalinos apresentou uma dependência tipo “vulcão" em função da energia do centro da banda d do metal eletrocatalisador. Estes resultados indicam que tanto a quebra da ligação O-O como a hidrogenação dos intermediários reacionais têm que ser facilitados, de forma que a cinética das duas reações, as quais são aceleradas por propriedades antagônicas, seja otimizada. O ganho de atividade para a RRO observado para as ligas de Pt em relação à Pt pura foi associado à menor reatividade da Pt na ligas, o que leva à uma menor força da adsorção Pt-O- e, consequentemente, maior cinética de eletroredução dos intermediários oxigenados. A maior atividade das ligas de Ag comparada com a Ag pura foi atribuída à uma mais forte adsorção Ag-O-, o que resulta em maior cinética da quebra da ligação O-O. Os resultados para os diferentes óxidos de Mn mostraram que a ativação para a RRO é maior para os materiais com alto conteúdo de MnO2. A atividade eletrocatalítica dos óxidos de manganês foi associada com um mecanismo acoplado envolvendo uma mudança do estado de oxidação de Mn (IV) para Mn (III), com a transferência de elétrons do Mn (III) para o O2 adsorvido [], em processo via 2 elétrons, com subsequente reação de desproporcionamente do intermediário HO2-, recirculando O2 no sistema, tendendo à um mecanísmo global via 4 elétrons por molécula de O2. / The oxygen reduction reaction (ORR) was studied on electrodes formed by Pt monolayers deposited on different metallic substrates, and on carbon-supported electrocatalysts composed by PtM/C (M = V, Cr e Co) and AgPt/C alloys, and on different Mn oxides (Mn3O4/C, Mn2O3/C and MnO2/C) in alkaline electrolyte. The experimentally measured electrocatalytic activities of the different metal catalysts and of the Pt monolayers were plotted against the metal d-band center values (_d). In all cases, the electronic features of the metal electrocatalysts were used for understanding the catalytic activities, and trying to establish the electronic/ORR kinetics relationship. The XANES results for the PtM/C alloys at high electrode potentials have shown lower vacancy of the Pt 5d band compared to pure Pt/C, indicating lower Pt reactivity for adsorbates. The enhanced catalytic activity of Pt in the alloys was attributed to a faster electroreduction of oxygenated intermediates. For the AgPt/C alloys, the XANES results have shown a emptying of the Ag orbitals due to a charge transfer to Pt, and the increased activity of the Ag atoms was ascribed to an electronic effect induced by the presence of Pt, increasing the Ag-O adsorption strength For the manganese oxide materials, the XANES results indicated a chance of the Mn oxidation state as a function of the electrode potential, and higher electrocatalytic activity was observed for MnO2/C. This was explained based on the activation for the ORR, which is higher for the material with higher MnO2 contents and the occurrence of a mediation processes involving the reduction of Mn(IV) to Mn(III), followed by the electron transfer of Mn(III) to oxygen.
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Redução de íons nitrato em eletrodos de paládio suportados em carbono / Nitrate ion reduction on carbon supported palladium electrodes

Andrade, Flávio Vargas 05 June 2006 (has links)
A eletroredução de íons nitrato foi estudada em eletrodos de Paládio suportados em carbono, preparados através de ultra-som, com diferentes tamanhos de partículas. Para tanto, foi necessária a caracterização do catalisador de Pd/C através de DR-X, MET, EDX. Após a caracterização dos catalisadores, preparou-se os eletrodos através de pintura dos catalisadores em tecido de carbono que foram caracterizados por voltametria cíclica. Os estudos de redução de íon nitrato foram realizados utilizando a técnica de DEMS. Foi realizada a normalização dos eletrodos através da porcentagem de paládio obtidas em análise de EDX, o que possibilitou realizar comparações entre os eletrodos. Os estudos foram realizados alterando condições como a temperatura e a concentração de íon nitrato e verifico-se a formação de N2O e NO. Durante os experimentos também foram observadas formações de produto m/z = 33 que no início eram atribuídos a hidroxilamina, mas resultados com compostos marcados isotopicamente mostraram que este produto é atribuído a espécies não nitrogenadas. Os eletrodos de Paládio mostraram-se eficientes para a redução de íons nitrato, embora não seletivo para a formação de nitrogênio, destacando o eletrodo preparado com catalisador de menor tamanho de partícula. Deste modo espera-se maiores valores de corrente para a formação dos produtos monitorados pois para nanopartículas de menor tamanho há aumento significativo da área do catalisador. / The eletroredução of nitrate ions was studied on carbon supported Palladium electrodes, prepared by the ultrasound method, with different sizes of particles. The characterization of the Pd/C catalysts was carried out by DR-X, MET, EDX. After the characterization of the catalysts, the electrodes were prepared through the painting procedure in carbon cloth that had been characterized by cyclic voltammetry. The studies of ion reduction nitrate have been carried through the DEMS technique. The normalization of the electrodes was performed by the percentage of palladium determined by EDX analysis. The studies have been carried out modifying experimental conditions such as temperature and concentration of nitrate ions and verifying the formation of N2O and NO. During the experiments, the product formation were detected by m/z = 33 that in the beginning it was attributed to hydroxylamine, but resulted with composites marked had isotopes shown that this substance is attributed the species without not nitrogenous. The electrodes with Palladium have revealed efficient for the reduction of nitrate ions, however do not selective for the nitrogen formation, detaching the electrode prepared with smaller particle size. In this way, it is expected larger values of current for the formation of the monitored products, because for smaller nanoparticles, there is a significant increase of the catalyst surface area.
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O ônus da prova no CDC: sua diversidade, a falsa inversão e a redução de exigências como método de produção e valoração probatórias

Leite, Ricardo Rocha January 2016 (has links)
Submitted by Fernanda Weschenfelder (fernanda.weschenfelder@uniceub.br) on 2018-06-01T20:27:01Z No. of bitstreams: 1 61400124.pdf: 1480087 bytes, checksum: 93b8993d5e15eb87af7470e881c1c631 (MD5) / Approved for entry into archive by Fernanda Weschenfelder (fernanda.weschenfelder@uniceub.br) on 2018-06-01T20:27:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 61400124.pdf: 1480087 bytes, checksum: 93b8993d5e15eb87af7470e881c1c631 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-01T20:27:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 61400124.pdf: 1480087 bytes, checksum: 93b8993d5e15eb87af7470e881c1c631 (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho busca analisar a diversidade do ônus da prova no Código de Defesa do Consumidor (CDC) em relação ao critério estático estabelecido como paradigma no Código de Processo Civil (CPC). Essa peculiaridade é evidenciada nos casos que envolvem a discussão da responsabilidade civil do fornecedor, seja em decorrência do fato ou do vício do produto e do serviço, seja quando é tratada matéria afeta às práticas comerciais. Tais critérios, que reduzem as exigências de produção da prova pelo consumidor, não excluem a aplicação da regra estática, pois atuam em situações específicas. Sustenta-se que nenhum desses casos reporta-se à inversão do encargo probatório, porquanto o que há, na verdade, é a incidência de uma presunção legal relativa, a imposição de um fato constitutivo ao fornecedor e o reconhecimento, pelo juiz, de algum fato alegado pelo consumidor como verdadeiro. Ainda, o trabalho almeja demonstrar que o magistrado, ao valorar a prova, pode utilizar um juízo de verossimilhança diante da insuficiência do material probatório em determinadas hipóteses, para evitar que, ao final do processo, ainda que permaneça no estado da dúvida, tenha que utilizar a técnica de julgamento do ônus da prova. Este estudo justifica-se pela imprecisão que norteia o instituto do ônus da prova, bem como pelos problemas de ordem prática que são constatados no cotidiano forense. Tem por objetivo propor a utilização de métodos diferenciados, à luz da efetividade do processo, para solução de casos difíceis.
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Estudo de escórias de refino primário de aços com vistas a redução do consumo energético em fornos elétricos a arco

Almeida, Rodolfo Arnaldo Montecinos de January 2016 (has links)
As indústrias siderúrgicas almejam aliar a máxima produtividade com um menor custo, neste contexto, no processo de produção de aço em uma aciaria elétrica uma série de fatores necessita de um melhor entendimento para alcançar as metas exigidas (máxima produtividade e menor custo). Um destes fatores que tem efeito direto sobre os custos é a escória espumante no refino primário, que além de favorecer o rendimento metálico, melhora a eficiência energética do FEA. O objetivo geral do presente trabalho é estudar as escórias de refino primário visando a redução do consumo energético, avaliando a espumação e os diferentes parâmetros que a afetam, utilizando a termodinâmica computacional (software FactSage 6.4) e dados industriais. A metodologia desenvolvida buscou especificamente: a) avaliar a saturação de MgO para o sistema CaO-SiO2-FeO-Al2O3-MgO através da termodinâmica computacional; e para os dados industriais: b) encontrar relações entre a composição química da escória e o consumo de energia elétrica; c) utilizar os diagramas de saturação isotérmicos (ISD’s) para avaliar o consumo de energia elétrica, avaliando a posição das corridas analisadas; d) encontrar relações entre os harmônicos de tensão e o consumo de energia elétrica; e) encontrar relações entre os harmônicos de tensão e a composição química da escória. Com relação à análise dos dados obtidos, pode-se concluir que: 1) a análise de saturação de MgO realizada no programa FactSage 6.4 apresentou os resultados esperados com relação à variação de composição química, a comparação entre os diagramas ternários e ISD’s; 2) o menor gasto de energia elétrica foi encontrado para as seguintes faixas de composição química: FeO entre 27,5 e 30% em massa, basicidade binária entre 3,0 e 3,2, MgO entre 5,5 e 6,5% em massa; 3) os ISD’s podem ser utilizados para a análise do consumo energético; 4) o teor de FeO de menor desvio padrão dos harmônicos foi de 29%; 5) quanto maior a variação dos THDv’s (distorção harmonica total de tensão), maior o gasto energético. / Steelmaking industries aim to combine maximum productivity with a lower cost, in this context, in the steel production process in an electric steel plant a number of factors needs a better understanding to achieve the required goals (maximum productivity and lower cost). One of these factors that have a direct effect on costs is the foamy slag in the primary refining, which in addition to promoting the metal yield improves the energy efficiency of FEA. The overall objective of this work is to study the primary refining slag aimed at reducing energy consumption, evaluating the foaming and the different parameters affecting it, using computational thermodynamics (FactSage 6.4 software) and industrial data. The methodology consisted of: a) evaluate the MgO saturation for the CaO-SiO2-FeO-Al2O3-MgO system by computational thermodynamics; and with industrial data: b) find relationships between the chemical composition of the slag and the consumption of electricity; c) use the isothermal saturation diagrams (ISD) to assess the energy consumption, evaluating the position of the analyzed heat; d) find relationships between the voltage harmonics and power consumption; e) find relationships between the voltage harmonics and the chemical composition of the slag. Regarding the analysis of the data, it can be concluded that: 1) the MgO saturation analysis in FactSage 6.4 program presented the results expected in relation to the variation in chemical composition, the comparison between the ternary diagrams and ISD's; 2) the lowest power consumption was found for the following chemical composition ranges: FeO between 27.5 and 30%, binary basicity between 3.0 and 3.2, MgO 5,5 e 6,5%; 3) ISD's can be used for the analysis of energy consumption; 4) the FeO content of less harmonic standard deviation was 29%; 5) the greater the variation of THD's largest energy expenditure.
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Auto-redução e fusão redução de pelotas auto-redutoras de cromita. / Self-reduction and fusion reduction of chromite self-reducing pellets

Pillihuaman Zambrano, Adolfo 05 October 2009 (has links)
Neste trabalho estudou-se a evolução da redução da pelota auto-redutora de cromita contendo coque de petróleo, ferro-silício, cal hidratada, sílica e cimento Portland ARI (alta Resistência Inicial), para a obtenção da liga ferro-cromo alto carbono (FeCrAC). As principais variáveis estudadas foram: influência das adições de Fe-75%Si em sinergismo com coque de petróleo, adição de fluxantes, temperatura e tempo de redução. Além disso, foram realizadas experiências para confirmação dos resultados de auto-redução num forno rotativo de laboratório. Inicialmente os materiais (cromita, ferro-silício, coque de petróleo, cal dolomitica, sílica e cimento Portland ARI), foram caracterizados por análise química e análise granulométrica. Após a caracterização, os materiais, foram aglomerados na forma de pelotas (P1, P2, P3, P4 e P5), com adições de 0, 1, 2 e 4% Fe-75%Si, e adições de 2% Fe-75%Si e de fluxantes (3,83% cal dolomitica e 2,88% sílica), respectivamente. A redução das pelotas foi feita num forno de indução podendo atingir temperaturas de até 1973K (1700oC). Os ensaios experimentais foram realizados nas temperaturas de 1773K (1500°C), 1823K (1550oC) e 1873K (1600oC), utilizando-se cadinhos de grafite. Após os ensaios de redução os produtos obtidos (escória e metal) foram analisados por microscopia ótica, por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por análise de espectro de dispersão de energia (EDS). O processo de redução nas pelotas 1, 2, 3 e 4 segue os seguintes fenômenos i) via intermediários gasosos (CO/cromita) formam-se glóbulos metálicos nucleados na superfície das partículas de cromita, inicialmente rico em ferro; ii) estes crescem, pela redução na superfície da cromita deixando óxidos refratários na periferia da partícula de cromita original; iii) uma escoria incipiente se forma com os componentes da pelota (aglomerantes inorgânicos, cinza do redutor e fluxantes) e com a dissolução da ganga das partículas pequenas reduzidas da cromita; iv) a escória incipiente dissolve parte refratária da superfície da cromita, liberando a fase metálica e a escória vai se tornando cada vez mais refratária; v) o nódulo metálico segue crescendo e enriquecendo-se de cromo, reduzindo os óxidos de cromo e eventualmente de ferro dissolvido na escória incipiente; vi) o coalescimento da fase metálica é favorecido pela formação de escória e dissolução da ganga refrataria da cromita. O processo de redução da pelota 5 pela presença de fluxantes forma uma quantidade maior de escória inicial e apresenta os seguintes fenômenos: i) as reações indireta e direta reduzem as partículas finas de cromita, com formação de nódulos metálicos e fase escória nos primeiros instantes de redução; ii) os nódulos metálicos são formados pela redução das partículas finas de cromita. As partículas grandes sofrem pequena redução superficial e são encobertas pela escória, permanecendo dispersas na mesma; iii) a formação de escória encobrindo a cromita prejudica a redução gasosa aumentando o tempo de redução da mesma, porem facilita o coalescimento da fase metálica; iv) o nódulo metálico segue crescendo e enriquecendo-se de cromo, reduzindo aos poucos as partículas grandes de cromita. Existe regeneração do gás redutor (Boudouard) que pode ser diretamente com C do redutor ou com C dissolvido na fase metálica. A auto-redução carbotérmica das pelotas de cromita, na faixa de temperatura 1773K (1500oC) a 1873K (1600°C), sofre grande influência da temperatura, seja com ou sem adição de Fe-75%Si. O aumento da temperatura de 1773K (1500°C) para 1873K (1600°C) diminui o tempo para atingir redução completa conforme segue: i) 8 vezes para pelota sem Fe-75%Si; ii) 4 vezes para pelota com 1% de Fe-75%Si; e iii) 3 vezes para pelota com 2% de Fe-75%Si. Há um efeito significativo de adições de Fe-75%Si em pelotas auto-redutoras de cromita no tempo para atingir redução completa. O teor benéfico destas adições foi de 2%, contribuindo com aproximadamente 9% de calor necessário para redução completa, para as temperaturas ensaiadas de 1873K (1600ºC), 1823K (1550ºC) e 1773K (1500ºC). A evolução da redução é altamente sensível (diminui) com adição de fluxantes formadores de escória com temperatura líquidus abaixo de 1773K (1500ºC). A evolução da redução pela reação indireta (CO/cromita) é notavelmente mais rápida que a redução pela reação direta (C/cromita e C dissolvido na fase metálica/óxido de cromo na escória). A redução gasosa atuante nos primeiros estágios de redução, vai sendo prejudicada à medida que aumenta a quantidade de escória. As pelotas (1, 2, 3 e 4) sem adição de fluxantes (sílica e cal dolomítica), após reduzidas, são altamente porosas e têm pequena formação de fase escória se comparar com aquelas com adição de fluxantes com formação maior de fase escória (pelota 5). A pelota 3 com 2% de Fe-75%Si apresentou melhores resultados em relação ao tempo de redução. A pelota com adição de 4% Fe-75%Si (pelota 4), não apresentou diminuição do tempo de redução, devido a uma maior formação de escória que prejudica a reação indireta (mais rápida). As evidências micrográficas, auxiliadas por análises por EDS, mostraram que as reduções das partículas de cromita, foram praticamente completas quando as frações de reação se aproximam da unidade, confirmando a confiabilidade da metodologia utilizada. A redução da pelota auto-redutora, independente da sua composição, acontece de forma não isotérmica apesar de ser ensaiada numa temperatura isotérmica, apresentando-se um gradiente de temperatura entre a superfície e o centro da pelota, ao longo do tempo, mas esta desaparece conforme a reação progride tornando-se uniforme ao final da reação; evidenciando que a transferência de calor é a etapa lenta do processo devido: às reações de redução serem bastante endotérmicas; ao tamanho das pelotas; às altas temperaturas; e por ser um material poroso e refratário. A resistência a compressão das pelotas (1, 2, 3, 4 e 5) após 28 dias de cura e antes de serem reduzidas foi de ~4 kgf/pelota, porém tornou-se bastante alta após reduzidas (150 a 400 kgf/pelota); tornando-as aptas para carga em reatores de fusão. Estes resultados foram confirmados com ensaios no forno rotativo de laboratório, utilizando-se a pelota 2 (2% de Fe-75%Si), evidenciando: i) que as reduções de Cr e Fe foram praticamente completas (fração média de reação de 0,99) em 30 minutos de ensaio a 1500ºC; ii) a coalescência das partículas metálicas, obtidas por redução depende da capacidade da escória de dissolver os óxidos remanescentes na partícula de cromita reduzida; iii) há formação de fase incipiente de escória não-continua, aos 5 minutos de ensaio, pela parte da ganga do minério de cromita com os componentes de aglomerantes e/ou fluxantes; iv) a recuperação do teor metálico é alto (99%), em 30 minutos de ensaio, a 1500º C. Os resultados mostram um grande potencial do processo de auto-redução na produção de ferro-cromo alto carbono (FeCrAC). / The evolution of reduction of the self-reducing pellets of chromite for obtaining ferro-chromium high carbon (FeCrHC) was analyzed. The influences of Fe-75%Si additions, addition of fluxing agents, temperature and time of reduction were studied. The materials (chromite, ferro-silicon, petroleum coke, dolomite lime, silica and cement Portland), were characterized by chemical and particle size analysis. After characterization, the materials were agglomerated in the form of pellets (P1, P2, P3 and P4), with additions of 0, 1, 2 and 4% Fe-75%Si, respectively, and P5 with additions of 2% Fe-75%Si and fluxing agents (3.83% dolomite lime and 2.88% silica). The reduction of pellets was made using induction furnace with capability to reach temperatures up to 1973K (1700ºC). The experiments were performed at temperatures of 1773K (1500ºC), 1823K (1550ºC) and 1873K (1600ºC), using graphite crucibles. After the reduction the products (slag and metal) were analyzed by optical microscopy, scanning electronic microscopy (MEV) and energy dispersion spectrum analysis (EDS). The reduction process in pellets 1, 2, 3 and 4 followed phenomena as: i) gaseous reduction (CO/chromite) produces metallic globules on the surface of chromite particles, initially rich in iron; ii) these globules grow continuing the reduction at the periphery of chromite particles, leaving refractory oxides at this area of the original chromite particle; iii) an incipient slag is formed with the components of the pellet (inorganic binders, ash of reducer and fluxing agents) and with the dissolution of gangue from small particles of the reduced chromite; iv) the incipient slag dissolves refractory oxides remaining at the periphery of the chromite particles, liberating the metallic phase and the slag becomes more refractory; v) the metallic phase grows and becomes richer in chromium by reducing chromium oxides and eventually of iron dissolved in the incipient slag; vi) the coalescence of the metallic phase is favored by the slag formation and dissolution of refractory gangue of the chromite. The reduction process of pellet 5 follows as: i) indirect and direct reactions reduce fine particles of chromite, with formation of metallic nodules and slag phase at the beginning of reduction; ii) the metallic nodules are formed by the reduction of fine particles of chromite. Large chromite particles are reduced at the peripherical surfaces and are embebeded by the slag and remain dispersed in it; iii) the slag formed is harmful for the gaseous reduction and the time for completing the reduction is increased, but facilitates the coalescence of the metallic phase; iv) the metallic nodule follows growing and becomes richer in chromium. The carbothermic self-reduction pellets of the chromite at the temperature range of 1773K (1500ºC)-1873K (1600ºC), presents great influence of the temperature, either, with or without addition of Fe-75%Si. The increase of the temperature from 1773K (1500ºC) to 1873K (1600ºC) decreases the time for completing the reduction as: i) 8 times for pellet without Fe-75%Si; ii) 4 times for pellet with 1% of Fe-75%Si; and iii) 3 times for pellet with 2% of Fe-75%Si. A significant effect of additions of Fe-75%Si in self-reducing pellets of chromite in the reduction time was observed. The best addition was with 2% and its contribution was approximately 9% of necessary heat for complete the reduction, for the temperatures of 1873K (1600ºC), 1823K (1550ºC) and 1773K (1500ºC). The evolution of reduction is highly sensitive (it decreases) with addition of fluxing agents which form the slag with liquidus temperature below 1500ºC. The evolution of reduction for the indirect reaction (CO/chromites) is remarkably faster than that of the reduction by the direct reaction (C/chromite and C dissolved in the metallic phase/chromium oxide in the slag). At the beginning the gaseous reduction is predominant but it becomes less important with formation of larger amount of slag. The pellets (1, 2, 3 and 4) without addition of fluxing agents (silica and dolomite lime), after reduced, are highly porous and have small formation of slag phase than pellet 5 with addition of fluxing agents. Pellet 3 with 2% of Fe-75%Si presented the best results with relation to time for completing the reduction of chromite. The pellet with addition of 4% Fe-75%Si (pellet 4) did not present advantage with relation to that of 2% addition due to larger volume of slag formation. The micrograph analysis showed that the reductions of chromite particles practically were complete when the reaction fractions approach to the unit, confirming the confidence of the methodology used for determining the reaction fraction. The reduction of the self-reducing pellet, regardless its composition, happens by not isothermal way although it is submitted at isothermal temperature. The temperature gradient between surface and the core of the pellet is larger at the beginning but it disappears as the reaction progresses, becoming uniform with time. The heat transfer showed to be the slowest step of the process due to, the endothermic reactions of reduction, the size of the pellets, the high temperatures and porous nature and refractory material. The compression strength of the pellets (1, 2, 3, 4 and 5), after 28 days of curing, before of the reduction was ~4kgf/pellet but it increased up to 150 - 400 kgf/pellet; which are acceptable for charging the melting furnace for metal/slag separation. These results were confirmed by using laboratory rotating furnace, with pellet 2 (2% of Fe-75%Si), as: i) the reductions of Cr and Fe were practically complete (fraction of reaction 0,99) after 30 minutes of experiment at 1500ºC; ii) the coalescence of metallic particles, depends the capability of the slag to dissolve remaining oxides in the reduced chromite particle; iii) incipient not-continuous slag phase forms, at 5 minutes of experiment, from the gangue of the chromite and from the components of binders and/or fluxing agents; iv) the yield of metallic recovery is high (99%), after 30 minutes of experiment at1500º C. The results show that the self-reduction process presents a great potential for the ferro-chromium high carbon production (FeCrHC).

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