Linha de Pesquisa: Controle de Processos Metalúrgicos.

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1 Título do projeto: Avaliação da ocorrência de trincas induzidas pelo corte a gás convencional em placas de aços hipoeutetoides microligados utilizando técnicas de duplo maçarico. Linha de Pesquisa: Controle de Processos Metalúrgicos. Justificativa/motivação para realização do projeto: Em laminadores cuja tecnologia de laminação vertical é inexistente ou limitada é necessário corte lateral para ajuste da largura da placa via processo oxicorte. Contudo, para placas de aços microligados com carbono equivalente superior a 0,35 o processo de oxicorte não é recomendado, pois, geralmente, após o corte ocorrem trincas que desclassificam a placa para a laminação. Práticas operacionais têm mostrado que o oxicorte via maçarico duplo vem reduzindo a ocorrência de desclassificação de placas por trincas. Entretanto, a prática operacional não se encontra ajustada e os limites para sua aplicação, em relação à composição química dos aços, bem definidos. Assim, avanços no conhecimento são necessários para definição da abrangência da técnica. Objetivos: Desenvolver metodologia de oxicorte para reduzir o número de trincas ou minimizar a sua gravidade após processo de corte a gás convencional em placas de aço com carbono hipoeutetoide com carbono superior a 14% Estratégia experimental planejada para se alcançar os objetivos: Desenvolver e aperfeiçoar aparato de oxicorte com maçarico duplo e comparar as condições de corte e os efeitos na microestrutura quando utilizada a técnica tradicional de corte a gás (maçarico simples). Como apoio será utilizada técnicas laboratoriais para caracterização da superfície de corte e técnicas de instrumentação para a avaliação dos experimentos industriais. Principais referências consultadas: AMERCAN WELDNG SOCETY. Welding handbook: Welding, cutting and related processes, 6 ed. Miami, p. AMERCAN WELDNG SOCETY. Welding handbook: welding processes Arc and gas welding and cutting, brazing and soldering. 7 ed. Miami: American Welding Society, p. 1

2 1. ntrodução Na produção de placas via lingotamento contínuo, eventualmente é necessário variação na largura da placa gerando placas com forma trapezoidal. Após lingotamento, por necessidades de programação ou por aproveitamento de placas a novos clientes o enquadramento ou ajuste dimensional se faz necessário. O ajuste dimensional na placa é realizado por corte a gás (Oxicorte e Gás Natural) utilizando maçarico acoplado a equipamento móvel denominado tartaruga ou máquina de corte portátil. O corte é normalmente realizado utilizando um maçarico com vazão/pressão de gás e velocidade de corte fixo. Entretanto, para algumas qualidades de aço, com carbono equivalente acima de 0,35, o corte a gás implica na ocorrência de trincas laterais localizadas na seção cortada, desqualificando a placa e consequentemente inviabilizando o seu processamento posterior de Laminação a Quente. Assim, estas placas são normalmente desviadas e destinadas à aplicação menos nobres, tais como produto não laminado ou sucata para retorno ao convertedor, por exemplo. A prática operacional via oxicorte com maçarico duplo é apresentado na figura 1. Figura 1 Foto demonstrativa das máquinas de corte portátil e do processo de corte com maçarico duplo. O uso de dois maçaricos para corte de placas tem o propósito de realizar um pré-corte com o intuito de fornecer um aporte térmico inicial, funcionando como um preaquecimento, haja vista, que as placas são cortadas a frio e a realização de pré-aquecimento em fornos é inviável economicamente. A ideia de um dos bicos realizar um pré-corte com uma defasagem em relação ao corte principal implica em tentar contornar a necessidade de um pré-aquecimento. Entretanto, para que o processo seja viável tecnicamente é necessário que o pré corte forneça aporte térmico suficiente sem que as características da superfície de corte seja afetada. Para isso, é possível alterar as distâncias entre os bicos para se garantir a qualidade do corte e um aporte térmico aceitável. Em linhas gerais, práticas operacionais têm mostrado que o oxicorte via maçarico duplo vem reduzindo a ocorrência de desclassificação de placas por trincas. Entretanto, a prática operacional não se encontra ajustada e os limites para sua aplicação, em relação à composição química dos aços, bem definidos. Assim, avanços no conhecimento são necessários para definição da abrangência da técnica. 2

3 2. Materiais e Métodos Entende-se que o maçarico duplo, na verdade, leva a um preaquecimento da placa. Entretanto, é necessário avaliar as condições de corte e verificar o real efeito causado na microestrutura da placa. Assim alguns parâmetros para o corte serão ajustados. Os parâmetros a serem ajustados são: (verificar figura 2): Distância Longitudinal (a); Distância Transversal (b); Velocidade de oxicorte. Figura 2 Figura demonstrativa do oxicorte via maçarico duplo. Esses parâmetros irão afetar a superfície de corte e as condições de resfriamento da placa após a finalização do processo. Para avaliar o aporte térmico e a condição de resfriamento da placa será utilizada a técnica de termografia. A análise termográfica será realizada durante o processo de corte, sendo possível após calibração e pós-processamento obter a distribuição de temperaturas nas regiões de corte e posterior a elas. Um exemplo de medição termográfica durante corte é apresentado na figura 3. Figuras 3 magem termográfica do oxicorte via maçarico duplo As medições via termografia serão realizadas tanto para corte convencional (1 maçarico) e para condição proposta (Maçarico duplo). Os dados termográficos do aporte térmico e da taxa de resfriamento na seção de corte serão aplicados em curvas TTT especificadas aos aços em teste. 3

4 Serão retiradas amostras para avaliação microestrutural, avaliação dilatométrica e medição de dureza, tanto em placas com trincas quanto em placas sem trincas, para buscar evidencias do efeito do corte na microestrutura. Serão analisadas também as características da placa, anteriores ao corte. Para avaliação da superfície de corte, será utilizada inspeção via ensaio não destrutivo de líquido penetrante. 4. nfraestrutura e Recursos Necessários Todo trabalho será executado com recursos próprios da Usiminas, com apoio da Gerência Geral de Aciarias e sob-responsabilidade do autor do trabalho. A Empresa possui toda a infraestrutura necessária para a realização dos acompanhamentos industriais, apontados por essa proposta de trabalho. Os recursos necessários são: Segregação para testes via oxicorte de 3 placas de aços acrescentando qualidade de aço hipoeutetoide microligados; Câmera termográfica FLR A325 (Esta câmara está configurada e calibrada para medições de temperatura de 350 C a C, com resolução de pixels e aquisição de imagem 7Hz); Análise das imagens pós-tratamento em software ThermaCAM Researcher, versão 2.9; Análises metalográfica; Ensaio de dureza; Líquido penetrante e revelador; Dilatometria em qualidade de aços testados com indicativo de variação volumétrica e presença das fases após aporte térmico e resfriamento. 5. Cronograma de Execução O cronograma ilustra as atividades a serem realizadas nos anos 2017 e 2018, dividido em bimestres. A T V D A D E S Ano Bimestre V V V V V X Sumário das atividades do cronograma: ) Revisão bibliográfica; ) Redação de proposta; 4

5 ) Defesa de proposta; V) Desenvolvimento industrial do equipamento; V) Ensaio e acompanhamento industrial; V) Ensaios e caracterizações laboratoriais; V)Produção acadêmica e Participação em eventos; V) Redação de dissertação; X) Defesa de dissertação 6. Referências Bibliográficas AMERCAN WELDNG SOCETY. Welding handbook: Welding, cutting and related processes, 6 ed. Miami, p. AMERCAN WELDNG SOCETY. Welding handbook: welding processes Arc and gas welding and cutting, brazing and soldering. 7 ed. Miami: American Welding Society, p. Gonçalves, M. F. G.; Júnior, H. L. nfrared Temperature Measurement Applied in Accelerated Cooling Pilot Process Control. n: nframation , Las Vegas. Proceedings Las Vegas: World Class nfrared Training for Thermography Professionals, p Wainer, Emílio. Oxicorte e processos afins. n: Wainer, Emílio; Brandi Duarte, Sérgio; Mello, Fábio D. Homem de. Soldagem; Processos e Metalurgia. 6th ed. São Paulo: Blucher, d, p Taniguchi, Célio. Transferência de calor na soldagem. n: Wainer, Emílio; Brandi Duarte, Sérgio; Mello, Fábio D. Homem de. Soldagem; Processos e Metalurgia. 6th ed. São Paulo: Blucher, a, p Brandi, D. Sérgio. Solidificação da poça de fusão. n: Wainer, Emílio; Brandi Duarte, Sérgio; Mello, Fábio D. Homem de. Soldagem; Processos e Metalurgia. 6th ed. São Paulo: Blucher, b, p Lista de Figuras Figura 1 Foto demonstrativa das máquinas de corte portátil e do processo de corte com maçarico duplo. Relatório interno Usiminas...2 Figura 2 Figura demonstrativa do oxicorte via maçarico duplo. Relatório interno Usiminas...3 Figuras 3 magem termográfica do oxicorte via maçarico duplo. Relatório interno Usiminas...3 5