Otimização do processo de trefilação através da proposição de um modelo de previsão da força de trefilação adequado às condições reais da V & M do Brasil

• Autor(a) principal: Danielle Granha Giorgini
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-96SJZD
• topic: Trefilação de tubos; Aço carbono; Força de trefilação; Engenharia metalúrgica

A Trefilaria da V & M do Brasil (VMB) visa a elaboração de um processo produtivo adequado para atender as especificações dos seus clientes. À medida que a globalização avança e a concorrência pelo mercado se torna mais acirrada, a demanda por práticas que visam a diminuição dos custos e o aumento da produtividade sem perda de qualidade se tornam mais frequentes. Dentro deste contexto, este trabalho foi focado na otimização do processo de trefilação da VMB. Para se definir as etapas de processamento de um determinado material é preciso conhecer a força de trefilação necessária para a conformação. Foi observado que o modelo de previsão da força de trefilação utilizado atualmente pela VMB foi proposto há bastante tempo, cabendo, portanto, um estudo mais aprofundado do assunto. O objetivo principal deste estudo foi desenvolver um modelo de previsão da força de trefilação adequado às condições de processo reais da VMB. Para verificar a real necessidade da proposição de um novo modelo foi realizada a medição experimental da força de trefilação. Adicionalmente, foram avaliados os modelos de previsão da força de trefilação existentes na literatura e realizada a simulação através de elementos finitos para posterior comparação com o modelo utilizado atualmente pela VMB. Os modelos analíticos estudados foram: o método da deformação homogênea, o método dos blocos ou divisão em elementos e o método do limite superior. Além disso, também foi feita comparação da medição experimental com a força de trefilação medida através da corrente do motor da banca de trefilação. A medição experimental foi realizada através de um dispositivo composto por células de carga e um sistema de aquisição de dados na linha de produção da VMB. Os experimentos foram executados na banca tripla de capacidade de 30t na linha de produtos hidráulicos da trefilaria da VMB. Para os experimentos foram selecionadas duas qualidades de aço: o SAE 1010 e o DIN St 52, ambos normalizados. O sistema de medição experimental da força de trefilação foi validado. O conjunto permitiu realizar a medição experimental da força de trefilação durante a conformação mecânica. Houve uma boa concordância entre os dados experimentais e a equação de previsão da força de trefilação utilizada atualmente pela VMB para o aço DIN St 52 em todo o intervalo testado. Para o aço SAE 1010 houve uma boa concordância entre os dados experimentais e a equação atual apenas na faixa de 15 a 30% de redução de área. Jjá para reduções acima de 30% esta concordância diminui e o modelo passa a superestimar os valores experimentais. A força medida através da corrente do motor da banca superestima a força de trefilação em média 50% acima do valor experimental durante todo o intervalo testado para as duas qualidades de aço. Em relação aos modelos analisados conclui-se que o modelo desenvolvido pelo método dos elementos finitos, com o software MSC.Marc® v2005r1, é uma ferramenta superior aos métodos analíticos, uma vez que permite o acompanhamento do esforço da trefilação ao longo do processo, fornecendo resultados das cargas de trefilação e as deformações localizadas.