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By Johan PEERS, François DUMORTIER

Today, solutions to optimize Capital Expenditure (CAPEX) & Operational Expenditure (OPEX) for small capacity Cold Rolling Mills (CRM) as well as for high capacity CRM are available, as extensively described by various Original Equipment Manufacturers (OEMs) & steel makers. A suitable solution for small capacity CRM is to start with a single stand reversing mill (up to 400 ktpy, depending on product mix), which can then be expanded into a twin stand mill (up to 900 ktpy, depending on product mix). The main drawbacks in conventional practice are the off-gauge length in single stand set-up and the long downtime of the mill during the erection of the second stand. For higher productions CRM, it is common practice to directly select a new Pickling Line Tandem Cold Mill (PLTCM), with a high CAPEX. Is there an in-between solution that would allow to start with limited output and CAPEX, without jeopardizing the ultimate expansion goal (1.2 to 2 mtpy), for which PLTCM is the best techno-economical choice? In the absence of a solution, JOHN COCKERILL developed an integrated solution that limits the CAPEX in the first phase of development, without crippling affecting future endeavors through an easy and economically sustainable expansion into a PLTCM, without long production downtime. The solution consists of first installing a twin stand mill, expandable into a tandem mill thanks to a smart design of the line. It is therefore possible to limit the production to 900 ktpy in the first phase of the project and then convert the mill into PLTCM in the second phase to increase the production from 1.2 to 2 mtpy, depending on the market trends and financial capabilities. In summary, JOHN COCKERILL has developed a smart new layout in reversing phase combined with a brand new rolling strategy to optimize productivity and limit off-gauge, compared to conventional solutions (patents pending). In addition the layout enables an easy conversion to tandem mill without high over investments, which is more sustainable financially than the initial purchase of a PLTCM. Long downtimes to allow for capacity extension, detrimental to this phase-by-phase approach, are also avoided. Technical and process description of the new layouts and rolling strategies, together with CAPEX & OPEX descriptions of the phases are detailed in this paper.

Oct 1, 2019

By Márcio Nascimento Cunha

O aço inoxidável ferrítico 409 é um aço suscetível a grande quantidade de inclusões. Determinar a origem das inclusões não é uma tarefa fácil e o conhecimento dos processos que fazem parte das etapas de produção do aço aliados a um bom método de caracterização são pontos importantes na identificação da origem das inclusões e solução de problemas de qualidade. A proposta deste é trabalho caracterizar inclusões no aço AISI 409 em todas as etapas de produção na Aciaria utilizando técnicas de microscopia e análise química. Amostras do aço líquido e escória foram retiradas em cada etapa de produção. Análises de composição química do aço e escória foram realizadas através de espectrometria de energia dispersiva de raios X (EDS). As inclusões no aço foram examinadas através de um microscópio óptico com analisador de imagem, quantificadas e caracterizadas em termos de composição química no MEV-EDS. Os resultados mostraram que a composição química das inclusões modifica de acordo com o tratamento em cada etapa de processo e a condição de limpidez da corrida é afetada após adições de Ti no Forno Panela e no distribuidor do lingotamento contínuo.

Aug 16, 2017

By Ricardo Thomé da Cruz

Na produção de aços é essencial garantir maior durabilidade do material refratário em panelas siderúrgicas. A formação de um revestimento protetor (“coating”) de silicato dicálcico (C2S) em tijolos dolomíticos em contato com escórias básicas é fundamental ao aumento da vida útil dos mesmos. As temperaturas solidus e liquidus do C2S alfa puro são de aproximadamente 1.464°C e 2.154°C. Assim sendo, é esperada uma alta fração de sólido nas temperaturas de refino do aço. No entanto, a presença de óxidos como Al2O3, FeO e a fluorita (CaF2) na escória podem acelerar a dissolução do coating pela formação de fases de menor temperatura de fusão. A fim de melhor compreender esse processo, foram preparadas amostras de diferentes composições de fluorita + C2S na temperatura de 1.600°C. Os resultados foram analisados com o auxilio do software FactSage (simulação termodinâmica). Especificamente, foi estudada a influência da formação de fases e da temperatura de formação das mesmas, as quais levam a fusão do coating. Os dados de simulação foram validados através de ensaios em forno de laboratório.

Jul 30, 2018

By Danilo Gonçalves de Oliveira

A linha de Decapagem e Laminação a Frio da ArcelorMIttal Vega vem recebendo constantes investimentos para aumento da sua capacidade produtiva sendo o mais recente a instalação do quarto tanque de decapagem química realizada em março de 2015. Para que esse investimento trouxesse o resultado esperado, eram esperadas melhorias de desempenho no processo de Laminação a Frio. O presente trabalho expõe a metodologia empregada para identificar os projetos necessários e os expressivos resultados obtidos com a sua condução ao longo do ano de 2014.

Aug 16, 2017

By Afranio Marcio Costa

No lingotamento contínuo a busca pelo aumento de produtividade tem sido realizada com sequências longas, ou seja, várias corridas e muitas vezes com aços de diferentes composições químicas. Isso resulta na geração de placas de mistura e vários trabalhos buscam entender este processo. Este estudo tem como objetivo validar o modelo matemático de mistura existe no lingotamento da Gerdau Ouro Branco para garantir a correta aplicação da região de mistura, visando atender às especificações dos produtos, norma ASTM A36. Os resultados encontrados nas placas amostradas confirmaram a eficiência do modelo para estimar a zona de mistura. Além disso, para garantir a aplicação dessas placas na norma estudada foi utilizado o modelo de previsibilidade de propriedades mecânicas existente na laminação de chapas grossas. Finalmente, os resultados reais de composição química, limite de escoamento e resistência encontrados nas chapas avaliadas confirmaram as previsões dos modelos e atenderam às especificações do aço.

Oct 30, 2017

By Vanessa Moura de Souza

Desde os anos 60, com o desenvolvimento do Método de Elementos Finitos (FEM) e a sua aplicação via métodos computacionais, a simulação numérica é uma ferramenta que está sendo cada vez mais utilizada para o conhecimento dos processos de fabricação, além de sugerir melhoria dos parâmetros na fabricação de peças. A utilização da simulação numérica permite evitar gastos desnecessários e perdas, investimentos em protótipos e testes dispendiosos, bem como para melhorar a qualidade do produto acabado.Neste trabalho são comparados os valores da força de trefilação necessária para fabricar arames de aço baixo carbono, para uma redução, medidos através do método de elementos finito e cálculo utilizando a equação de Siebel. Com este trabalho foi obtido a modelagem computacional do processo de trefilação, comparativo entre os métodos de medição da força de trefilação, maior compreensão do processo de trefilação e das propriedades mecânicas de arames trefilados.

Aug 16, 2017

By Anderson Ayres Bittencourt, Sergio Valle Junior

Um dos grandes desafios nos ambientes industriais é o monitoramento contínuo de aplicações de automação. O difícil acesso a redes industriais e os sistemas legados trazem grande complexidade a esta tarefa. Para resolver o problema, a migração destes sistemas e redes para arquiteturas mais novas e integradas é essencial. E essa migração permite o uso de ferramentas antes só conhecidas no mundo de TI para apoiar o processo industrial trazendo clareza e assertividade na análise de falhas, troubleshoot e monitoramento integrado de todos os sistemas. Traremos neste trabalho um esclarecimento de como foi o modelo implementado nas plantas de Tubarão e Vega e diversos detalhes sobre cada componente escolhido com o propósito de prover uma solução fim-a-fim para o monitoramento de aplicações e ativos de Nível 2 e Nível 1 da Automação.

Oct 1, 2019

By Danilo de Castro Denúbila

Neste trabalho, foi avaliada a influência da temperatura de bobinamento após a laminação de tiras a quente em escala industrial na Usiminas, usina de Ipatinga, na microestrutura, na dureza e nas propriedades mecânicas em tração de um aço ARBL da classe de 800 MPa de limite de resistência mínimo. Verificou-se que a microestrutura, a dureza e as propriedades mecânicas em tração (limite de escoamento, de resistência e alongamento) foram pouco afetadas pela variação de temperatura de bobinamento na faixa estudada, entre 470°C e 680°C. Esse resultado está relacionado com o perfil de resfriamento aplicado no processo industrial, que gerou microestruturas formadas predominantemente por uma matriz ferrítica, com pequena quantidade de perlita e bainita. Como a temperatura de início de formação de martensita para o material estudado se encontra abaixo da menor temperatura de bobinamento aplicada, não houve formação significativa dessa fase.

Aug 16, 2017

By Raimison Bezerra de Assis

Ferritas são compostos cerâmicos que apresentam propriedades magnéticas, sendo estas dependentes da sua estrutura cristalina. Dentre as ferritas, a do tipo Ni-Zn é uma das mais promissoras, em virtude da microestrutura e das propriedades magnéticas deste material. Este trabalho teve como objetivo analisar a microestrutura e propriedades magnéticas da ferrita Ni-Zn dopada com íons (TR) Sm3+. A ferrita Ni-Zn-Sm foi obtida pelo método dos precursores poliméricos, a partir da dissolução do ácido cítrico, nitrato de ferro, nitrato de níquel, nitrato de zinco, nitrato de samário e etilenoglicol. A resina obtida foi pirolisada a 350°C/2h com taxa de aquecimento de 10°C/min. e calcinada a 650°C/3h com taxa de aquecimento de 10°C/min. O material resultante foi caracterizado por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e magnetometria de amostra vibrante (VSM). Os resultados mostraram a formação de fase única da ferrita Ni-Zn-Sm, com partículas aglomeradas e características magnéticas de material macio "soft", com baixa coercividade (0,189 kOe) e magnetização de saturação (47,699 emu/g).

Aug 8, 2018

By Pedro Cunha Alves, Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Julio Aníbal Morales Pereira, Antônio Cezar Faria Vilela

Consideráveis esforços vêm sendo realizados para aumentar o desempenho das operações metalúrgicas e a qualidade do aço produzido. Nesse sentido, o papel das escórias no processamento do aço tem se tornado de muita importância. Com o objetivo da otimização das escórias, numerosos estudos têm sido conduzidos para uma melhor compreensão do efeito da composição química e demais propriedades da escória sobre a viscosidade, bem como, sua influência sobre o controle da limpeza inclusionária. Também se tem observado uma evolução das técnicas experimentais de laboratório que são empregadas para a investigação estrutural e medidas das propriedades físicas das escórias. Essa evolução e investigação são fundamentais, inclusive, para o ambiente prático da indústria do aço.

Oct 1, 2019

By Charles Henrique Xavier Morais Magalhães

Os Aços Inoxidáveis Duplex possuem uma estrutura constituída basicamente por ferrita e austenita na proporção aproximada de 50%. Este trabalho estudou a influência da temperatura de um tratamento térmico na morfologia e fração de ferrita e austenita no aço UNS S32304. Os tratamentos térmicos realizados consistiram no aquecimento das amostras, desde a temperatura ambiente até a temperatura de 1250°C, seguido de um resfriamento lento em um segundo forno estável em uma determinada temperatura. As amostras permaneceram neste segundo forno por um intervalo de tempo necessário para que suas temperaturas atingissem exatamente um valor desejado, sendo então imediatamente retiradas e resfriadas em água a 20°C para preservar a estrutura resultante do ciclo térmico aplicado. As amostras foram metalograficamente preparadas, atacadas e analisadas com o auxílio de um microscópio ótico. As frações de fases medidas por MO se aproximaram dos resultados obtidos por simulação utilizando o software Thermo-Calc. A morfologia das fases variou significativamente com a diminuição da temperatura de tratamento, uma vez que a austenita se mostrou mais fragmentada nas temperaturas mais baixas, porém o bandeamento não deixou de existir na estrutura.A transformação da ferrita em austenita se mostrou fortemente dependente do tempo.

Aug 16, 2017

By Janaina Goncalves Maria Da Silva Machado, Francisco Carlos Gomes da Silva Junior, Stephany Aparecida Santos da Mata, Walney Silva Araújo, Matheus Souza Rodrigues

O aço inoxidável duplex (AID) ASTM 890 de grau 3A tem grande utilização na indústria de tubulações de petróleo no Brasil e no mundo. O estudo da variação do tempo necessário para solubilizar um material é importante, pois, diminuindo esse tempo, pode ser reduzido gastos com forno. O objetivo desse trabalho é comparar diferentes resultados para três tempos distintos de solubilização do aço inoxidável duplex fundido ASTM 890 de grau 3A. A literatura indica que a solubilização desse aço deve ocorrer na temperatura de 1120°C, no período de 4 horas. Entretanto, não existem trabalhos que mostrem a influência da diminuição do tempo do tratamento térmico na resistência á corrosão desse material. A fim de analisar isso, foram feitos trés tratamentos térmicos a 1120°C, em tempos 30 minutos, 2 horas e 4 horas. O grau 3A tem como característica, por exemplo, não conter cobre em sua composição, ter 1%p Mn e ter também 25%p Cr. Para tal estudo foi feito uma análise microestrutural em microscópio ótico para observar diferenças nas fases do material. Em seguida, foi usado ensaios eletroquímicos de monitoramento de potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância e polarização pontenciodinâmica anódica, utilizando um eletrólito de NaCl 1M, para ver o desempenho contra a corrosão nessa liga. Também foi feita uma avaliação mecânica do aço sendo exposto a testes de microdureza. Por fim, foi obtido, com esses resultados, pouca mudança significativa no comportamento do material após diferentes tempos.

Mar 1, 2019

By Vantuil Manoel Thebas

A automatização do laminador Machine duo reversível de 8 toneladas passa pela determinação da força de laminação em seus cilindros durante processo de deformação da chapa metálica não ferrosa, o que se faz pela medição direta da força nos cilindros do laminador através de um sensor de força ou pelo uso de modelos matemáticos aplicados ao processo de laminação das ligas metálicas. O presente trabalho tem por objetivo o estudo dos modelos de Orowan, Ekelund e Bland & Ford aplicados à predição da carga de laminação de ligas metálicas não ferrosas. Amostras em barras chatas extrudadas com 6,35 mm (14/') de espessura da liga de Alumínio 6063-T5, com 300 mm de comprimento e 50,8 mm (2’) de largura, foram laminadas. Suas dimensões finais foram obtidas por uma escala de medição e paquímetro universal, sendo os dados tratados por rotinas computacionais especificamente desenvolvidas para a implementação dos modelos matemáticos citados. Os resultados deram conta de que a implementação dos modelos de Orowan, Ekelund e Bland & Ford através de rotinas computacionais podem ser muito úteis na predição da carga de laminação de ligas metálicas não ferrosas.

Aug 8, 2018

By Eder Quental de Araújo

É apresentado o Balanço Energético Global da Gerdau Ouro Branco 2016, com os principais indicadores de consumo energético das áreas produtoras. Além dos indicadores energéticos globais, o balanço apresenta os consumos físicos específicos de cada insumo nas diversas áreas, permitindo a análise de cada setor da usina isoladamente. Destaca-se em 2016: - Início de operação do Laminador de Chapas Grossas. - Maior produção de laminados da história da Usina Ouro Branco.

Jan 26, 2018

By Bart de Graaff, Victor van Straaten, Edo Engel

The hot blast system is key ancillary plant equipment with respect to safe and stable operations during a long blast furnace campaign. Hot blast stove designs have been optimized to such an extent that in some cases, their lifetimes have surpassed the campaign lengths of the associated blast furnaces by a substantial margin, with the exception of the burner and a few critical areas. This article presents recent developments with respect to designing, building new and operating existing hot blast systems for a long lifetime and at optimized performance. These developments include fundamental improvements such as dome combustion designs as well as increasingly comprehensive packages for inspection, assessment and maintenance techniques. Examples of such techniques are burner replacement with the hot blast system at operating temperature, improved double shell approaches and TOFD measurement applications.

Oct 1, 2019

By Eduardo Candido de Almeida Wenceslau

O laminador reversível 4-HI de uma cadeira da CSN-PR, o LRF#1 tem capacidade de projeto de 350kton/ano, suficiente para atender a linha de galvanização contínua, LGC, que produz o Galvalume?, primeira unidade no país até sua partida. Deficiências na produtividade desse laminador passaram a ser fator de atenção, pois acarretava na necessidade de complementação de abastecimento de bobinas full hard, BFH, provenientes de outros laminadores do grupo. O presente trabalho mostra o estudo e plano de ação realizado para incremento da produtividade do laminador, sobretudo por meio da redução do número de passes de laminação e revamp do sistema de refrigeração para atender plenamente a demanda da LGC com baixo custo e possibilitar o fornecimento de BFH a clientes externos.

Jul 30, 2018

By Antônio César de Araújo Freitas

As empresas de mineração têm desafios logísticos em sua operação no dia a dia, visto o crescente volume de minério movimentado nas Usinas e Portos e pressão crescente por resultados operacionais que se traduzem na busca contínua por níveis superiores de produtividade. A tecnologia de automação dos processos produtivos e de máquinas evoluiu muito na última década, entretanto o processo da logística nos pátios de matéria prima e produtos apresenta baixo nível de automação e é baseado em informações verbais e observações visuais a respeito do nível de estoques e disposição dos materiais nas pilhas e áreas dos pátios de manuseio. Em um processo tão complexo, pequenas decisões da operação no dia a dia, que podem variar de acordo com o operador, supervisor ou turno de operação, podem influenciar a produtividade diretamente, afetando indicadores como horas paradas e deslocamento de máquinas por tonelada expedida, afetando dessa forma custos significativos na operação de uma usina ou porto. Este trabalho tem por objetivo então descrever as técnicas utilizadas para modelar os desafios de logística nos pátios de minério, descrevendo sistemas de otimização utilizados com apresentação de resultados em projetos como o de Carajás, planta da VALE que é atualmente a maior mina de minério de ferro do mundo, abordando a redução de deslocamento de máquinas, diminuição da exposição ao risco de colisão e redução de paradas.

Jul 30, 2018

By Ramiro da Conceição do Nascimento Júnior

O uso de minérios lateríticos na metalurgia extrativa do níquel tem demandado investimentos em pesquisa e acordos de cooperação técnica para o desenvolvimento de tecnologias mais econômicas e produtivas. Devido às características de difícil processamento do minério e pelo decréscimo da sua quantidade e qualidade, ressalta-se a necessidade de se determinar técnicas efetivas de concentração, que possibilitem o aproveitamento de minérios marginais finos. Estabelece-se então, dentro de uma rota de processamento proposta, a estratégia de se produzir aglomerados (pelotas e/ou briquetes) a partir de concentrado de níquel. Além da fabricação dos aglomerados, faz-se necessária a sua caracterização em uma série de ensaios, para servir de base para a certificação desse produto e sua aplicação em processos de obtenção de ferro níquel ou gusa enriquecido com níquel. Um dos ensaios realizados envolve a caracterização física desses aglomerados. O ensaio foi realizado em máquina universal de ensaios, observando-se a resistência à compressão de amostras de aglomerados que passaram por diferentes tipos de rotas de processamento, e de diferentes etapas do processo de pelotização. Os resultados mostram que os aglomerados submetidos ao ensaio possuem resistência à compressão de pelotas verdes e secas de minério de ferro, conforme o esperado.

Aug 17, 2017

By Carlos Alberto Silva

A aplicação de lubrificação de tiras é um desafio para a maioria das empresas. Aplicações irregulares, não uniformes e excesso de óleo são problemas típicos encontrados quando se utiliza rolos de transferência ou tubos furados. Outros problemas como névoa, baixa eficiência de transferência e um ambiente de trabalho perigoso e insalubre são problemas comuns encontrados com equipamentos que utilizam a pulverização atomizada. O atual trabalho busca comparar os resultados da lubrificação de tiras obtidos com um equipamento de pulverização hidráulica da Spraying Systems frente ao antigo equipamento utilizado, atomizado.

Aug 16, 2017

By Dimas Pereira Coura, José Geraldo da Silva Moreira, Eder Quental de Araújo

O território brasileiro devido a sua localização na região tropical, possui um grande potencial para aproveitamento de energia solar. O objetivo deste trabalho é dimensionar um sistema que aproveite a energia solar por tecnologia fotovoltaica no setor siderúrgico, o qual é um dos maiores consumidores de energia elétrica da indústria. O estudo é voltado as usinas siderúrgicas integradas a coque, e se baseia no aproveitamento de área instalada em telhados de galpões, para o qual foi definido uma área padrão para facilitar a análise, definição de ângulo de inclinação dos painéis, quantidade utilizada, análise de interferências e posteriormente realizado viabilidade do sistema considerando as diferentes taxas de irradiação de acordo com a localização geográfica de cada usina.

Aug 1, 2019