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By Lucas Gonçalves Generoso, Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Mauro Vivaldino Fernandes, Gustavo Serrano dos Santos, Gustavo Alexandre da Costa Manso

O Alto-Forno 3 da Usiminas iniciou sua atual campanha em 1999. Projetada para durar 15 anos de operação, previa-se uma produção de 41 Mt de gusa. A partir de 2008, iniciaram as avarias mais significativas no sistema de refrigeração, possibilitando a entrada de água e os consequentes distúrbios operacionais. Buscando estender a atual campanha até 2021, a Usiminas realizou, dentre outras atividades de preservação, duas trocas de staves, em 2015 e 2018. Neste trabalho, são apresentados o planejamento e os principais procedimentos relacionados à parada operacional do alto-forno para a segunda troca de staves, com foco nas atividades operacionais que permitiram a redução do nível da carga até 25,1 metros em relação ao stock line. Destacam-se os cuidados e o êxito no abaixamento de carga até o nível das ventaneiras e a metodologia de troca de staves adotada. Por fim, a previsão de extensão da campanha em 7 anos, possibilitará atingir uma produção acumulada de 53,5 Mt, superando em 12,5 Mt o valor projetado.

Oct 1, 2019

By José Ricardo Nunes de Macedor

Com o crescente zelo ambiental, os polímeros biodegradáveis ganharam importante papel no mercado mundial. Em especial, o amido é um destaque por apresentar preço baixo e alta demanda, contudo possui grande fragilidade mecânica e os seus filmes são muitos hidrofílicos. Outro importante polímero biodegradável é o poli(ácido lático) que possui, alta resistência mecânica e transparência, quando comparado com o amido termoplástico, permitindo sua aplicação em embalagens alimentícias. Contudo, o PLA ainda possui custo elevado, quando comparado ao amido e até commodities, como o PET, PP e PE. Estudos com algodão, material em grande produção e baixo custo, retratam ganhos nas propriedades mecânicas sem perda da biodegradabilidade em compósitos. Assim, este trabalho objetivou preparar, por meio de homogeneizador termocinético KMixer e prensa térmica, placas de compósitos de PLA contendo amido (0, 3 e 5% m/m) e fibras de algodão in natura processadas (0, 10 e 20% m/m). As amostras foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ângulo de contato estático e ensaios mecânicos (módulo de Young, resistência à tração e alongamento na ruptura). As análises mostraram que a adição de fibra de algodão compensa a perda de resistencia à tração ocasionada pela adição de TPS. Tanto a fibra como o amido aumentaram a molhabilidade do compósito.

Aug 8, 2018

By Kengo Usui

The energy consumption of Iron-making, especially Blast Furnace (BF), is very large. In order to maximize the utilization of limited resource, it is essential to reduce energy consumption and recovering waste energy in BF. This paper introduces energy saving equipment based on NSENGI’s over 80 BF construction experiences since 1963. The first is the technology for the Top Charging System for low fuel-rate operation. One of the important factors to achieve such operation, the burden should be charged uniformly. Since 1974, NSENGI have developed and delivered over 80 Top Charging equipments for such purpose and nowadays, developed new type Top Charging equipment with improvement of charging precision. The second is the technology for Solely BFG Operation in Hot Stove, which means no use of other fuel gas such as LDG, COG. It is realized by high combustibility of NSENGI’s Top-Combustion Hot Stove with Metallic Burners, and large amount of heat recovery of Waste gas Heat Recovery system with heat medium. The third is the technology for effective energy recovery in TRT. With NSENGI’s latest Gas Cleaning System “Multi-Vessel Electrostatic Precipitator" (MVEP), TRT will be able to generate higher electrical energy by approx. 30% than that of wet-type. In comparison with dry bag-type, MVEP allows temperature fluctuation which lead to generate higher electrical energy by approx. 10% NSENGI therefore, will be able to accept and meet your request widely.

Aug 1, 2018

By Felipe Amélio de Lucena

Ligas amorfas e nanocristalinas à base de ferro apresentam propriedades excepcionais, como alta dureza e resistência ao desgaste com taxa de resfriamento entre 103 e 105 K/s. Assim, este trabalho objetiva a solidificação rápida (SR) da liga à base de ferro fundido (FoFo) com adições de Boro e Nióbio, resultando na composição química (Fe65Cr17Mo2C14Si2)88B8Nb4 (%at.). A liga foi processada através de melt-spinning, no forno Discovery® Plasma e Conformação por Spray (CS) e caracterizada por: DSC, DRX, MEV e microdureza Vickers. Foram obtidos: fitas amorfas (40 µm) através de melt-spinning, chapas (1,0 e 2,0 mm) por (SR) e CS da liga (Fe65Cr17Mo2C14Si2)88B8Nb4, com depósito (1,0 e 2,0 mm) e pós overspray (20 até 180 µm). A caracterização mostrou fitas amorfas, pós overspray nanocristalinos e chapas (SR) e depósito (CS) cristalinos com as fases: Fe-a, Fe-?, Cr7C3, FeNbB e Fe2B, com respectivas microdureza Vickers de 1044 ± 102 (HV1) para o depósito CS e 1480 HV para a chapa de 2,0 mm, mostrando alta dureza.

Aug 16, 2017

By Gajraj Rathore

With the advent of modern HRM ( Hot rolling mills) with capacities beyond 5 Million tons with corresponding enriched CRM (Cold Rolling Mill) capacities, the throughput per hour exceeds invariably beyond 50 coils per hour making it possible to manage, track, handle, transport, store and dispatch inevitably with an automation system supplemented by corresponding software and hardware. This is true with respect to the production of Cold rolled Annealed, Galvanized, Continuously Annealed, Galvalume, CRGO, CRNGO and Colour coated coils which need total care in handling, tracking and dispatch. Understanding the above needs precisely JSW, Vijayanagar, India, has rightly gone in for a total automatic Yard management system and ASRS wherein the coils are handled as much as possible automatically in cradles without any damage insuring the receipt of coils to the customer as was produced. This CRM 2 has been commissioned and is operating with maximum automation with least manpower and max productivity with assured quality and safety. Pesmel OY Finland had the opportunity to Design, Supply and Commission this system which is first in the country and this technical paper analyses the above project as a case study enlisting the sound technical aspects as well as emphasis on the techno economics with assured ROI (Return on investment) and enhanced efficiency.

Aug 16, 2017

By Marília Silva Cavalcante, Filipe Brito Marinho de Barros, Suelen Silva Rocha, Jorge Luiz Valença Mariz

A seleção adequada da taxa de produção de um empreendimento mineiro tem influência direta na possibilidade de sucesso do projeto, assim como a definição do porte e quantidade de equipamentos empregados em sua operação influenciam a maximização do Valor Presente Líquido (VPL). Nesse processo, a análise de risco na variável de saída aliada à análise de sensibilidade fornece resultados mais consistentes, visto que considera os riscos e incertezas de um projeto ao longo de sua vida útil. Este estudo teve como objetivo analisar a operação em uma mina de agregados a partir da consideração de quatro diferentes conjuntos escavadeira-caminhões através do método do Valor Anual Uniforme Equivalente (VAUE), comparando-o com o método do VPL. Foram revistas as avaliações econômicas efetuadas em estudo anterior, no qual foi obtido o VPL e efetuadas as Análises de Risco e Sensibilidade em cada um dos cenários, e foi acrescida à análise a metodologia do VAUE, sendo esta também submetida à análise probabilística. Foi verificado o desempenho de cada escavadeira e seus correspondentes caminhões para diferentes taxas de produção em ambas as metodologias, permitindo concluir que, para um mesmo número de unidades de transporte e contanto que a taxa de produção requerida seja possível, quanto menor o porte do equipamento, mais econômico é o cenário. Por outro lado, quanto maior a taxa de produção do empreendimento, mais rentável este será.

Oct 3, 2019

By José Alberto da Cruz Junior

Aços multiconstituídos têm aplicações voltadas principalmente para o setor automobilístico. Isso porque esses apresentam uma boa combinação de elevada resistência, ductilidade e tenacidade. A elevada resistência desses aços é devida a martensita e aos finos feixes de ferrita bainítica, enquanto que a tenacidade e a ductilidade são atribuídas aos filmes finos de austenita retida presentes entre os feixes. Esses filmes contém uma maior concentração de carbono em relação aos blocos de austenita retida. Uma consequência é que estes se tornam mais estáveis mecanicamente e termicamente. Dessa forma, foi realizada a avaliação do desempenho mecânico de um aço tratado isotermicamente abaixo de Mi e revenidos a 400°C/1 h. Os resultados dos ensaios de impacto mostraram que quanto maior a fração volumétrica da austenita retida maior é a energia absorvida, independente da morfologia desse constituinte.

Aug 7, 2018

By Tiago Seixas Bittencourt

A carga metálica do Forno Elétrico a Arco (FEA) representa bem mais que a matéria prima da rota semi integrada, representa o ponto de equilíbrio financeiro de uma operação siderúrgica sustentável. O fiel da balança econômica de uma operação baseada em um FEA baseia-se no custo do emprego metálico. Deste modo é razoável pensar que, escolher a combinação de sucatas que irá compor o mix de metálicos que abastecerá o FEA é uma tarefa que vai além das limitações técnicas do fenômeno de fusão e refino primário no referido reator. O emprego de resíduos metálicos diversos representa uma medida de sustentabilidade para a indústria siderúrgica, tanto sob a ótica ambiental, dado o reaproveitamento do resíduo, como na perspectiva econômica, haja vista a redução substancial nos custos de transformação. Testes realizados no FEA da CSN UPV possibilitaram avaliar os aspectos positivos e negativos do emprego de um resíduo metálico descartado durante a produção de cimentos. Os resultados encontrados demostram que, sob a perspectiva técnica, os aspectos positivos sobressaem aos negativos e, portanto, O FEA representa uma ótima alternativa para o consumo sustentável do referido resíduo. Uma avaliação econômica aponta uma redução de custo do emprego metálico da ordem de 17%.

Aug 15, 2017

By Dusan Ilic

Conveyor system wear of belts and transfers attribute to a significant proportion of the maintenance costs and lost productive hours when handling hard abrasive ores at high unit rates typical of the iron ore industry. The recent growth phase has seen a rapid increase in mine and export capacity, with many new and upgraded plants operating at high throughput and utilisation. Subsequently, the industry has progressed to an optimisation phase, seeking to maximise production capacity and reduce maintenance costs with minimal capital spend. To support this, a programme of modifying designs was executed to improve conveyor transfer chute and belt life, which identified a need to challenge the industry practice for specification of designs to improve the functionality of the installed equipment. While acknowledging the importance of selecting the highest wear resistant materials for the intended application, this paper investigates design criteria related to decreasing conveyor transfer and belt wear. Of focus is a shift in the manner in which designs are specified, from specifications primarily governing geometrical constraints, to those meeting technical and functional requirements aimed at producing optimum geometry for a given set of material handling parameters. An assessment of transfer design criteria is presented.

Aug 17, 2017

By Davi Silva Braga

Controlar o perfil térmico dos fornos de uma planta de pelotização é essencial para se garantir a qualidade das pelotas e manter a competitividade da produção. A medição online de variáveis-chave é restrita devido às condições da planta ou limitações tecnológicas, fazendo-se necessário a utilização de um modelo matemático (Soft Sensor) para estimar essas variáveis e, então, exercer maior controle sobre a qualidade e custos do processo. Através de balanços térmico e mássico, o modelo é capaz de predizer o perfil térmico das pelotas e as perdas, térmicas e mássicas, além de simular mudanças no processo e implicações no consumo de combustível. Com o modelo, observou-se a possibilidade de redução de 5% de perda térmica, resultando em redução de 2% do consumo de combustível, devido à melhora da recuperação de calor da zona 2 do resfriador para a pré-queima 1 do forno grelha. O trabalho foi realizado na planta da Vallourec & Sumitomo Tubos do Brasil (VSB).

Aug 17, 2017

By Rudolf Hubmer

In October 2013 JSW Steel decided to place an order to Primetals Technologies Austria (former Siemens VAI Metals Technologies) for the installation of a comprehensive Level 2 process optimization system for more than 20 existing production facilities of various suppliers. For SMS-I new L2 systems are provided for two hot metal pretreatment stations, three hot metal desulphurization stations, three ladle furnaces, two 1-strand slab casters, a ladle tracking system as well as a shop supervisory system. Additionally the existing L2 system for one 1-strand slab caster is being upgraded in the course of the project. In SMS-II new L2 systems for the 7 hot metal desulphurization stations, 4 ladle furnaces, 1 new RH vacuum degasser, ladle tracking system and a shop supervisory system are supplied. Despite of the challenging time schedule the commissioning of the single facilities started within less than 12 month after contract effectiveness. The installed Level 2 process optimization systems together with the achieved results are described in this paper.

Aug 16, 2017

By Fernando Dellacqua Cristo

Durante o processo de desfosforação, as principais fases sólidas formadas na escória são o silicato dicálcico (2CaO.SiO2) e tricálcio (3CaO.SiO2), o fosfato tricálcico (3CaO.P2O5), e o 3CaOSiO2.3CaOP2O5 formado pela oxidação do fósforo em solução sólida com o silicato tricálcio. O objetivo deste trabalho é estudar a formação destes compostos e avaliar a influência das fases sólidas e líquidas formadas na eficiência da desfosforação. Foram analisadas diferentes composições de escórias industriais com diferentes teores de CaO e FeO. As fases presentes na escória e a sua viscosidade foram determinadas pela termodinâmica computacional utilizando o software FactSage (usando os bancos de dados GTOXID e FTOXID) e os resultados destas análises foram relacionados com a eficiência de desfosforação. A eficiência da desfosforação também foi relacionada com os diferentes modelos de relação de partição do fósforo (Lp) disponíveis na literatura.

Aug 16, 2017

By Marcos Danilo Monteiro

O final do século XX foi marcado por um grande avanço tecnológico em sistemas automatizados com variadas aplicações, dando destaque ao campo da robótica que desde então busca otimizar cada vez mais os processos industriais, eliminado a mão-de-obra humana em segmentos onde sua presença antes era indispensável. O aumento na qualidade do produto, a relação custo-benefício e dentre outras melhorias que a robótica trouxe a uma linha de produção industrial, justificam a procura por parte das grandes empresas em procurar investir na inserção desta tecnologia ou no melhoramento dela em sua cadeia produtiva. Este trabalho teve como principal objetivo demonstrar a aplicação da tecnologia robótica na indústria, em proporções reduzidas e fins didáticos, com a integração de um sistema de controle e automação representado pela plataforma Arduino que atua no controle de coordenadas de um braço robótico em atividades de carregamento e paletização de cargas.

Jul 30, 2018

By Pedro Henrique Moura Costa

Com o estudo realizado em artigos técnicos e acadêmicos e vivência no ramo industrial, ficou evidente uma deficiência no desempenho dos sistemas de controle regulatório das plantas industriais. Parte dessa deficiência é proveniente da falta de engenheiros de controle para auditar as malhas de controle regulatório. Foi realizado em um forno de tratamento térmico, um trabalho de auditoria das malhas de controle regulatório, baseando-se em uma metodologia já existente na literatura. Levantou-se informações do processo do forno como, os controladores automáticos, o sistema de aquisição de dados e a infraestrutura de rede de automação e por seguinte, as implementações dos PID's no CLP. Após essa contextualização, métricas para avaliar o desempenho inicial das malhas foram utilizadas e então, o funcionamento dos elementos de controle utilizados no forno foram diagnosticados através de ferramental estatístico e análise dos sinais na ferramenta PIMS. Adquirido o conhecimento necessário sobre o processo e o diagnosticado de maneira concisa, ações corretivas e de otimização foram realizadas e propostas com o intuito de otimizar o desempenho das malhas de controle. Por fim, os índices de desempenho do sistema são recalculados e os valores comparados com os valores pré auditoria, concluindo que pode ser possível melhorar alguns dos principais termos adotados no negócio como redução de custos, aumento de produtividade e sustentabilidade.

Jul 30, 2018

By Lívia Lopes de Oliveira Goulart

Visando garantir o nível de qualidade dos produtos e o controle do processamento do aço para atender aos requisitos dos clientes e das normas técnicas aplicáveis e manter-se competitivo no mercado de aços longos com redução contínua de custos, um dos grandes desafios das aciarias elétricas é promover o aumento do rendimento de suas ferro-ligas melhorando ao mesmo tempo os processos de desoxidação e dessulfuração, além da limpeza interna do banho. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de carbureto de cálcio durante o vazamento das corridas do aço 1026-D nestas variáveis, através da análise estatística e termodinâmica de dados de corridas experimentais, com e sem adição de carbureto de cálcio. Foi demonstrado que a adição desse insumo melhora de forma significativa os parâmetros metalúrgicos de qualidade do material e reduz o custo de transformação para a fabricação desse produto através da redução do consumo de ferro-ligas.

Aug 16, 2017

By Everaldo Afonso Fernandes

O presente trabalho foi realizado com a finalidade de estudar o efeito dos elementos titânio (teor de 0,05%) e de níquel (teor de 0,03%) na liga Al-0,05%Cu-[0,24-0,28] %Fe-0,7%Si para fins de transmissão e distribuição de energia elétrica. Dessa forma, foi adotada uma sequência operacional a fim de caracterizar as estruturas apresentadas pelas ligas. Os processos de solidificação foram realizados via coquilha de aço (forma de “U”). Depois de solidificadas as ligas, os lingotes passaram pelos processos mecânicos de usinagem e laminação para obtenção de corpos de prova com quatro distintos diâmetros (2,7; 3,0; 3,8; 4,0) mm a fim de aproximar estes das bitolas utilizadas em indústrias de cabos elétricos. Todas as ligas foram caracterizadas macroestruturalmente analisando as estruturas brutas de fusão, eletromecanicamente por meio do ensaio de tração [?] e condutividade elétrica [%IACS]. Posteriormente, para a melhor compreensão dos resultados foram avaliados os valores de alongamento [?%] indicando que o diâmetro 3,00mm é a modificação com 0,05%Ti foram os de melhor resultados apresentados.

Aug 7, 2018

By Rogério Pinto Coelho Catalão

No presente trabalho utilizou-se etanol no tratamento de cementação de engrenagens de aço DIN17NiCrMo5 utilizadas em transmissões automotivas. O processo de cementação foi realizado em fornos industriais contínuos utilizando gás natural e etanol como agentes cementantes às temperaturas de 870°C, 890°C e 930°C após o qual as peças foram temperadas e revenidas. As amostras tratadas foram submetidas à análise de fases por difração de raios-X e as microestruturas foram caracterizadas por microscopia ótica. O tamanho de grão austenítico das amostras tratadas foi determinado em 20 ± 2 µm com percentual de austenita retida entre 20% e 30%. A adição de etanol elevou o teor de CO na atmosfera do forno. Foi determinada a variação do teor de carbono em profundidade nas amostras tratadas, o que permitiu o cálculo das constantes de difusão do carbono na austenita.

Aug 8, 2018

By Joselito Gonsalves dos Santos, Ivani Batista dos Santos Junior, Valeria da Silva Guandelinir, Daniel Rocha de Castro, Alexandre Jose Ramos Valentim

Este artigo tem como objetivo demonstrar os ganhos obtidos com automatizações de atividades de suprimentos de média complexidade e alto tempo de execução. Para atingir o resultado sem investimento, foram desenvolvidas automatizações através de programação em Visual Basic (VBA) e Scripts SAP, utilizando como plataforma o Microsoft Excel. A integração do Excel com o SAP se mostrou eficaz, possibilitando a execução de tarefas de forma automatizada em massa, aumentando a confiabilidade das informações e reduzindo o tempo total de execução das atividades em 67%.

Oct 1, 2019

By Camila Lourenço Soares

A produção de aço no mundo está a cada dia mais competitivo, com isso as indústrias siderúrgicas tem desenvolvidos projetos com foco na melhoria da qualidade dos aços e na redução dos custos dos processos de fabricação. Este trabalho descreve as melhorias realizadas no processo de lingotamento contínuo, com foco na redução do desvio de placas por desobstrução dos veios da MCC 2. Esta melhoria consistiu na modificação do sistema de controle e injeção de argônio dos veios durante o lingotamento. A implementação dessas ações propiciou um melhor controle na injeção de argônio no sistema de válvula gaveta, reduzindo significativamente as obstruções do veio por deposição de alumina. Hoje, com os resultados alcançados na MCC 2 perduramos entre as melhores práticas nacionais. O trabalho foi realizado sem investimento contribuindo com a redução do custo de transformação do aço em placa.

Aug 16, 2017

By Adriana de Oliveira Vilela

A produção de carvão vegetal em Forno Container Rima (FCR) consiste em um processo semi-contínuo composto por fornos cilíndricos metálicos móveis, com exaustão forçada dos gases. Cada ciclo se divide em 4 fases: carregamento, carbonização, resfriamento e descarregamento. Após o carregamento com toletes de madeira, 20% de umidade, o forno é deslocado para plataforma de carbonização, onde permanece por 3 a 4 horas. A entrada de oxigênio no interior do forno é regulada para controle das reações de pirólise. Todos os gases gerados são conduzidos a um sistema de queima para aproveitamento da energia e eliminação do metano. O peso, a temperatura e a pressão no interior do forno, bem como a vazão, composição e energia do fluxo de gás, são monitorados continuamente, em tempo real. A carbonização finaliza quando é atingido o rendimento gravimétrico de 35% em carvão e 60% em gás. O carvão ainda quente é transferido para cilindros de resfriamento, permanecendo por 12 horas. O forno então, é novamente carregado e se inicia um novo ciclo. Cada plataforma de carbonização pode gerar 1MWe de potência elétrica, produzir 20t/mês de alcatrão, 450t/mês de carvão vegetal e eliminar 500t/mês de CO2 equivalente. Cada FCR substitui 60 fornos Rabo Quente, reduzindo em mais de 50% a mão-de-obra braçal dos processos tradicionais, pela valorização, humanização e qualificação deste trabalho. O carvão produzido atende aos quesitos necessários para uso como redutor na metalurgia e na siderurgia.

Aug 16, 2017