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By Mario SINNAEVE, Olivier LEMAIRE, Gisèle WALMAG, Sébastien FLAMENT

Many hot rolling mills worldwide face nowadays bonding zone fatigue problems before reaching scrap diameter of the work rolls. This phenomenon is nowadays known to occur in reversing roughing mills both in stainless steel and in carbon steel rolling. The phenomenon can be explained through longer rolling campaigns, inadequate backup or work roll maintenance, harder steel grades or increased throughput by reduced amount of passes to achieve the same thickness. In order to help users in optimizing the roll use, we developed a numerical tool to evaluate and optimize roll maintenance. This paper will review the influence of roll geometries on stresses generated at the roll surface but also at the bonding zone. We will also show how roll geometries can decrease contact fatigue damages by modifying crowning and chamfering procedures, shell thickness, material design or campaign length

Oct 1, 2019

By Ramon Augusto Moretti, Henrique da Rocha Severino, Renato Nascimento de Castro, Fernando Cesar Sousa

Rolling stand 12 (LTx) of long steel, installed in the company A, Piracicaba - SP unit, had presented high levels of vibration, which affected its internal components, such as: shaft, gears and bearings, generating downtime. To evaluate this equipment a study was proposed by the following engineering techniques: Conventional Vibration Analysis, Operational Deflection Shape (ODS) and numerical simulation by the Finite Element Method (FEM). In the Conventional Vibration Analysis, high levels of vibration were observed during manufacturing process, especially when the material reaches the equipment. Impacts generate high values in acceleration, on average 80 m/s² peak to peak. In the moment of impact, misalignment of internal components was observed by ODS. Field results were correlated to those obtained by the Finite Element Method, which allowed to calibrate FEM model. Thus, the most effective structural modification already numerically evaluated was implemented in the system. Afterwards, new measurements by vibration and ODS techniques were performed, and attenuation of vibrational levels and operational mode, which overloaded the internal components rolling stand, were verified.

Oct 1, 2019

By Waleska Campos Guaglianoni

With the growth of nanoscience and nanotechnology, the synthesis of nanostructured oxides has received a special attention. Metal oxides are widely used in the manufacture of microelectronic circuits, piezoelectric devices, fuel cells, catalysts, filters and bactericides systems. These metal oxides represent a large class of semiconductor materials suitable for photocatalytic processes. In recent years, new materials of this class such as TiO2 and ZnO have been developed due to their photo-catalytic abilities to degrade various environmental pollutants. This work aimed to evaluate the photocatalytic activity of zinc oxide previously synthesized by combustion synthesis in solution using citric acid as fuel and different reasons fuel/oxidant. After synthesis, the powders were subjected to heat treatments at different temperatures and photo-catalysis. The photocatalytic activity was evaluated by the degradation of a solution of methyl orange in a photochemical reactor of UV illumination, after which the transmittance of the samples measured with the assistance of a spectrophotometer. To analyze the results, a commercial zinc oxide was used as standard. The products of combustion synthesis in solution showed that photocatalytic activity varied according to the ratio fuel/oxidant and as a function of heat treatment. The results showed a higher photocatalytic activity for the products obtained with disabilities fuel in the reaction and heat treated.

Aug 8, 2018

By Karl Berger

Today we are talking about Industry 4.0, as the latest revolution of industrial processes and progress, considering that the steam engine (Industry 1.0), railways and cars, mass production in the 1920th (2.0), Industrial Automation (3.0), and finally integrated manufacturing, integrated communication, and internet (4.0) can be seen as the state-of-the-art situation in industry, nowadays. Similar to the Industry progress, we can approach the rolling process of material, which started about 150 years ago in a very basic way. Steam engine- and belt driven-mills were very operators’ intensive, brutal and risky to operate. Mechanical improvements brought throughput, safety and quantity, as also quality of the products. The rolling of steel, in particular of rails, beams, rebar, strip (focus in this paper) and plate has enabled the large scale transport and travel, the building of bridges and buildings, the manufacturing of ships and cars. From single stands to continuous rolling trains the production and quality of mills increased significantly. From ingots and blooms to slabs, we have to admit a big jump in which has changed the face of the world significantly. Thin Slab Rolling has revolutionized the output and the throughput of rolling mills (Generation 3.0 to 5.0). Finally, Endless Rolling, has boosted the quality and quantity of rolling mill processes and permitted nowadays to enter in market niches which were not thinkable a decade ago. Mastering the automation and applying reliable systems (mechanical and electronically) of drives, actuators and sensors, as also communication and information interchange to all levels of automation are the success factors of such complex mills, we call herein after “Rolling Mills of Generation 6.0”.

Aug 16, 2017

By Luan Bezerra Silva

O presente trabalho pretende estudar o comportamento mecânico do cobre eletrolítico C11000 e da liga de cobre cromo C18200. Esses dois materiais são objetos de estudos da equipe técnica que está desenvolvendo a câmara de combustão do motor foguete propelente líquido L75. Atualmente, não há disponível na literatura informações sobre o comportamento mecânico desses materiais em altas temperaturas. A fim de suprir essa necessidade, foram realizados ensaios de tração a quente, no intervalo de temperatura de 27 a 500°C. Adicionalmente, foram realizados ensaios de dureza Vickers e metalografia para avaliar a capacidade do material em resistir mecanicamente em altas temperaturas. Os resultados obtidos demostraram que o cobre eletrolítico sofre amolecimento a partir de 400ºC e que o cobre cromo, apesar de apresentar elevada resistência mecânica quando comparado com o cobre eletrolítico C11000, é um material frágil.

Aug 16, 2017

By Debora Machado de Souza

O crescente aumento da produção do setor moveleiro tem fortemente contribuído para a economia do país. No entanto, o setor gera grande quantidade de resíduos sólidos. Este trabalho visa avaliar o resíduo em pó de MDF, com o intuito de identificar a melhor forma de valorização do mesmo. Para isso, realizou-se um diagnóstico ambiental de uma fábrica de móveis de pequeno porte, e procedeu-se a caracterização do resíduo de MDF na forma de pó. O diagnóstico ambiental identificou que o resíduo na forma de pó está presente em todas as etapas do processo. As etapas de maiores impactos ambientais são a de corte e acabamento/polimento, já que nestas ocorre a maior geração de resíduo sólido, bem como consumo de energia e geração de material particulado. A caracterização da amostra identificou o material com algumas limitações para aplicações em processos industriais, mas que podem ser atenuadas com algum tipo de beneficiamento, podendo o mesmo ser utilizado como carga de reforço em matriz polimérica.

Aug 17, 2017

By Bernardo Martins Braga

O curto-circuito é um dos componentes dos modelos de compartimentos utilizados na análise das curvas de Distribuição de Tempos de Residência (DTR) de distribuidores para lingotamento contínuo. Foram identificados na literatura, no entanto, diversos exemplos de seu emprego incorreto. O presente trabalho discute a interpretação física do curto-circuito, as formas de sua quantificação e as consequências nocivas de sua presença sobre a limpidez do aço e o controle da temperatura do aço no molde. Mostra-se que o método de cálculo dos parâmetros dos modelos de compartimentos deve ser alterado caso haja curto-circuito no distribuidor. É constatado que o curto-circuito deve ser evitado durante o projeto de distribuidores destinados à fabricação de aços limpos devido ao risco de perdas metálicas por macroinclusões.

Aug 16, 2017

By José Dimas Arruda

O conhecimento do campo de fluxo dentro do molde pode oferecer uma oportunidade de melhorar a limpidez interna do produto final. A técnica PIV foi empregada para avaliar a distribuição de velocidade longitudinal ao longo de uma ampla seção variando da válvula submersa até a face estreita de um molde de lingotamento de placas, bem como a distribuição de velocidade transversal correspondente. Estas informações podem ser utilizadas para avaliar o grau de turbulência interfacial.

Jul 30, 2018

By Yukio Shigaki

Tendo como objetivo a melhoria contínua dos processos de laminação de produtos planos, foi elaborado um projeto de aplicação de modelos matemático-numéricos para a simulação dos laminadores de tiras a frio da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). A premissa principal é a de que esses modelos permitirão relacionar as diversas variáveis operacionais com o perfil emergente da tira e, baseado na variação da coroa entre a entrada e a saída, estimar a qualidade da sua planicidade. O presente trabalho apresenta os principais modelos aplicados, informações sobre os ensaios realizados para tomada dos dados industriais e alguns dos primeiros resultados com foco no perfil e planicidade. Resultados preliminares indicaram a modificação da coroa dos cilindros de trabalho do Laminador de Encruamento, levando à redução da quantidade de tiras com ondulado lateral. Também foram obtidos resultados satisfatórios na simulação das cadeiras do Laminador de Tiras a Frio no. 1, que é composto de cadeiras 6-high e 4-high.

Oct 30, 2017

By Albaniza Alves Tavares

No presente trabalho, poli (tereftalato de etileno) virgem (PETV) e pós-consumo (PETPC) foram aditivados com um oligômero multifuncional estirênico-acrílico-epóxi (Joncryl POLYAD PR 002) comercializado como extensor de cadeia para polímeros de condensação como o PET, visando avaliar o comportamento da massa molar destes polímeros durante o processamento. PETV e PETPC, com e sem a incorporação do aditivo, foram preparados em misturador interno Haake Rheomix, com rotores tipo roller, empregando diferentes níveis do extensor de cadeia. As massas molares foram estimadas a partir de medições de torque e temperatura. Os resultados mostram que as estimativas com base em medições de torque em tempo real foi um indicador rápido e preciso da eficácia da extensão da cadeia do PET. O aditivo extensor de cadeia compensou a perda de massa molar durante o processamento, o efeito foi afetado pelo nível de aditivo presente.

Aug 8, 2018

By Isabella Leite Ferraz, André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva, Andreza Freire Marques, Fernando Paulucio Quinelato

Adições de cálcio são usadas para a modificação de inclusões não-metálicas em aços com demanda de propriedades isotrópicas, boa lingotabilidade e limpeza interna. Entretanto, o cálcio tem elevada pressão de vapor, baixa solubilidade no aço líquido e elevado custo. Embora a maneira mais efetiva, atualmente, de adicionar cálcio seja através da injeção de arames de ligas CaSi ou CaFe, o momento da adição, na rota de elaboração na metalurgia secundária tem importância no rendimento e eficiência do cálcio. Neste trabalho, são discutidas e comparadas três rotas de processamento de aços desoxidados ao alumínio na metalurgia secundária (forno panela (FP) e/ou vácuo (RH): FP-injeção de Ca-Lingotamento, FP-injeção de Ca-RH-Lingotamento, FP-RH-injeção de Ca-Lingotamento). Cada rota apresenta vantagens e limitações de processo. Foram avaliadas corridas processadas pelas três rotas visando identificar o efeito da rota sobre o rendimento do cálcio e sobre a limpeza interna do produto. As comparações foram realizadas através de cálculos por termodinâmica computacional, empregando a análise química e a temperatura de lingotamento. As vantagens e desvantagens observadas para cada rota são discutidas e comentadas.

Oct 1, 2019

By Renato Drescher Subtil

A tecnologia de cominuição de minérios através de Prensas de Rolos de Alta Pressão vem se destacando nos diversos segmentos da mineração, o que faz com que as usinas de pelotização de minério venham introduzindo Prensas de Rolos em seu processo produtivo. Apesar dos benefícios dessa mudança, observa-se pouco conhecimento da influência das variáveis intervenientes ao processo de prensagem e sua relação com o Ganho de Superfície Específica. Essa compreensão é fundamental para a maximização do desempenho de prensagem. Esse artigo utiliza Redes Neurais Artificiais (RNA) para predição dos resultados no Ganho de Superfície Específica e quantifica a relevância de cada variável no processo de prensagem. Os valores preditos gerados pela RNA obtiveram ótima aproximação com os dados reais, o que indica que utilização de RNA possibilita a intervenção proativa no processo produtivo podendo resultar em uma melhoria de desempenho da prensa.

Aug 17, 2017

By Mariana Xavier Milagre

As tensões residuais são geradas, sobre um material em equilíbrio, após a deformação plástica não uniforme causada por cargas mecânicas, térmicas ou mudanças de fase. Falhas estruturais podem ocorrer por uma combinação dos efeitos das tensões de serviço e das tensões residuais o que torna importante a medição e avaliação de como estas afetam as propriedades mecânicas dos materiais. Neste trabalho investigaram-se os valores médios das tensões residuais da fase austenítica de amostras de aço inoxidável duplex UNS S32304 por técnica de difração de raios-x. Acompanhou-se o comportamento do plano 420 com radiação CuKa (?= 1,5419 A ) em difratometro de geometria Bragg-Brentano. As amostras foram tratadas a 600°C com tempos de encharque de 10 minutos, 20 minutos e 8 horas em atmosfera ambiente e resfriamento ao ar e água do mar. Os resultados foram analisados pelo método do sen²? e indicam que as variações microestruturais e térmicas, relacionadas aos diferentes tratamentos, influenciam o valor médio das tensões residuais da fase em estudo.

Aug 8, 2018

By Giovanna Agarelli

Avaliou-se a suscetibilidade à corrosão intergranular de juntas soldadas dos aços inoxidáveis ferríticos AISI 409 e AISI 439 utilizados na fabricação de escapamentos automotivos. A possível sensitização nas zonas termicamente afetadas (ZTA) e os seus efeitos nas propriedades mecânicas das juntas foram avaliados por meio de metalografia e ensaios de tração e corrosão. Observou-se um crescimento dos contornos de grão com a ocorrência de valas na ZTA e a presença de precipitados sensitizados. Também se registrou um limite de resistência e alongamento maiores nas amostras de soldagem manual do que na automática. Concluiu-se que quanto maior o aporte de calor na soldagem, maior o tempo de exposição da ZTA a altas temperaturas, maiores os contornos de grão, menores a resistência mecânica e a ductilidade das juntas. Adicionalmente, a precipitação de carbonetos e nitretos nos contornos de grão comprovou a influência térmica sobre a sensitização.

Oct 30, 2017

By Rodrigo Alberto Moreira Gomes

Uma planta piloto de 600 kW térmicos implantada para avaliar e testar vários combustíveis líquidos e sólidos foi utilizada para avaliação do desempenho de queima de dois tipos de biocombustíveis líquidos em chama oxidante e redutora. Os testes contaram com a parceria entre a Votorantim Metais e a EMBRAPII. Foram avaliados nestas condições de queima quatro biocombustíveis líquidos derivados de óleo vegetal e de pirólise rápida de biomassa. Os resultados mostraram que os óleos avaliados apresentam excelente desempenho em chama oxidante permitindo o ajuste de ar e temperatura de entrada do combustível para otimizar a queima, podendo os mesmos serem utilizados em processos industriais.

Jul 31, 2018

By Mariano de Córdova

In this paper, the coke oven life prolongation technology is reviewed from different points of view: blend design; battery heating; operational control; refractory maintenance. A summary of major inspections in critical areas, for the evaluation of the battery conservation situation is presented. A discussion on tools for the diagnostics of the degree of damage is carried out.

Aug 16, 2017

By Deyve Drengson Carneiro Vieira

O objetivo desse trabalho é identificar a eficiência térmica do glendon de uma empresa do setor siderúrgico mineiro. Tendo em vista que quanto mais eficiente for o equipamento, maior é o aproveitamento da energia fornecida e também menor é o consumo de carvão vegetal no alto-forno, reduzindo o OPEX. Este trabalho foi um estudo de caso baseado na análise de diferentes referências bibliográficas e através de estudos prévios e dados reais. O glendon em estudo apresentou eficiência térmica de 53,1%. Estudos mais recentes apresentaram eficiência de 67,4% utilizando chicanas no interior do glendon alterando o fluxo gasoso. O combustível do glendon é o gás do topo do alto-forno recuperado. A energia proveniente da combustão representa 89% da entrada de energia no regenerador, o que mostra quão importante é uma queima estável do GAF no glendon. Observou-se um desperdício de 45,5% da energia de combustão que saem pelos gases na chaminé, sendo uma oportunidade futura de estudo para reaproveitamento dessa energia

Aug 17, 2017

By Felipe Darabas Rzatki

Polyether ether ketone (PEEK) is a high performance thermoplastic often selected for high temperature tribological applications under chemically aggressive environments. The present work evaluate the tribological behavior of a high performance PEEK composite under ambient and high temperature (30 and 80°C, respectively). The atmosphere was also varied (air or tetrafluorethane). An AMTI tribometer equipped with a hermetic chamber and a heating system was used to carry out sliding tests of PEEK cylinders on 304 stainless steel polished discs (Sq < 10 nm) with reciprocating movement and 175 N normal force. Surfaces roughness analyses were performed with a white light interferometer. As expected, there was a strong influence of temperature on the tribological behavior of the samples tested in ambient atmosphere (25% decrease in friction coefficient associated with a 100% increase in wear rate). On the other hand, samples tested in tetrafluorethane atmosphere showed no significant friction temperature dependence.

Jul 31, 2018

By Hárley Philippe Santos da Silva

A tecnologia de injeção de carvão pulverizado (ICP) nas ventaneiras dos altos-fornos é consolidada mundialmente para diminuir o consumo de coque para a produção de ferrogusa. Atualmente, existem mais de 400 altos-fornos que praticam esta técnica, sendo que em mais de 70% de todos os altos-fornos no mundo já se usa algum tipo de injeção de materiais sólidos. A injeção de carvão pulverizado permite utilizar misturas de carvões com diferentes características, possibilitando reduções no custo de produção do ferro-gusa. Um carvão para injeção precisa queimar rapidamente para minimizar a formação de carvão não queimado, material que prejudica a permeabilidade do altoforno (AF). Devido à necessidade contínua que as siderúrgicas têm de reduzir os custos de produção, o reaproveitamento de resíduos industriais é uma tendência crescente no segmento. Nesse contexto, o presente trabalho avaliou a combustibilidade dos finos de coque provenientes do despoeiramento do beneficiamento de coque da Gerdau Ouro Branco, visando à injeção em AF. O material possuía granulometria abaixo de 90µm, usualmente praticada em ICP. Os ensaios de combustibilidade foram realizados com o material em proporção única e, em misturas de diferentes proporções mássicas com carvões minerais. A combustibilidade dos carvões e dos finos de coque foi avaliada e mostrou que os finos de coque provenientes do despoeiramento do beneficiamento de coque possuem boa combustibilidade e podem ser injetados em alto-forno

Aug 16, 2017

By Anamélia de Medeiros Dantas

Os revestimentos protetores, além de constituírem uma importante forma de prevenção à corrosão metálica, principalmente a atmosférica pode melhorar consideravelmente as propriedades físico-químicas. A eletrodeposição representa um método alternativo para revestimentos de superfície metálica e tem a finalidade de inibir a corrosão, que ocorre na superfície do metal sob a influência do meio ambiente. A liga de Co-W tem gerado considerável interesse devido a sua resistência ao desgaste e a corrosão. No processo de eletrodeposição do tungstênio não podem ser reduzidos completamente ao estado de valência zero em meio aquoso, mas é possível depositá-los na presença dos elementos do grupo do ferro. O presente trabalho propõe avaliar a influência do agente complexante tartarato de sódio no processo de obtenção da liga Co-W. Como ferramenta de otimização foi utilizado à metodologia de superfície de resposta. As medidas eletroquímicas de corrosão foram executadas em uma célula convencional de três eletrodos. Foram utilizadas as mediadas de polarização potenciodinâmicos linear. Foi avaliada a composição química das ligas pelo EDX e a morfologia da superfície com o MEV. O melhor resultado de eletrodeposição para a liga Co-W foi obtido com concentrações sulfato de cobalto 0.2 M, tartarato de sódio 0.3 M e tungstato de sódio 0.05 M e apresentou morfologia nodular com conteúdos de tungstênio de 38% e cobalto de 62% e uma boa resistência a corrosão.

Aug 8, 2018