Search Documents

By Daniela Mota Paschoal Veloso da Silva, Gabriel Filinkoski, Suelen Silva Rocha, Jorge Luiz Valença Mariz

A previsão da fragmentação da rocha é essencial para otimizar a operação de desmonte de rochas. A fragmentação depende de muitos parâmetros, como propriedades estruturais e geomecânicas do maciço rochoso, geometria do plano de fogo das detonações e propriedades dos explosivos. Neste contexto, este trabalho objetivou realizar a previsão da fragmentação por simulação do desmonte de rochas da Mineração Megaípe considerando as características estruturais e geomecânicas inerentes à formação do maciço rochoso através da metodologia de Kuz-Ram. A metodologia consistiu no levantamento das propriedades geométricas das descontinuidades visíveis na face da bancada existente, realização da classificação geomecânica através dos sistemas Rock Mass Rating (RMR) e Q e aplicação dos resultados para predição da distribuição granulométrica da fragmentação. Obteve-se como resultado da simulação que cerca de 90% do material fragmentado deve passar na abertura do britador primário disponível na pedreira, além de resultados favoráveis quanto às análises de condições de estabilidade do talude operacional.

Oct 3, 2019

By Moacir Alves dos Reis

A fim de monitorar visualmente as condições de funcionamento em cada ventaneira do alto-forno 3, foi instalado um sistema de monitoração através de câmeras especiais de vídeo em cada ventaneira permitindo assim a inspeção visual para verificar as condições das ventaneiras. A inspeção na ventaneira é de particular importância quando carvão pulverizado é injetado através da mesma. Caso ocorra um bloqueio na injeção de uma ventaneira, o carvão pulverizado pode queimar no tubo reto ao invés de queimar no alto forno, resultando assim em danos consideráveis para o tubo reto, ocasionando também a parada do Alto Forno. Por segurança, o fornecimento de carvão pulverizado para uma ventaneira dever ser interrompida assim que for detectado o bloqueio. O bloqueio pode ser detectado tanto por olhando diretamente para a ventaneira através do visor ou continuamente através do sistema de monitoração.Principais facilidades deste sistema: Monitoração contínua das condições operacionais das ventaneiras e do Alto Forno; Monitoração visual e eletrônica simultaneamente; Totalmente isolado da pressão do Alto Forno; Fácil de ajustar; Fabricação especial para trabalhar em áreas agressivas; e Fácil adaptação nas ventaneiras existentes em um Alto Forno.

Aug 16, 2017

By Emanuele Osto

In late 2013, the installation of the world's first application of a break-through technology for rail hardening was started at Baogang Iron & Steel (Group) Co. Ltd. in Inner Mongolia, China, one of world's leading rail producers. The "Injector Dualphase Rail Hardening" (idRHa+) system was developed by Primetals Technologies and Centro Sviluppo Materiali S.p.A. (RINA-CSM) a Technical Center headquartered in Rome, Italy. Baogang was a key partner, providing its large expertise of premiumrail producer, including its experience with existing offline technologies. With a design based on thermal, mechanical and metallurgical models, idRHa+ can apply customized cooling protocols, so to obtain the desired microstructure and hardness distribution across the rail head, with a high degree of accurateness and operation flexibility. idRHa+ can be installed in inline or offline configurations. During 2014, the system was successfully commissioned at rail mill #2 in the city of Baotou, Inner Mongolia, and entered the regular commercial production. This paper gives an overview of the key concepts behind idRHa+'s design, the progression of its commissioning and testing till the ramp-up to consistent industrial operation. Derived from idRHa+ research and experience, other water-cooling technologies are available for different applications such as: quenching & tempering of medium-large sections, control of distorsion of merchant bars, quenching of stainless grades for improving the resistance to corrosion.

Aug 16, 2017

By Nelson SOUTO, Nicolas LEGRAND, Sami ABDELKHALEK, Zafer KOONT

A work roll thermal crown model has been developed for a wide range of hot and cold rolling mill applications. The model is extremely fast, robust and accurate to determine the evolution of thermal crown all along the rolling campaigns. It has also ability to consider work roll shifting, multiple segmented cooling zones along the length and circumference of the roll as well as composite rolls properties (e.g. different thermal properties between mandrel and core of the roll). Moreover, the model includes simultaneously fast and slow temperature evolution calculations, respectively near roll surface (skin area) and at a certain distance below the roll surface (bulk area). This gives to thermal crown predictions a higher accuracy than conventional thermal crown models from literature that consider only the slow temperature evolution regime. An optimization procedure together with roll surface temperature and roll thermal profile measurements have been used to tune the model. The tuned model applied to hot rolling conditions has shown a significant influence of roll shifting and composite rolls properties on the prediction of roll temperature distribution and thermal crown during rolling. The tuned model applied to cold rolling conditions highlights the importance of mill operators practices to modify cooling distribution across roll barrel length with the segmented cooling zones to adjust the thermal crown and to get better strip shape control.

Oct 1, 2019

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 André Luiz Moraes Alves

As transformações sequenciais estão presentes em vários materiais, como por exemplo, nos aços, onde na transformação da Austenita em Ferrita e Perlita, tem-se inicialmente a nucleação dos grãos ferríticos e em um instante posterior a nucleação dos grãos perlíticos. Recentemente, Rios e Villa apresentaram um método analítico exato que se aplica às transformações de fase simultâneas e/ou sequenciais. Neste trabalho o método do Cone Causal (CC) foi utilizado para o modelamento microestrutural das transformações sequenciais. Vale ressaltar que o CC é um método computacional muito versátil, sua eficiência em simulações de nucleação e crescimento já foi apresentada em trabalhos prévios. Os dados obtidos nas simulações foram comparados com as equações analíticas de Rios e Villa. A simulação permite obter, além da microestrutura propriamente dita, grandezas microestruturais quantitativas, tais como: fração volumétrica transformada, área superficial por unidade de volume, velocidade de avanço das interfaces e o caminho microestrutural.

Aug 7, 2018

By Beatriz Pereda, Ana Clara Fonseca da Silva, Tiago Seixas Bittencourt

Reinforcing steel bars are usually specified based on mechanical properties with flexibility in chemical composition and processing. Most developments, in these steels, are normally focused on alloy and process design to reach minimum cost and conformity to specification. Processing routes using quenching and self-tempering (QST) and accelerated cooling are the most common. Microalloying with V and Nb have been used in rebar. When acicular constituents must be avoided, a combination of Nb microalloying with judicious control of cooling is one of the preferred options. Niobium can contribute to improvement in tensile properties through austenitic grain size control during hot working, precipitation hardening due to carbonitrides or clusters, and hardenability increase. In the present work the alloy design and development processes of a Nb microalloyed steel for rebars are presented. The designed steel has fulfilled the required specification and is under regular production. Austenitic grain size refining – when comparing with the “basic composition” normally used was observed, even without any change in the thermomechanical processing cycle. There are indications that precipitation hardening may also occur. Results indicate that Nb is a good alternative as a microalloying element in rebars.

Oct 1, 2019

By Carolina Gomes Dias Ribeiro

The modern composite materials, especially those reinforced with synthetic fibers such as glass and carbon, have been used since last century to attend the demands required by most technological fields, from home appliances to aerospace. Natural fibers composites with biodegradable polymer matrices are considered environmentally friendly materials and currently accepted as possible substitutes for synthetic composites. These green composites can be safely discarded or composted at the end of their life without harm to the environment. Another alternative for synthetic composites is to apply natural lignocellulosic fibers as reinforcement of conventional polymer matrices and already used in the automobile industry. In addition to the environmental and societal advantages of the green composites, the lignocellulosic fiber reinforced conventional polymer composite also has economical and technical advantages. In the case of a fiber collected as a waste, the price of the composite can be considerably lower than “fiberglass”. Furthermore, with high strength lignocellulosic fibers such as sisal, ramie and malva the specific strength of a composite may approach that of “fiberglass”. Therefore the objective of the present work is to investigate the mechanical behavior of polymer matrix composites reinforced with high volumes of natural malva fibers subjected to tensile stresses.

Aug 16, 2017

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 Günther Staudinge

Aperam is a global player in producing of stainless, electrical and special steel qualities. The steelmaking plant in Timoteo Brasil is equipped with one AODconverter for stainless steel and one MRPL-converter for special steel production. After almost 20 years of operation Aperam decided to exchange the existing 80 t MRP-L converter by a new one including a new trunnion ring and a state of the art suspension system. Due to an optimized design the inner volume of the new converter could be increased which comes along with improved production. A special feature is a flange connection in the barrel section of the converter. This allowed to avoid any critical site welding and the time between shut down of the old and cold commissioning of the new converter could be done with 17 days only.

Aug 17, 2017

By Pietro Palma

Universal cardan joints are widely used in drivetrains of rolling mills for steel and aluminum making, as well as for non ferrous alloy industry. Working conditions are extremely tough due to high alternating or pulsating rolling torques in the roughing stands and high torques and speeds in the finishing stands. Overloads and lubrication along with oxide and slag are also critical issues that contribute to create severe working conditions. For a constant and reliable power transmission rolling mills performance and uptime rely on Universal cardan Joints which are the most critical equipment of the drivetrain. Fatigue assessment of the most important components of the Universal cardan Joint is therefore definitely vital for the mill in order to avoid failures and consequently downtimes. Considering the component’s dimensions and weight and in addition the time needed in order to reproduce full scale tests, a new approach to study the Universal cardan joint’s main components fatigue behavior has been investigated. It consists in reproducing the local stress condition of the main joint components on small scale specimens that can be tested by conventional laboratory fatigue machines. The aim of this study is to analyze the most critical stress concentration areas in the universal cardan joints highlighting how a universal cardan joint Wöhler curve can be determined through laboratory tests of small scale specimens.

Aug 16, 2017

By Christoph Aichinger

The optimization and improvement of a modern integral iron and steel works gets more and more difficult as each individual plant is already operated at its best efficiency and at the lowest operational expenditures. However very often the individual plants are considered as stand-alone units and there are losses and inconsistencies on interfaces and take over points, which could be avoided and by that improving the overall performance of the iron and steel works as a holistic unit. Primetals Technologies looked into this subject extensively in the recent years and is now ready to offer new tools and services in order to assist operators to find further potential for improvement in processes, which seem to be fully developed at first sight.

Aug 17, 2017

By Bruno Souza Fernandes

Eixos são componentes utilizados para transmissão de movimento e energia em máquinas. Os eixos são sujeitos à fadiga, visto que são submetidos à esforços combinados de flexão e torção cíclica. No presente estudo foi feita a análise de falha de eixo de uma bomba de alimentação de ureia fundida de uma fábrica de fertilizantes. Foram realizadas inspeção visual, fractografia, metalografia. A falha foi associada à concentração de tensões no raio da chaveta e ranhuras de usinagem, o que causou a fadiga.

Aug 16, 2017

By J. Bas A. F. Smeulders

Traditional laboratory lubrication tests, including those for cold rolling lubricants often involve measurement of neat oils. To achieve increased levels of test severity, such tests are often carried out at high temperatures and prolonged durations. However, we found that the levels of lubricant degradation and wear in these tests can be much higher than in the field. Moreover, steel rolling is not done with neat oils, but with emulsions, where the presence of water influences film formation, surface chemistry and oil composition in the roll bite. To better approach the situation in the field, and thus to be able to develop rolling oils with improved lubrication performance, several lubrication tests were developed for emulsions: direct measurement of film formation and measurement of Stribeck curves, in which the emulsions can be assessed in terms of their boundary lubrication and elastohydrodynamic behaviour. The key innovation is that also another test method was developed, which focuses on boundary lubrication and wear, and the role of extreme pressure and anti-wear additives. Realistic levels of test severity are achieved in the tribometer by mimicking frictional power intensities and flash temperatures for typical cold rolling or tinplate mills. Test conditions can be adapted according to the mill stand or pass number and other cold rolling process parameters. The emulsions are kept at normal operational temperature. Clear differences could be observed between emulsions of various concentration and composition. The viability of the method is illustrated by a number of field cases, in which a good correlation is demonstrated between the laboratory tests and the performance in a pilot or production mill.

Jul 30, 2018

By Rafael Abreu Fraga, Carlos Noberto Paula da Silva, Emanuelle Garcia Reis, Daniel Bojikian Matsubara

Since 2016 Gerdau Ouro Branco has been producing steel plates of various qualities and grades. However, it was not until 2018 that the first plates produced by accelerated cooling process were made available for external testing, in this case for large diameter UOE pipes manufacturing. Recent line pipe and OCTG specifications are showing that the oil and gas market still consumes regular API grades, such as X60, X65 and X70, however with increasing wall thicknesses, reaching values up to 1.5 inches. These specifications also demand longitudinal and transverse tensile guarantees and drop weight tear tests in temperatures as low as -40°C. Projects with these types of mechanical properties present process requirements as challenging as those necessary for higher API grades in lower thicknesses. This paper shows the steel design concepts and rolling routes for achieving the necessary properties for X70 steel plates in 28.15 mm. The microstructural features were also investigated and associated with the production process and the tensile and toughness results. Finally, challenges such as tensile anisotropy and DWTT abnormal fracture are presented.

Oct 1, 2019

By Woo, Hur, Kim, Ki Nam, Seung Min, Kyoung Sik

Tandem cold mill (TCM) is a process to obtain flatness as well as thickness desired by the customer by rolling hot-rolled coils continuously. The final stand of the TCM plays the most important role of flatness control, which usually uses the real-time measurement at the exit. However, as the material property increases, it is not easy to handle flatness with only the final stand. In order to overcome such a limitation, we propose a feedback control method to strengthen flatness control for non-final stands. The proposed method was tested in an actual production line, and the effect is proved for 45K or less steel grade.

Oct 1, 2019

By Foluke Salgado de Assis

O presente trabalho tem como objetivo analisar as propriedades em blocos de cerâmica vermelha. O diferencial e originalidade em relação ao que já existe em termos científicos são as evidencias de que gradientes de umidade são mais significativos em secagem rápida o que provoca a presença de tensões residuais, como também em termos da porosidade em temperaturas de queima diferentes e conformação sob condições de presença e ausência de vácuo na produção dos blocos. Nestes casos, danos estruturais como trincas, deformações e fraturas podem surgir no produto final ou durante o carregamento de serviço devido à diminuição dos valores de resistência mecânica. Os resultados evidenciam que corpos de prova submetidos à secagem rápida em comparação a secagem lenta, bem como a diminuição da temperatura de queima e ausência de vácuo durante o processo produtivo, decrescem a propriedade mecânica citada..

Oct 30, 2017

By Artur Fernando de Vito Júnior

Caracterizar propriedades de resistência à propagação de trinca em aços é um elemento central em métodos de avaliação de integridade estrutural. Tal caracterização, normalmente se dá por meio da obtenção de curvas de resistência à propagação estável de defeitos (curvas J-R) do material. Sendo assim, para tornar este estudo mais amplo, serão obtidas curvas J-R de um aço estrutural com o objetivo de elaborar um roteiro metodológico para obtenção de curvas J-R. O ensaio de tenacidade à fratura para obtenção da curva J-R foi conduzido utilizando a técnica do corpo de prova único (single specimen) empregando o método da flexibilidade no descarregamento (unloading compliance), segundo a norma de ensaios ASTM E1820. Para este estudo, foram utilizados corpos de prova compactos C(T) de espessura B=10,0 mm, largura W=2B e uma relação aproximada entre o tamanho de trinca (a) e a largura, a/W=0,5.

Aug 8, 2018

By Daniela Barçante Perasoli

O aço inoxidável duplex (AID) representa uma classe importante de aços inoxidáveis, particularmente para aplicações que exigem alta resistência mecânica e à corrosão. Sendo assim, o estudo das propriedades eletroquímicas dos filmes passivos formados em AID tem sido uma contribuição importante para a compreensão do comportamento protetor contra a corrosão. O objetivo deste trabalho é estudar o filme passivo formado no aço 2205 laminado a morno utilizando espectroscopia de impedância eletroquímica, (EIE), em ambiente de íons de cloreto. Para esse propósito, as chapas como fornecidas de AID foram laminadas a morno a 600°C até 60% e 80% de redução na espessura e submetidas aos testes eletroquímicos. O estudo mostra que o tratamento termomecânico utilizado não favoreceu a formação do filme passivo nessas condições e levou a uma menor resistência à polarização. O AID 2205 como fornecido apresentou uma maior resistência à transferência de carga na comparação com as amostras laminadas a morno.

Oct 30, 2017

By Tomaz Fantin de Souza

O processo de trefilação de barras, arames e tubos é amplamente utilizado na indústria metal-mecânica para a fabricação de eixos automotivos, componentes mecânicos, pregos, parafusos, etc. O conhecimento e controle dos parâmetros de processo como coeficiente de atrito, força de trefilação, tensões e deformações pode contribuir para uma melhor qualidade do produto e na realização de um processo menos poluente, que reduza o consumo energético e perdas desnecessárias. Desta forma, este trabalho objetiva analisar e medir a força necessária para trefilar uma redução em área de um processo de fabricação de arames de aço baixo carbono através de uma máquina universal de ensaios Emic® adaptada para a realização do processo e construção de um dispositivo para fixação da fieira . Além disso, este trabalho objetiva indicar o coeficiente de atrito de Coulomb (µ) deste processo utilizando-se o valor da força de trefilação obtida nos experimentos com a utilização da equação teórica de Siebel.

Aug 16, 2017