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By Nathan Fernandes Ignácio, Filipe da Silva Siqueira, Weslley Luiz da Silva Assis, Paulo Rangel Rios

As pesquisas em transformação de fase ganharam novos horizontes a partir dos recentes estudos de Rios & Villa. Eles desenvolveram inéditos modelos analiticamente exatos a partir da geometria estocástica. Estes modelos são exatos para resoluções de problemas de nucleação e crescimento não homogêneos. O presente trabalho visa o estudo da nucleação em clusters, cuja cinética de transformação de fase sólido-sólido diverge consideravelmente daquela prevista pelo modelo JMAK. Nesse tipo de nucleação, os núcleos não estão homogeneamente dispersos na matriz, mas concentrados em regiões preferenciais chamadas clusters. Um dos principais parâmetros dessa nucleação é o número de clusters na matriz. Nesse trabalho, utilizando um modelo estocástico baseado na teoria do Cone Causal, foram simuladas reações de nucleação e crescimento que ocorrem especificamente em forma de clusters esféricos. Foi possível analisar o efeito que a variação do número de clusters provoca na cinética de transformação de fase e comparar os resultados obtidos com o modelo de Rios & Villa. Por meio dessa comparação, é possível observar que o modelo analítico corroborara com os resultados numéricos. Como conclusões principais tem-se que quanto menor o número de clusters, mais lenta é a reação de transformação de fase e que a microestrutura gerada possui características próprias e os resultados podem ser interpretados de maneira errônea se a presença dos clusters não for propriamente detectada.

Nov 7, 2019

By Wanderson Endlich, Tarley Rezende Secchin, Ana Clara Bernabe, Jennifer Oliva Coronel, Danielle Duarte Bernardi

A ArcelorMittal Tubarão (AMT) possui desde o início de operação os recursos hídricos como uma das questões centrais na estratégia de sustentabilidade e estabilidade operacional para sua produção. A gestão hídrica na AMT, dentre outras ações, garante que 96,5% de toda a água captada na usina venha do mar. Além disso, possui investimento contínuo em reusos internos, busca de fontes alternativas de água e combate ao desperdício e vazamentos. A condução dessa gestão hídrica, contribuiu de forma significativa para atravessarmos em 2015, a pior seca que o estado do Estado do Espírito Santo atravessou nos últimos 40 anos. Todos esses esforços resultaram na redução expressiva do volume de água doce utilizado na AMT, reduzindo o consumo específico de 4,2 m³/t em 2014, para 2,5 m³/t em 2018. Como resultado de um plano robusto de gestão hídrica, um projeto arrojado e inovador, pioneiro no Brasil e primeiro do grupo no mundo será realizado na empresa, a planta de dessalinização de água do mar. Com investimentos da ordem de R$ 50 milhões, a unidade começará a ser construída em 2019, com prazo de conclusão em dois anos. Produzirá até 500 m³/h de água industrial para o sistema de água da usina, proporcionando uma importante fonte alternativa ao consumo de água doce.

Aug 1, 2019

By Eduardo Batista Teixeira

As indústrias podem possuir diversos sistemas especialistas para a gestão de cada uma das dimensões do negócio e, no caso, dos dados de análise a gestão de dados de laboratório a funcionalidade se dá com o LIMS, Sistema de gerenciamento de dados de laboratório (Laboratory Information Management System) e o Sistemas para o armazenamento de dados históricos de processo, PIMS, (Plant Information Management System). A correlação de dados de processo com dados de qualidade (resultados de análises de laboratório) é fator crítico de sucesso para o acompanhamento e gestão dos processos produtivos. Na intenção de atender as demandas dos usuários das informações correlacionadas, procuram guardar dentro do PIMS as informações do LIMS que agreguem valor para estes usuários. Cada variável historiada no PIMS consome uma posição de armazenamento (TAG). O quantitativo de TAG é parâmetro de licenciamento das soluções PIMS e o uso indiscriminado destes pode inviabilizar o projeto na dimensão custo. O presente trabalho apresenta solução para cadastramento dos resultados de análise utilizando estratégia de hierarquização no banco de dados. Esta estratégia reduzir para 20% (economia de 80% de TAG) do total de posições de armazenamento apuradas durante o levantamento de dados caso fosse utilizada a prática convencional de cadastramento dos dados. A hierarquização de dados reduz consideravelmente a demanda de TAG e não onera o processamento dos dados no momento da pesquisa e apresentação dos dados.

Aug 16, 2017

By Andrea Zanon

Recently steel manufacturers have significantly focused their attention on safety and working conditions thanks to new labour laws, comprehensive operators’ knowledge and increased company social responsibility. Even with a reduced budget, investments on safety are now widely approved. Mill constructors aim at developing upgraded solutions to comply with these new requirements. In some cases mill constructors can even anticipate customers’ requests and consequently put into the market innovative solutions. In this text we will analyze some advanced solutions developed by Danieli & C. Officine Meccaniche Spa - the leading company in long-product rolling mills - aimed at improving working conditions on wire-rod block settings. In particular, we will focus on rolling guides installed on fast-finishing blocks and on servo-assisted device for rolling rings changing. In fact, this equipment has shown effective benefits on our test plants and has mainly cut out the tendency of the personnel to be absent due to backache. This paper will first present standard working conditions, will then introduce the newest equipment developed by Danieli & C. Officine Meccaniche Spa, will analyze its operation and finally will describe in detail the benefits that can be reached with its use.

Jul 30, 2018

By Janete Terezinha Ferreira da Silva Lecheta

A CSN Paraná, sempre trabalhando com a cultura de melhoria contínua, passou recentemente por uma reestruturação na gestão das informações estratégicas, mantendo o que já existia de eficiente e aplicando melhorias e novidades que trouxeram ganhos de produtividade, suporte na tomada de decisão e outros ganhos intangíveis. O breve estudo tem como objetivo apresentar o trabalho que foi feito na CSN Paraná, os conceitos utilizados e metodologias aplicadas para que esse trabalho fosse possível.

Aug 16, 2017

By David Fernando de Carvalho

Este estudo de caso foi solicitado por uma grande mineradora brasileira à Chemtech Engenharia, com o objetivo de avaliar um projeto de um Transportador de Correia de Longa Distância na fase conceitual, onde se buscava a otimização do consumo energético, mínimo investimento financeiro inicial e redução dos custos operacionais. O resultado deste estudo de caso foi usado como diretriz no projeto básico do equipamento, além de ser usado como referência para outros projetos similares.

Sep 25, 2017

By Ângelo José de Santana Tavares Cavalcanti

Este trabalho apresenta o desempenho após a implantação do processo de produção enxuta na operação unitária de filtragem do processo de pelotização das usinas Itabasco e Hispanobrás, com o propósito de aumentar a produtividade, reduzir custos, reduzir paradas de usina e perdas de produção, otimizando as rotinas operacionais e a utilização da mão de obra, bem como a melhoria do ambiente de trabalho. Esse processo é pioneiro em regime de produção contínua.

Aug 1, 2018

By Fernando Henrique Gomes de Souza

Techniques which use a spring to supply the bias force to actuator are well adopted since they are inexpensive and simple to construct. In this work it was design an actuator concept using bias-type device technique, which comprises two coils that mutually push against each other to supply the stroke. For the coils springs, it was used a wire of NiTi shape memory alloys (SMA) and a wire of 400 grade maraging steel as construction materials.

Aug 8, 2018

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 José Aparecido Pereira

The innovative methodology developed by the author allows the elaboration of an Angle Roll Pass Design based on the practical observations of the rolling process and applies mathematical criteria, using the Ekelund´s formula supported by Advanced Excel tools (Reach Goal, PROCV-PROCH, Macros) and AutoCad. The first step is the definition of the number of stands, roll dimensions, gear boxes reduction, initial stock, average reductions, spread factors, finishing speed and type of grooves. For each pass are calculated: bite angle, spread, section reduction, lost and gain of temperature, separating force, speed, torque and motor power. After these calculations and checking of the parameters, the program calculates the dimensions of the passes transforming the flat passes into shaped ones. With these dimensions it is possible to draw the grooves using AutoCad and check section reductions. This methodology was already used for the development of a new project and also to check the parameters of existing ones, with comparison of the results and has shown to be reliable in real and tested projects. It is an innovative process that is not available in known literature.

Oct 1, 2019

By Jan Lückhoff

The introduction of the EAF Quantum furnace by Primetals Technologies represents an important milestone in the field of electric steelmaking during the last 15 years. In this process the latent and chemical heat of the off-gas generated during a melting process in an EAF is used to pre-heat scrap in an integrated shaft prior the melting of the scrap in the vessel. Combining proven own technologies, Primetals EAF Quantum enables nearly continuous process, cutting down idle times and enhancing availability for production. The essential benefits will be shown in this Paper.

Aug 16, 2017

By João Lucas Ribeiro e Fernandes, Geraldo Lúcio de Faria, Altair Lúcio de Souza

A ovalização de bobinas é um problema recorrente no processo de fabricação de tiras de aços médio carbono por laminação a quente. Mesmo com o sucesso da etapa de laminação, a ovalização posterior de bobinas pode ocorrer, gerando transtornos à operação e aumento de custos de fabricação. Alguns autores apontam que o fenômeno de ovalização de bobinas pode ocorrer devido a aspectos metalúrgicos, mecânicos e geométricos. Estudos disponíveis na literatura técnica já exploraram as possíveis causas mecânicas e geométricas. Entretanto, existem poucos dados disponíveis que abordem o aspecto metalúrgico, ou seja, o efeito da decomposição tardia da austenita durante, ou mesmo após a etapa de bobinamento. Nesse contexto, este trabalho se propôs a avaliar, por meio da aplicação da técnica de dilatometria, a possível influência das transformações de fases tardias como uma das causas de ovalização em bobinas de um aço do tipo SAE 1050. Ciclos térmicos que simulam, com boa aproximação, algumas possíveis condições de resfriamento acelerado e bobinamento da tira foram aplicados em corpos de prova padronizados em um dilatômetro de têmpera. Diferentes combinações de velocidade de resfriamento e temperaturas de bobinamento foram avaliadas, sendo possível sugerir que uma diminuição na velocidade de resfriamento da tira após a laminação e um pequeno abaixamento na temperatura de bobinamento, em relação aos valores atualmente utilizados na indústria, pode diminuir significativamente a influência da componente metalúrgica na ocorrência da ovalização nesse tipo de aço.

Oct 18, 2019

By Elcio Correia de Souza Tavares

No estado do RN o êxodo da população residente na zona rural para a zona urbana ocorre de forma ainda acentuada, tendo como agravante o ciclo de secas periódicas. Outro problema do estado é a desertificação, que vem tomando proporções maiores ao longo dos anos, e em algumas regiões específicas, gera relevante preocupação ambiental, uma vez que as cerâmicas ali presentes utilizam a vegetação local como combustível nos fornos de tecnologia tradicional. Embora se tenha consciência deste problema, pouco se percebe em termos de iniciativa para saná-lo, uma vez que o setor é marcado pela baixa tecnologia empregada. Uma alternativa para a construção de residências para a população de baixo poder aquisitivo é a utilização de tijolos feitos de solo-cimento. O solo-cimento é uma mistura íntima e bem proporcionada de solo com cimento Portland, de tal modo que haja uma estabilização daquele por este, melhorando as propriedades da mistura. O tijolo feito de solo-cimento é caracterizado por um menor custo final que o tradicional e pela baixa agressão ao meio ambiente, uma vez que não é queimado. Neste trabalho foram produzidos tijolos de terra crua misturada com cimento (20% a 30%) e compactados em prensa manual. Foram realizados análises dos materiais empregados e de resistência à compressão dos tijolos produzidos. Verificou-se que o tijolo de solo-cimento possui resistência a compressão dentro das normas e facilidade de fabricação, proporcionado assim uma solução alternativa para o setor.

Aug 8, 2018

By Maurizio Massimo

Danieli developed the “3Q” suite of process control technologies to address three critical principles: delivering the highest product Quality, in the required Quantity, with Quickness of response required for today’s casting machines. Ever increasing market demands for productivity and slab quality necessitate the latest advances/improvements in equipment design, process technology, and control software for all types of slab casters, and Danieli boasts a unique experience that extends from ultra high-speed thin slab casters to extra high-thickness conventional slab casters. The “3Q” system is monitored and controlled by a unique, intelligent HMI incorporating. Touch screen technology and Operator Assistant tablets. Operator Assistant is a tablet based system that guides the operator through the plant process, so that in the event of a process change or an alarm the operator is automatically presented with the choice of possible solutions / actions. The comprehensive range of technological packages cover all aspects of caster design and automation control, from feeding of liquid steel into the tundish to the final slab leaving the caster.

Aug 17, 2017

By Gerdau Ouro Branco

É apresentado o Balanço Energético Global da Gerdau Ouro Branco 2013, 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 2013: -Início de operação da Laminação de Tiras a Quente. -Menor participação do Lingotamento Convencional. -Menor produção de aço bruto da usina em relação a 2012.

Jul 31, 2018

By Juliana Fonseca Paim

A eficiência energética na indústria vem ganhado destaque no contexto atual. Um dos grandes desafios da atualidade é de utilizar os vários milhares de medidas de processos industriais coletadas, armazenadas e, utilizadas como indicadores capazes de contribuirem para a melhoria da eficiência energética. O princípio é combinar métodos analíticos avançados e aprendizagem de máquina aliado a um forte envolvimento dos membros da equipe da usina para se instalar um Sistema de Gestão de Energia (EnMS) em conformidade com a ISO50001. O objetivo seria de proporcionar a usina economias significativas em termos de consumo de energia. Este trabalho resume as etapas críticas para a implementação do EnMS para processos complexos: dignosticar a variabiliade do consumo de energia, identificar uma proposta viável para consumo de energia, envolver todos os níveis de produção nos workshops de análise de causas, implementar modelos preditivos de monitoramento em tempo real, dar o suporte para a tomada de decisões e, fazer modelos de relatórios de desempenho. Um exemplo com uma indústria química será apresentado e demonstrará como a metodologia pode ser aplicada na otimização das áreas de produção e de distribuição de vapor através de da melhoria da gestão operacional. A experiência adquirida para esse caso enfatiza a importância em potencializar a utilização dos dados de monitoramento e, o envolvimento dos operadores para poder entender as práticas operacionais principais, promovendo por conseguinte, uma cultura de eficiência energética.

Sep 25, 2017

By Andrew Slifka, Pello Uranga, Douglas Glenn Stalheim

Structural steel final mechanical properties of strength and ductility are predominately generated by the final ferrite grain size/packet size and homogeneity of that ferrite grain size/packet size through the cross-sectional area. Forty to seventy percent of the strength components come from how fine the final cross-sectional ferrite grain size/packet size that can be produced.[1] All the ductility properties of structural steels for a given microstructure are predominately driven by how fine AND homogenous the final cross-sectional ferrite grain size/packet size can be refined.[2,3,4] One key ductility property of structural steels used in construction and energy transmission applications is fatigue. Both low and high cycle fatigue can be realized in these end applications, however, low cycle fatigue is typically the predominate mechanism. In construction applications the environment for fatigue is typically air, such as in wind towers or high-rise building construction. In energy applications, there is an interest in high pressure (5.5 – 21 MPa, 800-3000 psi) gaseous hydrogen as an alternative fuel source to fossil fuels. A project to study the effect of the cross-sectional grain size/homogeneity of a relatively pure polygonal ferrite microstructure on the fatigue performance in air and high-pressure gaseous hydrogen has been developed. This paper will discuss the project strategy, microstructure developed for the project and initial test results.

Oct 1, 2019

By Mohammad Masoumi

In the present study, API 5L X70 pipeline steel samples were deformed by hot-rolling cooled in air or quenched in water and subsequently tempered at different temperatures. X-ray diffraction (XRD) and electron backscatter diffraction (EBSD) technique were used to analyze the texture evolution from the initiate state to rolling and tempering state at mid-thickness and near surface plane of all samples. The results showed that the mid-thickness region is richer in {100}//ND oriented grains known as more susceptible to crack formation and growth through. Hot deformed specimen showed dynamic recrystallization grains while quench tempered sample at 700°C evidenced recovery and grain growth.

Aug 16, 2017

By Mathias Woydt

The tribological and mechanical properties of binderless and metal-bonded niobium carbides (8 or 12 vol.-% of Cobalt, 12 vol.-% of Fe3Al) are presented. Rotating disks made of niobium carbide bearing hard metals were mated against alumina (99.7%) under unlubricated (dry) unidirectional sliding tests (0,1 m/s to 12,0 m/s; 22°C and 400°C) as well as in oscillation tests (f= 20 Hz, ?x= 0,2 mm, 2/50/98% rel. humidity, n= 105/106 cycles). Microstructure and phase compositions were determined as well. The tribological data obtained were benchmarked with different ceramics, cermets, hard metals and thermally sprayed coatings, where NbC bonded with 8% and 12% Co presented above 8 m/s the lowest wear rates so far in such a benchmark. Binderless NbC (HP-NbC1) and the metal bonded NbCs exhibited low wear rates under dry sliding associated with high P?V load carrying capacities. NbC-based hard metal bonded with 12 vol.-% of Fe3Al resulted in a higher hardness level than for 12 vol.-% cobalt. The tribological profile established revealed a strong position of NbC bearing materials under tribological considerations and for closed tribosystems against established reference tribo-couples.

Jul 31, 2018

By José Divo Bressan

Present work examines material surface damage by cavitation erosion of metals or the wear phenomenon from water bubbles collapse near the metallic surface. Material surface damage by cavitation erosion is due to wear mechanisms of liquid micro-jets impingement and shock waves. Experimental cavitation in tap water was investigated, using the proposed new design of compact rotating disk equipment. In this device, a rotating disk with cavitation inducers and specimens fixed on it ran in tap water to provide cavitating flow at constant high speed of 47.9 m/s similar to service conditions in pumps and propellers. Two types of cavitation inducers in the rotating disk were investigated: through-holes and pins. Carburized cast iron, aluminum, brass and bronze specimens were tested in this device. The cavitation damage mechanisms were observed by scanning electron microscope. Surface damage in the specimens was measured by mass loss and plotted in graphs of mass loss versus running time. After 25 hours testing, the specimens surface showed pitting formation and mass loss. All specimens presented surface damage: pit diameter size was about 100 or 150 to 300 micron. In aluminum specimen, damages by burned pit formation and plastic deformation could be seen, however, the mass loss was lower than the expected, possibly due to alumina film formation. Present equipment had quite good test reproducibility when compared with results from literature.

Jul 31, 2018