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By Mario González Ramírez

The safe transport of sour gas requires steels with enhanced hydrogen induced cracking (HIC) resistance. Centerline segregation bands of high hardness microconstituents and non-metallic inclusions are the heterogeneities usually linked to HIC failures in pipeline steels. Full-scale production heats of a new low Mn, Nb microalloyed steel were produced by different steel mills aiming at the application in sour gas environments. The new alloy design provides both effective strengthening and control of sulphide inclusions. Coil microstructure consisted of fine grained ferrite with a small volume fraction of uniformly dispersed eutectoid aggregates. Most importantly the microstructure was uniform in both the longitudinal and transverse directions and exhibited exceptional consistency. Samples from this steel were submitted to HIC testing according to NACE standards TM0284-2003 without any sign of cracking. The results, so far, confirm that this new alloy design provides the unique opportunity to economically produce a high strength pipe steel grade with improved sour service resistance for the linepipe industry.

Aug 8, 2018

By Robert Horwood, Richard Harvey

The copper stave was a development of the Blast Furnace cooling system intended to utilise the high heat transfer properties of copper within a fully covered shell cooling solution. They were originally conceived as being able to provide a permanent cooling lining for use primarily in the higher heat zones of the Blast Furnace. Despite a large number of campaign successes around the world the everlasting concept has not proven universal, with some plants having suffered issues in two particular areas: stave bending (leading to water leaks at back of the stave) and stave wear (erosion on the hot face). Primetals Technologies have in the past been approached to provide assistance to a number of Blast Furnace operators who were experiencing operational issues with the copper stave furnace cooling systems of others. Through knowledge gained resolving these issues, and with the positive experiences of their own copper stave designs, Primetals Technologies have worked towards developing a new concept in copper stave design capable of providing a more robust solution to cope with the greater productivities of modern ironmaking. This paper will provide an outline to the concepts that have driven the design of this new technology.

Oct 1, 2019

By Stênio Cavalier Cabral

O diboreto de titânio (TiB2) é um material cerâmico de alta dureza com uma grande potencialidade de aplicação tecnológica. Neste trabalho, foi empregada uma técnica de processamento em altas pressões e altas temperaturas para produzir compactos de TiB2 com AlN. Os pós utilizados foram misturados manualmente em quantidades de 70%p TiB2 + 30%p AlN. Amostras cilíndricas, com 5 mm de diâmetro e 7 mm de altura, foram processadas durante diferentes intervalos de tempo compreendendo os ciclos de sinterização, cada ciclo de sinterização consistiu em aumento de pressão a aproximadamente 7 GPa a uma temperatura aproximada de 1500°C por um tempo de 180 segundos, para cada ciclo. O número de ciclos variou de 1 a 5. O objetivo do trabalho foi a identificação do efeito da quantidade de ciclos sobre a microestrutura e sobre as propriedades mecânicas dos compactos. Para estas observações foram realizadas analises de Difração de Raios X, Microscopia Confocal a Laser, Microdureza Vickers e ensaio de flexão. Os resultados obtidos apresentam perspectiva de utilização do processamento em alta pressão e alta temperatura para produção de compactos de alta qualidade como o TiB2- AlN.

Aug 16, 2017

By Milson de Andrade Júnior

A central termoelétrica número 1 (CTE#1) da Companhia Siderúrgica Nacional possui duas caldeiras em operação denominadas 8 e 9 com capacidade total de produção de vapor de 200 Toneladas por hora. Estas caldeiras fornecem vapor para os turbo geradores e turbo sopradores da CTE#1, além de vapor de processo para a Usina Presidente Vargas (UPV). As caldeiras entraram em operação em 1982/83 e seus sistemas de controle e instrumentação eram totalmente pneumáticos. Ao longo do tempo foi surgindo dificuldades para reposição e manutenção dos componentes pneumáticos, motivo pelo qual se iniciaram os estudos para substituição deste sistema. Em 2009 teve início um projeto para substituição do controle pneumático por um controle microprocessado feito por PLC redundante trabalhando com um supervisório scada e para substituição das malhas de instrumentação pneumática por instrumentação em rede fieldbus. A substituição completa dos componentes pneumáticos foi concluída em 2012. O novo sistema implantado trouxe diversas melhorias na performance, confiabilidade, segurança operacional e ergonomia. Este trabalho apresenta as causas que motivaram o projeto em questão, a metodologia utilizada para a sua implantação e os resultados alcançados com a aplicação de tecnologia moderna para controle e instrumentação de caldeiras.

Jul 31, 2018

By Bi Zongyue, ZhangYongqing, NiuTao, Guo Aimin

Over the past twenty years, significant advances have been made in the field of microalloying steels and associated applications, among which one of the most successful application cases is development and application of heavy-gauge X80 coil with high temperature processing HTP practice used for China's Second West-East pipeline, the longest X80 pipe in the world. During this process, HTP design concept has been sucessfully applied to develop 18.4mm X80 coil with demanding low-temperature fracture toughness requirements. In the meanwhile, China's metallurgical workers have further optimized HTP design concept with the aid of powerful rolling mill and coiling equipment, and made it possible to develop 21.4mm X80 coil used for Russia-China East line. In the paper, we would simply review the development history of high-strength pipeline steels, and then give more priority to the fundamental points for sucessful development of 18.4mm X80 coil and SSAW pipe, which paved the way for subsequent development of 21.4mm X80 coil and SSAW pipe. Finally, we would present the test results of mass production and burst tests, and dispel the suspicion that SSAW pipes made of X80 coil are more qualified to resist ductile fracture.

Oct 1, 2019

By Lucas Kling e Silva

A deformação plástica de aços acompanha mudanças irreversíveis da microestrutura, que podem ser consideradas como o estágio inicial do processo de fratura. No entanto, detectar, monitorar e avaliar previamente, estados de dano e pequenos defeitos, de forma não destrutiva, ainda se mostra desafiador. Foi reportado na literatura o fenômeno do surgimento espontâneo de fracos campos magnéticos em aços estruturais e em oleodutos, que são originados devido a tensões mecânicas heterogêneas ou térmicas. Esta observação não é associada com transformações de fase induzidas por deformação e parece ser uma ferramenta promissora para a caracterização prévia de danos em aços ferromagnéticos. Para proporcionar uma melhor compreensão das bases físicas deste processo, foram observadas as microestruturas magnéticas de tais materiais e as mudanças ocorridas nos domínios magnéticos dos mesmos após sofrerem deformação plástica. Para isto foi utilizado um meio de solução coloidal com partículas superparamagnéticas na escala nanométrica (ferrofluido) que proporcionou, através da técnica Bitter, observar não apenas uma mudança de tamanho dos domínios magnéticos do material, mas também modificações em sua morfologia. Foram estudados neste trabalho aços ferríticos com as respectivas concentrações de carbono em sua composição: 0.08%; 0.22% e 0.45%.

Oct 30, 2017

Os mais importantes processos de redução de minério de ferro em fornos de cuba convivem, com maior ou menor intensidade, o problema de precipitação de carbono no interior de seus reatores. Para melhor conhecer os efeitos dos parâmetros operacionais desses processos sobre as cinéticas simultâneas de redução das pelotas de minério de ferro e de precipitação de carbono, foi definido um programa cooperativo entre a Samarco e o Grupo de Siderurgia da PUC-Rio. O presente trabalho é a parte 1 deste programa, que analisou o comportamento de pelotas RD nas temperaturas de 500, 700 e 900 °C, vazões de 60 e 90 NL/min e pressões de 1,2 e 2,5 atm, quando reagiram com os gases de topo e sopro típicos das regiões superiores (Zona de Redução-ZR) dos fornos de produção de ferro esponja (DRI). O tratamento dos resultados obtidos nos testes programados pelo método estatístico fatorial, permitiu identificar as cinéticas concorrentes e propor um modelo global baseado no principio da superposição. Finalmente, utilizando as curvas “Grau de Reação Global-GR versus tempo”, mostrou correlações plenamente compatíveis com os dados experimentais levantados e plena viabilidade de aplicação a outros processos de produção de ferro primário.

Aug 1, 2018

By Débora Ribeiro Lopes

A descoberta das grandes reservas de petróleo e gás ao longo da costa sudeste do Brasil representou um novo desafio tecnológico na história da indústria brasileira de petróleo. Entre as principais dificuldades pode-se citar: água ultra profunda, espesso leito de sal, alta pressão, baixa temperatura, ambiente muito corrosivo contendo contaminantes como o gás carbônico (CO2) e o sulfeto de hidrogênio (H2S). O objetivo deste trabalho é o estudo do comportamento eletroquímico de um aço inoxidável supermartensítico contendo cerca de 14% de cromo (Cr), em meio contendo 115.000 ppm de íons cloreto, 10 ppb de oxigênio dissolvido, com adição de 10-2 mol/L e 10-3 mol/L de tiossulfato de sódio. Para tal foram empregadas as técnicas de polarização anódica potenciodinâmica cíclica e microscopia ótica. Os resultados experimentais mostraram que ocorreu uma variação significativa na extensão da região de passivação quando tiossulfato de sódio foi adicionado ao meio, aumentando a susceptibilidade à corrosão por pites do material.

Jan 16, 2018

By Tiago de Abreu Siqueira

CO2 geological storage is one of the current technologies developed worldwide to reduce industrial emissions of carbon dioxide to the atmosphere. Two main mineral types of deep geological reservoir could be contemplated for CO2 storage: sandstone reservoirs and carbonaceous reservoirs. Geochemical reactivity of a dolomite-calcite mineral compound and magnesite pure mineral was studied with a set of nine experiments per crushed mineral phase with two saline solution and with mQ water and three temperatures: 50°C, 90°C and 150°C. Experiments were performed in batch reactors with 250 bar of CO2 partial pressure during 24h to assess the effect of temperature and salinity in constant CO2 pressure. Solid characterization was performed by XRD and solution analysis by ICP-OES. Acidification of solutions due to CO2 dissolution in water is the main source of reactivity in the system. Proton concentration increases and causes partial dissolution of initial dolomite, calcite and magnesite and release of Ca2+ and Mg2+ cations in solution. Bicarbonate anion (HCO3) concentration also increases due to CO2 dissolution in water and carbonate minerals dissolution. Temperatures of 90°C and 150ºC increase the kinetic of reaction and the dissolution of minerals and cations release in solution. New carbonate crystalline phase precipitates as a Ca, Mg solid solution between dolomite and calcite pure poles.

Aug 8, 2018

By André Wulff Hirano

O Alto Forno 01 da ThyssenKrupp CSA entrou em operação em 12/07/2010 dando inicio a uma etapa em que o Brasil recebeu sua mais recente usina integrada, sendo um marco no modelo de planta compacta com o nível de capacidade instalada de 5 milhões ton/ano de placas. O modelo de controle de fluxo gasoso centralizado e com baixa marcha periférica havia se mostrado não adequado. Desse modo, foi implementado um monitoramento de indicadores para auxiliar na avaliação e controle de nível térmico e de distribuição de gás. Logrou-se obter uma estabilização da marcha do Alto Forno resultando em um melhor desempenho nas condições de escoamento, melhor rendimento de gás e, por consequência, redução do Fuel Rate, além de uma otimização no custo de carga metálica. Este trabalho mostra o desenvolvimento das práticas operacionais e de controle que permitiram essa evolução nos resultados.

Aug 1, 2018

By Verônica Scarpini Candido

Este estudo tem por objetivo caracterizar o pó de balão proveniente de uma siderúrgica do estado do Pará visando a sua incorporação em argilas para produção de blocos. O resíduo passou pela etapa de beneficiamento e, depois, foi realizada a difração de raios-X (DRX) e fluorescência de raios-X (FRX). Além disso, realizou-se também a análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que hematita, magnetita, goethita são as fases predominantes. A análise química por FRX mostrou que o resíduo apresenta baixos teores de sílica (SiO2) e alumina (Al2O3) associados a elevados teores de óxido de ferro III (Fe2O3). Dessa forma, a caracterização do pó de balão mostrou que esse resíduo apresenta-se como um potencial constituinte mássico cerâmico e que os elevados teores de óxido ferro podem contribuir para melhorar a cor dos produtos finais.

Oct 30, 2017

By Lucas Kling e Silva

A deformação plástica de aços acompanha mudanças irreversíveis da microestrutura, que podem ser consideradas como o estágio inicial do processo de fratura. No entanto, detectar, monitorar e avaliar previamente, estados de dano e pequenos defeitos, de forma não destrutiva, ainda se mostra desafiador. Dubov reportou o fenômeno do surgimento espontâneo de fracos campos magnéticos em aços estruturais ferríticos em oleodutos, que são originados devido a tensões mecânicas heterogêneas ou térmicas. Esta observação não é associada com transformações de fase induzidas por deformação e parece ser uma ferramenta promissora para a caracterização prévia de danos em aços ferromagnéticos. Para proporcionar uma melhor compreensão das bases físicas deste processo, foram observadas as microestruturas magnéticas de tais materiais e as mudanças ocorridas nos domínios magnéticos dos mesmos após sofrerem deformação plástica. Para isto foi utilizado um meio de solução coloidal com partículas paramagnéticas na escala nanométrica (ferrofluido) que proporcionou, através da técnica Bitter, observar não apenas uma mudança de tamanho dos domínios magnéticos do material, mas também modificações em sua morfologia. Foram estudados neste trabalho aços ferríticos com as respectivas concentrações de carbono em sua composição: 0,12%; 0,17% e 0,45%.

Aug 16, 2017

By Douglas Leal Lemos

Na Aciaria-LD CSN obtém duas estações de gusa, chamadas de Estação Leste e Oeste. A logística de transporte do gusa produzido no Alto Forno até a Aciaria é feita através dos Carros Torpedos. Nas estações são feitos cambamentos dos carros para abastecer panelas de gusa, que levarão até os Conversores. Para efetuar este movimento de cambagem é necessário controlar dois motores de corrente continua e freios que obtém nos carros. Na UPV obtém vinte e sete carros torpedos em operação, assim o controle deve estar preparado para controlar todos. Antes da modernização o painel funcionava sem nenhuma tecnologia de controle e obtinha alto custo de manutenção. Em virtude destes aspectos novo sistema obtém conversores estáticos que controlam motores e controlador responsável para efetuar balanceamento de carga do gusa. Este projeto tem como objetivo garantir continuidade operacional do sistema além de gerar maior confiabilidade no equipamento e uma alta tecnologia para efetuar melhorias, analise de defeitos entre outros. O rendimento após a implantação é fantástica devido ao controle preciso obtido além da rastreabilidade de todas as variáveis do sistema e um custo de manutenção baixíssimo, tornando-se um equipamento no estado da arte.

Aug 16, 2017

By José Flávio Viana

A dessulfuração do gusa líquido tem papel fundamental na obtenção de baixos teores de enxofre no aço, considerando que o processo de refino primário envolve utilização de oxigênio, prejudicando a dessulfuração nesta etapa. A busca de processos cada vez mais eficientes levou ao desenvolvimento da dessulfuração do gusa com a utilização simultânea de agente dessulfurante à base de carbureto de cálcio junto com o magnésio metálico em co-injeção ou multi-injeção. Este trabalho tem objetivo de mostrar os resultados desta aplicação em panelas de gusa líquido na ThyssenKrup CSA Siderúrgica do Atlântico, Rio de Janeiro, onde foi possível determinar ganhos de produtividade e custo.

Jul 30, 2018

By Flávio Túlio Busatto, João Bosco Mendes, Marcio de Souza Lana, Raphael Dias de Medeiros, Gabriel Nazareth G. Alcoforado

The sintering process begins at the ignition stage of the surface layer of the mixture to be sintered. This ignition is performed through the heat supplied by a furnace, called "Ignition Furnace", and this burn must have sufficient heat potential to start the agglomeration process. As a result of the horizontal movement and the flow of air passing through the material, this surface firing front is transported until reaching the lower zones of the bed, thus producing the sinter. The higher the calorific value of the fuel used, the more efficient (lower fuel consumption and higher temperature) is the surface burning, thus raising the mechanical strength of the product during the process. Due to variations in fuel quality, keeping the ignition temperature controlled becomes a challenge, so, in this work, a study on the combustion of coke oven gas (COG) was carried out, evaluating not only its stoichiometric but also the most adequate control strategy, in order to maintain the working temperature and still optimize the yield and quality of the sinter produced. Mathematical knowledge, automation, control and industrial combustion were used in order to achieve the expected results.

Oct 1, 2019

By Cesar Giron Camerini

Os aços inoxidáveis bifásicos superduplex estão presentes em diversos setores da engenharia devido a versatilidade oferecida em termos de propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Para garantir a qualidade destes aços, avaliar o teor de ferrita presente na microestrutura é de grande relevância para indústria uma vez que diversas propriedades do material dependem do controle deste teor. Durante a fabricação de equipamentos ou inspeções de campo uma das formas mais viáveis de monitorar o teor de ferrita é através do ferritoscópio, dada sua portabilidade e fácil interpretação. No entanto, observou-se que a forma usual de calibração do ferritoscópio pode levar a medidas imprecisas, principalmente na avaliação dos aços superduplex. A fim de analisar esta influência, foram realizados diferentes testes de caracterização microestrutural através de microscopia ótica, difração de raio-x e o magnetômetro de amostra vibrante, para confrontar com medidas obtidas com ferritoscópio. Conclui-se que para elevados teores de ferrita, a calibração do ferritoscópio realizada a partir dos padrões fornecidos pelos fabricantes apresentam desvios significativos dos teores encontrados a partir da caracterização com equipamentos de laboratório. O presente trabalho apresenta uma solução para utilização do ferritoscópio para uma quantificação mais acurada do teor de ferrita nos aços inoxidáveis superduplex.

Oct 30, 2017

By Douglas Will Leite

O objetivo deste estudo é recuperar parte do alumínio empregado na fabricação das embalagens de medicamentos do tipo “blister”, por tratamento químico e térmico seguido de separação gravimétrica, resultando na obtenção de alumínio na forma de óxido (Al2O3). A caracterização do produto particulado metálico obtido constitui-se em um caminho para se chegar ao patamar de existência de coleta seletiva após seu descarte, diminuição deste tipo de embalagens nos aterros sanitários e/ou incineradores de lixo doméstico e posterior reaproveitamento com amplos benefícios ambientais. A caracterização morfológica do óxido de alumínio obtido foi realizada utilizando as técnicas instrumentais de ICP/AES e MEV/EDS.

Aug 7, 2018

By Paula Cristina Petriz Monteiro

O Aço Inoxidável Duplex (AID) possui duas fases com propriedades magnéticas distintas, ferrita e austenita. Quando submetido a elevadas temperaturas, o AID pode apresentar em sua estrutura a fase intermetálica sigma que degrada suas propriedades e limitam a sua utilização. Este trabalho tem como objetivo utilizar a técnica de Ruído Magnético Barkhausen (RMB), para caracterizar amostras de AID SAF2205 com precipitados de fase sigma. Foram realizadas análises metalográficas, detecção do teor de ferrita através do ferritoscópio e difração de raios-x para validação dos resultados. Pode-se verificar que o ensaio de RMB é adequado para avaliar teores elevados de fase sigma neste aço.

Aug 7, 2018

By Anderson Rosa Pereira

O trabalho visa apresentar dois tipos de equipamentos para medição on-line de camada de óleo em superfícies de chapas e placas. O equipamento é denominado SOLID® (Surface Oil Layer Inline Determination) e tem como aplicação típica laminadores, processadores de tiras e qualquer outro tipo de linha onde algum tipo de óleo ou cera é aplicado na superfície do material. O equipamento realiza medição on-line com o material em produção e determina a camada de óleo ou cera em toda a largura e comprimento do material, permitindo ao cliente monitorar com precisão a aplicação deste produto.

Oct 30, 2017

By Marco Antonio Meggiolaro

Most cyclic plasticity models used in multiaxial fatigue life predictions are based on a concept of a yield surface, which divides the elastic and plastic domains. Plastic straining occurs when the stress state reaches the surface and tries to move outward. Subsequent plastic straining causes the stress state to remain on the yield surface, which will translate to prevent the stress point from moving outside it according to a kinematic hardening rule that models the Bauschinger effect. The accurate modeling of the yield surface shape is fundamental to predict stress-strain relations. In this work, the main yield surface equations for isotropic materials are compared. Even though most materials can be modeled using Mises and Tresca surfaces, other need to consider the effect on the yield strength of the hydrostatic stress or the normal stress acting on a critical plane. It is shown that pressure-sensitive models originally devised for concrete can be applied to predict yielding in some materials, and even fatigue life for metallic structures with short cracks.

Aug 8, 2018