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By Fabio Schusterschitz da Silva Araújo

A unidade do Grupo SIMEC em Pindamonhangaba tem capacidade de produção de 560 mil toneladas/ano de produtos destinados à construção civil. Para abastecer a planta, é utilizada água de poço com pH, condutividade e alcalinidade altas, além de restrições quanto à disponibilidade. Isto gera desafios para o seu uso, e para a água de reposição do sistema de resfriamento dos moldes a água passa por um sistema de osmose reversa. No primeiro semestre de 2016, houve contaminação da água de molde, com a formação de uma incrustação de coloração branca, de aspecto oleoso e diferente das incrustações normalmente encontradas. Este fenômeno reduziu significativamente a vida dos moldes, o que levou à necessidade de paradas constantes para a troca e aumento significativos dos custos. Foi montado um grupo de trabalho de todas as áreas envolvidas, operação, manutenção e condicionamento químico para descobrir as causas e corrigir o problema. Este trabalho mostra as causas, as ações tomadas e os resultados obtidos.

Oct 30, 2017

By Nigel Marx

In order to understand (and ultimately to predict) the friction reduction resulting from the use of polymer solutions, the rheological properties of model polymer solutions have been measured over a wide range of shear rates. Both temporary and permanent shear thinning have been observed. By using base fluids of different viscosities it has been shown that permanent shear thinning depends more closely on the shear stress experienced by the fluid than on the strain rate. Hydrodynamic measurements have been made on the polymer solutions using a compliant ball on flat lubricated contact that operates in isoviscous-elastic conditions. The measured friction values can only be predicted with reasonable accuracy if the measured shear thinning properties of the lubricant are taken into account in the hydrodynamic model.

Jul 31, 2018

By George Schipper, Peter Gelten, Pepijn Adriaen, Hugo Uijtdebroeks

Tata Steel IJmuiden Hot Strip Mill 2 (HSM2, 5.5 Mtonnes/yr) is currently being upgraded, resulting in an increased rolling force and motor power capacity. With the current conventional work roll spray cooling, a deterioration in work roll & strip surface quality performance is expected as a result of the increased mill capacities. In order to improve strip surface quality, HSM2 decided to do a full-scale production trial with High Turbulence Roll Cooling (HTRC) at stand FM2. HTRC is a novel way of roll cooling using a high turbulent flow regime. HTRC is positioned very close to the roll surface and gap exit, which is beneficial for the roll surface quality. It is operated at a high flow rate but at a low pressure. HTRC not only significantly improves the roll surface quality, in addition, it makes high pressure pumps, needed for the conventional spray cooling, redundant, leading to substantial savings on electricity costs and thus CO2 emissions. HTRC is in trial operation since 7 August 2018. Results show no operational issues, an excellent roll surface quality and an increased cooling efficiency. In summer 2020 stands FM1-FM2-FM3-FM4 of HSM2 will be equipped with HTRC.

Oct 1, 2019

By Alessandra Regina Machado Schifino

Neste trabalho foi realizado um estudo comparativo entre as normas utilizadas para validação da solda aluminotérmica em trilhos do tipo Premium – Vignole dos modelos TR, utilizada em reparos de trilhos ferroviários. As normas a serem comparadas são: ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), AREMA (American Rail Way Engineering and Maintenance of Way Association) e a Norma Europeia (British Standard – Railway Aplication Track – Auminothermic Welding of Rails). Esta comparação será realizada para avaliar a relevância da variação dos parâmetros utilizados em cada uma das normas e quais fatores devem ser analisados em mais de uma norma para que não haja dúvidas se os trilhos estão aptos para serem colocados em operação. Através da realização dos ensaios mecânicos e metalúrgicos, sugeridos pelas normas, encontra-se defeitos causados por diversos fatores, tais como: processo de fabricação, mau uso dos trilhos, falhas operacionais na soldagem, de preenchimento, de solidificação entre outros. Utilizando-se deste conjunto de informações será possível validar as soldas aluminotérmicas testadas.

Oct 30, 2017

By Amanda Sardinha Pereira

O uso dos aços 2,25Cr-1Mo-0,25V em reatores de hidrotratamento cresceu significativamente devido ao seu excelente comportamento em fluência, elevada tenacidade e resistência à corrosão. Contudo, as propriedades mecânicas deste material podem ser afetadas pelo tipo de microestrutura. O objetivo desse trabalho foi estudar a influência da microestrutura do aço 2,25Cr-1Mo-0,25V, obtida por meio de diferentes tratamentos térmicos, na difusividade e solubilidade de hidrogênio. Foram realizados ataques químicos seletivos para revelar a austenita retida e ensaios de permeação eletroquímica do hidrogênio. A análise dos dados da permeação mostrou que a amostra revenida a 550°C (Dap = 4,6 x 10-12 m2/s) possui menor coeficiente de difusão comparada às amostras revenida a 375°C (Dap = 6,9 x 10-11 m2/s) e revenida a 730°C (Dap= 3,4 x 10-11m2/s).

Aug 8, 2018

By Ulrich Sommers

The Intelligent Furnace (I-Furnace) by SMS group is a smart furnace process and production optimization model. The combination of various tools leads to an optimized heat treatment and production process. It combines a mathematical/physical model to control the furnace with EMG’s IMPOC system for online strength measurement and a newly developed annealing microstructure model to predict material properties. This paper reports about the revamping of an existing galvanizing line, where a mathematical/physical control model has been implemented in combination with an online quality measurement system. This way, the process improvement of continuous galvanizing lines and the quality management of a range of steels including AHSS will be demonstrated. Furthermore, it gives information about the development of the annealing microstructure model to predict material characteristics. Eventually, the I-Furnace will be presented according to the current development and reference status.

Oct 30, 2017

By Filippo Verlezza

Conventional wire rod blocks have some limitations. They can only roll with fixed reduction ratios which always require the same rolling diameters within the block. With MEERdrive® SMS, as a pioneer, has introduced an innovative drive concept for wire rod blocks that can overcome the limitations of conventional solutions. The clue: the concept is based on individual drives for each stand position. The exigent wire rod market demand and the available technology melt in a new variant of MEERdrive®, the MEERdrive®PLUS, which represents a sizing block solution for finished size rolling and allows conventional as well as thermomechanical rolling. Further “one family rolling” is also possible, since all roll / size changes will occur in this block.

Oct 30, 2017

By Jörg Schwelberger

Government regulations around the world concerning environmental care are becoming more stringent, also including regulations and restrictions of depositing and use of dust, sludge and slag generated in the iron and steelmaking process. With this scenario, by-products such as iron containing dust, sludge, oxide fines, mill scales and slag, become a valuable resource and recycling may be a profitable activity within a plant. Up to ten percent in mass of the total steel output of dust, sludge and mill scale by-product materials and more than 40% of slag by product are generated within an integrated steel plant with an iron content ranging from 50% to 65% for fines and up to 25% for BOF-slag. Slags are being widely recycled and used in the cement industry, as is the case for BF slag, and in the construction industry in the case of BOF slags and EAF slags. However, value of BOF unmodified slag is typically low and environmental regulations limit the usage of the unmodified BOF slag. This paper describes innovative solutions for recycling of fines using cold briquetting technology and the modification and granulation of slag from steelmaking that increase the value of the by-product and yield a marketable product.

Aug 16, 2017

By Matheus Soares Siman

A soldagem GTAW tem importância fundamental para a indústria não só pelo excelente controle do aporte térmico, como também ao fato de proporcionar, repetitividade e reprodutibilidade. No entanto, este apresenta uma série de desafios, principalmente em relação à determinação de algumas variáveis e como essas podem afetar a resistência das juntas soldadas. Neste trabalho, investigou-se a influência de diferentes procedimentos de soldagem em tubos de aço SAE 4130 sem costura com e sem a deposição e com a aplicação ou não de pré-aquecimento. Após procedimentos de soldagem, as propriedades mecânicas e a microestrutura da junta soldada, zona fundida, zona termicamente afetada e metal base, foram avaliadas por meio de ensaios de microdureza, de dobramento e análise metalográfica. Foi possível avaliar a influência da aplicação do pré-aquecimento e analisar as propriedades mecânicas e microestrutura das juntas soldadas. Os perfis de microdureza revelaram a importância do pré-aquecimento. O ensaio de dobramento possibilitou a avaliação das juntas de maneira qualitativa. Porém, um ensaio quantitativo, como o de tração, possibilitaria mais informações.

Oct 30, 2017

By Verônica Scarpini Cândido

Cimentos provindos de reações álcali-ativadas abrem novas oportunidades para o futuro, como a utilização de polímeros inorgânicos, conhecidos como geopolímeros. Estes materiais são considerados ecologicamente corretos, pois seu processo de fabricação não envolve a emissão de CO2 e é possível utilizar resíduos industriais como matéria prima. Neste trabalho, foi desenvolvido um concreto de cimento geopolimérico (CCG) e sua resistência à fadiga foi comparada com outro concreto correspondente de cimento Portland (CCP). Foram utilizados alguns parâmetros fixos na dosagem de ambos os concretos, como consumo de aglomerantes, relação água/aglomerante e teor de argamassa. O estudo foi realizado por meio de ensaios dinâmicos, avaliando os efeitos de diferentes níveis de tensões, máximas e mínimas, e frequência aplicada. Os resultados de fadiga nas diversas variações realizadas mostraram um melhor desempenho ao comportamento em fadiga do CCG em relação ao CCP. Na análise microestrutural foi observada uma melhor aderência matriz/agregado no CCG quando comparado com o CCP, o que pode explicar sua maior resistência perante a fadiga.

Oct 30, 2017

By Eneias Pacheco Moreira Junior

A partir do advento computacional, foram possíveis novas formas de análises comportamentais de fenômenos físicos via simulação computacional. Este trabalho visa utilizar de técnicas de visão computacional e processamento de imagens digital, aliado ao método do cone causal para simular evolução microestrutural em aços. A partir de uma micrografia, um domínio real em 2d foi obtido computacionalmente por visão computacional. Os contornos da microestrutura foram detectados por processamento de imagem digital. Nestes contornos foram simulados nucleação e crescimento de novos núcleos, pelo método do cone causal. Ao fim do trabalho foram apresentados, dados da evolução microestrutural do sistema estudado na forma de fração volumétrica versus tempo, área superficial por unidade de volume versus tempo e uma microestrutura discreta simulada. Apresenta-se neste trabalho uma nova ferramenta computacional para estudar reações de nucleação e crescimento em 2d a partir de microestruturas reais.

Oct 30, 2017

By Mirko Jurkovic, Thomas Hueper, Jens Kempken

The high competition scenario pushes the steel producers business. Zero defect requirements from customers force the operators for additional efforts in process control and quality management. PQA® has been developed as an advanced process and quality management assurance solution. It is focusing on the analysis of process data, equipment information, inline quality measurement devices and trend analysis. The paper describes the structure of the advanced process and quality management assurance solution PQA®; it gives insights on the expert know-how, process and quality evaluation and points out the benefits like cost reduction, improvement yield and customer satisfaction increase.

Oct 1, 2019

By Guilherme Vitor de Araujo, Igor Cuzzuol dos Santos, Loyslene Rabelo Fernandes, Gustavo Henrique Sousa, Athos Fernandes Araujo

O desenvolvimento de nanopartículas magnéticas vem recebendo bastante atenção de pesquisadores devido a sua potencial aplicação em diferentes campos tecnológicos, principalmente em microeletrônica e medicina. A magnetita nanoparticulada é particularmente atraente para estas finalidades, pois apresenta comportamento superparamagnético, biocompatibilidade e resistencia à oxidação. Neste estudo foi avaliado a síntese das nanopartículas pela coprecipitação. Para isso foi observado a influência da razão molar de Fe+2/Fe+3 e da variação de concentração de NaOH na nucleação e precipitação das partículas. Sendo possível, determinar os melhores parâmetros para obtenção das mesmas e garantindo as suas propriedades. Para a constatação estrutural, a caracterização das amostras foi realizada por difração de raios X (DRX). A razão molar de Fe+2/Fe+3 se mostrou uma variável importante, em razões muito pequenas o resultado obtido foi goetita, enquanto a síntese a partir da razão 0,5 observou-se apenas a magnetita. E a variação da concentração de OH- teve influência no tamanho das partículas nucleadas, no qual menores partículas foram obtidas em meios mais básicos.

Oct 6, 2019

By Cristiano José Scheuer

The effect of low-temperature plasma carburizing treatment on the micro-abrasive wear resistance of AISI 420 steel was investigated by mean of a CSM Calowear ball-cratering equipment. Carburized samples were treated at temperatures of 350, 400, 450 and 500°C for a fixed time of 12 h, using a gas mixture containing 99.5% (80% H2+20% Ar)+0.5% CH4. Micro-scale abrasive wear tests were conducted with a 25.4 mm AISI 420 steel sphere, using an abrasive suspension of alumina (Al2O3) with particle size of 1 ?m (abrasive concentration of 0.11 g/cm³). The contact normal force, abrasive flow and ball rotation speed were fixed at: 0.5 N, 0,2 drop/s, and 120 rpm. The wear craters were analyzed using a confocal laser microscope, Olympus OLS 3000. The wear analyses were performed for test times of: 30, 60, 90, 120, 180, 360, 540, 720 and 900 s (equivalent sliding distance: 0.84, 1.68, 2.52, 3.36, 5.04, 10.09, 15.14, 20.19 and 25.23 m, respectively). The results indicate that the wear coefficient in the outer layer and in the diffusion layer are different, being lower in the latter. It was also verified that the wear coefficient on the outer layer region decreases with increasing treatment temperature in the range of 350 to 450 °C, and increase again for 500ºC. The diffusion layer wear coefficient is similar for all the carburized samples. Finally, for all studied conditions, the analysis of the wear craters surface indicates the occurrence of grooving and micro-rolling abrasion wear modes.

Aug 8, 2018

By Maxwell Pereira Cangani

Com a expansão da produção de minério de ferro no quadrilátero ferrífero em Minas Gerais, a litologia e o perfil de qualidade dos minérios foram alterados significativamente nos últimos anos, para o minério recebido na Ternium Brasil notadamente a partir do segundo semestre de 2014, gerando forte impacto sobre os processos Sinterização e Altos Fornos. Houve uma redução da participação de minérios hematíticos e uma elevação de minérios itabiríticos. Como conseqüência, houve uma elevação significativa dos teores de sílica, fósforo e alumina no sinter feed e minério granulado. Nesse contexto, surgiu a necessidade de tornar a especificação do sínter produto mais abrangente qualitativamente e mais restritiva do ponto de vista quantitativo, com o objetivo de melhorar a performance e estabilidade dos Altos Fornos, frente ao novo perfil de qualidade dos minérios de ferro.

Oct 30, 2017

By André Carlos Silva

Dewatering stage is among the most important industrial unit operations, and is wide adopted in many different industries, due the fact that a large portion of industrial products is produced using suspensions of solids in liquids. Nowadays the mineral processing tailings disposal is a big problem due the environmental degradation produced. The phosphate rock processing in Anglo American Phosphate Brazil, situated in Catalão/Go/Brazil, generates around 180 t/h of tailings for a plant feed of 480 t/h (approximately 37,5% of the processing plant feed), with 5 to 10% of solids and approximately 14% of P2O5. Nowadays the tailings are sent direct to the tailings dam. The present work proposes the paste production using with the tailings from phosphate rock processing plant divide in two different stages. The first one composed by the free settling of the material in presence of industrial flocculants in a graduated cylinder with 2.0 L of internal volume for one hour, in the same way it must occur in conventional thickeners. After that time, the clarified liquid was drained and the remaining pulp was sent to the second stage consisting in the tailings vacuum filtration. Ten different flocculants and nine different filter media were tested. The found results were satisfactory for paste tailings production with solids percentage around 65%.

Aug 8, 2018

By Paulo Eduardo Melo da Cunha

Com um cenário de constante mudança na área e logística, uma demanda cada vez maior por transporte rápido, eficiente e a baixo custo, muito se tem exigido dos gestores de logística na solução, otimização e implementação de soluções criativas para desatar o nó logístico existente hoje no país. A falta de infra-estrutura tanto interna, quanto externa tem dificultado o trabalho e comprometido os resultados globais das empresas. Muitos trabalhos já foram realizados, mas as constantes mudanças, aumento dos volumes transportados em cada modal, a falta de planejamento governamental, tem exigido novas formas de trabalhar. Um relacionamento mais próximo dos fornecedores de transporte, com grande envolvimento dos clientes e áreas comerciais é fundamental para os bons resultados e é desta forma que buscamos otimizar o fluxo ferroviário para a região da grande BH.

Jul 29, 2018

By Ana Carolina Ribeiro Duarte

Este trabalho teve por objetivo avaliar sistematicamente as etapas do processamento termomecânico de um aço SAE 1070 comercial. O aço foi trefilado a seco por 12 passes consecutivos com reduções médias entre 15% e 21%. A deformação verdadeira acumulada ao final do 12º passe foi de 2,52. Em seguida o material foi recozido a 1000ºC por 10, 20, 30, 60 e 120 min. A caracterização microestrutural foi realizada com o auxílio da técnica de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica. A rugosidade do material foi medida via microscopia confocal. O material teve ainda seu comportamento mecânico avaliado por meio de ensaio de dureza Vickers. Os fios de aço apresentaram a estrutura “curling” após o processo de trefilação. Essa estrutura foi substituída por uma estrutura perlítica refinada quando o material foi submetido ao recozimento. O ensaio de microdureza mostrou que, para restaurar as propriedades mecânicas do material, um recozimento entre 20 e 30 min seria suficiente. A análise da topografia revelou que o processo de trefilação altera consideravelmente a rugosidade do material.

Aug 8, 2018

By Sidiney Nascimento Silva

Em parceria com a UniSoma, empresa especializada em soluções analíticas baseadas em otimização, a CSN desenvolveu e implantou uma solução sob medida para o planejamento de sua cadeia de redutores. A solução é composta por dois módulos básicos - Embarque® e MIX®, que dão suporte às decisões de caráter tático-operacional relativas à cadeia de abastecimento de combustíveis sólidos, abrangendo desde a aquisição das matérias-primas até o seu consumo nos vários processos siderúrgicos -coqueria, altos-fornos e sinterização. O Módulo Embarque®, tático, possui uma “inteligência computacional”, na forma de um modelo matemático, que trata, de forma integrada, três subproblemas correlacionados: a programação do abastecimento, o planejamento de mistura e de produção, dos vários processos, e o planejamento de estocagem ao longo do tempo. O modelo fornece soluções de compromisso entre os objetivos de custo e qualidade. O Módulo MIX®, otimizador operacional, é usado para definir a programação das misturas a serem realizadas no curto prazo. O trabalho apresenta não apenas os aspectos técnicos da solução, mas também os desafios enfrentados durante a sua implantação e os resultados percebidos com a sua utilização.

Aug 1, 2018

By Fabio Andre Brand

As empresas de classe mundial, para atingir a excelência, buscam inovações para maximizar a utilização dos seus ativos. Para estas empresas, os departamentos de manutenção assumem uma função estratégica e a utilização de metodologias como a Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) tem contribuído muito para a obtenção de um desempenho positivo em seu sistema produtivo. Apesar das inúmeras vantagens da aplicação da MCC, identificou-se uma oportunidade de melhoria nesta metodologia, na etapa de aplicação do diagrama de decisão para escolha das tarefas de manutenção. Pois é dentro deste contexto que se insere o presente trabalho, que busca consolidar o processo de implementação da MCC, com a introdução de melhorias na etapa mencionada, voltadas principalmente para a sua utilização na indústria siderúrgica. Inicialmente, apresenta-se uma abordagem sobre os conceitos e métodos empregados na MCC tradicional. Em seguida, as melhorias propostas foram detalhadas junto com um estudo de caso, onde a MCC, já contendo os métodos elaborados neste trabalho, foi aplicada em uma empresa siderúrgica, sendo que os resultados obtidos demonstraram a adequação desta proposta às necessidades deste ramo industrial.

Oct 30, 2017