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By Susanne Hahn

The Siemens VAI software model DynaPhase calculates thermodynamic properties depending on the chemical analysis of steel. It can be used online together with Siemens VAI’s secondary cooling model SIMETAL Dynacs 3D which is a unique feature. Offline it can be used to investigate the thermodynamic properties of steel grades and therefore supports the development of new grades. The core of DynaPhase is a substitutional solution model for the Gibbs free energy to calculate multi-component phase diagrams. The parameters of this model are determined by employing the CALPHAD approach. This model is combined with a microsegregation model to account for the interdendritic solidification process. New DSC (differential scanning calometry) measurements of the department of metallurgy of the Mining University of Leoben have been used to improve the DynaPhase database for high Al or Si concentrations. By comparing this experimental data to calculations it has been found that some of the widely used commercial software tools do not describe the ternary system FeAlC for high aluminum concentration correctly. In this paper we will show how thermal properties of high Al grades change with the optimized database and what impact this has on the secondary cooling of continuous casting, e.g. how the solidus point shifts on the strand. Moreover we will show that the online use of DynaPhase has many advantages for the production. Since DynaPhase uses the actual chemical analysis of the steel grade and not just concentration ranges or averaged concentrations it is possible to optimize the cooling strategy during casting for the actual chemical analysis of the actual heat.

Jul 30, 2018

By Matheus de Aragão Togni

O processo de fabricação de gases do ar (oxigênio, nitrogênio e argônio) utiliza água como componente de resfriamento, para manter a temperatura do gás e dos equipamentos dentro dos limites operacionais. A qualidade de água está diretamente relacionada com a eficiência dos equipamentos rotativos, sendo assim quanto mais eficiente o sistema de resfriamento, menor será o impacto operacional, refletindo também no resultado financeiro da planta. Com o objetivo de melhorar o resultado operacional da unidade foi avaliada a troca do sistema de resfriamento convencional por um sistema com evaporative cooler.

Oct 30, 2017

By Vinicius Cardoso Ottani

Os processos de estampagem de materiais de alta resistência requerem o uso de aços ferramenta de alto desempenho, uma vez que a aplicação de pressões elevadas produz o desgaste acelerado das ferramentas de conformação, e até mesmo a ocorrência de falhas catastróficas e prematuras. Frequentemente, o desgaste de ferramentas é superado pelo aumento da dureza dos punções e matrizes, o que implica na diminuição da tenacidade. Esta estratégia, entretanto, não pode ser aplicada em operações de conformação de alta solicitação em que os componentes devem ser tenazes o suficiente para suportar as cargas elevadas envolvidas. A maior dureza retarda o início das trincas, porém também diminui a tenacidade do material, facilitando sua propagação. Uma dureza mais baixa, por outro lado, propicia maior resistência do material à propagação de trincas pela maior tenacidade, porém facilita sua nucleação. Constata-se então, que a relação dureza e tenacidade em aços ferramenta deve ser aprimorada através de um design microestrutural preciso, no qual ambas as propriedades possam ser melhoradas. O presente estudo buscou avaliar a vida útil de punções e matrizes de aços ferramenta AISI D2 e VF800AT limitada por trincas e lascamentos em processos de estampagem. O VF800AT apresentou resultado satisfatório e contribuiu para um aumento de até cinco vezes da vida útil da ferramenta quando comparada com o aço AISI D2. Os ferramentais empregados nesse trabalho foram também caracterizados em laboratório por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura. O superior desempenho das ferramentas produzidas em aço VF800AT é justificado pela sua superior tenacidade em relação ao AISI D2, devido a uma microestrutura composta de uma matriz de martensita revenida e carbonetos primários em menor fração volumétrica.

Jul 30, 2018

By Tiago Bristt Gonoring

Neste trabalho foi avaliado o efeito da adição de metano e argônio sobre a redução a plasma de pós de hematita de alta pureza (com %Fe2O3> 99,00 e tamanho de partículas

Aug 8, 2018

By Ryoma Fujiyoshi

In this article, the technologies of highly durable MgO-C bricks for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters are demonstrated. On the bases of our recent investigations, wear of scrap impact zone and bottom tuyere are explainable in terms of crack initiation and propagation. Theoretically, crack propagation in brittle material is regarded as generation of new crack surface area. It occurs when the elastic strain energy stored in the material exceeds the energy required to generate a new crack surface area. Since the overall energy consumed for crack propagation until fracture is evaluated by fracture energy, materials exhibiting high fracture energy can be regarded as materials with high fracture resistance. Therefore, two fracture energy-improving technologies for MgO-C bricks were developed. One is matrix reinforcement and the other is carbon bond enhancement. These technologies were applied to bricks for the scrap impact zone and bottom tuyere. As a result of commercial applications, notable decreases in wear rates were recognized for high fracture energy materials for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters.

Oct 30, 2017

By Leandro de Arruda Santos

O objetivo deste trabalho é contribuir no desenvolvimento de novas soluções para a terapia endodôntica através do uso da análise por elementos finitos para avaliar o comportamento mecânico de instrumentos endodônticos. Primeiramente comparou-se os resultados de testes de flexão e torção com simulações realizadas sob as mesmas condições para validação. Uma vez validada a metodologia, pôde-se avaliar o comportamento de uma lima de NiTi CM em comparação a outras duas de aço inoxidável e NiTi superelástico com mesma geometria. As geometrias de dois instrumentos endodônticos comercialmente disponíveis foram submetidas a microtomografia computadorizada para a construção de modelos 3D. A malha de elementos finitos em ABAQUS e as condições de contorno foram baseadas em ensaios experimentais de flexão e torção de limas. Os modelos constitutivos foram obtidos a partir de curvas tensão-deformação em fios de NiTi superelástco, NiTi CM e aço inoxidável. Os resultados mostraram uma boa concordância entre resultados experimentais e simulados. O instrumento de NiTi CM apresentou-se como o mais flexível em comparação aos instrumentos de NiTi superelástico e aço inoxidável.

Aug 16, 2017

By Fabio Dummer

Este trabalho apresenta o desempenho de duas grandes empresas, após a implantação do envio direto de pelotas da Usina de Pelotização Vale 8 para abastecimento dos Alto Fornos da Arcelor Mittal Tubarão, com o propósito de aumentar a produtividade, reduzir custos, otimizando as rotinas operacionais e a utilização da mão de obra. Esse processo é pioneiro no atendimento a clientes de fornecimento de pelotas.

Oct 30, 2017

By Yan Samuel Ferreira Junqueira

A Coqueria de uma usina siderúrgica é responsável pela produção de coque e produção de vapor para geração de energia usando como matéria-prima uma mistura de carvões, o coque produzido é utilizado como o principal combustível nos altos-fornos. A Coqueria da ThyssenKrupp CSA utiliza a tecnologia Heat Recovery com Stamping Charger para compactação e preparação da massa de carvões para enfornamento e coqueificação. A tecnologia de compactação da massa de carvão agrega vários benefícios ao processo, tais como: aumento da densidade, homogeneidade e alinhamento da carga enfornada, melhora no controle do processo de coqueificação e nos parâmetros de qualidade do coque, além de possibilitar a utilização de carvões de menor poder de coqueificação, reduzindo assim o custo de produção do coque e da geração de energia. Através do automatismo do Stamping Charger é possível avaliar e calcular a densidade da massa de carvões e o ganho de produtividade que este sistema proporciona.

Aug 1, 2018

By Edson José Costa Santos

Uma fonte promissora de pós-descarga é a obtida por cátodo oco, isso devido a sua operação, baixo custo, elevada densidade de espécies ativas e design. Neste trabalho empregou-se a espectroscopia de emissão para diagnosticar as espécies ativas produzidas descarga em catodo oco. Variou-se a corrente elétrica na descarga de Ar entre 150 e 600 mA para verificar a influência da corrente na descarga. Posteriormente, fixou-se a corrente elétrica e variou-se o fluxo de N2 na pós-descarga de 1 a 6 cm3/min. Observou-se que a corrente elétrica influenciou na intensidade de emissão das espécies produzidas pelo sistema de descarga cátodo oco. Além disso, não foi observada a emissão ótica da espécie de ? 2 N na pós-descarga Ar-N2.

Aug 7, 2018

By Ana Beatriz Ferreira Sousa

Compósitos são hoje uma importante vertente para o desenvolvimento de produtos com propriedades específicas. Quando compósitos são produzidos a partir de materiais renováveis e biodegradáveis, estes se tornam sustentáveis, devido à sua fonte de matéria prima. As fibras naturais vegetais são abundantes em todo o mundo e responsáveis pelas propriedades mecânicas das plantas, que representam um potencial alvo de estudo no desenvolvimento de materiais “verdes”. Baseado nisso, o objetivo desse trabalho é produzir compósitos de matriz polimérica termoplástica reciclada com fibras naturais de bambu longas, provenientes de biomassa regional, e analisar a influência das fibras como reforço nos compósitos. Realizaram-se os processos de lavagem, mercerização e acetilação para tratar quimicamente as fibras. Os resultados, quando comparados com a literatura disponível, indicaram que o compósito reforçado com as fibras longas de bambu modificadas apresentou melhores propriedades mecânicas que sua matriz polimérica. Por consequente, constata-se que se obteve êxito a partir das técnicas utilizadas.

Oct 30, 2017

By Dustin Vickress

The premature failure of copper staves in the lower stack and bosh is frequently the cause for an interim blast furnace repair at great cost to the blast furnace owner. Protective accretions may form on the stave hot face, but when these accretions are lost the staves can begin to deteriorate both due to abrasive wear from exposure to the descending burden materials and due to thermal cracking from exposure to hightemperature process excursions. These mechanisms can lead to failure of cooling passages, which forces blast furnace operators to shut off these channels, accelerating the rate of copper stave wear. Finger cooler technology was developed to extend blast furnace life by restoring cooling to damaged staves. Evidence for their effectiveness is presented herein in the form of experimental test work and conjugate heat transfer (CHT) analysis carried out using computational fluid dynamics (CFD) simulations. These tests demonstrate that under typical blast furnace excursion conditions, a stave fitted with finger coolers will undergo half the temperature rise of a stave fitted with conventional cigar coolers.

Aug 17, 2017

By Gabriella Cruz dos Santos Roza

Os aços 1Cr-Mo-V forjados são largamente utilizados em rotores de turbinas a vapor, e o seu desempenho em condições de fluência vem sendo melhorado por tecnologias de fabricação. Sendo assim, os fatores metalúrgicos que afetam o comportamento em fluência dessa classe de material vem sendo estudados. O objetivo deste trabalho foi a avaliar as diferenças na microestrutura e nas propriedades mecânicas, a temperatura ambiente, entre amostras de aço 1Cr-Mo-V fundidas em forno elétrico aberto e amostras que posteriormente refundidas no forno a arco elétrico a vácuo (VAR). As amostras foram forjadas a quente e tratadas termicamente em mesmas condições. Para a avaliação das diferenças, foram comparadas as microestruturas nas duas condições e feitas análises de inclusões através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Foram realizados ensaios de dureza e de tração a temperatura ambiente. Os resultados mostraram que a refusão foi eficiente na redução do teor de alguns elementos deletérios e na redução do tamanho e do número de inclusões, sulfetos de manganês e silicatos de manganês, além de contribuir para uma distribuição mais homogênea tanto das inclusões como da microestrutura bainítica apresentada. As medidas de propriedades mecânicas a temperatura ambiente não mostraram alterações significativas na resistência. Porém, houve aumento na ductilidade, manifestado por uma maior redução de área.

Aug 16, 2017

By Rainer W. Kaiser

High wear resistant HSS rolls are being successfully used in the first stands of HSM finishing trains since the early 1990´s. The strong demand of mill administrators to make them applicable also in the last stands of the finishing rolling mill is a major influence factor of R&D efforts at respective roll suppliers. Looking back to the successful replacement of ICDP and HiCr rolls by more economic HSS rolls in F1-4 in regard to the TCO, rolling mill managers wish to repeat such scale gain also at F5-7 stands. Actually used enhanced ICDP rolls wear faster, being the HSM stoppage factor. F1-4 HSS rolls can be used for example 3 times longer. There is an obstacle to be overcome by roll suppliers and end users to replace F5-7 rolls by HSS rolls. Stick and crack resistance properties of HSS need to be improved. As a worldwide known leading producer of cast rolls for steel mills since 1820, the traditional German family owned foundry and machine shop IRLE, existing since 1693, accepted to face also this additional challenge. IRLE´s long year experience and prior researches have shown possible development directions to improve mentioned stick and crack resistance properties of its HSS grade, called SST. A new material of the HSS family is in the development pipe line and is discussed: SST/G. Choice criteria of the development direction, steps to control and guarantee respective sections of an industrial scale production as well as observations and results are described.

Jul 30, 2018

By Lucas Breder Teixeira

O uso de ferramentas de simulação numérica para análise estrutural vem se expandindo nos últimos anos, sobretudo utilizando o método dos elementos finitos. Nesse trabalho são apresentados dois exemplos de otimização de projetos envolvendo componentes de mecanismos de válvula gaveta, realizados pela Magnesita Refratários S.A. Partindo da geometria inicial até o produto final, é analisado como o campo de tensões é adequado a valores admissíveis, conforme modificações de projeto são realizadas. Por fim, é demonstrada a importância desse tipo de estudo para alcançar maior confiabilidade e segurança em projetos mecânicos.

Aug 16, 2017

By Antonio Esposito

Saving energy and reducing pollution by minimizing emissions are today great challenges in the coking industry worldwide. In order to achieve satisfying results, equipment as well as technology should be continuously improved and updated. The most modern design tools should be adopted to maximize the coke production rate also ensuring the best coke quality. In this scenario, Paul Wurth is realizing the new coke making plant of CSPecem, Ceara - Brazil. These batteries are based on Paul Wurth “jumbo oven concept”. This solution incorporates all most modern features and design upgrading, in the aim of an easy and long-lasting operation putting a particular attention to environmental performances: the reduced number of ovens and the low number of pushing per day have the main effect of reducing pollution sources. Finally the paper will highlight Paul Wurth SOPRECO® System, which is foreseen to be installed in CSPecem batteries. SOPRECO®, which is capable of controlling the pressure for each individual oven in a coke oven battery, is thus able to reduce volatile emissions through doors, roofs and stand pipes up to 90%. The coke oven gas (COG) produced during the carbonization process is cleaned in a coke oven gas treatment plant to the level stipulated by applying the Best Available Technology (BAT).

Aug 1, 2018

By Vinícius da Silva Madruga

Os processos de lingotamento contínuo e de lingotamento convencional apresentam diferenças na solidificação dos aços, esse fato tem impacto na distribuição, quantidade e forma de inclusões de óxidos e sulfetos. O objetivo desse trabalho é verificar de que maneira tais diferenças influenciam na distribuição dos sulfetos ao longo do aço solidificado de qualidade SAE 1050. Para isso, 20 amostras foram retiradas de eixos forjados e barras laminadas, produtos conformados de origem do lingotamento convencional e do lingotamento contínuo, respectivamente. As amostras foram analisadas em microscópio ótico e microscópio eletrônico de varredura no modo de análise automatizada de partículas. Através das imagens e de dados numéricos obtidos, foi visto que nas amostras de barra laminada há grande quantidade de sulfetos, se analisada na seção longitudinal, em relação às amostras de eixo forjado. Analisando na seção transversal, foram detectados menos sulfetos devido ao alinhamento dos mesmos. Entre as amostras de eixo forjado, a área ocupada pelos sulfetos é maior no pé do lingote, reduzindo em direção à cabeça, apesar de a cabeça apresentar mais sulfetos. Tais diferenças foram atribuídas à taxa de resfriamento, à seção transversal do produto e ao processo, que variam entre os dois tipos de lingotamento.

Oct 30, 2017

By João Paulo Vilano de Castro

O processo termomecânico de laminação controlada seguido de resfriamento acelerado permite obter aços de elevada resistência mecânica e tenacidade e excelente soldabilidade, com o emprego de menores adições de elementos de liga, além da exclusão de tratamentos térmicos posteriores. Com a aquisição do sistema de resfriamento acelerado pela Usiminas, CLC, diversos aços vêm sendo desenvolvidos. Este trabalho apresenta a caracterização microestrutural e mecânica relativa à fabricação do aço API 5L X80, utilizando resfriamento acelerado. Foram avaliados os resultados de dois projetos de liga, Nb-Cr-Mo-Ti e Nb-V-Ti, com a laminação terminando no campo intercrítico. O aço Nb-V-Ti foi processado, também, com a laminação concluída no campo austenítico. Em todos, os testes a resistência mecânica e a tenacidade atenderam aos requisitos especificados pela API 5L. Embora a microestrutura dos aços tenha sido distinta em função das suas condições de processamento, a laminação do aço Nb-V-Ti no campo austenítico foi mais vantajosa em consequência de ganhos em produtividade e estabilidade operacional.

Aug 16, 2017

By Ricardo Rocha de Oliveira

A indústria Siderúrgica, nos dias atuais, vem enfrentando grandes desafios, no que tange à sua produção de metais. Com um cenário cada vez mais desafiador, (variação cambial, mercado externo, mão de obra local, custos de produção e logísticos, matéria-prima), as empresas do setor de Metalurgia precisam adotar soluções cada vez mais sustentáveis e com um excelente retorno a curto e médio prazo. Mesmo sob estas condições, o mercado brasileiro não para de inovar em seus processos, principalmente a indústria automobilística, onde há vários desenvolvimentos de veículos automotores que demandam o que há de mais tecnológico e moderno, tais como ligas especiais, adoção de alumínio em sua composição, aços com maior resistência mecânica, entre outros. O Segmento de Metalurgia/Siderurgia é orientado, desta forma, a realizar as mais diversas pesquisas para a otimização de processos e de produção, através de parcerias com seus fornecedores e pesquisa de matéria-prima. Com tudo isso, se verifica que é possível aplicar novas soluções, incorporando-as aos seus processos, obtendo excelentes retornos quanto a ganhos de produtividade e redução de custos de aquisição/manutenção, sem deixar de lado o fator Sustentabilidade e a prática do “Ecologicamente Correto”. Desta forma, as empresas do setor de Metalurgia/Siderurgia conseguem se destacar em seu nicho tecnológico, atendendo a demanda do mercado, apresentando excelente retorno a seus acionistas e garantindo a satisfação de seus colaboradores em todos os níveis dentro da corporação.

Oct 30, 2017

By André Oliveira Galon, Caio Vaccari Silva, Victor Bridi Telles, Raphael Mariano de Souza, Felipe Fardin Grillo, José Roberto de Oliveira

Neste trabalho foi estudada a influência da granulometria de CaO adicionada ao processo de desfosforação, temperatura e teor de FeO da mistura desfosforante na aglomeração de partículas sólidas na escória. Para isto, foram realizados testes laboratoriais em sete condições experimentais distintas, bem como a análise de imagens via software Quantikov, para medir a aglomeração, além de análise termodinâmica computacional. A granulometria, temperatura e porcentagem de FeO se mostraram parâmetros relevantes na aglomeração da escória de desfosforação e a análise de imagens mostrou-se uma ferramenta útil para a obtenção destes resultados.

Oct 1, 2019

By Karine Miranda Bezerra

A presente pesquisa investigou a eficiência dos filmes de polipirrol (PPy) eletrodepositados potenciostaticamente em meio aquoso contendo os Ácidos: Dodecil Benzeno Sulfônico (DBSA) ou p-Toluenossulfônico (pTS) na proteção da Liga de Alumínio 2024 contra a corrosão. Ensaios de Polarização Potenciodinâmica e Voltametria Cíclica obtidos em NaCl demonstraram significativa proteção do Alumínio 2024 quando revestido pelos filmes de PPy/pTS, em detrimento do Sistema PPy/DBSA que sofre o processo irreversível de overoxidação. A Morfologia dos filmes avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) indicaram que o Sistema PPy/pTS é mais homogêneo e uniforme, quando comparados aos filmes de PPy/DBSA, que apresentaram defeitos estruturais que justificam a menor performance desses filmes na proteção do metal contra a corrosão.

Aug 8, 2018