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By Samuel Filgueiras Rodrigues, Clodualdo Aranas Jr., Gedeon Silva Reis, Eden Santos Silva, Fulvio Siciliano

When austenite is deformed above the Ae3 temperature, partial amount of it transforms dynamically into ferrite by a displacive mechanism. After unloading, it retransforms back into the stable austenite by a diffusional process. This influences the rolling load which decreases under isothermal condition or does not increase with decreasing temperature as rapidly as expected under cooling. Plate rolling simulations under isothermal and continuous cooling conditions were carried out on a 0.09 wt.% Nb X-70 steel. Pass strains of 0.2 were employed together with interpass times of 10 s, and 30 s for the cooling conditions and 0.3 with interval of 10 s at 900 °C for the isothermal experiments; strain rate of 1 s-1 was used during the simulations. The mean-flow-stress (MFS`s) behavior of both conditions indicates that dynamic transformation and dynamic recrystallization were taking place during straining. The critical strains for the initiation of dynamic transformation fell around 0.06 while the critical strain for DRX was 0.12. It has been shown that ferrite is formed due to the applied deformation of roughing passes and increases its volume fraction throughout the finishing rolling stage. Under cooling conditions, the ferrite formation is also favored as the temperature approaches the Ae3 line. Such ferrite forms when the driving force for dynamic transformation is higher than the total free energy barrier preventing its formation. This obstacle consists of the free energy difference between austenite and ferrite as well as the lattice dilatation work and shear accommodation work. The addition of Nb retards the retransformation of the ferrite into austenite. Moreover, holding times after rolling increases the amount of austenite available for microstructure control on subsequent stages. The dynamic transformation (DT) mechanism can be used to design improved rolling schedules

Oct 1, 2019

By Patrizio Damiano

Competitiveness in Electric Arc Furnace production is pushing steelmakers to increase the throughput at the lowest expenditure. The technological challenge is therefore to operate the existing facilities at their top capabilities and to exploit materials and energy sources at the upmost yield and efficiency. Moreover, seizing the opportunity offered from the price variability of metallic feedstock calls for flexible practices, versatile equipment and tools to rapidly tune the melting profiles without hindering steel quality and equipment lifetime. The innovative Danieli Q-MELT Automatic EAF system addresses these aspects implementing a centralized control system which interacts with multiple technological packages. Each of these cutting-edge technologies focuses on one aspect of the EAF cycle, increasing machine availability and resource efficiency, by means of electrode regulation and foamy slag control, charging optimization, off-gas analysis and closed loop injectors control. Moreover, these modules provide the process supervisor application (Melt Model) with important information regarding the process status, thus allowing the adoption of a unified control strategy. The supervisor implements a robust statistical approach to identify process deviations in real time. The first results and technology perspectives inferred from the field immediately after the start-up are described in this paper.

Oct 30, 2017

By Maciej Korecki

Pyrowear®Alloy 53 steel is an excellent material for the construction of drive transmission components (gears, shafts, etc.) which have to operate in difficult conditions primarily in the aviation industry (Fig. 1.). Among the properties of such items is a high case hardness and abrasion-resistance, while the core remains flexible and is capable of carrying large impact loads. They can work at elevated temperatures with limited lubrication. The thermal treatment of such materials is based on case hardening by means of carburizing. This paper presents the technology of vacuum carburizing of Pyrowear® Alloy 53 steel. It discusses the methods of establishing different profiles of carbon concentration in a layer and their influence on the hardness profile. The effects of sub-zero treatment and tempering on the properties of the hardened case are also considered. It also presents a SimVaC® simulator of vacuum carburizing, designed especially for Pyrowear® Alloy 53 steel, which provides highly accurate predictions of the outcome of the process as the profile of carbon concentration in the layer, or vice versa: establishes the process parameters which will guarantee the required profile.

Aug 16, 2017

By Tatiane Aparecida Rocha Gonçalves

Dentro da caracterização tecnológica do minério de ferro, percebe-se o aumento da realização de ensaios de moagem em escala de laboratório, em função do empobrecimento das principais jazidas de minério de ferro e consequentemente redução do grau de liberação do quartzo. Esse é o principal mineral de ganga do minério de ferro, e para sua liberação é necessário moagem. O Centro de Pesquisas Tecnológicas da Vale tem como procedimento a execução de ensaios exploratórios de moagem para a definição do tempo necessário partindo de um top size de 2 mm até obter um produto com determinado % retido em 0,15mm, a malha de controle da moagem primária. A definição desse tempo era realizado por tentativa e erro, ou seja, fazia-se uma moagem em um tempo inicial, e posteriormente variava-se o mesmo até alcançar a granulometria desejada no produto moído. Este processo torna a atividade morosa, sendo necessário a realização em média de até 5 ensaios para a definição do tempo de moagem. De uma forma simples aplicando a equação de Donda-Rosa utilizando o tempo de moagem, a determinação do tempo de moagem para chegar à granulometria desejada é normalmente atingida na segunda moagem. Os resultados obtidos até o momento são promissores, mostrando ser possível a utilização dessa equação para prever o tempo de moagem. Com isto, obteve-se um ganho de produtividade uma vez que a quantidade média de ensaios exploratórios necessária reduziu-se de quatro para no máximo dois.

Aug 2, 2018

By Hana Livia Frota Coelho

Durante a laminação a quente a superfície de aço é exposta ao ar e água, sendo esta última utilizada para controlar a temperatura dos rolos e/ou a taxa de refrigeração do aço. Esta exposição leva à formação de uma camada de óxido na superfície das barras, que pode facilitar ou dificultar a corrosão, servindo como uma barreira ou como um caminho para íons presentes na atmosfera e, além disso, causar modificações nas propriedades mecânicas. O objetivo do presente estudo é avaliar o efeito do processo de resfriamento após laminação a quente sobre o desempenho de vergalhões de aço microligado frente a propriedades mecânicas e a formação da camada de óxidos. Os vegalhões produzidos com diferentes métodos de resfriamento tiveram análise de microestrutura, tração, microdureza, dobramento, espessura da carepa formada, análise de corrosão e foram expostos à atmosfera. O progresso da corrosão foi avaliado pela observação visual do produto de corrosão formado sobre a superfície das barras. A morfologia da camada de óxido após o processo de laminação foi estudada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As amostras que tiveram uma taxa de resfriamento maior, 63%P e 100%P, tiveram também um aumento nas propriedades mecânicas. A amostra 100%P foi a que obteve melhor comportamento frente ao ensaio de corrosão. Além disso, verificou-se que a camada de óxido inicial nas barras de aço, que são relacionados com o processo de fabricação, possuiam aderência diferente ao vergalhão, sendo a melhor condição observada nas amostras 63%P e 100%P.

Oct 30, 2017

By João Domingos Guimarães de Athayde Júnior

A prática de desoxidação dos aços durante o vazamento, na qual se utiliza o alumínio como desoxidante é bastante difundida entre os aciaristas. Entretanto, gera-se como produto da desoxidação a alumina 2 Al + 3 O = Al2O3(s). Na maioria das vezes, a alumina compromete a qualidade interna do produto, assim como a lingotabilidade do aço líquido elaborado. Estas inclusões não metálicas contribuem para a obstrução da válvula submersa durante o lingotamento. Visou-se neste trabalho avaliar o potencial da substituição de parte do alumínio pelo coque na desoxidação parcial dos aços baixo carbono acalmados ao alumínio durante o vazamento do metal dos convertedores para a panela. Após o desenvolvimento da metodologia e do procedimento operacional, utilizou-se o coque como pré desoxidante em 868 corridas, no período de 09/2014 a 02/2015, sem a ocorrência de reações durante a adição de coque no vazamento e sem o comprometimento do acerto da composição química.

Aug 16, 2017

By Juliana Gonçalves Pohlmann, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Eduardo Osório, Claudia Caroline Teixeira Barbieri, Hector Alejandro Picarte Fragoso, Antônio Cezar Faria Vilela

Este trabalho teve como objetivo avaliar a combustibilidade de misturas carvão nacional, do estado do Rio Grande do Sul, para injeção em altos-fornos. O estudo foi realizado através de ensaios de combustão no simulador de PCI do Laboratório de Siderurgia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LaSid/UFRGS). Os carvões empregados foram carvão nacional, carvões importados e misturas destes tendo o baixo volátil importado como base. Os resultados mostraram que a combustibilidade medida pelo burnout foi proporcional ao teor de matéria volátil. Foi verificado efeito sinérgico nas misturas, onde o carvão alto volátil (CC) exerceu uma maior interação com o carvão base baixo volátil (CA) do que o carvão brasileiro (CB). Uma adição de 10% de CC proporcionou uma eficiência de combustão na mistura CA:CC superior a uma adição de até 30% de CB na mistura CA:CB. A partir de 30% de CC e 50% de CB não houve variação significativa nas eficiências de combustão em relação aos carvões individuais CC e CB.

Oct 1, 2019

By Afonso Rangel Garcez de Azevedo

A produção de papel gera grande quantidade de resíduo em diferentes etapas da produção, constituído basicamente de celulose e caulim, que atualmente não tem um destino adequado e acaba gerando custos para indústria. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito de ciclos de molhagem e secagem na substituição deste resíduo em massa de cal (5, 10 e 15%) em argamassas a base de cimento e cal, traço 1:1:6 (cimento: cal: areia), para assentamento de blocos e revestimento de paredes e tetos onde serão analisadas propriedades como a perda de massa e resistência mecânica após a ocorrência de ciclos de imersão em água a temperatura ambiente e secagem em estufa em períodos de 15, 30 e 45 dias após o tempo de cura (28 dias). Os resultados encontrados mostraram que a perda de massa apresentada não é significativa, sendo maior em 15%, provavelmente devido à tendência de preenchimento dos poros na matriz cimentícia, quando correlacionados com resultados da argamassa no estado fresco. Quanto à resistência mecânica a compressão, as argamassas não apresentaram perdas significativas que impedisse seu uso em todos os ciclos analisados. Pode-se concluir que os traços estudados apresentam desempenho satisfatório em ensaios de ciclagem podendo com uso recomendado.

Oct 30, 2017

By Juliane Medeiros Ferraz

Este estudo tem como objetivo apresentar as etapas, os desafios e melhorias na implantação da área da logística da Companhia Siderúrgica do Pecém (CSP) na primeira Zona de Processamento de Exportação (ZPE) do país que está localizada no estado do Ceará e tem a siderúrgica CSP como a primeira empresa a se instalar nessa área de livre comércio com o exterior. Nesse contexto a logística tem um papel importante e fundamental no planejamento e controle minucioso dos fluxos de entrada e saída de materiais e produtos cumprindo todas as legislações federais e estaduais de uma ZPE. O estudo é realizado através da análise dos conceitos logísticos de uma siderúrgica e das normas e portarias que regem uma ZPE. Os resultados alcançados estão pautados nas sugestões e alterações das disposições legais e na integração entre os sistemas controlados pela Receita Federal com o sistema da CSP. O estudo tem como conclusão que todas as melhorias que foram propostas e alcançadas nessa implantação pioneira, proporcionaram maior eficiência e agilidade nos processos de controle aduaneiro da ZPE voltados para uma siderúrgica, mantendo continuamente a interação entre todas as entidades legais sem impactar a dinâmica operacional da siderúrgica, agregando grande valor para a CSP.

Aug 17, 2017

By Fábio Lerbach

Balanço Energético Global da Vallourec Sumitomo Soluções Tubulares do Brasil site Jeceaba em 2016, com os principais indicadores de consumo energético das áreas consumidoras. Além dos indicadores energéticos globais, o balanço apresenta os consumos específicos de cada insumo nas diversas áreas, permitindo a análise de cada setor da Usina, isoladamente. Destaca-se em 2016: - desligamento do AF em nov/2016

Jan 26, 2018

By Guilherme Duarte Moreira

Com o objetivo de melhoria dos resultados de desempenho operacional identificouse uma oportunidade em reduzir o tempo de trocas programadas (Setup) na Laminação de Fio Máquina na Usina Siderúrgica de Ouro Branco. Utilizando a metodologia SMED (Single Minute Exchange of Die), obteve-se grande redução do tempo de Setup. Como esta metodologia já se demonstrou uma excelente ferramenta para redução dos tempos de setups, foi idealizado uma abordagem mais completa, sendo desenvolvido um modelo para aplicação para as paradas programadas para manutenção. Esta aplicação corroborou um enorme ganho, tanto na definição do tempo de parada programada, quanto no planejamento e padronização das atividades.

Aug 16, 2017

By Altair Lucio de Souza

Este trabalho tem o objetivo de apresentar os principais modelos matemáticos e pacotes tecnológicos da nova linha de Laminação de Tiras a Quente da Gerdau e vantagem desses modelos no desenvolvimento de aços HTP (High Temperature Processing). Essa linha tem uma das mais modernas tecnologias de sistemas de automação com modelos matemáticos de alta performance para um laminador a quente.

Jul 30, 2018

By Flavia de Paula Vitoretti

Pelletizing of iron ore fines is an important process used to produce high quality of raw materials for the subsequent reduction processes in the ironmaking industries. The process involves the production of green pellets and subsequent induration on a traveling grate furnace to promote inner partial melt and agglomeration which confer physical and metallurgical proprieties appropriated to the subsequent reduction processes. The pellets are produced with addition of charcoal to improve efficiency in the reduction processes. The lignin coal from sugarcane straw is an alternative source to replace the charcoal or coke in the self reduction of pellets. This work focused on the influence of biomass on the chemical kinetics parameters inner agglomerate pellet structure under industrial process conditions of the travelling grate furnace due hot gas flows within the pellets.

Aug 1, 2018

By Saulo Brinco Diniz

O presente trabalho buscou explorar a influência de um tratamento térmico de ressolubilização, realizados com distintos tempos (70, 80 e 90 minutos) a uma temperatura de 510ºC, na microestrutura e na dureza de uma liga de alumínio 7475- T7351. Para verificar a influência destes tratamentos térmicos foram utilizados um durômetro (fabricante EMCOTEST, modelo Duravision 300) e um microscópio óptico (Olympus, modelo GX51). Após os resultados obtidos, pode-se evidenciar que a liga de alumínio em estudo sofre um envelhecimento natural (a temperatura ambiente), e dentre os tempos de encharque estudados, 70 minutos é o tempo que possivelmente obtém-se a maior ressolubilização dos precipitados.

Aug 17, 2017

By Janeir Ribeiro Dutra

Os aços siliciosos de grão orientado (GO) e de grão não orientado (GNO) são aços ligados ao silício para aplicações elétricas. O aço silício de grão orientado possui as propriedades magnéticas otimizadas na direção de laminação, enquanto o de grão não orientado apresenta boas propriedades em qualquer direção. O aço elétrico de grão orientado tem como principais características as excelentes propriedades magnéticas, desenvolvidas especialmente para a redução das perdas magnéticas e aumento da eficiência de máquinas elétricas. Durante o processo de elaboração do aço o principal desafio é o controle de elementos como alumínio, titânio e enxofre, elementos estes provenientes da carga metálica (sucata e gusa) e adições de ligas na panela. Para este controle ser eficaz a estabilidade da composição química da escória na metalurgia secundária é de fundamental importância. O fluxo produtivo do aço GOAT na metalurgia secundária inicia-se no processo VOD(Vaccum Oxygen Decarburization) com término no forno panela. Este trabalho promoveu a adequação da escória da metalurgia secundária do aço GO através da: i. revisão do padrão de consumo de fundentes, mediante estudo de balanço de massa; ii. desenvolvimento de escória sintética para ajustar finamente a basicidade da escória. Os estudos de balanço de massa apontaram que em determinadas situações havia a necessidade da correção da escória para aquecimento no forno panela; iii. implementação de amostragem de escória ao final do processo VOD para correção da basicidade de escória para aquecimento no forno panela; iv. criação de modelo para correção da basicidade da escória. Após a implementação do projeto o controle da escória no forno panela ficou mais efetivo promovendo: i. redução dos teores finais de alumínio e titânio ao final do processo de elaboração no forno panela; ii.possibilidade de correção da quantidade de escória para aquecimento no forno panela sem comprometer a basicidade de escória requerida no processo; iii. atendimento a faixa otimizada do aço GOAT (M3, maior qualidade) passou de 33% para 65%; iv. redução do desgaste de panelas na elaboração do aço GOAT na metalurgia secundária; v. redução do risco de sucatamento por fora de faixa em alumínio e titânio do aço GOAT na aciaria que representou nos últimos 4 anos uma perda ao processo superior a R$ 1,2 milhão; vi. estabilização da basicidade binária da escória final do Forno Panela dentro da faixa desejável.

Oct 30, 2017

By Osmar de Sousa Santos

NiTi shape memory alloys (SMA) have been widely used as construction materials due to their shape memory and superelastic properties. Usually the application of the NiTi alloy is in the wire form, which is ideal shape to make springs, orthodontic arc-wire and endodontic files. Since our research group (ITASMART) started producing NiTi wires, it was noticed that NiTi SMA produced by Vacuum Induction Melting (VIM) presents carbon contamination, which is due to the melting process. Therefore, alloys rich in carbon remove titanium from matrix, forming precipitates of TiC (titanium carbide). Also, Ti2Ni precipitation removes titanium from the matrix and these two precipitates TiC and Ti2Ni can produce internal volumetric defect in the wire drawing process. Seeing the importance of NiTi wires as base of many applications, this work studies the formation of volumetric defects caused by precipitates in the wire drawing process of a NiTi wire drawn down to 0,39 mm in diameter.

Aug 8, 2018

By Luísa Coelho de Carvalho, Claudemiro Bolfarini, Piter Gargarella, Murillo Romero da Silva

Ligas de Ti β apresentam baixo módulo de elasticidade, boa resistência mecânica e excelente biocompatibilidade. Dentre essas ligas, têm-se as Gum Metal, as quais possuem boa resistência mecânica e superelasticidade a temperatura ambiente. Essas ligas podem ser utilizadas para fabricação de biomateriais como stents e implantes. Para produção de uma Gum Metal é recomendado a adição de baixos teores de oxigênio, assim como uma deformação plástica acentuada. Neste trabalho, uma Gum Metal de composição Ti-29Nb-13Ta-4,6Zr-0,07O (%peso) foi produzido por meio de deformação plástica severa pelo método High Pressure Torsion (HPT), seguida de tratamento térmico de envelhecimento. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência dos processamentos empregados, analisando a evolução microestrutural, estabilização e formação de fases, bem como a variação das propriedades da liga estudada. As amostras foram caracterizadas por microscopia ótica (MO), difração de raios X (DRX) e microdureza Vickers. Via MO e DRX foi possível observar uma maior estabilização da fase β, bem como a formação da fase ω após o processamento por HPT e envelhecimento. Um aumento na microdureza foi observado após HPT, devido a deformação plástica severa imposta. Observou-se também um aumento na microdureza com envelhecimento, que está diretamente relacionada com a modificação microestrutural observada.

Mar 1, 2019

By Luís Marcelo Marques Tavares

Pelotas de minério de ferro representam uma parcela significativa do mercado transoceânico de minério de ferro, contando com uma participação importante de empresas brasileiras. Pelotas concorrem favoravelmente com granulados e sínteres de minério de ferro na carga metálica de fornos, em particular devido à sua elevada resistência à degradação durante o manuseio e transporte. Entretanto, pelotas ainda sofrem desse problema, que resulta na geração de finos, removidos previamente à alimentação do forno, ou de cacos, que podem resultar no aparecimento de clusters em fornos de redução direta. Esses efeitos danosos da degradação podem ser minimizados caso uma metodologia adequada de caracterização de pelotas e de simulação do processo de manuseio se encontrasse disponível. O presente trabalho trata do desenvolvimento de metodologia inédita e inovadora para previsão de resultados de degradação de pelotas, desde a usina pelotizadora até o pátio ou forno do cliente, desenvolvido como parte da parceria entre o Laboratório de Tecnologia Mineral da COPPE/UFRJ e a Samarco Mineração. O trabalho mostra ainda uma validação preliminar a partir de um ensaio de quedas múltiplas em laboratório, mostrando ótima aderência. Um simulador do processo foi desenvolvido, o qual permite inserir as características das pelotas produzidas, bem como o fluxograma de manuseio, permitindo prever a intensidade da degradação.

Aug 16, 2017

By Matheus Porto Trindade, Marcos Menino de Macedo Filho, Isau de Souza Alves Junior, Sandro Griza, Brenno Lima Nascimento, Gustavo Dória Lima

O tratamento de oxidação térmica da liga Ti-6Al-4V foi realizado ao ar a 600 °C durante 2h, 5h e 10 h. O comportamento à fadiga foi analisado e comparado com aquele da liga não tratada. Foi feita caracterização através de análise por microscopia ótica e eletrônica, difração de raios-x e medição da rugosidade. Os resultados do DRX demonstraram crescimento dos picos de rutilo. Verificou-se um aumento na espessura média da camada formada de 0,12 μm para 1,09 μm ao elevar a duração do tratamento de 2 para 10 h. Os resultados apontaram redução de resistência a fadiga de 35 % para amostras oxidadas durante 2 h, 27 % para amostras oxidadas por 5 h e 29 % para as amostras tratadas durante 10 h, em relação ao ensaio com corpos de prova não submetidos ao tratamento. O efeito prejudicial causado pela camada formada após oxidação de 2 h foi tão danoso quanto o causado pela camada formada após 10 h, apesar da diferença entre as espessuras das camadas. A morfologia encontrada nas amostras fraturadas indicou fragilização na superfície das amostras oxidadas, contribuindo para a nucleação de trincas iniciais nos primeiros ciclos de fadiga na camada que favoreceram a propagação de fadiga, independendo da espessura de camada.

Oct 19, 2019

By Juliana Gonçalves Pohlmann

A redução das emissões de CO2 pela substituição parcial de carvões por um combustível renovável como a biomassa é um assunto de crescente interesse na siderurgia. As emissões de CO2 na etapa de redução podem ser reduzidas pelo uso de biomassa como combustível ou pela queima em condições de oxi-combustão. Este trabalho visa investigar a combustibilidade de eucaliptos termicamente tratados em laboratório em atmosferas convencional (O2/N2) e de oxi-combustão (O2/CO2), comparando com uma moinha de carvão vegetal e carvões típicos do processo de injeção em altos-fornos (PCI). Os testes de combustibilidade foram conduzidos em um forno de queda livre (DTF) a 1.300°C com diferentes proporções de O2/N2 e O2/CO2. Os chars do DTF foram caracterizados quanto à aparência ao microscópio, área superficial e reatividade. Os eucaliptos termicamente tratados apresentaram as maiores combustibilidades, seguidos pela moinha e pelos carvões. Os chars das biomassas apresentaram estruturas mais reativas do que os chars dos carvões, e maiores áreas superficiais e reatividades. As poucas diferenças de combustibilidade e reatividade devido à atmosfera de oxi-combustão indicaram que, se aplicada ao alto-forno, esta tecnologia pode não ocasionar efeitos negativos no comportamento de carvões e biomassas.

Aug 16, 2017