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By Aline Silva Magalhães

Os aços rápidos são assim chamados por sua capacidade de reter elevadas durezas mesmo quando submetidos a altas temperaturas, em geral decorrentes de elevadas velocidades de corte no processo de usinagem. No entanto, para que esses aços apresentem as propriedades mencionadas, faz-se necessária a combinação adequada da composição química e dos parâmetros dos tratamentos térmicos. Dentro deste contexto, o objetivo do trabalho é avaliar os efeitos da temperatura de austenitização e do tempo de encharque na têmpera na microestrutura e na dureza do aço rápido AISI M2, ligado ao tungstênio e ao molibdênio. As análises foram conduzidas através de testes de dureza e microscopias óptica e eletrônica de varredura, além de difração por raios-x, considerando três temperaturas e três tempos de austenitização. Foi observado que, de maneira geral, os valores de dureza aumentaram com a elevação da temperatura de austenitização para os três diferentes tempos de encharque utilizados, de forma concomitante com a redução na quantidade de carbonetos dispersos na matriz martensítica.

Aug 8, 2018

By Fernanda Santos da Luz

Compósitos reforçados com fibras naturais lignocelulósicas apresentam elevada dispersão em suas propriedades devido as suas heterogeneidades, as quais dependem de uma série de fatores tais como, idade da planta, local de retirada da planta e as condições da plantação. Assim, a estimativa das propriedades elásticas por testes padrões (destrutivos) podem não reproduzir os resultados reais do compósito. No presente trabalho, as propriedades elásticas foram avaliadas por meio da técnica de excitação por impulso, a qual é um teste não-destrutivo. Foram analisadas a homogeneidade dos módulos elásticos ao longo de todo o compósito e a influência das diferentes frações volumétricas de fibra de coco usada como reforço no compósito. Além disso, para verificar a sensibilidade do método dinâmico, amostras foram testadas por testes mecânicos destrutivos. Com base nos resultados foi observado que as propriedades obtidas pelo teste dinâmico apresentaram pequenas variações diferentemente dos resultados obtidos no teste destrutivo que apresentaram elevada dispersão justificada pela natureza heterogênea das fibras lignocelulósicas.

Jan 16, 2018

By João Geraldo Alves

A qualidade interna das placas obtidas no lingotamento contínuo é afetada pelas características do escoamento do aço líquido no distribuidor. O modelamento matemático é uma ferramenta muito utilizada para estudar o escoamento do aço líquido e a eficiência do uso de modificadores de fluxo na separação de inclusões do aço no distribuidor. O objetivo deste trabalho é determinar, através da modelagem matemática, uma configuração de barragem e dique que possa proporcionar uma melhor qualidade do aço lingotado. Essa modelagem utiliza recursos do software comercial ANSYS CFX, que é um software baseado no método dos volumes finitos para a solução de problemas da dinâmica dos fluidos computacional (CFD – Computational Fluid Dynamics). A utilização de barragens e diques permitiu uma melhora significativa nas condições de escoamento do aço, o que possibilitará uma melhor flotação e separação das inclusões, com um aumento no tempo de residência do aço no distribuidor, quando comparados com o projeto do distribuidor atualmente em uso.

Jul 30, 2018

By Mariana Hellen de Freitas Fonseca

Os produtos feitos de ferro puro contendo Ni expandiram enormemente as aplicações de produtos sinterizados, incluindo a fabricação de peças que suportam altas cargas em automóveis tais como transmissões. Deste modo, este trabalho pretende contribuir com um estudo direcionado à identificação de fases em ligas Fe- Ni-Mo sinterizadas a temperatura de 1.100°C e processadas por moagem de alta energia (MAE), buscando relacionar a variação do percentual do molibdênio (0%, 1% e 2%) e a respectiva dureza da liga sinterizada. O estudo demonstrará as fases presentes pela técnica de difração por raios X (DRX) e o perfil de dureza obtidos após a sinterização. Os resultados mostraram a presença de uma fase estável a (CCC ferrita) e uma fase meta-estável ? (CFC Austenita) com formação de solução sólida de molibdênio na ferrita. O perfil de dureza mostrou que existe uma relação linear entre o % de Mo e a dureza das ligas para os valores utilizados neste estudo.

Aug 16, 2017

By Humberto Celeste Gomes

Este trabalho irá apresentar os critérios e considerações que levaram a AMT decidir pela primarização de duas equipes de manutenção da área de Energia (equipe de manutenção mecânica das turbomáquinas e equipe de manutenção elétrica de SEP/RUG). Apresentará também os desafios de formação, treinamento e capacitação das equipes bem como abordará a avaliação dos ganhos do projeto. Ganho em produtividade: Aumento da produtividade da equipe com a redução de 11% da quantidade total de empregados e Ganho financeiro para a empresa em função de redução de custo fixo. Ganhos adicionais: Melhoria na qualidade dos serviços, com menor retrabalho e turn over; oportunidade de redução de contratação SPOT em outras atividades envolvendo equipamentos rotativos de menor porte (ex: bombas); Formação de uma base de técnicos para futuras promoções internas (inspetores, técnicos de manutenção dentre outras). Pontos de atenção: Serviços realizados fora do horário ADM pela equipe de manutenção; Formação de turno de revezamento na equipe de manutenção de Turbomáquinas em grandes paradas.

Sep 25, 2017

By Alencar de Andrade Soares

Este trabalho tem como objetivo descrever as ações que foram tomadas pela TKCSA com o objetivo de restabelecer a capacidade operacional plena do Gasômetro (BFG), pela sua estabilidade e, por conseguinte a sua continuidade operacional. Desde seu start-up, ambos os Gasômetros apresentaram vários problemas que impediram sua operação em plena capacidade; provocaram várias paradas para realinhamento, rebalanceamento, bem como repopeamento. Estas ocorrências interferiram fortemente na Geração de energia do complexo, devido a instabilidade dos Gasômetros, causada por irregular movimentação do pistão, provocando sua descentralização e desnivelamentos fora das tolerâncias aceitáveis, o que levou a TKCSA a limitar a operação dos Gasômetros e, mesmo assim ; sempre que descentralizava e ou desnivelava, era necessário novos ajustes (repopeamento e rebalanceamento). Tais eventos nestes importantes equipamentos, levaram a CSA a tomar várias ações conforme preconiza o IGEM (Instituition of Gas Engineer) passando por reparos estruturais e culminando com a troca do sistema de selagem dos Gasômetros.

Sep 25, 2017

By Cristiane Vilma Rocha Galiazzi

As matérias primas para Alto Forno devem ter qualidade física adequada para melhor controle do processo e estabilidade operacional. A distribuição granulométrica e consequentemente sua estabilidade são importantes, pois interferem na porosidade e permeabilidade no interior do Alto-Forno, criando assim uma condição adequada e específica de marcha com reflexo na estabilidade da produção de gusa. A Sinterização da ThyssenKrupp Companhia Siderúrgica do Atlântico (TKCSA) foi projetada sem britagem secundária, devido à fase de ajustes no processo operacional e baixa produtividade havia dificuldade para controlar a fração grossa do sinter (> 50 mm), impactando na distribuição granulométrica do sinter. Visando reduzir os desvios da qualidade física, estudou-se a melhor relação da altura de camada x velocidade da esteira encontrando um ponto de equilíbrio entre os níveis de produção e qualidade especificada que, juntamente com o início da operação do britador secundário, resultou na garantia da qualidade física do sinter para os Altos Fornos. Este trabalho tem como objetivo apresentar o desenvolvimento e resultados deste estudo.

Aug 1, 2018

By Anderson Esteves Bragança

Foi identificado na área da unidade técnica da laminação de tiras a quente uma necessidade de cruzamento de dados de diversos sistemas de nível 1 (Instrumentação), nível 2 (Automação) e nível 3 (TI), para análise do processo. Todo esse processo de extração e formatação dos dados levava dias, com necessidade de suporte da equipe de TI, ou às vezes nem era possível devido à complexidade de cruzamento de informações. A ideia era prover uma ferramenta capaz de acessar diferentes bases de dados permitindo a integração dessas informações de forma simplificada e ágil. Após avaliação de ferramentas disponíveis no mercado (Ferramentas de Analytics e BI) a opção foi por uma que trouxe: a integração dessas bases, redução do tempo gasto na preparação de indicadores e um maior tempo disponível para investigação e solução de problemas por parte dos especialistas. A conclusão do projeto foi uma unidade técnica mais produtiva e autônoma, com uma menor dependência da equipe de informática e automação.

Oct 30, 2017

By Ignacio Ferreira França Monjardim Barradas

A elevação da capacidade de um compressor pode se feita de diversas maneiras: incrementando a abertura da guide vane (válvula de admissão – incremento da rotação), diminuindo a temperatura de sucção, abrindo a válvula de recirculação, etc. Neste trabalho exploraremos essa elevação para compressores de Nitrogênio gasoso através do aumento da pressão de sucção destes equipamentos. Este incremento da pressão de sucção foi obtido através da redução da perda de carga na sucção do compressor. Temos dois possíveis benefícios neste caso: o aumento da vazão volumétrica mantendo a mesma pressão de descarga, ou a redução do consumo de energia do equipamento através da redução da abertura da válvula de admissão (guide vane) para disponibilizar uma mesma vazão volumétrica. Essa otimização do sistema foi obtida através da substituição do filtro de sucção do equipamento por um de maior diâmetro e, consequentemente, menor perda de carga. Originalmente o filtro encontrava-se numa tubulação com menor diâmetro: um novo filtro foi especificado e instalado num trecho de tubulação com maior diâmetro.

Oct 30, 2017

By Luigi Giacomini, Bruce Kiefer

A new plant for special steel long products was commissioned in recent years at Dangjin, South Korea, for Hyundai Steel. Two multi-line rolling mills can produce yearly 1 million tons of billets, straight and coiled bars, with dimensions from 5.5 to 350 millimeters. The products are used for manufacturing engine and transmission components used by Hyundai Kia Automotive Group. The processed grades include carbon, special alloy, spring, bearing and free-cutting steel. The first mill rolls blooms into finished large round and square products, as well as into intermediate billets. A 2-high reversing breakdown stand is followed by a finishing and sizing train with CGA stands equipped with an under-load roll parting system for automatic gap control. The second mill combines lines of small bars, rods and bars-in-coil. Billets are rolled in a continuous rolling mill with original RedRing Series 5 stands. The rod outlet features Morgan No-Twist and Rod Reducing/Sizing mills, Morgan High-Speed Laying Head and Stelmor conveyor. Advanced sensors and electronics integrate with mechatronic packages, thus equipping the mill for Industry 4.0 applications. Hyundai can meet the demanding requirements posed by the automotive industry and benefit from optimized conversion costs, the flexibility to meet market changes, achieve high product quality, and reduce floor personnel.

Oct 1, 2019

By Nicolás Ariel Zabala

During the make-up and break-out of the connections, threaded joints are exposed to intense mechanical and tribological solicitations. The connection performance is influenced by its geometry, material properties, surface treatments and thread compound. The aim of this work is to evaluate and characterize the tribological behavior of different thread compounds applied on manganese phosphated carbon steel under low speed and high pressure sliding contact. Four thread compounds were evaluated: one containing lead, zinc and graphite; other lead-free, containing copper and finally, the last two lead-free and containing non-metallic solids. The tribological behavior was analyzed by a block-on-ring tribotest. During the test, load varied linearly between 250 N and 7000 N; loading and unloading lasted 14 sec and were performed in opposite directions of rotation to simulate the make-up and break-out operations. Friction force and load as a function of time were registered. Upon completion of the test, wear surfaces were analyzed by SEM, optical microscopy and energy dispersive spectroscopy. The obtained results show that the lead and zinc containing thread compound displayed the best behavior, showing a wear reduction of approximately 20%. These results are in line with previously known oilfield experience. Average COF values around 0.15 were measured and no significant differences between dopes were observed; indicating that the wear behavior was influenced by the additive package.

Jul 31, 2018

By Levi de Oliveira Bueno

Constant stress testing was used for characterization of creep behavior of a 1Cr0.5Mo steel plate in the ex-service condition. The tests were performed on creep machines equipped with Andrade-Chalmers type profiles, high sensitivity SLVC transducer extensometry, high stability temperature controllers, and facilities for monitoring the creep curves with an automatic data logging system. Ten creep machines of this type were used in this research, in an experimental work that lasted for one year. Three temperature levels were selected: 538, 565 and 593°C, with stress in the range from 52 to 224 MPa producing rupture times varying from 5 to about 3950h. The creep curves were all followed with great scrutiny using data logger scanning rates which enabled storing thousands of readings in each case. The experimental analysis involved measurements of minimum creep rate, rupture time and final elongation at rupture. The data were analyzed according to the classical phenomenological / physical relations (Norton, Arrhenius, Zenner-Hollomon, Monkman-Grant) and also considering five traditional parameterization methodologies (Larson-Miller, Orr-Sherby-Dorn, Goldhoff-Sherby, Manson- Haferd and Manson-Succop). Comparisons are presented among the possibilities of data extrapolation from five different methodologies. Comparison is also made with creep results obtained on a similar plate of the same material in the virgin condition.

Aug 16, 2017

By Rodrigo Perito Cardoso

Low-temperature nitriding of stainless steels is applied to obtain wear resistant surfaces without losing its corrosion resistance. The treatment consists in introducing nitrogen into the steel surface avoiding chromium nitride precipitation. The corrosion resistance of martensitic stainless steels is expected to be improved if the treatment parameters are correctly selected. It can be related to ?Fe2-3N and a'N phase formation on the treated surface. In the present work the influence of the pretreatment and treatment temperature on corrosion resistance of plasma nitrided AISI 420 steel samples is studied. Annealed, as-quenched and 400ºC-tempered samples were nitrided at 300, 350, 400, 450 and 500°C, for 6 h at 600 V. The pressure was 3 Torr and the gas mixture was composed of 70%N2, 20%H2 and 10%Ar, at a gas flow rate of 3.34×106 Nm3s-1. Plasma was generated using a square-wave pulsed DC power supply and the sample temperature was controlled by the duty cycle. The modified layers were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction and microhardness measurement. The corrosion resistance was studied by electrochemical characterization, by means of Open circuit potential and Anodic polarization curves. The maximum surface hardness was achieved at 400°C. This temperature seems to be near the limit temperature for low-temperature treatment aiming to improve or at least to keep unaltered the corrosion resistance in relation to that verified for non-treated steel samples. Results confirm that the pretreatment and treatment temperature significantly affects the corrosion resistance of the treated surface.

Aug 8, 2018

By Anand Kumar Agrawal, Kinzel Klaus Peter, Lorenzo Micheletti, Cristiano Castagnola, Horst Kappes, Andre Oliveira, Björn Rösner, Philippe Bermes

Blast furnaces are widely employed today for iron production all around the world, with a total production of around 1.2 billion tons per year. Its operating principle, which relies on usage of coke to reduce the ore, to ensure the permeability in the reaction vessel, to maintain its flexibility of operation and acceptability for varying qualities of iron ores. The blast furnace route is widely considered as the most economic and efficient route of iron production, however it is based on fossil energy carriers. The blast furnace route has undergone significant developments in terms of energy efficiency in the last decades, which led to a substantial reduction in the use of fossil reduction materials. Being an energy intensive process, competitiveness and cost saving in the blast furnace plant was always strongly related to the saving of energy and hence reduction of CO2 emissions. In addition to this, EU emissions trading system (EU ETS) as a cornerstone of the EU's policy in response to climate change has set new “challenges” for iron production in Europe. Paul Wurth has always been deeply involved in the development of energy saving technologies for blast furnaces. In the following a review of energy saving achievements developed in the last decades will be presented and the potential of available CO2 saving technologies will be summarized. Additionally, an outlook about the potential of future technologies, concepts and their impact on the blast furnace and the steel plant’s energy balance will be discussed. Finally, the replacement of carbon by hydrogen as reduction agent in the steel plant will be reviewed, with special focus on a comparison of costs and incentives.

Oct 1, 2019

By Washington Martins da Silva Júnior

In stamping process, sliding between metal sheet and forming tool leads to wear of tool surface. Maintenance of stamping tools involves polishing the tool edge, or, in case of severe damage, replacement of the tool. Hard coatings have been applied on the stamping tool surfaces in order to reduce the maintenance cost causing a great economic impact in metal work industry. In this work, CrAlSiN coatings were applied by PVD onto SRV2W tool steel. The coating toughness was avaliated by the critical load in scratch tests. The following coating parameters were analyzed: 1- substrate surface finishing process; 2- coating architecture (multilayer or gradient); 3- chemical composition of the coating. AlSi concentration varied from the substrate/coating interface to the surface. Coatings were 3 µm thick. Scratch tests were carried out using a Vickers indenter. The applied normal load was varied from 0 to 13 N for a scratch length of 5 mm. In order to study the effect in the toughness, the substrate roughness was controlled by the finishing process before PVD coating. Samples subjected to polishing presented highest critical loads. Gradient coatings presented higher critical loads than those with a multilayer architecture. Coatings with higher concentration of AlSi near the surface supported higher loads before failure.

Jul 31, 2018

By Daniel Carvalho, Marcos Viana, Leonardo Demuner, Herbert Castro

Intensive process and technology improvements related to the BOF converter — the key process to increase steel plant productivity and stability — have been performed at Ternium Brazil. This paper details the road map for process developments and investments in equipment technology, as well as the results achieved. The main topics of this development are the process control and optimization systems, slag forming model, oxygen blowing pattern, end-of-blow point control and slag carryover control. The outcomes of this development are improvements in the reblow rate, end-of-blow oxidation, direct tapping, slag carryover, slopping ratio, metallic yield and lining life.

Oct 1, 2019

By Francisco Morganti

In order to support hot rolling mill managers in improving the utilization of their plants, SMS group offers well defined Performance Modules. These are technologies, components, automation solutions or services, which can be implemented in existing plants to increase competitiveness in categories of efficiency, productivity, quality and process and product control referred to as “Industry 4.0”. Except the Performance Modules dedicated to the last category, targeting overall process controls, Performance Modules are characterized by quantifiable benefits. Performance Modules related to hot rolling mills are e.g. camber free rolling, modular laminar strip cooling system, new edge masking and intelligent components.

Oct 30, 2017

By John Malcolm Gray

Interest in X-80 linepipe steels emerged in the early 1980’s and it was first used in 1985 by Ruhr Gas [1]. The early steels were extensions of conventional Nb-V or Nb-Mo microalloyed X-70 steels but other alloying concepts emerged based on Nb-Mo-B alloying (NKSTAF [2] and ULCB [3]). The latter had acicular ferrite/bainitic microstructures and carbon contents below 0.05 percent. In parallel renewed interest developed in ultra low carbon (0.02 percent) higher niobium steels which had first been studied in 1962 [4]. Such steels exhibited excellent notch toughness when processed with high finish rolling temperatures (>950°C) which made them suitable for processing on weak, older rolling mills. With time such steels, designated “High Temperature Processed”, or HTP steels, were further optimized and produced in modern, very strong rolling mills due to their superior economy compared with traditional vanadium and molybdenum containing steels. The chronology of the HTP development is presented in the present paper. Full scale demonstration heats of a 0.06 percent carbon 0.10 percent niobium steel were produced by Bofors Steel Plant in 1972 and were converted from slabs to plates by nine different steel mills [5-7]. Commercial application in API Grade X-70 first occurred in Canada in 1974 [8,9] but the concept was only used sporadically after that until 1998 when it was applied for the API Grade X-70 Sour Service Cantarell Project [10] in Mexico. Soon thereafter, the El Paso Cheyenne Plains Project used a 0.05%C 0.095%Nb 0.27%Cr variant of the HTP steel [10-12]. Nowadays the HTP concept is being utilized for construction of approximately 6000 km of 48” OD x 18.4 mm X-80 per year in China. The metallurgical principles and history of the development are presented in details in this paper.

Aug 7, 2018

By Ananda Moreira Vaz Ourique de Avila

Ferritic stainless steels have been used in the making of high and intermediate temperature operation solid oxide fuel cells (SOFC) interconnects, replacing the ceramic materials. However, at high temperatures, on the order of 700-850 0C, these steels can present significant oxidation and degradation processes, promoting increased electrical resistivity and corrosion losses that result in contamination of the electrodes and reducing the performance and the useful life of the SOFC. Thus, the knowledge on kinetics of oxidation/corrosion of these steels and their relationship with the microstructural transformations are of great importance. In this study, samples of ferritic stainless steels AISI 430, AISI 441 and Crofer22APU® were tested for oxidation at high temperature (800 0C) for long periods of time (up to 3,600 hours) and mass gains were monitored allowing the determination of the oxidation behaviors of these steels. Additionally, the microstructural characteristics of the samples before aging (corrosion-oxidation test) and after various oxidation times were evaluated by optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM), as well as by micro chemical elemental analysis (EDS) and X-ray diffraction (XRD) phase analysis. Electrical characterization allowed determination of electrical area-specific resistances (ASR) characteristics of the systems studied, thus relating the electrical and oxidative behaviors of steels evaluated.

Aug 7, 2018

By Mozart Henrique Teixeira

As reservas de minério de ferro da Mineração Usiminas S.A. (MUSA) estão localizadas no extremo oeste do QF e ocupam a porção ocidental da Serra do Curral (Alkmin, 2009 [1]), também chamada Serra Azul e inseridas no Supergrupo Minas / Formação Cauê. Abrangem as Minas Oeste, Central e Leste. Atualmente a classificação geológica industrial adotada pela empresa leva em consideração o teor de ferro, contaminantes e compacidade (granulometria) das rochas. Os minérios são separados em dois domínios litológicos, hidratado e silicoso. Estes domínios apresentam comportamento granulo-químico fortemente heterogêneo tanto lateral como em profundidade (Teixeira, 2015 [2]), este comportamento confere ao planejamento da lavra elevado grau de dificuldade em relação às estimativas de massas e teores no que se refere à separação dos estéreis e minérios. Até novembro de 2015 o Planejamento de Lavra de Curto Prazo utilizava modelos de blocos atualizados mensalmente para a liberação de planos de lavra mensais e estimativas de teores do ROM, porém, ao longo do mês os desvios de teor na alimentação da planta e dificuldades na execução da geometria planejada eram frequentes. Diante disto, com foco na redução destes desvios, passou-se a gerar os modelos de blocos semanalmente para confecção de programações de lavra semanais e diárias com expectativa de liberação de estimativas de massas e teores com maior grau de confiança e melhor previsibilidade das características granuloquímicas dos produtos finais. Para a elaboração dos modelos semanais foram adotados novos métodos nas ferramentas de topografia, amostragem de frentes de lavra e mudança na rotina do mapeamento geológico, que passaram a ser executados semanalmente. Os resultados obtidos foram as reduções de desvios de teores na alimentação dos processos unitários das plantas e na produção de granulados.

Oct 30, 2017