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By Johan Richaud

Achieving high surface quality steel in the continuous casting process requires optimal mould level control. The design of the casting channel from the tundish to the mould is crucial to prevent formation of undesired instabilities or biased flows that can cause level fluctuation. With the aid of CFD and with physical water models, the geometry of the stopper nose and the nozzle seat have been studied and optimized to improve the overall mould flow stability. A special stopper nose; Ripple Stopper (RST), has been developed that reduces the formation of large and unwanted eddies in the liquid steel that destabilize the port exiting jets. Instead, the RST produces a fast release of turbulence in the form of a large number of small eddies. The large sudden fluctuations in the mould level are reduced, which in turn reduces the occurrence of surface defects. An additional benefit is derived from the local pressure around the stopper nose region being greater which reduces the refractory erosion. For a tundish gate type flow regulation, a new design encompasses an offset in the Tundish Well Nozzle (TWN) that realigns the flow and reduces the bias flow that is common to tundish gate regulation. The steel recirculation regions below the throttling gate are decreased reducing the risk of oxide depositions. The RST and the Offset bore casting channel have been applied successfully leading to a superior flow control performance between the tundish and the mould.

Jul 30, 2018

By Werner Klein

The utilization of production facilities in an optimum way, with reliable due date fulfillment, reducing raw material and energy consumption, are challenges iron and steel companies are facing in their business every day. By using an APS system such goals can be achieved to increase the competiveness of iron and steel producers. A sophisticated APS supports the overall planning process by applying complex rules based on product and order mix, its production routings with corresponding processing and transport times and resource availability. Specific technological as well as steel grade and energy related constraints are also considered to meet company specific KPIs. A core feature of APS solution is to react online on deviations to plan during the production process. Deviations such as nonconformance of intermediate material attached to an order, sudden production delays, unavailability of important production resources, makes it necessary to update the production plan. In general the task of APS is to support the preferred work-to-order concept, by assigning work-orders to available production facilities along the product specific process route and generate optimized material sequences for critical work centers.

Aug 17, 2017

By Luana de Sousa Santos

O setor Petróleo e Gás Natural vem tendo enormes gastos com as paradas de manutenção. Estes gastos estão relacionados à degradação sofrida por seus equipamentos de refino devido à corrosão. Uma possível solução seria a utilização de novas ligas de aço inoxidável ferrítico com elevados percentuais de molibdênio, o que teoricamente favoreceria um aumento da resistência à corrosão. No entanto, pelo fato dessas ligas serem aplicadas na condição como soldada mudanças microestruturais significativas podem ser geradas, além de considerar o fato da solda das ligas em estudo ser realizada com material dissimilar, e a diferença existente entre o metal de adição e a região afetada pelo calor (ZAC) pode propiciar ao surgimento do fenômeno eletroquímico conhecido como pilha galvânica. Portanto, o objetivo deste trabalho foi analisar o comportamento corrosivo na solda dissimilar de duas novas ligas de aço inoxidável ferrítico com diferentes teores de cromo e um elevado teor de molibdênio, ambas com adição de superliga de níquel, verificando a influência da pilha. O resultado da soldagem foi avaliado através de exames metalográficos e ensaios eletroquímicos. As micrografias do metal de adição utilizado na soldagem das ligas mostraram que o mesmo possui uma microestrutura dendrítica e os gráficos obtidos dos ensaios de Polarização Potenciodinâmica Cíclica não reproduziram para as ligas soldadas, o que foi melhor analisado observando os resultados dos ensaios de forma separada, para as regiões que constituem a solda das ligas, o metal de adição e ZAC. Sendo possível verificar a existência de uma maior resistência a corrosão no metal de adição.

Aug 8, 2018

By Priscila Graziela Melo Martins

O tamanho de grão austenítico é um parâmetro que influencia o desempenho de tratamentos térmicos em aços, assim como suas propriedades. Neste contexto, este trabalho investigou o uso de um reativo para ataque por imersão (240ml de água destilada, 2ml de HCl, 2g de ácido pícrico e 5 gotas de detergente neutro) para avaliar a influência da temperatura e do tempo de austenitização sobre o tamanho de grão austenítico de um aço ABNT1045 austenitizado nas temperaturas de 860ºC, 950ºC e 1100ºC por intervalos de tempo de 40, 90 e 180 minutos. As amostras austenitizadas foram temperadas em água, metalograficamente preparadas e atacadas com o reativo proposto com o objetivo de se revelar os antigos contornos de grãos austeníticos. Os tamanhos de grãos foram medidos com a utilização do software UMIAS de forma a possibilitar a determinação de distribuições estatísticas com quinhentas medidas para cada condição de tratamento. As amostras foram novamente preparadas e então atacadas com Nital 2%, sendo possível avaliar a influência do tamanho de grão austenítico sobre a morfologia da martensita. Pôde-se observar que, para o aço ABNT1045, a influência da temperatura de austenitização sobre o tamanho de grão austenítico é muito evidente e mais significativa do que a do tempo. Os valores de tamanho de grão se mostraram exponencialmente dependentes da temperatura, de forma que quanto maior o tamanho de grão austenítico, mais grosseira é a estrutura martensítica e menor é a dureza do material após a têmpera em água.

Aug 7, 2018

By Hui-bin Wu, Rui Yuan, Yang Gu, Peng-cheng Zhang, Zheng-zhi Zhao

The corrosion behavior of three kinds of medium-Cr rolled steel pipeline steels in carbon dioxide collecting and transporting environment at different temperatures was studied. The results shew that the 5Cr sample was most affected by temperature. When the temperature rised from 30 °C to 90 °C, the corrosion rate increased from 0.12 mm/a to 1.87 mm/a, which was increased 15.6 times. The corrosion rate of 7Cr steel at 30 °C was similar to that of 5Cr steel. However, as the temperature increased, the corrosion rate rised slowly, increasing by 2.4 times at 90 °C. The corrosion rate of 9Cr steel was not obvious with temperature, and it was always below 0.06 mm/a. The thickness of the corrosion product film of the three samples gradually increased below 70 °C, and suddenly increased above 70 °C. This was related to the negative temperature coefficient of the solubility of FeCO3, and the thickening of the product film also affected the ion exchange of the cathodic reaction. An increase in the Cr content contributed to grain refinement and increased the proportion of the small-angle grain boundaries. More fine grains mean an increase in the total length of the grain boundaries, which could provide a diffusion channel for the free Cr element; on the other hand, the low-angle grain boundary structure was more orderly, with a lower free volume and lower interface energy. Under the combined effect of both, 9Cr steel and 7Cr steel had high volta potential and better corrosion

Oct 1, 2019

By Gerson Evaristo de Paula Júnior, Bruno Santos Malaquias, Henriquison Magela Bottrel Reis

O desafio no processo de coqueificação está relacionado à elaboração de misturas de carvões que produzam coque com a qualidade para utilização nos altos-fornos. Foi avaliada, em escala piloto, a influência de materiais inertes (coque verde de petróleo [CVP], antracito e carvão com alto teor de inerte [CATI]) às misturas de coqueificação sobre a formação de microtexturas e a qualidade do coque. Os resultados indicaram que, para a mistura avaliada, a adição do CVP até 30% produziu coque com qualidade (DI15-150) adequada para os altos-fornos da Usiminas. As principais microtexturas foram do tipo mosaico, fragmentária, fusita, inerte anisotrópico e o próprio CVP. O antracito provocou redução significativa de DI15-150 e CSR. A análise de microscopia óptica revelou partículas livres na matriz de coque, contribuindo para a queda de qualidade. A adição de CATI às misturas de coqueificação resultou em forte queda na qualidade do coque e a microtextura do tipo mosaico foi predominante. De forma geral, o carvão com alto teor de inertes foi o que apresentou menos benefícios, diferentemente do CVP, que apresentou melhor resultado para ser utilizado nas misturas de coqueificação da Usiminas.

Oct 1, 2019

By Henrique Gobbi Soares

Chapas expandidas são conhecidas como um material metálico com orifícios em forma de losango, cuja produção ocorre em uma máquina que utiliza corte sobre pressão e processos de alongamento para transformar chapas em metal expandido. Estas chapas são usualmente fabricadas em aço carbono, mas em função de serem susceptíveis a fenômenos de corrosão, estudos têm sido conduzidos com o objetivo de se avaliar a viabilidade de substituição destes aços comuns por inoxidáveis. Este trabalho consistiu em caracterizar e testar mecanicamente amostras representativas de chapas expandidas de aços inoxidáveis ferríticos (AISI 410D e AISI 444A) e uma de aço carbono ABNT 1010 com espessura superior às demais. A caracterização estrutural revelou que as estruturas de todas as amostras são influenciadas pelo processo de expansão, apresentando grãos com níveis de deformação e encruamento predominantemente nas hastes. Observou-se a presença de inclusões em diferentes níveis em todas as amostras analisadas, sendo os maiores níveis verificados no aço ABNT 1010. Os resultados obtidos mostraram que as chapas expandidas confeccionados de aços inoxidáveis apresentaram os melhores índices de resistência mecânica quando comparadas à chapa de aço ABNT 1010, mesmo este possuindo maior espessura.

Aug 7, 2018

By Renardir Peixoto Maciel Júnior

A extração de nanocelulose de fibras vegetais é um exemplo da crescente busca por materiais mais sustentáveis com bom desempenho e qualidade. Neste trabalho, foi extraído nanocelulose de fibras de bambu que são ricas em celulose, hemicelulose e lignina. Após alguns testes, percebeu-se elevada abundância de celulose, além de sua respectiva orientação nas regiões dos entrenós do bambu. Portanto, o principal objetivo é extrair nanocelulose dessa região, desenvolvendo uma metodologia eficiente na sua produção, haja vista que a extração de nanocelulose é bastante investigada, e adaptações foram feitas a partir de investigações apresentadas na literatura. As nanopartículas foram obtidas por hidrólise ácida a 64% após a mercerização e o branqueamento com NaClO. Para obtenção de resultados, as caracterizações das amostras foram feitas com Termogravimetria (TG), Termogravimetria Derivada (DTG), Infravermelho com Transformada de Fourier (IFTR) e tamanho de partícula por Potencial Zeta.Tendo como resultado,a observação de dois eventos na análise DTG: um em 54°C correspondente a perda de água e em 330°C correspondente a degradação da celulose. Os tamanhos das partículas em Potencial Zeta obtiveram picos em 257,1 nm (79,6%) e 67,9 nm (15,6%).

Aug 16, 2017

By Camila Mendonça Romero Sales

O carbono tem atraído a atenção em pesquisas científicas e aplicações tecnológicas devido à diversidade das propriedades estruturais e elétricas. A proposta deste trabalho é produzir diamantes apartir de hidrocarboneto aromático em especial o Antraceno. Este possui uma estrutura de pelo menos 2 anéis aromáticos, de 5 ou 6 átomos de carbono. Com isso, ele foi submetido à pressão de 3,5GPa a uma temperatura de 1000ºC para a realização do processo de grafitização. Após este processo o grafite produzido foi misturado a liga Ni-Mn no sistema catalisador-solvente para o processo de síntese, com uma pressão de 4,5GPa e uma temperatura de 1300ºC com variação no tempo de realização da síntese de 30 a 120s. Para a realização dos cálculos dos parâmetros estruturais foi realizado ensaio de Difração de Raios-X (DRX) e para analisar os aspectos morfológicos foi realizado análise de Microscopia Eletronica de Varredura (MEV). Os resultados apresentam uma evolução dos parâmetros estruturais em relação ao tempoe temperatura de síntese, pode-se observar a presença de diamante nas amostras produzidas por Antraceno com maiores temperaturas de síntese.

Aug 16, 2017

By Ana Carolina Abrantes de Souza

O objetivo deste trabalho foi a obtenção de microestruturas diferenciadas a partir de simulações de distintas temperaturas de bobinamento, e o estudo da influência destas microestruturas nas propriedades mecânicas, em um aço baixo carbono com microadição de molibdênio e nióbio laminado a quente. A evolução microestrutural e mecânica foi avaliada com o auxílio de técnicas de microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), testes de dureza Vickers e tração uniaxial, somado a determinação das temperaturas de transformação de fase no aquecimento (Ac1 e Ac3) em um analisador termomecânico (TMA). De acordo com os resultados obtidos, pode-se observar que as diferentes temperaturas adotadas da interrupção do resfriamento (simulando o bobinamento), foram capazes de proporcionar sutis diferenças nas microestruturas e propriedades mecânicas finais.

Jul 30, 2018

By Estéfano Aparecido Vieira

O presente trabalho busca desenvolver métodos de estudo de remoção de inclusões de aço em escala de laboratório relacionando propriedades como viscosidade e composição química das escórias com a capacidade de remoção de inclusões. Com esse fim, foram desenvolvidas cinco escórias usando como referência a viscosidade da fase líquida assim como o percentual da fase líquida. As escórias foram adicionadas sobre o aço fundido e comparou-se o nível de inclusões antes e depois dos experimentos. As escórias também foram analisadas após os experimentos através da difratometria de raios-x para identificação das fazes formadas. Os resultados apontam que as escórias testadas possuem a capacidade de remover inclusões. Porém escórias com elevado teor de CaO tem maior eficiência na remoção das inclusões.

Oct 30, 2017

By Érica Castilhos

Defeitos internos do tipo trinca off-corner são um dos principais problemas relacionados à qualidade em tarugos de aços especiais lingotados continuamente. Este tipo de defeito é bastante crítico, pois além de se apresentar de forma descontínua no tarugo e, consequentemente na barra laminada, não é detectável pelos equipamentos de inspeção em linha usualmente utilizados para garantir a qualidade final do material. Neste trabalho, foram avaliadas amostras de barras laminadas de um aço baixo carbono com e sem a presença do defeito do tipo trinca off-corner a fim de estabelecer um método que permita avaliar a criticidade da trinca. Estes resultados foram relacionados com os principais fatores que influenciam na formação deste defeito, proporcionando alterações de processo com o objetivo de minimizar a sua ocorrência.

Jul 30, 2018

By Marcelo Moreira Furst Gonçalves

A qualidade superficial dos produtos lingotados continuamente está ligada diretamente aos estágios iniciais de solidificação do aço no molde. Nessa etapa do processo, os parâmetros e estratégias de oscilação são decisivos para a obtenção de produtos com qualidade superficial adequada. Assim, foi desenvolvido na Usiminas um sistema computadorizado para monitoramento dos parâmetros de oscilação do molde, de modo a fornecer subsídios para um melhor entendimento do processo. Este sistema monitora, em tempo real, o eixo vertical e as oscilações nos eixos horizontal e transversal, mesmo com baixas amplitudes. O sistema desenvolvido possibilita a obtenção dos dados com alta precisão, de forma totalmente automática e a realização de pós-tratamento de forma a se obterem valores relativos ao processo de lingotamento e funcionamento do molde.

Jul 30, 2018

By Markssuel Teixeira Marvila

A Capilaridade, definida como um fenômeno de atração e repulsão, que ocorre no contato de líquidos com um sólido, fazendo com que este líquido se desloque sobre a superfície sólida, é um dos parâmetros primordiais para analisar a durabilidade de argamassas de múltiplo uso. Neste contexto quatro traços de argamassas, dosadas em laboratório e industriais com diferentes níveis de consistência, foram utilizadas para avaliar a correspondência entre as normas brasileira NBR 15259 (ABNT, 2005) e europeia UNI EM 15801 (2010) para cálculo do coeficiente de capilaridade. Os resultados indicam que mesmo seguindo procedimentos bastante divergentes ambas a normas proporcionaram valores de coeficiente de capilaridade para todos os traços estudados. Assim sendo fica comprovada a equivalência técnica das duas normas estudadas para obtenção do coeficiente de capilaridade.

Oct 30, 2017

By Anderson Rosa Pereira

A constante busca pelo aumento contínuo de produção e redução de paradas não programadas em transportadores, tem gerado demanda para equipamentos inteligentes dotados da capacidade de corrigir os constantes problemas de desalinhamento dos TCs. Os métodos hoje utilizados para corrigir este problema são prioritariamente passivos, o que impossibilita uma intervenção mais direta, precisa, automática e efetiva no posicionamento da correia. Esta publicação descreve o funcionamento e os resultados obtidos com a integração do sistema Alinhador Inteligente para Transportador de Correia AITC em um transportador de minério de ferro com vasto histórico de problemas de desalinhamento. Assim, a linha principal deste artigo mostra através de um exemplo prático os benefícios e ganhos mensurados com a aplicação do Alinhador Inteligente para Transportador de Correia.

Aug 16, 2017

By Bruno Miranda de Miranda

O Trabalho proposto demonstra os avanços dos resultados das grandes reformas de usinas de pelotização da empresa Samarco Mineração, unidade industrial de UBU, utilizando de forma sistêmica a metodologia de gerenciamento de projetos IPA (Independent Project Analysis). Através da metodologia obteve-se maior envolvimento e integração dos stakeholders e canais de processo com foco na segurança, saúde e meio ambiente. Outros fatores relevantes foram o aumento da utilização de recursos próprios, modificações de estratégia de contratação e análise crítica das paradas com aprendizado contínuo. Neste trabalho apresentaremos a definição do processo com fundamentação teórica e determinantes de excelência, incluindo os indicadores e resultados obtidos através do método, como indicadores de desenvolvimento abordamos os principais pilares da manutenção, sendo eles: segurança, custo, prazo, acurácia e produção.

Aug 7, 2018

By Tadeu Castro da Silva

As ligas Ni-Ti com composição em torno de 55% de Ni em peso sofrem influência nas temperaturas de transformação de fase quando submetidos a tratamentos térmicos de recozimento na faixa de temperatura de 300ºC a 500ºC. O objetivo do presente trabalho é avaliar a influência do tratamento térmico de recozimento a 350°C onde os CP´s de uma liga NiTi mantidos por tempos de 10 minutos, 1 hora e 24 horas. Os efeitos do tratamento são avaliados com base nas temperaturas de transformação de fase, medida por meio de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC). Os resultados revelaram o maior aumento das temperaturas de transformação de fase para amostra com menor tempo de resfriamento em relação a amostra sem tratamento térmico.

Aug 8, 2018

By Sander Mul, Michael Brandner, Armin Paar

Graphitic HSS roll grades such as ESW’s brand VANIMO can be considered as the latest developments for the last finishing stands in hot strip mills. These roll grades are developed on the basis of the alloying concept of (Carbide Enhanced) Indefinite Chill work roll materials. During the development of VANIMO, the amounts and types of carbide forming elements were increased and adjusted into the direction of cast HSS roll grades. The microstructure of graphitic HSS roll grades therefore consists of tempered martensite, cementite and several different carbide types as well as a well-defined amount of free graphite. The main purpose of graphitic HSS roll grades is to combine the high surface quality of Indefinite Chill alloys as well as the high wear resistance of HSS roll grades. Several systematic steps were taken to increase the wear performance from Carbide-Enhanced Indefinite Chill grades to the more advanced VANIC grade and further on to the highest alloyed roll grade VANIMO. In every development step, the surface quality of the roll grades was carefully monitored. The decision to invest in new testing equipment at ESW’s plant was driven by the wish to see microstructural effects of different alloys in a macroscopic dimension. Usually samples are taken from cast rolls and investigation is done in comparably small areas compared to the total surface of a roll. Rolling of strip is done with the entire barrel, so effects of alloy and microstructure can appear anywhere on the barrel surface. To ensure better understanding and deeper knowledge about influences of alloying trials we decided to install the last version of LRI (Lismar Roll Inspection). LRI includes the latest technology of Eddy Current with an enormous resolution. Depending on the formation of carbide precipitations, carbide network as well as matrix and free graphite, the EC test can detect smallest differences. The possibility to analyze the different results of EC and UT surface wave inspection will be discussed. A few examples of surface effects in the mill application will be discussed and improvement strategies explained.

Oct 1, 2019

By Nelson SOUTO, Nicolas LEGRAND, Christian COUNHAYE, Don EARLEY

The work is motivated by the automotive customer requirements for a roughness with high peak density (RPc > 75 peaks/cm) on steel sheet surfaces to maintain a good strip surface finish after painting. For that purpose, a new approach is utilized to compute roughness transfer and predict final roughness on uncoated steel sheets (average roughness, skewness, peak density) as a function of temper rolling conditions. The approach is based on the Monte Carlo method combined with the Abott curves and an auto-correlation function to numerically generate roughness profiles for roll and strip respectively. To compute the roughness transfer due to the interaction between roll and strip surfaces during rolling, a composite Abott curve that combines roll and strip Abott curves is used with an asperity crushing model integrated with a rolling model. This enables simulating two roughness transfer mechanisms in the roll bite: the strip asperity crushing mechanism by roll roughness and the strip asperity ploughing mechanism due to roll-strip interfacial sliding speed. The model shows the importance of considering the two mechanisms to predict roughness transfer correctly when strip elongation is high, typically a few percent, and roll bite friction is low. In these conditions, the forward slip at the exit of the roll bite tends to erode strip roughness significantly and decrease considerably the peak density on the strip. For lower elongation levels (~1%) and high roll bite friction, the ploughing mechanism becomes negligible and roughness transfer is controlled by the crushing mechanism only. With these two mechanisms, the model reasonably predicts the evolution of average roughness and peak density over a wide range of temper rolling conditions (new/worn work rolls, hard/soft grades, various elongations), but skewness is more difficult to predict for some trials.

Oct 1, 2019

By Walter Valery, Kristy Duffy, Alex Jankovic, Peter Holtham

Hatch’s Mine to Process Optimization projects integrate mining and processing strategies, minimizing operating costs and maximizing overall profit. The methodology involves ore characterization, blast audits, plant surveys, analysis of historical data, and integrated modelling and simulation of mining and processing. Blast designs are tailored according to ore type and the downstream process is optimized for the changed feed. This approach has increased throughput and minimized costs for many operations worldwide. The implementation of this methodology at an iron ore operation that faced challenges with increasing mining strip ratio and ore body mineralogy changes is presented in this paper. The larger stripping ratio increased mining costs and constrained the run-of-mine (ROM) delivery to the process plant. Process performance was affected as the ore mineralogy shifted from predominantly hematite to include greater proportions of magnetite. The project objective was to minimize overall cost per ton mined and processed and maximize profit. Tailoring the blast designs according to ore type and process optimization increased the throughput of all process lines. This provided the potential to shut down one of the five processing line, aligning the mine and plant capacity and significantly reducing the processing costs.

Oct 3, 2019