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By Roberto Gomes da Silveira Junior, Marcos Cordeiro Fonseca, Geraldo da Conceição Morais, Manoel Gomes de Souza Neto

Sinter maximization in the blast furnaces charge has proven to be the most economically viable way to produce pig iron at Usiminas. This fact has led the company to develop projects aimed at increasing the production of sintering. In this context, the present work shows the recent experience of Sintering Machines 1 and 2 drum mixer exchanging contributing to the increase of operational productivity due to the optimization of the original design. For 13 days was the replacement of the original drum installed in 1974 by a new drum with improvements in the design of the internal and the sprinkling water system. The improvements contributed to the effective formation of micro-pellets and, as a result, increased productivity of Sinter Machines. Several aspects of the project are presented: engineering, planning, safety, manufacturing, technical quality, schedule and a comparison between the parameters of the equipment operation before and after the implantation

Oct 1, 2019

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 Tiago Bristt Gonoring

Este trabalho estuda a redução de pós de hematita de alta pureza (com Fe2O3> 99,00% e tamanho de partículas

Aug 1, 2018

By Juliano Cesar Cecilio

O trabalho surgiu mediante a necessidade de reduzir o custo na compra de anéis de laminação em 50% do que é praticado atualmente. Os anéis de laminação utilizados atualmente no 1º passe de laminação do laminador de perfis leves são anéis fabricado de aço ferramenta D2 e tem um custo alto para serem fabricados. No processo de laminação de perfis leves utilizamos cassetes onde são alocados esses anéis e para realizar a laminação de cantoneiras faz-se necessário a montagem de 4 anéis bi-partidos no eixo superior e 2 anéis bi-partidos no eixo inferior totalizando 6 anéis por cassete, além de reservas que temos que garantir para a realização de trocas por desgaste por laminação. Para o processo de fabricação de barra chata utilizamos 2 anéis de mesa lisa 1 no eixo superior e outro no eixo inferior, além de reservas para possíveis trocas. Tendo em vista o alto número de anéis que devemos ter para nosso processo resolvemos desenvolver esses anéis a partir de cilindros sucatas de um dos laminadores de nossa unidade, de modo a reaproveita-los e com isso eliminar a compra dos anéis de aço ferramenta D2. Após o desenvolvimento realizamos o teste com os cilindros do laminador DEMAG da unidade de Barra Mansa e os anéis apresentaram performance muito semelhante ao dos que utilizamos atualmente. Com isso todos os cilindros no final de vida útil do laminador de Barra Mansa são nos enviados para passar pelo processo de usinagem serem reutilizados.

Jul 30, 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 Juergen Meisel

The paper will explain how to successfully implement a robotic solution from the initial idea to a working industrial solution. Primetals Technologies can call upon 10 years of experience in installation of Robot solutions in the harsh environment of steelmaking plants - the so-called LiquiRob. To enhance an existing shroud manipulation system, the idea to connect the shroud with a bayonet mechanism to the ladle nozzle was born in accordance with the requirements of a well-known steel producer. The paper will describe the development steps from the first simulations and prototype testing in the laboratory, it will show the intensive system testing under workshop conditions and will finally depict the successful integration into the plant. Furthermore, operational experience will be shown as well as the advantages of such an installation compared to other shroud manipulation systems.

Oct 30, 2017

By Kássio Nogueira Cançado

O objetivo desse trabalho é analisar a eficiência de um forno de aquecimento de barras quantificando o impacto de paradas não programadas na linha de produção. Para isso foram realizados 3 balanços energéticos durante um período de 7 horas. O primeiro balanço foi realizado em um intervalo com registro de paradas, o segundo no período subsequente sem ocorrência de paradas e o terceiro englobando o período total produção analisado (balanço 1 + balanço 2). Tomando-se como referência o resultado do balanço energético sem ocorrência de paradas temos duas situações: a eficiência do forno no período com ocorrência de paradas apresentou uma queda de 27% em relação ao período sem paradas, em relação ao período total de produção a redução foi de 20%. Esses resultados permitiram fazer a projeção, que se a produção ocorresse sem paradas, o potencial de redução seria aproximadamente 15% no tempo total de produção com uma redução de aproximadamente 23% no consumo de combustível. Portanto, destaca-se a importância de um plano de manutenção eficiente, com o objetivo de minimizar o tempo de linha de produção parada e o consumo de combustível, além de aumentar à qualidade aquecimento a vida útil do equipamento térmico.

Oct 30, 2017

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

By Nilson Nedes de Paula

Este trabalho visa apresentar os resultados de um estudo de correlação envolvendo concentração magnética nas escalas bancada-piloto e piloto-industrial. Os testes que sustentam este estudo foram realizados no CPT (Centro de Pesquisas Tecnológicas da Vale). A correlação entre as escalas piloto-industrial tende a ser direta, uma vez que, concentradores magnéticos piloto possuem os mesmos mecanismos de atuação de um industrial. Por outro lado, entende-se que a correlação entre as escalas bancada-piloto não seja tão direta assim, necessitando de um entendimento/conhecimento maior para descrevê-la. Aproveitou-se este trabalho também para estudar uma forma de melhorar o modelo atual utilizado pelo CPT em interpretações mineralógicas voltadas para concentração magnética. A metodologia deste trabalho foi dividida em seis etapas distintas: escolha das amostras, amostragem industrial, caracterização das amostras, interpretação mineralógica, testes piloto, testes de bancada e análise de correlação. Em relação aos resultados, este trabalho confirma a interpretação mineralógica como uma boa ferramenta para estimar recuperação mássica e qualidade de concentrado em processos de concentração magnética, e que modelo utilizado atualmente pelo CPT apresenta melhores resultados em relação à modificação proposta neste trabalho. Os testes piloto apresentam resultados praticamente idênticos aos resultados da industrial, confirmando que a correlação entre as escalas piloto-industrial é direta. Por fim, este trabalho confirma que é possível correlacionar os resultados de bancada com os resultados da piloto. Os gráficos de correlação apresentam R2 superior a 0.77, podendo se basear na utilização de equações de regressão para estimar resultados piloto, a partir dos resultados de bancada. Entretanto, entende-se que é necessário realizar teste complementares, uma vez que, o espaço amostral (número de amostras estudadas) foi pequeno.

Aug 1, 2018

By Wen Xuan

Oolitic iron ores have significant economical importance because of their extensive resources in the world. However, their utilisation is often quite limited due to the high content of phosphorus inside. The phosphorus is often finely disseminated in the oolite structure and generally not liberated in the form of free particles. The iron ore used in this work is a typical oolitic goethitic iron ore with high phosphorus. The process of phosphorus removal from this ore is difficult because the phosphorus is not present as distinct minerals. As a result, no physical beneficiation process is able to separate the phosphorus from the iron bearing phases. The current concentrate contains low iron grade (Fe ~49%) and high phosphorus content (P 0.7~0.8%). The acid leaching is a potential way to dissolve phosphorus. Previous studies have shown that the thermal treatment makes the phosphorus more accessible for the acids and enables more efficient phosphorus dissolution. Some chemical additives are reported to enhance this phenomenon. A series of tests have been carried out using roasting - grinding - magnetic separation - leaching technologies to remove the phosphorus from this current concentrate. In the first stage, several tests were performed at pilot scale under the same conditions as described in some publications. The achieved results were similar to those from previous tests at laboratory scale. In the second stage, new test conditions were investigated in laboratory scale in order to achieve better result and to reduce the operational cost.

Aug 1, 2018

By Luiz Flávio Pereira Costa

O quartzo contido no concentrado, medido pelo teor de SiO2, é um dos principais itens de controle de qualidade do concentrado produzido em usinas de beneficiamento de minério de ferro. Nas usinas de beneficiamento da Samarco Mineração S/A o processo de concentração é realizado em etapas de flotação reversa de quartzo. São utilizadas tanto células mecânicas quanto colunas de flotação. A especificação do concentrado final produzido na usina de beneficiamento é obtido em uma etapa de flotação em colunas (3 colunas; 3,6mX14m). Com o objetivo de melhorar a performance desta etapa de flotação em colunas foram identificadas algumas oportunidades de melhoria, a saber: substituição dos spargers por slan jet; redistribuição e reposicionamento dos borbulhadores; substituição de chapéu chinês e do distribuidor de polpa equalizando a alimentação das colunas; otimização dos parâmetros de processo (vazão de ar e camada de espuma); realização de testes de flotação em bancada com amostras do fluxo que alimenta as colunas variando a dosagem de coletor. Nos testes em bancada uma éter-amina foi utilizada como coletor de quartzo. Os testes de bancada mostraram a possibilidade de reduzir o teor de SiO2 no concentrado de forma significativa aumentando a dosagem de coletor até 75g/t. A partir das modificações no sistema de aeração, distribuição da alimentação das colunas e com a adição de coletor, a taxa de redução de SiO2 passou de 20% para 40%.

Aug 16, 2017

By Luciana Vilarinho Ramos de Carvalho

O objetivo deste estudo foi desenvolver um modelo matemático capaz de prever as propriedades mecânicas de uma barra redonda laminada a quente em aço ao carbono, em termos de limite de escoamento e limite de resistência, considerando equações consagradas na literatura e dados industriais de processo. Foram utilizados os parâmetros de processo da laminação, tais como temperatura, deformação, taxa de deformação e tempo entre passes, e a composição química do aço SAE 1020. Os resultados calculados pelo modelo apresentaram boa concordância com os resultados medidos nas amostras, com diferença percentual de 3,34% para limite de escoamento e 2,14% para limite de resistência, além de mostrar-se adequado para previsão da evolução microestrutural, considerando as equações de recristalização estática e dinâmica. A utilização deste modelo pode levar à redução de custos com ensaios de tração e atender à demanda crescente dos clientes por estas informações nos certificados de qualidade.

Oct 30, 2017

By Gláucio Barros Barcelos

Os sistemas de automação Nível 2 da LTQ da Aperam estão em operação a mais de uma década. Esses sistemas foram desenvolvidos sobre plataforma de hardware Alpha Server DS20E e sistema operacional OpenVMS 7.2. Apesar da confiabilidade da plataforma utilizada, atualmente está descontinuada pelo fabricante, bem como o serviço de suporte ao sistema operacional utilizado que também foi encerrado. Com a evolução da tecnologia Intel, apresentando baixo custo de hardware, suporte, manutenção e desempenho, foi tomada a decisão de migração dos sistemas de automação de Nível 2 da LTQ para a arquitetura de hardware Intel e sistema operacional Linux. Esta migração teve como objetivo a eliminação da obsolescência a que os sistemas estavam submetidos. A migração envolveu uma estratégia que minimiza riscos e reduz modificações necessárias nos sistemas de automação envolvidos. Dessa forma, bibliotecas de funções com funcionalidades semelhantes as disponíveis no sistema OpenVMS foram desenvolvidas. Este artigo descreve todo esforço envolvido na migração dos sistemas e os resultados obtidos.

Aug 16, 2017

By Paul Pugsley

The need for dimensional measurement of products has always been there, now with the industry 4 push to further understand measure and to record process parameters is more important than ever. This applies to both flat and long products, camera systems have always provided the method to measure, stereo Linescan cameras for flat products and innovative applications using 2D and Linescan cameras for long products. Instrumentation will become more important to producers enabling processes to be better controlled and understood, that aim being to make the production process understandable more repeatable and less reliant on operator influence. Primetals Technologies Ltd offer solutions for all types of products.

Oct 30, 2017

By Xiaowei Du, Xitao Wang, Xuekun Shang

The deformation behaviors under both tensile and compressive forces and microstructure evolutions of cast SA508-4N steel were investigated at elevated temperatures. True stress-strain data were obtained from hot deformation experiments performed on a Gleeble-3500 thermal-simulator under different temperatures (750-1200C) and strain rates (0.001-10 s-1). The reduction of area decreases as a function of temperature from 750C to 900C and then increases. At 1200C, the reduction of area reaches more than 99% with the strain rates of 0.5 s-1 and 1.0 s-1. The dynamic recrystallization under compressive stress occurs at 800C under low strain rate and a complete dynamic recrystallization can be observed when the temperature reaches above 1100C. A “two-stage” flow stress constitutive model concerned with dynamic recovery and dynamic recrystallization was established based on the true stress-strain data. This model shows good agreement with experiment results. Moreover, we developed a dynamic recrystallized grain size model to describe the average grain size after complete dynamic recrystallization.

Oct 1, 2019

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 Raúl Daniel López

Ternium-Siderar steelmaking has been focused in permanent improvements and process optimization. At present the Slab Continuous Caster N°1 has been totally transformed after 20 years of uninterrupted work. The authors of this paper summarize and comment on aspects which were the main changes and place emphasis largely on those technological developments in which they have been active during that period. Productivity and quality have been our goals during the last 20 years; it has led us to improve process and to achieve better control tools. In the development of this presentation, the authors will put special emphasis on the explanation of those works that were made following their own experiences through the technical personnel who belong to the staff of the company.

Jul 30, 2018

By Eleir Mundim Bortoleto

A finite element modeling approach was developed to study adhesion phenomena during the unidirectional contact between a two-dimensional plane-strain square and a flat slab. Surfaces were metallic or ceramic, different pairs of materials were analyzed and their adhesion was considered by means of a FORTRAN subroutine (DLOAD), which was connected with commercial finite element code Abaqus and provided surface attractive forces based on the Lennard-Jones interatomic potential. Adhesive loads were considered both during approximation and separation of the surfaces. During the separation step, material transfer between surfaces, due to adhesion, was modeled by means of damage initiation and propagation at the flat slab. The parameters considered in the simulations were normal load, chemical affinity and system size and the different conditions were analyzed by comparison of the interaction forces during approach and withdrawal. This work also presents detailed descriptions of: (i) the evolution of energy dissipation due to adhesion hysteresis, (ii) the formation-growth-breakage of adhesive junctions and (iii) the evolution of stress distribution during the process. Results have indicated that chemical affinity between the bodies in contact is more relevant for adhesion than the applied load. Besides, smaller asperities are less prone to promote adhesive wear, but they may be subjected to high stress concentration effects.

Jul 31, 2018

By Simon Chiartano

A global reflection on the design of blast furnace main runner was investigated in this paper. TRB Company used its skills and expertise to understand what the best option for this sensitive component is, including some innovative tools: intelligent block design for safety lining, thermal & thermomechanical numerical simulation, immersive measurement by thermocouples, IR thermal camera, 3D laser scanner.

Oct 1, 2019

By Priscilla Pessin Coppo

The prevention of dental enamel wear has particular relevance for preventive and restorative purposes in dentistry. The wear damage can increase due to salivary disorders and/or parafunction (bruxism); antagonists incisal surfaces become flat and coincident. This study aims to investigate the wear behavior and the related mechanisms in sliding pairs of conformal incisal enamel, with similar values of hardness and fracture toughness, with different applied normal loads and lubricated conditions. Bovine incisors, under pin on flat configuration, were tested in two lubrication condition (dry or with natural saliva) and two applied normal loads (8 and 16 N). The worn surfaces were investigated by 3D profilometry and SEM. The analysis of worn surfaces indicated mechanisms of brittle fracture, but with different severities. Under a normal load of 16 N and dry condition, wear is controlled by a brittle process: microcracking with flake-like wear particles, which results in high friction coefficient (> 0.85), wear rate and wear volume. On the other hand, under a normal load of 8 N and natural saliva, wear took place in the interprismatic region, with consequent exposure of prisms and fracture in localized regions. In this case, the friction coefficient was 16% lower and the wear volume was one order of magnitude lower. Under 8 N and natural saliva, the wear was greater than in the dry condition, probably due to tribochemical reactions.

Jul 31, 2018