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By Fernando O. Boechat

Com a redução da oferta de minério granulado de boa qualidade no mercado mundial e as restrições ambientais à sinterização, as pelotas de minério de ferro passaram a ocupar um papel importante como matéria prima para produção de ferro primário. Entretanto, embora apresentem maior resistência à degradação, as pelotas ainda sofrem com este problema, embora em menor magnitude, quando comparadas com granulados. Pode-se identificar a degradação das pelotas de minério de ferro em duas etapas, durante o manuseio e sob redução. Uma vez que vários estudos já analisaram a degradação durante o manuseio, a degradação durante a redução torna-se um assunto relevante e pouco explorado. Assim, o presente trabalho avaliou as energias envolvidas no movimento da carga ao longo de um forno de redução direta do tipo Midrex, usando o método dos elementos discretos. Para isso, foi utilizado o software EDEM® para obtenção das energias dissipadas durante as colisões das partículas. Aplicando estas energias ao modelo mecanicista proposto por Tavares e Carvalho [4] para fragmentação das partículas foi possível estimar a taxa de geração de finos no interior do forno. Estes resultados foram utilizados na previsão da degradação mecânica de pelotas no interior do forno, que previu a geração de 1,2 a 2,6% de finos gerados em um forno Minimod®, dependendo das premissas usadas.

Aug 1, 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 Célia Aparecida Lino dos Santos

Os métodos convencionais e os mais recentes de proteção contra a corrosão (revestimentos metálicos aplicados por eletrodeposição, deposição química (electroless), deposição química em fase vapor, deposição física de vapor e aplicação de tintas) empregados paras as ligas de aço-carbono também são empregados para as ligas à base de TR-Fe-B. Essa proteção torna-se necessária, uma vez que essas ligas possuem microestrutura muito mais complexa que as dos aços-carbono e apresentam em sua composição metais de terras raras os quais são intrinsicamente susceptíveis à corrosão. Os revestimentos utilizados são, no geral, constituídos de metais mais nobres do que as ligas, sendo por isso de extrema importância que sejam mantidos íntegros durante o manuseio individual dos ímãs e durante a sua montagem, ou, o posicionamento nos diversos dispositivos em que eles são empregados atualmente. O rompimento do revestimento implicará a diminuição da vida útil dos dispositivos.

Oct 30, 2017

By Claudio Fabbro

The increasing demand of wire rod high carbon grades for both small and large sizes are challenging the wire rod producers to enhance new technologies by combining high plant productivity and efficiency of superior quality finished products with extreme process flexibility. The possibility to change process route according to the final application of the rolled steel grade and to simplify production planning is one of the most important keys to success that distinguishes the mill plants developed by Danieli. This paper will focus on the most important metallurgical and process targets and on the in-line heat treatment technologies representing the core of Danieli know-how on high carbon grades production.

Jul 30, 2018

By Maurizio Massimo

Danieli developed the “3Q” suite of process control technologies to address three critical principles: delivering the highest product Quality, in the required Quantity, with Quickness of response required for today’s casting machines. Ever increasing market demands for productivity and slab quality necessitate the latest advances/improvements in equipment design, process technology, and control software for all types of slab casters, and Danieli boasts a unique experience that extends from ultra high-speed thin slab casters to extra high-thickness conventional slab casters. The “3Q” system is monitored and controlled by a unique, intelligent HMI incorporating. Touch screen technology and Operator Assistant tablets. Operator Assistant is a tablet based system that guides the operator through the plant process, so that in the event of a process change or an alarm the operator is automatically presented with the choice of possible solutions / actions. The comprehensive range of technological packages cover all aspects of caster design and automation control, from feeding of liquid steel into the tundish to the final slab leaving the caster.

Aug 17, 2017

By Daniele Tolazzi

Electric Arc Furnaces keep evolving into highly powerful melting units, shrinking taptotap times by increasing the effectiveness of the energy sources and the material fluxes used in the process. Steelmakers are targeting to increase the efficiency of their injection package in order to reduce the overall conversion costs, seeking for technologies specifically designed to promote the metallurgical reactions in a predictable and reproducible process automatically controlled at the correct timing. Many technological enhancements have focused in the gas management, improving the burner design and the penetration capacity of oxygen injectors, dedicated to decarburization and the other exothermic reactions. Instead, lower evolution efforts have been addressed to engineered solutions for managing the addition of solid materials required in slag forming, although they are playing a key role in EAF process optimization, as well. The paper describes the latest solutions designed to manage efficiently the injection of fuel, oxygen and powdered materials in several EAFs and presents the operational results achieved. Accurate control of reliable additions of coal, lime and magnesia proved crucial for the control of the slag FeO and viscosity, generating stable foamy slag and producing cleaner steel.

Aug 17, 2017

By Marcella Gautê Cavalcante Xavier

A presente proposta tem por objetivo desenvolver uma análise experimental da liga hipereutética Sn-0,5%Ni solidificada unidirecionalmente em regime transitório de fluxo de calor contra chapa molde de cobre. A liga foi avaliada quanto a sua microestrutura bruta de fusão e suas respectivas correlações com os parâmetros térmicos (velocidade da frente eutética -VE e taxa de resfriamento eutética -?E) e propriedades mecânicas. Os resultados mostram que a morfologia microestrutural predominante é composta por células ricas em estanho (β-Sn) circundadas por mistura eutética Sn+intermetálico tipo NiSn. Uma transição microestrutural foi observada entre as posições 15mm (?E=1,7°C/s) e 30mm (?E=1,1°C/s), de célula regular (CR)?célula tipo placa (CTP). Notou-se ainda a presença de intermetálicos primários NiSn distribuídos ao longo da matriz nas posições iniciais do lingote. Valores superiores de limite de resistência à tração (σu=26 MPa) e limite de escoamento (σy=21 MPa) foram encontrados para a posição 6mm a partir da base refrigerada do lingote, podendo estar relacionados com a estrutura celular mais refinada e também com a presença dos intermetálicos primários NiSn. O alongamento específico (?) comportou-se de maneira inversa, visto que as estruturas mais grosseiras (CTP) e a ausência de intermetálicos primários são responsáveis por facilitar a deformação plástica na estrutura da liga Sn-0,5%Ni, aumentando seu nível de ductilidade.

Oct 30, 2017

By Michael Brandner

HSM can be divided into different groups such as Conventional HSM with Roughing stands and HSM without Roughing stands = Mills with just finishing stands. The roll requirements for different stands are quite different. In Roughing stands the temperature of the slab is very high. Therefore the resistance against thermal wear/fatigue is the most dominating factor. Today mostly Chrome Steel, Semi HSS and HSS rolls are applied. A comparison and evaluation of such rolls will be described. In the finishing mill the tendency/wish is to use HSS rolls in all the stands. The grade HSS is defined by at least a certain amount of carbide forming elements such as V, W, Mo, Nb etc. The matrix and other precipitations can be adjusted according to the need and situation in the mill. In the pre-finishing stands the HSS is already well introduced. In the last finishing stands the original HSS tended to stick and the cobble rate increased. New development decreased the problem and gave some very promising results. In the last finishing stands beside the high performance a higher resistance against incidents is needed. Solutions in this direction including e.g. residual stresses and special core material will be discussed. Proper testing and grinding procedures can avoid losses and reduce the TCO. Data sourcing and evaluation in regards of rolling and grinding is the key for the optimization of the TCO. Several examples and comparison between different applications will be given in detail and explained. Future possibilities will be discussed as well as results of latest trials in mills.

Aug 17, 2017

By Steven Gillgrass

Gerdau Monroe has installed and commissioned the Tallman Supersonic Carbon Injection system (TSCi™) for use in their 135-ton Electric Arc Furnace (EAF) located in Monroe, MI. TSCi™ is an innovative injection system with the primary aim of improving injection carbon delivery to the steel bath by increasing efficiency. It is proven technology with installations at numerous steelmaking facilities all over the world. Results from installation and commissioning of TSCi™ at Gerdau Monroe will be reported as well as on-going trials and optimization efforts. Standard injection systems deliver carbonaceous material from a vessel to the EAF using air where it is injected through a lance pipe or oxy-fuel burner. Using this method, material delivery to the EAF is limited by the pressure and velocity of the transport air. Loss of efficiency can be observed by looking at the quality of the injection carbon stream during operation or by measuring loss on ignition of EAF slag or off-gas system dust. TSCi™ uses a patented design and proprietary technology to improve delivery of carbonaceous material to the EAF. Using this method, savings at Gerdau Monroe were realized by reducing the amount of carbon used in each heat while maintaining or improving upon existing foamy slag practice. As well, significant savings were achieved as a result of reduced FeO content in the slag and improved recovery of iron. Additional savings can be realized by using a smaller mesh material to take advantage of lower material cost and higher injected surface area. Other inherent benefits to improved injection carbon include lower energy and electrode consumption, reduced refractory wear and reduced maintenance cost.

Oct 30, 2017

By Marlos Henrique Alves Gomes

Aços resistentes ao desgaste são amplamente aplicados em partes estruturais que exigem propriedades como resistência mecânica, tenacidade e resistência ao desgaste abrasivo. O presente trabalho foi realizado devido à necessidade de desenvolvimento de materiais necessários para minimizar os efeitos causados pelo desgaste abrasivo. Os objetivos são: obter microestrutura multiconstituída (ferrita, bainita, martensita e austenita retida) por meio de tratamentos térmicos; e compará-la a microestrutura martensítica revenida. O aço estudado possui a seguinte composição química 0,26%C-1,13%Mn-0,92%Si-0,72%Cr- 0,29%Mo-0,18%Ni-0,17%Cu. Conduziu-se os tratamentos térmicos na sequência apresentada: recozimento subcrítico a 700°C, têmpera em óleo (temperatura de austenitização 940°C) e tratamento isotérmico de transformação bainítica (temperatura de austenitização de 820, 860, 900 e 940°C) ou recozimento subcrítico a 700°C seguido de têmpera/revenimento (940°C e resfriamento em água/250°C por 2 horas). Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi empregada para se avaliar a microestrutura do aço. Dureza Rockwell C foi utilizada com intuito de comparar a dureza das diversas microestruturas obtidas. Constatou-se que com a diminuição da temperatura de austenitização houve decréscimo do valor de dureza; e as amostras temperadas e revenidas demonstraram dureza média maior que as amostras que passaram por tratamento isotérmico de bainitização. A microestrutura multiconstituída foi obtida.

Aug 17, 2017

By Edelink Efrain Tinoco Falero

Na atualidade a produção e a utilização de DRI estão aumentando nos países desenvolvidos, principalmente devido à redução do preço do gás natural e do sucesso da nova tecnologia de extração de gás de xisto. Os custos operacionais e os problemas ambientais são, efetivamente, os fatores tecnológicos importantes a serem considerados na otimização da produção de DRI. Portanto, o teor de carbono do DRI tornou-se essencial em virtude da capacidade de gerar energia química no banho de aço, complementando assim a eletricidade em FEA, e as contribuições exotérmicas da oxidação de Si e C nos conversores LD. Este trabalho faz parte de um programa completo de cooperação entre a companhia de mineração Samarco e o Grupo de Siderurgia da PUC-Rio, lidando com as equações cinéticas da metalização e carburização simultânea em fornos de redução direta. Para este efeito, o reator foi dividido em três zonas internas: Redução, Transição e zona de resfriamento. Além disso, também foram consideradas três regiões concêntricas: periférica, média e centro. Á partir desses resultados, para um tipo de pelotas RD específico, mistura de gases utilizados nas instalações industriais e similar flui-dinâmica do processo, as equações cinéticas de metalização e carburização foram estabelecidas para cada zona. Um programa computacional METCARB, totalmente baseado nessas equações cinéticas, foi então concebido. Finalmente, uma validação adicional procedeu-se tendo em conta duas corridas operacionais industriais.

Aug 17, 2017

By Alexandre Gonçalves Andrade

A Samarco Mineração utiliza combustível sólido para geração de energia térmica nas pelotas de minério de ferro. Este insumo torna possível a redução da utilização de gás natural na etapa de queima nos fornos de endurecimentos e ainda melhora a qualidade física das pelotas. O tamanho das partículas é chave para eficiência do processo e a cominuição destes combustíveis é realizada nas plantas de moagem da empresa, tanto para o antracito quanto para o coque verde de petróleo. Tradicionalmente, um dos principais itens de controle de moabilidade do insumo é o HGI (Hardgrove Grindability Index), que avalia a dureza do combustível sólido no processo de moagem. Porém, este parâmetro não reflete as dificuldades produtivas encontradas nas plantas de moagem da Samarco Mineração. Portanto, foi desenvolvida metodologia através de uma modificação da equação proposta por Bond para avaliação energética de moagem. A lei de Bond tem origem empírica e considera que a energia consumida na cominuição é proporcional ao comprimento das fissuras iniciais que se desencadeiam na quebra das partículas. A metodologia proposta, no presente trabalho, avalia com maior representatividade as dificuldades encontradas na cominuição destes insumos. Ainda, testes em planta piloto de moagem de combustíveis sólidos foram realizados para validação da abordagem.

Aug 1, 2018

By Joaquim Luiz Monteiro Barros

Este trabalho tem como objetivo principal apresentar de forma didática e com um exemplo prático a viabilidade da aplicação da tecnologia de recuperação de calor no sinter cooler, com a finalidade de gerar energia térmica (ar quente, vapor, água quente, etc) reduzindo o consumo final de combustíveis na planta.

Aug 17, 2017

By Natalie Chaves de Siqueira

Aços inoxidáveis austeníticos fundidos por centrifugação, da classe HP, são comumente utilizados na indústria de óleo e gás para a fabricação de tubos usados em fornos de reforma e pirólise. Essas ligas possuem uma elevada resistência à oxidação, elevada estabilidade térmica e elevada resistência à fluência em altas temperaturas, sendo esses requisitos necessários para aplicação nos fornos. Mudanças microestruturais, conhecidas como envelhecimento, podem ocorrer durante a operação, influenciado na resistência à fluência. Desta forma, a caracterização dos estados de envelhecimento de uma liga HP torna-se necessária para avaliar a sua vida remanescente. O objetivo deste estudo é caracterizar duas condições microestruturais de uma liga HP com a microscopia eletrônica de varredura e o ensaio não destrutivo de ultrassom. O processamento do sinal ultrassônico, utilizando a Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform – FFT), foi realizado sobre o segundo eco de fundo do sinal ultrassônico, permitindo correlacionar a análise espectral do sinal com a microestrutura do aço HP. De acordo com a metodologia proposta, os dois estados de envelhecimento foram caracterizados através do processamento do sinal ultrassônico.

Oct 30, 2017

By Elione Moura Carlos

O objetivo principal deste trabalho foi incorporar o resíduo de mármore no desenvolvimento de formulações de massas cerâmicas para obtenção de grês porcelanato. Foram preparadas quatro formulações da massa cerâmica variando-se as proporções de caulim, talco, feldspato, argila de queima clara e do resíduo de mármore nas misturas. Essas matérias-primas foram peneiradas na malha 200 mesh e as porcentagens para cada formulação foi misturada em moinho de bolas por 30 min. Os corpos de prova foram preparados em uma prensa uniaxial com pressão de 25 MPa e sinterizados em forno convencional nas temperaturas de 800°C, 900°C e 1.000°C, com patamar de 60 minutos e taxa de aquecimento de 10°C por minuto, verificando as propriedades das peças. Para obtenção de resultados foram realizados ensaios de absorção de água, retração linear nas peças sinterizadas, massa específica aparente e porosidade aparente, com o propósito de avaliar a variação de retração linear em determinada temperatura de acordo com a porcentagem de absorção de água. Foram realizados também os ensaios de flexão e microscopia eletrônica de varredura - (MEV). As composições estudadas apresentaram resultados satisfatórios dentro dos valores aceitáveis para o devido uso na indústria cerâmica.

Aug 7, 2018

By Jochen Wans

BCT® - Belt Casting Technology is the new horizontal near-net-shape casting process to produce flat steel products. BCT is the revolutionary leap in casting technology, designed for the production of special and conventional steel grades. Within a partnership between Salzgitter Flachstahl GmbH and SMS Siemag AG, the worldwide first caster is now in operation. SMS Siemag AG (in cooperation with Salzgitter Flachstahl GmbH) has erected the first industrial-scale casting machine located at Peine steelworks. The lecture will start with an overview about the highlights of the BCT® process with regard to the mechanical engineering aspects, while the second part will present current commissioning results and operation experiences. Since December 2012, the BCT plant is running. Up to March 2015 more than 90 casts have been carried out, 26 with FeMn-alloys. Never before flat steel was casted in dimensions of 1000 mm * 15 mm and with casting speeds more than 14 m/min.

Aug 16, 2017

By José Raphael Olegário França

Separação eletrostática é o termo usado para todas as tecnologias de processamento que utilizam forças elétricas que atuam sobre partículas carregadas ou polarizadas sob um campo elétrico estático. O comportamento das partículas depende das suas propriedades elétricas, geométricos e tamanho das partículas. Portanto, a separação de espécies é possível se os parâmetros do campo elétrico e as propriedades elétricas diferentes das partículas são apropriados para o processo. No separador eletrostático de rotor as forças elétricas, combinadas com as forças gravitacionais e centrífugas agem sobre as partículas e são responsáveis pela separação mineral. No presente trabalho as forças eletrostáticas que agem no processo serão substituídas por um modelo de contato de coesão Hertz-Mindlin com JKR. O resultado apresentado, embora com limitações, conseguiu-se fazer uma boa estimativa do processo e alguns dos parâmetros do separador. Com a presente simulação é possível descrever o processo de separação além de permitir a redução de despesas de testes práticos, melhorar a compreensão das relações fundamentais, simular as influências dos diferentes parâmetros e por fim, estimar eventuais aumento de desempenho.

Aug 17, 2017

By Anselmo Monteiro Ilkiu

No presente trabalho será apresentado um modelo matemático para a análise da instabilidade plástica de um cilindro de parede fina sujeita a pressão interna, considerando o material com anisotropia normal R no estado plano de tensões. As equações foram obtidas, com base nas teorias elásticas e plásticas, considerando o critério de escoamento de von Mises no estado plano de tensões em termos da anisotropia normal, e de acordo com os trabalhos realizados por Johnson & Mellor [1], Chakrabarty [2] e Al-Qureshi [3].

Aug 16, 2017

By Eduardo Macedo Junior

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de uma nova especificação para a Linha de zincagem numero 3 (LZC#3) da Companhia siderúrgica nacional (CSN), de grande demanda e aceitação, alta produtividade e foco nos requisitos do cliente que tangem qualidade superficial e características metalúrgicas (resistência mecânica) em aços para atendimento do mercado Norte-americano. Este novo produto tem como característica o ciclo de recozimento com velocidade alta para obtenção de microestrutura 100% encruada na saída do equipamento e limites de escoamento e resistência acima de 500 MPa. A combinação dessas características do produto junto com as características do processo tornou a especificação “ASTM-A653MSS80CL1” um grande desafio para garantir qualidade superficial sem comprometer as propriedades mecânicas especificadas assim como a integridade do equipamento. O baixo custo de produção associado a alta produtividade desse produto fazem da especificação “ASTM-A653M-SS80CL1” um produto de extrema importância para a estratégia adotada pela CSN, mantendo dessa maneira sua competitividade no mercado Norte-americano e garantindo capacidade máxima de produção do seu equipamento em tempos de retração do mercado interno.

Aug 17, 2017

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