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By J. Bas A. F. Smeulders

Traditional laboratory lubrication tests, including those for cold rolling lubricants often involve measurement of neat oils. To achieve increased levels of test severity, such tests are often carried out at high temperatures and prolonged durations. However, we found that the levels of lubricant degradation and wear in these tests can be much higher than in the field. Moreover, steel rolling is not done with neat oils, but with emulsions, where the presence of water influences film formation, surface chemistry and oil composition in the roll bite. To better approach the situation in the field, and thus to be able to develop rolling oils with improved lubrication performance, several lubrication tests were developed for emulsions: direct measurement of film formation and measurement of Stribeck curves, in which the emulsions can be assessed in terms of their boundary lubrication and elastohydrodynamic behaviour. The key innovation is that also another test method was developed, which focuses on boundary lubrication and wear, and the role of extreme pressure and anti-wear additives. Realistic levels of test severity are achieved in the tribometer by mimicking frictional power intensities and flash temperatures for typical cold rolling or tinplate mills. Test conditions can be adapted according to the mill stand or pass number and other cold rolling process parameters. The emulsions are kept at normal operational temperature. Clear differences could be observed between emulsions of various concentration and composition. The viability of the method is illustrated by a number of field cases, in which a good correlation is demonstrated between the laboratory tests and the performance in a pilot or production mill.

Jul 30, 2018

By Hormando Leocadio, CWM van der Geld, Julio Cesar Passos

Impinging water jets promote high heat flux extraction rate. Steel industry widely employs the process for accurate temperature control to improve the microstructure and to ensure adequate mechanical properties. The range of surface temperatures, heat fluxes and cooling rates are very large, which makes it important to obtain an accurate value of the heat transfer coefficient. This paper presents an experimental and numerical study of the heat transfer behavior of a high temperature (450°C - 900°C) steel plate cooled by a water jet at 20°C to 70°C. High-speed imaging (up to 20,000 fps) within water jet impingement zone allowed the characterization of the boiling regimes in the early stages of cooling. The effects of initial temperature, water jet temperature and velocity on the heat transfer coefficient were analyzed by inverse heat conduction method that predicts the heat flux and temperature on the top surface from temperatures measured with thermocouples inserted in test plate. Heat transfer is strongly affected by the initial temperature of the hot steel, water jet temperature and, less intensely, by jet velocity. High cooling rates start when liquid water is in direct contact with surface temperatures above 700°C.The results will contribute to the enhancement of the temperature cooling control on the runout table and cooling model employed at Usiminas Hot Strip Mill.

Oct 1, 2019

By Eduardo Candido de Almeida Wenceslau

O laminador reversível 4-HI de uma cadeira da CSN-PR, o LRF#1 tem capacidade de projeto de 350kton/ano, suficiente para atender a linha de galvanização contínua, LGC, que produz o Galvalume?, primeira unidade no país até sua partida. Deficiências na produtividade desse laminador passaram a ser fator de atenção, pois acarretava na necessidade de complementação de abastecimento de bobinas full hard, BFH, provenientes de outros laminadores do grupo. O presente trabalho mostra o estudo e plano de ação realizado para incremento da produtividade do laminador, sobretudo por meio da redução do número de passes de laminação e revamp do sistema de refrigeração para atender plenamente a demanda da LGC com baixo custo e possibilitar o fornecimento de BFH a clientes externos.

Jul 30, 2018

By Rafael Sartim

A indústria siderúrgica possui aspectos ambientais associados ao seu processo produtivo ligados em grande parte à emissão de material particulado, efluentes líquidos e geração de resíduos. A emissão de material particulado ocorre durante diversas etapas do processo produtivo, cabendo a estes a aplicação de sistemas para o controle ambiental. Em especial, a planta de sinterização possui como característica emissões primárias ligadas à exaustão da máquina, e secundárias referentes aos sistemas de captações em linhas de peneiramento, retorno de finos e pontos de transferência de correias transportadoras. Para o tratamento das emissões secundárias, a ArcelorMittal Tubarão possui um sistema de despoeiramento. Em virtude de melhorias de processo e alterações na produção, o sistema necessita de uma maior vazão para atendimento à demanda atual. Neste contexto, este trabalho se propôs a avaliar e testar a técnica de supressão de pó em pontos de transferência entre correias transportadoras para verificar sua aplicabilidade. Como conclusão, constatou-se que esta técnica é aplicável em regiões específicas com bons resultados na redução de emissão visível. Além disso, o uso do supressor reduz a quantidade de captações necessárias ao sistema complementando o controle do atual sistema de despoeiramento.

Aug 16, 2017

By Rafaela Pereira Batista

O consumo de refratário na produção de aço é parte significativa no custo de produção. Por este motivo, é usual nas aciarias a oxigênio empregar os processos de slag splashing e slag coating, visando à formação de uma camada de escória sobre o refratário de MgO-C. Os dois procedimentos diferem, principalmente, pelo seu objetivo: o slag splashing visa a proteção do revestimento como um todo, enquanto o slag coating busca proteger principalmente o fundo do conversor e as ventaneiras do sopro combinado. Para a efetividade destes processos, é necessário adequar a escória para que a camada formada resista a temperatura e condições do processo, seja compatível quimicamente com o refratário e tenha boa aderência ao tijolo do forno. Este trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento de um modelo matemático que orienta quanto a adição para o tratamento do revestimento refratário do conversor pela projeção de escória.

Oct 30, 2017

By Lucas Pich Machado

Flotação é um complexo processo para separar os minerais de interesse da ganga. O processo de recuperação neste método depende da condição hidrodinâmica do tanque. A condição ideal de mistura é obtida utilizando-se um mecanismo de agitação que suspende as partículas de maneira homogênea no tanque. O propósito deste trabalho é investigar os parâmetros de operação, como velocidade de agitação e tamanho das partículas, em um tanque de flotação em escala laboratorial com a técnica de Tomografia por Resistência Elétrica. Os resultados deste trabalho mostram que a velocidade de agitação e tamanho das partículas tem um grande efeito na homogeneidade da mistura em suspensão. Outros experimentos serão realizados incluindo outros tamanhos de partículas e densidades, variados tamanhos de rotor e defletores nas paredes do tanque para conter a turbulência em altas velocidades.

Aug 16, 2017

By Soraia Karolinne Castro Silva

Com o objetivo de analisar o nível de aderência e a qualidade dos Indicadores Ambientais, divulgados pelas empresas dos setores: metalúrgico, siderúrgico e de mineração, que fazem parte da BM&Bovespa, foi feita uma pesquisa exploratória, qualitativa e de caráter documental, com base nos dados coletados nos Relatórios de Sustentabilidade GRI G3.1. Os Indicadores Ambientais foram analisados pelos métodos GAPIE (Grau de Aderência Plena) e GEE (Grau de Evidenciação Efetiva). Constatou-se que poucas empresas dos setores apresentam relátorios nomolde padrão internacional GRI, mesmo assim 58,33% apresentam algum tipo de evidenciação voluntária ambiental em seus web sites e 54,16% são ou já foram certificadas pelo ISSO 14001, demonstrando que a divulgação de ações de Responsabilidade Social Corporativa, ainda são tímidas nesses setores. Especificamente, os resultados obtidos através dos cálculos do GAPIE e di GEE mostram que, quando divulgados, os resultados são considerados positivos, levando-se em conta a média das empresas. Deve-se destacar que a pesquisa limita-se a análise apenas dos Indicadores Ambientais, nesse contexto os resultados dos cálculos de GEE e GAPIE não devem ser generalizados ao Relatório de Sustentabilidade como um todo.

Aug 16, 2017

By Eduardo Reis de Oliveira

O alumínio por suas excelentes características físico químicas é empregado na indústria civil, automotiva, naval e aeroespacial. As características mecânicas dos sistemas solidificados dependem do arranjo microestrutural, mais especificamente do tamanho de grão, espaçamentos celulares ou dendríticos, das heterogeneidades de composição química, do tamanho, forma, distribuição das inclusões e das porosidades. A fusão de metais e, consequentemente, a solidificação, são etapas importantes na obtenção dos metais. Neste estudo iremos investigar a solidificação vertical ascendente em regime transiente do sistema Al-Mg. Está análise investigou experimentalmente o efeito das composições e dos superaquecimentos nas microestruturas solidificadas. Durante a fabricação dos lingotes, foram mapeadas a solidificação de cada liga. As microestruturas obtidas evidenciaram um aspecto essencialmente dendrítico, verificados através da microscopia óptica. É estabelecido no trabalho uma comparação entre os espaçamentos dendríticos primário (EDP ou ?1) e secundário (EDS ou ?2) em relação adição de 1, 3 e 5% de Mg e com patamares de superaquecimento (?TV) variando em 20, 40 e 60ºC.A variação do superaquecimento e da composição química dos lingotes teve influência nos espaçamentos dendríticos, verificados nas medições transversais e longitudinais dos lingotes. Para cada posição analisada foram obtidas uma média dos valores e o respectivo intervalo de dispersão.

Oct 30, 2017

By Robson Jacinto Coelho

A equipe da Coqueria identificou a possibilidade de reduzir o Burn Loss, que é a perda de material por queima durante o processo de coqueificação. Após uma série de estudos, utilizando a metodologia Seis Sigma, identificou-se oportunidades de melhorias operacionais que trariam mais eficiência, estabilidade operacional e consequente aumento na produção de coque e vapor, tais como: maior controle na admissão de ar, controle das perdas de coque e carvão, vedação dos fornos de coque e execução de paradas programadas específicas para Preservação Refratária, com foco na redução do back log e consequente prolongamento da vida útil das baterias de fornos de coque. A redução Burn Loss aumenta o rendimento coque/ carvão, com consequente redução do consumo específico de carvão e aumento na produção de coque e vapor. A implantação desse projeto permitiu a redução de 2,5 dólares por tonelada de aço produzida no Fiscal Year 16/17.

Oct 30, 2017

By Janaina da Silva Vieira

Nos últimos anos, especialmente fibras naturais extraídas de plantas lignocelulósico, ganharam atenção devido ao seu desempenho como engenharia de reforço. Uma de suas aplicações mais importantes é como reforço de compósitos poliméricos na substituição de fibras sintéticas, que não são ambientalmente corretas. Todavia, as fibras ligoncelulósicas com Malva, Juta dentre outras possuem algumas características negativas para sua incorporação em matrizes poliméricas, como por exemplo, o fato dessas não possuírem boa aderência aos polímeros, pelo seu caráter hidrofílico e do caráter hidrofóbico das resinas. Esse trabalho estudou a incorporação de manta hibrida de fibras de malva e juta em compósitos epoxy DGEBA/TETA para testes de impacto Izod. Os corpos de prova foram feitos sob pressão para que houvesse uma melhora na aderência. O aumento do volume da manta incorporado gerou um aumento da resistência apresentado que pode ser justificado pelo fato da manta atuar como um bloqueador de trincas.

Oct 30, 2017

By Lívia Silvestre Andrade

Uma das rotas mais importantes de produção do Fe-Nb para aplicações siderúrgicas é a aluminotermia. Para que o processo seja eficiente, é necessário projetar adequadamente a escória, para garantir a mínima retenção de metal na escória e reduzir as perdas, assim como determinar a carga da aluminotermia considerando os balanços de massa e de energia. Neste trabalho, os efeitos das adições de CaO e CaF2 sobre as características das escórias do processo são determinados através da termodinâmica computacional. Um balanço de massa e um balanço de entalpia são formulados, de modo a verificar se as quantidades dos diversos materiais adicionados são adequadas e se as temperaturas de fim de processo são razoáveis. Verifica-se que, a partir de uma carga hipotética formulada, há espaço para melhorias importantes balanceando-se corretamente as adições de CaO e CaF2. Além disto, verifica-se a influência do teor de Mg contido como impureza no Al empregado como redutor, observando-se que seu efeito é bem menos significativo do que inicialmente esperado por diversos operadores.

Oct 30, 2017

By Adriano Alex de Almeida

Dois aços de grão não orientado com 2,45 e 3,3 %Si com 7 amostras para cada liga, foram estudados para compreensão do efeito do teor de silício nas perdas histeréticas. As amostras foram recozidas com diferentes temperaturas de recozimento final, resultando em diferentes tamanhos de grão. As perdas histeréticas e B50 foram medidos. Os resultados de B50 mostraram que não houve variação de textura entre as ligas com diferentes %Si. Por fim, os resultados não mostraram variações da energia dissipada pela perda histerética com adição de %Si.

Aug 7, 2018

By Carolline Garcia Trindade Real

Uma linha contínua não só melhora o conforto aos usuários, mas também melhora as condições de desgaste, fadiga e manutenção dos equipamentos ferroviários. Porém os parâmetros de soldagem devem ser bem especificados e controlados de forma a obter uma junta soldada adequada. Este trabalho oferece uma revisão geral sobre as características básicas de uniões aluminotérmicas de forma a subsidiar a avaliação e melhoria no desempenho de soldagem aluminotérmicas de trilhos, realizada em um outro trabalho também sendo apresentado.

Aug 16, 2017

By Guilherme Dias da Fonseca

Com base nos modelos analíticos de Johnson e Mehl, Kolmogorov e Avrami (JMAK) e Cahn, no presente trabalho estudou-se via simulação computacional a cinética das transformações de fases no estado sólido. Tais transformações ocorreram numericamente por nucleação e crescimento nas interfaces de poliedros do tipo Ortotetracaidecaedros em um domínio discreto. O intuito da matriz de Ortotetracaidecaedros é aproximar-se das características fenomenológicas de uma rede perfeita de grãos no espaço amostral. Realizaram-se simulações de nucleação com posições aleatórias em toda a matriz (bulk). Em um segundo estudo foram realizadas novas simulações de nucleação aleatoriamente, porém somente nas interfaces dos Ortotetracaidecaedros. A quantidade de núcleos iniciais para cada caso foi definida por processo de ponto de Poisson. A fração volumétrica, a área interfacial entre material transformado e não transformado, a contiguidade e o caminho microestrutural foram os resultados obtidos através das simulações. Tais resultados foram comparados com as equações analíticas. As nucleações com até mil núcleos corroboraram com JMAK e foram ratificados com o comportamento da contiguidade e do caminho microestrutural. Já as nucleações com valores acima de mil núcleos, mostram a presença de clusters, apresentando uma boa concordância com o modelo analítico de Cahn.

Oct 30, 2017

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

By Elson Renato Santos Souza, Ricardo Pondé Weber, João Carlos Miguez Suarez, Sergio Neves Monteiro, Suzane de Sant’ Ana Oliveira

Foi estudado a influência do aporte térmico, de soldagem, sobre a resistência balística de um aço de alta dureza (HHA) temperado e revenido (HHA), utilizando o processo de soldagem a arco. O aço HHA, temperado e revenido, foi caracterizado por análise metalográfica, ensaios mecânicos e ensaios balísticos. Os resultados mostram que o aporte térmico da soldagem teve influência significativa nas propriedades mecânicas da Zona de Fusão (ZF) e da Zona Termicamante Afetada (ZTA), ocasionando mudanças na resistência balística. O melhor desempenho balístico do material soldado foi obtido para a soldagem de baixo aporte térmico.

Oct 30, 2017

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 Elisiane Maria Berton

Neste trabalho propõe-se o estudo do efeito do processo de SHTPN (Tratamento térmico de solubilização após nitretação por plasma), e do tratamento térmico de têmpera e revenido sobre a microestrutura, dureza e resistência à corrosão do aço inoxidável ferrítico AISI 409. Por meio do SHTPN obteve-se uma camada martensítica de nitrogênio na superfície do aço. Após o SHTPN as amostras foram temperadas de 950°C e revenidas nas temperaturas de 200, 400 e 600°C. A resistência à corrosão foi avaliada por meio da técnica de polarização cíclica e a dureza através de ensaios Vickers. Verificou-se que o SHTPN afetou significativamente a dureza do aço e o tratamento de têmpera refinou e melhorou a distribuição da martensita de nitrogênio. A camada martensítica formada apresentou espessura da ordem de 660 ?m. Os resultados indicam que é possível obter uma camada martensítica com dureza de 620 HV e aumento da região passiva, bem como do potencial de nucleação de pite quando comparado à condição não tratada (ferrítico). O melhor resultado de corrosão foi obtido para a amostra revenida na temperatura de 200°C.

Aug 8, 2018

By Alexandre Furtado Ferreira, Fernando Paulucio Quinelato

A solidificação tem papel fundamental nas propriedades finais do material, uma vez que parâmetros como temperatura, composição química e cinética influenciam diretamente na micro e macroestrutura resultante. A solidificação dos aços no lingotamento contínuo ocorre através do crescimento dendrítico em direção ao núcleo da placa. A velocidade de crescimento interfere diretamente sobre a formação da micro e macroestrutura, bem como na formação das dendritas. Tais efeitos influenciam o perfil de microssegregação e macrossegregação finais. O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento dos espaçamentos dendríticos secundários em função da temperatura de lingotamento e da macroestrutura resultante, além de calcular, através do uso de equações empíricas, a taxa de resfriamento local. Os resultados mostraram que para menores superaquecimentos os espaçamentos dendríticos secundários apresentam-se menores. Foi verificada uma elevada correlação entre espaçamento dendrítico secundário e posição ao longo da espessura da placa para o intervalo de superaquecimento de 22°C e 34°C. Com a utilização de uma equação empírica, foram obtidas curvas que mostram o comportamento da taxa de resfriamento local em função dos espaçamentos dendríticos secundários. Os resultados obtidos são importantes para subsidiar estudos futuros e propostas de otimização de processo relacionadas a micro e macrossegregação em placas de aço.

Oct 1, 2019

By Antonio Augusto Gorni

O posicionamento de bobinas a quente com seu eixo na direção horizontal protege suas bordas, mas restringe sua área de apoio sobre o solo. Logo, é inevitável que a bobina sofra algum grau de ovalização pela ação de seu próprio peso, o qual se torna particularmente acentuado em algumas situações, como no caso de aços com médio e alto teor de carbono após bobinamento sob temperaturas relativamente altas. O objetivo desse trabalho foi identificar as possíveis contramedidas para minimizar o grau de ovalização das bobinas a quente. Foi constatado que a ocorrência desse problema é crítica para bobinas mais finas, com maior peso e com menor tensionamento entre as espiras, bem como quando seu bobinamento termina antes da transformação total da austenita, particularmente no caso de aços com alto carbono equivalente. Por outro lado, o posicionamento das bobinas em berços com ângulos otimizados contribui para minimizar a ovalização. A seleção das medidas a ser adotadas para reduzir esse problema deve ser ponderada caso a caso, pois elas podem eventualmente interferir com as características finais do produto solicitadas pelo cliente.

Jul 30, 2018