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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 Lukas Pichler

The market trend of advanced high strength steel (AHSS) with demand for higher strength products is increasing continuously. The inline cooling technologies have established as the most powerful metallurgical tool to achieve these demands. However, the cooling capabilities of existing hot strip mills, plate and Steckel mills are often not adequate to generate high cooling rates and the cooling accuracy required for the production of AHSS. Hence there have been many developments for an intensive, highly flexible accurate homogeneous cooling technology. Considering the wide variety of strip and plate geometry, Primetals Technologies have developed Power Cooling Technology for strip and introduced MULPIC®4 Technology for the plate production. In this paper we shall discuss these enhanced technologies that provide the inline cooling requirement with examples from the recently commissioned machines.

Aug 17, 2017

By Rudolf Hubmer

In October 2013 JSW Steel decided to place an order to Primetals Technologies Austria (former Siemens VAI Metals Technologies) for the installation of a comprehensive Level 2 process optimization system for more than 20 existing production facilities of various suppliers. For SMS-I new L2 systems are provided for two hot metal pretreatment stations, three hot metal desulphurization stations, three ladle furnaces, two 1-strand slab casters, a ladle tracking system as well as a shop supervisory system. Additionally the existing L2 system for one 1-strand slab caster is being upgraded in the course of the project. In SMS-II new L2 systems for the 7 hot metal desulphurization stations, 4 ladle furnaces, 1 new RH vacuum degasser, ladle tracking system and a shop supervisory system are supplied. Despite of the challenging time schedule the commissioning of the single facilities started within less than 12 month after contract effectiveness. The installed Level 2 process optimization systems together with the achieved results are described in this paper.

Aug 16, 2017

By Gilmar Ferreira Bataglia

The possibility of parameterization of hot tensile data together with creep data is investigated, for Aluminium Alloy 7475-T7351. This study represents part of a broader research program aiming at the validation of a methodology recently proposed for analyzing both kinds of data together, considering different metallic materials. The results presented in Part 1 of this work, were analyzed according to 4 traditional methods of the literature for parameterization of creep data, namely: Larson-Miller, Orr-Sherby-Dorn, Manson-Succop and Manson-Hafferd. The compatibility of the hot tensile test results with those of creep is remarkably good, indicating the possibility of using both kind of data together also in extrapolation schemes. The criterion proposed for equivalence between hot tensile and creep data is verified to work well also for this kind of material, under the present experimental conditions.

Aug 8, 2018

By Carlos Gonzalez-Rivera

An alternative cooling curve analysis method focused on the experimental determination of the latent heat of phase changes and phase transformation kinetics is proposed in this work. The method analyses the cooling process of a metallic sample, initially liquid that is contained into a cylindrical metallic mold, both of known weight, thermally isolated at its top and bottom. The method is based on an energy balance associated with the experimental measurement of the temperature change of the sample and the mold during their cooling process. From the numerical processing of the cooling curves, are obtained approximate values of the acting global heat transfer coefficient as a function of temperature in order to describe quantitatively the energy exchange of the metal/mold system with its surroundings. These relationships and other experimental data are used to process the cooling curve of the sample and the mold during solidification, in order to obtain the latent heat of solidification.The method was applied experimentally to zinc and tin of commercial purity, initially liquids and contained into stainless steel molds in order to determine its ability to measure the latent heat of solidification. The obtained results suggests that this method shows a good potential to characterize the solidification of metals.

Oct 30, 2017

By Afonso Cardoso da Silva, Romeu Thomaz Viana Jr, Emanuelle Garcia Reis, José Herbert Dolabela da Silveira

The Gerdau Ouro Branco Mill, three years after the implementation of its new plate mill, has started to develop high complexity products. The plate mill’s learning curve has been increasingly challenging since products are being developed to their highest grades. This work aims to present the first results of the development of steels of the strength class of 510 MPa produced by TMCP (Thermomechanical Controlled Processing) followed by accelerated cooling. These results show the potential and advantage of the accelerated cooling process regarding to obtain products of high mechanical strength and high toughness, associated with a low equivalent carbon.

Oct 1, 2019

By Breno Totti Maia

O presente trabalho teve por objetivo uma análise de parâmetros geométricos de bicos de lança em operação e uma extrapolação para situações futuras. Foram determinadas as principais relações trigonométricas e, a partir disso, verificada a possibilidade de “coalescência”. Os principais resultados mostram que círculo primitivo dos bocais (PCD) não tem qualquer influência nas relações trigonométricas do bocal, limitado pelo ângulo de saída divergente. Bicos com até 04 furos e pequeno ângulo com a vertical podem promover a coalescência e bicos com mais furos afastam essa possibilidade assim como a relação entre número de furos e ângulo entre dois bocais adjacentes. O presente trabalho mostrou uma importante ferramenta para determinação de condições para desenvolvimento de novos bicos de lança.

Aug 17, 2017

By Camila Luzia Lira Duarte

O processo de pelotização utiliza o combustível sólido com intuito de gerar energia térmica que será transferida para a pelota de forma a alcançar uma queima uniforme. Na usina de Vargem Grande normalmente o antracito é utilizado como combustível sólido. Com objetivo de testar diferentes fontes de combustível sólido, um teste industrial de com coque breeze substituindo o antracito foi realizado. Como o coque breeze possui menor teor de matéria volátil, cinzas ei maior teor de carbono fixo, o consumo de gás natural no forno pôde ser reduzido. Além disto, o coque breeze apresentou um perfil de combustão mais favorável à qualidade da pelota resultando em ganho nos resultados de compressão. Dessa forma, a viabilidade econômica e operacional da substituição do antracito pelo coque breeze foi positiva.

Aug 17, 2017

By Leonardo Matsumota

Este trabalho aborda um estudo de caso sobre a transferência do conhecimento siderúrgico de colaboradores da empresa para o sistema que realiza o controle de produção da Usina de Cubatão. Este processo de transferência foi realizado em etapas até a implantação do sistema que registra os principais eventos realizados pelas máquinas operacionais. Estes registros são armazenados em banco de dados e com o uso de ferramentas, podem ser apresentados em relatórios e gráficos. Com isso, a empresa possui um sistema de produção muito confiável, por ter condição de analisar e diagnosticar cada etapa do processo de produção e acompanhar com precisão as falhas e acertos operacionais. Quando há estabilidade no processo e todos os eventos acontecem de acordo com a condição normal de operação, o sistema possibilita um controle aprimorado no consumo de gás e da produtividade. O método utilizado é baseado em um projeto de experimentos que examina a influência dos principais parâmetros de controle no processo de produção industrial.

Jul 30, 2018

By Luiz Alberto Pereira Campbell

No processo de laminação a quente um dos fatores que afetam sua produtividade são os arrebentamentos de tira que ocorre no trem acabador, provocando paradas de longa duração, desvios de material e exposição do homem ao risco de acidentes. Dentro das causas responsáveis pelo arrebentamento de tira está o lascamento de cilindros de trabalho que é causado por trinca geradas na superfície do cilindro durante o processo de laminação. O objetivo deste trabalho é identificar as possíveis causas dos lascamentos de cilindros de trabalho, propondo ações para reduzir as ocorrências utilizando o método solução de problemas. Após análise dos dados foi identificado que as ocorrências de falhas superficiais tinham forte correlação com as tensões de contato entre os cilindros de trabalho e o cilindro de encosto, foi realizado então um estudo com objetivo de verificar se as tensões de contato entre os dois cilindros poderiam estar relacionadas com os lascamentos. O método do estudo consistiu em simular diferentes perfis no cilindro de encosto (cilindro flat e com coroamento positivo) e diferentes caimentos (comprimento e altura) para obter os menores carregamentos possível. A condição de perfil e caimento com o menor carregamento foi testada no laminador para verificar na prática se houve a redução dos lascamentos. Os perfis e os caimentos testado permitiram uma redução significativa de ocorrência de lascamento de cilindros. A metodologia empregada para analise mostrou-se eficaz, podendo ser aplicada em outros laminadores para identificação de causas de falhas.

Aug 17, 2017

By Humberto Tronconi Coelho

The use of friction dampers are wide proposed for a variety of mechanical systems for which it is not possible to apply viscoelastic materials, fluid based dampers or others viscous dampers. An important example is the application of friction dampers in aircraft engines to reduce the blades vibration amplitudes. In most cases, friction dampers have been studied in a passive way, however, a significant improvement can be achieved by controlling the normal force in the contact region. The aim of this paper is to study four control strategies for friction dampers based on three different hysteresis cycles. The first control strategy maximizes the energy removal in each harmonic oscillation cycle, by calculating the optimum normal force based on the last displacement peak. The second control strategy combines the first one with the maximum energy removal strategy used in the smart spring devices. Finally, is presented the strategy which homogenously modulates the friction force. Numerical studies were performed with these four strategies defining the performance metrics. The best control strategy was applied experimentally. The experimental test rig was fully identified and its parameters were used for numerical simulations. The obtained results have shown the good performance for the friction damper and selected strategy, also, the agreement between numerical and experimental results.

Jul 31, 2018

By Cleciano Berlando Miranda de Oliveira

A Engenharia de manutenção em equipamentos siderúrgicos da CSN vem desenvolvendo habilidade e aplicando com ótimos resultados os recursos computacionais avançados com modelagem 3D e simulação numérica através de métodos de elementos finitos. Estes recursos estão se tornado um diferencial na dinâmica dos trabalhos de manutenção com foco em análises de falhas crônicas e respostas rápidas para a solução dos problemas. Caracterizando e estratificando as falhas é possível desenvolver melhorias e defendê-las com maior assertividade e credibilidade. O recurso computacional já está no mercado há tempos e a CSN está na vanguarda na formação de sua equipe própria com um nível avançado e grande potencial para otimização de resultados da engenharia de manutenção de equipamentos (GEM) da CSN-UPV. A missão principal é agregar valor aos ativos, com agilidade e confiabilidade na caracterização de oportunidades de melhorias dos projetos ou restabelecimento funcional. Trilhando um caminho contínuo no que tange a qualidade e assertividade nas soluções de problemas de equipamentos mecânicos, serão apresentados alguns casos de sucesso que estão em desenvolvimento e um projeto de melhoria nos rolos de entrada de um laminador de encruamento, localizado na saída da linha de recozimento contínuo para chapas número um (LRCC#1). Estes rolos apresentavam fraturas com frequências mensais gerando paradas de mais de 8 horas e, após os estudos e implantação do projeto em 2012, não houve mais registros de paradas por falhas nos rolos. O projeto foi padronizado e multiplicado para os demais rolos da LRCC#1 e outras linhas com projetos semelhantes.

Aug 17, 2017

By Samuel Soares Queiroz

O presente trabalho realiza um estudo das propriedades mecânicas de metais de solda de alta resistência obtidos pelo processo de soldagem GMAW com diferentes condições de soldagem. Foram soldadas juntas multipasses pelo processo GMAW, com preaquecimento de 150°C e 250°C, corrente contínua, posição plana e aporte térmico médio de 1,4kJ/mm. Após a soldagem, realizaram-se ensaios mecânicos e metalográficos em corpos-de-prova retirados integralmente do metal de solda depositado, tanto na condição de como soldado quanto após tratamento térmico a 600°C por 1 hora. Os resultados mostraram que a tenacidade ao impacto experimentou uma redução substancial após o tratamento térmico.

Aug 17, 2017

By Izabelle Lannes Salgueiro Ferreira

Este trabalho teve como finalidade aumentar o índice de rendimento metálico no processo de laminação à quente de aços longos no Laminador Demag, visando reduzir as perdas metálicas com maiores impactos no processo, com foco nas barras laminadas por barras perdidas. Mediante ao cenário atual da economia brasileira, o índice do rendimento metálico no processo de laminação representa um dos maiores impacto no custo de transformação do produto acabado. Para isso dividiu se o trabalho em duas fases, com aplicação da metodologia Seis Sigmas, que consiste em atuar nos problemas de forma ordenada, através da matriz de esforço x impacto. Seis sigmas é um mecanismo utilizado em melhorias de processos em geral, como forte característica identifica os parâmetros mais relevantes e influentes na geração de perdas metálicas no processo de laminação, no qual nos norteou a elaborar um plano de ação de forma sólida, ou seja, ações com menor esforço e maior impacto com foco nas causas fundamentais. Com a implementação do plano de ação, houve um aumento de 0,72% no índice do rendimento metálico para uma produção 178kt no ano 2015, com crescente melhora na performance das barras laminadas dos produtos do laminador Demag.

Aug 17, 2017

By Paulo Roberto Gomes de Sousa

O trabalho mostra a analise de energia e exergia de uma unidade termoelétrica, esta planta consiste em um ciclo regenerativo. Serão comparados os nivéis de irreversibilidade dos componentes que compõem a unidade. A escolha do ciclo regenerativo com a referência em análise, é devido sua eficiência global. Isso é proporcionado através do aquecimento da água de alimentação da caldeira, com isso, consequentemente ocorre uma diminuição da necessidade de energia imposta na caldeira. A análise realizada também mostra as irreversibilidades da planta através da análise de exergia.

Aug 17, 2017

By Jorge Lucas Carvalho Bechir

A usina de beneficiamento da Unidade Vazante da Votorantim Metais concentra zinco a partir de Willemita – Zn2SiO4 por flotação. Através desse processo, é possível obter elevadas recuperações metalúrgicas. Contudo, foi identificado que é possível aumentar ainda mais a recuperação de zinco através de redução de granulometria. Essa redução eleva os custos de energia de um circuito de cominuição, fato que torna fundamental a identificação da relação ideal entre ganho de recuperação e os gastos com maior consumo de energia. Grande parte das frações de Willemita mais grosseiras (acima de 0,15 mm) que passam pelo processo de flotação, vão para o rejeito. Isso ocorre devido a granulometria atual de moagem não atingir a liberação ideal do mineral de interesse, de forma que, grande parte da superfície das partículas ainda apresenta ganga que não é adsorvida pelo coletor especifico da Willemita. Em busca de elevar a recuperação metálica de zinco potencializando o seu aproveitamento, estudos de caracterização mineralógica foram realizados. O trabalho consistiu na utilização de MEV/EDS com MLA (Mineral Liberation Analyzer) e na realização de testes de flotação em escala de bancada e piloto para determinar a granulometria ideal para flotação do mineral Willemita. Através dos resultados obtidos, foi possível concluir que houve ganhos de recuperação de zinco com a redução da granulometria sem comprometer a qualidade do concentrado gerado.

Aug 17, 2017

By Jean Igor Margem

Nestes dias materiais ecológicos como compósitos com fibras naturais em matriz polimérica estão chamando a atenção de pesquisadores científicos, devido ao seu bom desempenho na substituição de materiais como madeira, polímeros à base de petróleo e outros. Neste trabalho foram avaliadas as propriedades de tração de compósitos de matriz epóxi reforçados com diferentes espécimes de fibras lignocelulósicas. Compósitos reforçados com até 30% em volume de fibras longas, contínuas e alinhadas de malva, sisal e bambu foram testados em uma máquina Instron a temperatura ambiente. A fratura foi analisada por SEM. Os resultados mostraram alterações significativas nas propriedades mecânicas com a quantidade dessas fibras. Estas propriedades mecânicas foram comparados com outros resultados em compósitos testados em ensaio de tração. A análise da fratura revelou uma fraca interação da interface fibra / matriz, o que poderia ser responsável por um maior desempenho de algumas propriedades.

Aug 17, 2017

By Renato Ferreira Lima e Corrêa Pereira

Na manufatura de produtos metálicos, o forjamento é o processo de transformação a quente de materiais dúcteis, como aços e ligas, através de conformação mecânica efetuada com esforço de compressão por uma prensa, de modo que eles assumam os formatos desejados. Este processo normalmente é utilizado para produzir peças de formas complexas e com uma maior precisão dimensional de acordo com a especificidade exigida pelo cliente final. Para obter resultados de qualidade, foi necessária a implantação de técnicas de medição indireta de última geração, que proporcionam ganho de tempo e a redução de desperdício de energia e material, além de aumentar a segurança, reduzindo a presença de pessoas próximas aos materiais para medições manuais. O presente trabalho trata da criação de um sistema de visão que, por meio de análise de imagem, é capaz de coletar a medida do perfil de barras em uma Forjaria em tempo real, podendo ser utilizado durante a operação da prensa, para garantir que o material está em conformidade com o especificado. A execução do sistema em produção aponta que as medidas realizadas apresentam desvio máximo de 2mm em relação àquelas realizadas pelos operadores.

Jul 30, 2018

By Vanessa Moura de Souza

Os avanços tecnológicos e a busca por peças cada vez mais leves tem levado as empresas a fabricarem peças mais complexas e com menor custo. Porém, para conciliar a alta produtividade com peças complexas é necessário ter um ferramental de qualidade. Sendo assim, a tecnologia de construção de matrizes é um fator fundamental para determinação da eficiência de um processo de forjamento, por exemplo. Tanto variáveis relacionadas ao desempenho financeiro como requisitos de qualidade são influenciados pelo desempenho das matrizes. Em função disto, o foco deste estudo é investigar formas de aumentar a durabilidade das matrizes, com o objetivo de diminuir o desgaste das ferramentas, utilizadas no processo de forjamento a quente, através da deposição de um filme sobre as matrizes. Este trabalho apresenta uma avaliação de desempenho de matrizes de forjamento a quente revestidas por aspersão térmica realizado junto a uma linha de produção. O processo utilizado foi o High Velocity Oxy-Fuel com a deposição de um revestimento de Carboneto de Tungstênio. Previamente foi realizada uma caracterização metalúrgica da camada, com o objetivo de obter informações de referência que auxiliem na interpretação dos resultados dos testes práticos. A ferramenta com o revestimento obteve um aumento de produtividade de aproximadamente 37,5% além de melhores resultados de estabilidade dimensional ao longo do processo e no acabamento das gravações de identificação nas peças forjadas.

Aug 17, 2017

By Cyro Takano

A tecnologia de autorredução apresenta um grande potencial por apresentar características de alta velocidade de redução e de eficiência energética, resultando em economia de energia e em alta produtividade na produção de metal primário. Têmse dois processos consolidados de aglomeração. A utilização de cimento como aglomerante, com cura a frio que formam hidratos que conferem resistência, apresenta problema principal de sofrer degradação às temperaturas na faixa de 800 a 1000 °C, devido à decomposição dos hidratos. O outro processo é o de utilização das propriedades do carvão de alta fluidez e tratá-lo termicamente para que sirva de redutor e aglomerante. Este processo não é o de cura a frio, porém diminui consideravelmente a quantidade de escória em comparação com a utilização de cimento. O objetivo deste trabalho é o de analisar, na literatura técnica, os aglomerantes alternativos e iniciar os ensaios para verificar os comportamentos de resistência mecânica, principalmente a quente. Em função dos resultados a etapa seguinte será a de projetar um processo que seja compatível com resistência mecânica a quente. A análise resultou em sugestões para os ensaios. Os resultados preliminares, com utilização de bentonita e ácido bórico estão indicando resistência a quente das pelotas melhores que as obtidas com a utilização de cimento.

Aug 17, 2017