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By Nicolás Lugo

The electric steel industry has reached a level of maturity in its relative participation in the world’s steel production. As the industry has grown and matured, EAF steel producers have participated in an ever more competitive market. This competition has led to a continuous search for lower cost alternatives for energy and input materials. Over the years, the Electric Steel Furnace community of operators has developed a variety of technological improvements geared to increasing EAF productivity. Operators have emphasized lowering operating costs and improving the quality of steels produced. Depending on market conditions, the EAF operators may run with different goals and priorities. In times of low demand, the goal may be to operate with an emphasis on cost and the goal of maximizing cost effective use of resources. When the market demand is high the goal may be to maximize EAF throughput. The objective of this work is to list some of the EAF operating best practices observed by our team in the electric arc furnace operations around the world. EAF operators can consider and possibly implement these practices depending on the specifics of each EAF operating reality.

Jul 29, 2018

By Valter Félix Júnior Carvalho

A operação de um porto de minério é um campo fértil para boas práticas em integração de sistemas. Por tratar um produto normalmente sem alteração de características ao longo do processo, é possível analisar essa integração exclusivamente sob a ótica dos sistemas envolvidos. Dada a quantidade de sistemas independentes e complexos, o estabelecimento de interfaces se torna um fator essencial para o sucesso do projeto. Por outro lado, a necessidade de persistência de informações consolidadas, como informações de rotas e de planos de carregamento, torna interessante o uso de Sistemas de Bancos de Dados (SGBD) e sistemas legados. A integração de todos os sistemas necessários num projeto conciso com um fluxo de informações completo e eficiente também exige um gerenciamento vertical, que possa cuidar do acoplamento de todos os níveis de forma eficiente. Nesse mesmo caminho, o desenvolvimento coordenado com metodologias que permitem a interdisciplinaridade é essencial para complementar a tarefa da gestão, trazendo a preocupação com uma integração eficiente para o nível de desenvolvimento.

Aug 16, 2017

By Ricardo Pondé Weber

O objetivo desse estudo é correlacionar a diminuição da resistência balística de um aço de alta dureza (HHA – High Hardness Armor), produzido no Brasil, com as mudanças microestruturais devido ao impacto balístico. Os resultados sugerem que essa diminuição está relacionada ao surgimento da banda de cisalhamento adiabático (ASB – Adiabatic Shear Bands) com uma dureza maior que a do material original, o que produz trincas e consequentemente diminui a resistência balística do aço.

Oct 30, 2017

By Andreza Menezes Lima

Dispersões de óxido de grafeno foram caracterizadas com respeito ao tamanho de cristalito e número de camadas, a partir do emprego das técnicas de difração de raios X, espectroscopia Raman e microscopia de força atômica. Todas as análises forneceram valores menores que dez camadas de carbono e concordantes com o reportado por outros autores. Os métodos de difração de raios X e microscopia de força atômica permitiram obter valores mais próximos, em comparação ao obtido por espectroscopia Raman.

Oct 30, 2017

By Mário Andrean Macedo Castro

Este trabalho teve por objetivo analisar o efeito da incorporação do rejeito de minério sulfetado de cobre em três formulações argilosas para cerâmicas estruturais. Os corpos de prova foram sinterizados em temperaturas que variaram de 900 a 1000°C, com patamar de queima de 2 horas, com o objetivo de determinar suas propriedades tecnológicas, tais como: absorção de água, densidade aparente, porosidade aparente e retração linear de queima, bem como o ensaio mecânico para a determinação do módulo de ruptura à flexão. Os resultados mostraram que as formulações obtidas apresentaram propriedades adequadas quanto à introdução do rejeito, apesar de que nenhum deles obteve valores melhores em relação à formulação sem o rejeito.

Aug 16, 2017

By Nestor Cezar Heck, Aline Lima da Silva

Na produção de vários tipos de aço o controle da composição, tamanho e distribuição das inclusões não-metálicas é de fundamental importância, não só para a qualidade dos produtos siderúrgicos, como também para a garantia da continuidade do processo de fabricação do aço. O controle da composição das inclusões é uma questão que pode ser adequadamente analisada com o uso da ferramenta ‘termodinâmica computacional’, proporcionando ao aciarista informações vitais para ajustes no processo. Neste estudo, com base em cálculos termodinâmicos, foram construídos diagramas de fases especiais com a utilização do software FactSage e seus bancos de dados. Especialmente as influências do Al e do Ti sobre a composição das inclusões foram analisadas, levando-se em conta o teor de oxigênio total. Duas metodologias (estática e dinâmica) foram usadas para se compreender o importante fenômeno da reoxidação. Os resultados deste trabalho, além de auxiliar engenheiros aciaristas a compreender este tipo de análise, deverão estimular estudantes desta área da engenharia a se engajar na assim chamada ‘termodinâmica computacional’.

Nov 19, 2019

By Luana De Lucca de Costa

O forjamento a quente em matriz aberta é, atualmente, o processo mais utilizado para a fabricação de peças de grande porte. Neste estudo, a simulação numérica foi utilizada, através do método de elementos finitos, para análise do processo de forjamento em matriz aberta de um eixo vazado e escalonado aplicável em aerogeradores. A partir de um billet cilíndrico vazado de aço AISI 4140, pesando 1 kg, é simulado o processo de forjamento objetivando a obtenção de geometria final apresentada. Utiliza-se matrizes superior e inferior em formato côncavo, e um mandril de manipulação com inclinação de 1,15°. A cinemática da simulação numérica, que inclui 4 passes com um número total de 30 cursos, é avaliada. Ao comparar a geometria apresentada com a obtida observa-se que o alongamento longitudinal da forma final é obtido. A partir da análise da temperatura, pode-se concluir que o reaquecimento deve ser realizado após cerca de 45 s, no final de cada série de 5 cursos.

Aug 8, 2018

By Lorena Cristina Amorim, Iara Patrícia Vieira de Oliveira, Leandro Rocha Lemos, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Erick Mitchell Henrique Braga, Paulo Santos Assis

No atual cenário acirrado de competitividade, umas das linhas para redução do custo da mistura de carvões é o desenvolvimento de matérias-primas alternativas nacionais que minimizem o custo do coque e mitiguem a emissão de CO2. O presente trabalho avaliou a utilização de resíduos de shredder (fluff) como aditivo nas misturas para a produção de coque metalúrgico. A utilização de fluff na mistura de carvões minerais sugere uma rota de destinação ecologicamente correta, a fim de mitigar o impacto causado pelo acúmulo desse resíduo no meio-ambiente, além de uma alternativa para redução de custos de produção do coque metalúrgico. Foram realizados enfornamentos, em escala piloto, com adição de fluff, com objetivo de avaliar o impacto sobre a qualidade do coque, especialmente sobre a Resistência após Reação com CO2 (CSR) e a Resistência Mecânica a Frio (DI150-15). Os resultados mostraram a viabilidade técnica da adição de até 1% em massa do material, mantendo a qualidade metalúrgica do coque produzido.

Oct 1, 2019

By Yukio Shigaki

Tendo como objetivo a melhoria contínua dos processos de laminação de produtos planos, foi elaborado um projeto de aplicação de modelos matemático-numéricos para a simulação dos laminadores de tiras a frio da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). A premissa principal é a de que esses modelos permitirão relacionar as diversas variáveis operacionais com o perfil emergente da tira e, baseado na variação da coroa entre a entrada e a saída, estimar a qualidade da sua planicidade. O presente trabalho apresenta os principais modelos aplicados, informações sobre os ensaios realizados para tomada dos dados industriais e alguns dos primeiros resultados com foco no perfil e planicidade. Resultados preliminares indicaram a modificação da coroa dos cilindros de trabalho do Laminador de Encruamento, levando à redução da quantidade de tiras com ondulado lateral. Também foram obtidos resultados satisfatórios na simulação das cadeiras do Laminador de Tiras a Frio no. 1, que é composto de cadeiras 6-high e 4-high.

Oct 30, 2017

By Mariana Macedo de Oliveira Lima, Pedro Emílio Gazola, Andrei Locatelli

Boron steel is used in the industry due to its great wear and impact resistance. During the hot rolling production of 15B29 steel flat bars it is a recurrent problem that the bars will present warping while on the cooling bed. Control this phenomenon is an opportunity to have better productivity, preventing metallic losses. Through the observation of the macro and microstructure samples produced with different reheating temperatures and cooling rates, it was found the presence of residual stresses and cracks on warped bars macrostructure. The residual stresses appearance suggest that the material cooling is too fast. Billets temperature on the reheating furnace of 1230°C reduced to 1100°C and the production pace slowed down. Bars temperature when arriving the cooling bed was reduced from higher than 670°C to 625°C. The results obtained made it possible to produce the material with better quality, reducing the warping effect at the cooling bed. The major influence on the materials warping was identified as the cooling rate at the cooling bed and the reheating furnace temperature was adjusted to provide a homogeneous temperature along the bars.

Oct 1, 2019

By Raffaele Alves Paranhos

Devido à alta competitividade no mercado siderúrgico se faz necessário à otimizaçãodo processo como forma a atendermos a demanda de produção com um menorcusto de transformação. Nesse contexto, foi utilizado para desenvolvimento dotrabalho a metodologia DMAIC e os conceitos do “LEAN”. O objetivo do grupo foiestratificar o custo de produção do equipamento e atuar nos principais fatores, tendocomo princípio a redução do desperdício, aumento da produtividade da mão de obra,aliada a produtividade de tonelagem de material. Na estratificação do custo deprodução identificamos o “Rendimento metálico” como sendo o fator maissignificativo e propomos ações internas que contemplaram alteração de programade automação para melhora do descarte da cauda (Final) da bobina e com issoatingindo valores recordes de aproveitamento material acabado. Fizemos reduçõesde lead time do nosso processo eliminando os tempos que não agregam valores,aumentando a produtividade do equipamento. Com este trabalho conseguimosreduzir consideravelmente o custo de transformação do equipamento, além, deaumentar sua capacidade produtiva.

Aug 16, 2017

By Diogo Tenório dos Santos

This property has been studied to characterize the strength a metallic material exhibits when it is machined so it can be regarded as its typical behaviour. As such, it may even be considered as an intrinsic material property. It is usually measured by an index called Coppini index, which is expressed by the ratio between the removed mass of a cutting tool caused by wear when it is used for machining and its initial one for a certain set of machining parameters. In this investigation, the tests were therefore conducted by an established set of parameters, namely feed rate, cutting and depth rates, in which the same wear mechanism took place in both ferrous alloys: AISI 4140 and AISI 316 steels. They were chosen based upon their increasing ordinary machinability indexes. The initial and final mass of the cutting tool were measured by an analytical scale with 0.01 mg precision. Cylindrical rods of 50-mm diameter were machined and the CI indexes showed a remarkable difference between them: 0.080 for the first steel and 0.049 for the second one, i.e., AISI 316 steel presented better machinability than the first one. It was then possible to conclude that this method presents good results in terms of both reproducibility and adequacy for machine shop conditions and it may be applied in a foreseeable future, mainly for metallic materials that have rather low machinability indices.

Jul 31, 2018

By Géssica Seara Faria

Foram fabricados compósitos de matriz de cobre, reforçados com grafeno a partir da mistura de uma dispersão de óxido de grafeno com pó de cobre eletrolítico. A dispersão foi produzida pelo método de Hummers modificado e caracterizada por espectroscopia Raman e difração de raios X. Os compósitos foram fabricados pelo processo de metalurgia do pó convencional. Os pós de compósitos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, os corpos de prova consolidados foram avaliados quanto a densificação a verde e do corpo sinterizado, e os corpos sinterizados foram submetidos a ensaio de compressão a fim de verificar a resistência dos compósitos.

Oct 30, 2017

By Eduardo Vitral

The present study focuses in the simulation of pattern formation by ion beam sputtering on a material surface. This process is responsible for the appearance of unexpectedly organized patterns, such as ripples, nanodots and hexagonal arrays of nanoholes. A numerical analysis of preexisting patterns is proposed to investigate surface dynamics, based on a model derived from a Kuramoto-Sivashinsky anisotropic equation, in a two dimensional surface with periodic boundary conditions. While deterministic, its highly nonlinear character gives a rich range of results, making it possible to describe accurately different patterns. A finite-difference semi-implicit splitting scheme is employed on the discretization of the governing equation. Simulations were conducted with realistic coefficients related to physical parameters (anisotropies, beam orientation, diffusion). The study dealt with a random and a monomode 1D structure initial condition in order to understand how the shape and wavelength of the initial pattern evolve with time. Ripples and hexagonal patterns were observed in the results, being physically consistent with the phenomenon. Moreover, the Method of Manufactured Solution has been used as verification of the developed numerical scheme.

Aug 16, 2017

By Marcos Vinícios da Silva Cavalcante

O processo de um forno de endurecimento de pelotas cruas tipo grelha móvel baseia-se na queima de esferas, aglomerados de minério de ferro, acomodados no interior de carros de grelha que se movimentam com certa velocidade através das zonas do forno. Neste tipo de forno as pelotas cruas são queimadas predominantemente por convecção por gases aquecidos via queimadores instalados na zona de queima. Estes gases quentes passam por entre as pelotas com uma velocidade, densidade, viscosidade e temperatura tal que garante a secagem, a sinterização e o resfriamento das pelotas enquanto são movimentadas dentro dos fornos. A permeabilidade de um leito de pelotas é uma função direta dos espaços vazios formados pelo empacotamento destes aglomerados esféricos que o compõe. Este estudo validado na linha de produção teve como objetivo relacionar os espaços vazios com alguns parâmetros de controle operacional usuais na indústria de pelotização e associá-los a qualidade física, produtividade e ao custo de produção.

Aug 16, 2017

By Letícia Pegoraro Leal

O mercado mundial está se desenvolvendo continuamente em todos os segmentos com a finalidade de melhorar a qualidade e diminuir os custos. O aperfeiçoamento e a criação de novas técnicas de soldagem são responsáveis por conservar as propriedades mecânicas e realizar as soldas com um menor número de defeitos. Este trabalho apresenta o processo de soldagem por fricção com pino consumível, conhecido como FHPP (Friction Hydro Pillar Process) em pino AISI 4340 e chapa AISI 4140. Como toda nova técnica é importante conhecer os parâmetros que serão utilizados no processo. Compreender o efeito da velocidade de rotação, força axial e de forjamento, consumo do pino e taxa de carregamento são necessários para avaliar sua influência na microestrutura da solda. Desta forma, no presente estudo, após a soldagem foram realizadas metalografias, a fim de analisar defeitos macro e microestruturais. Por fim, verificou-se significativa influência dos parâmetros de processo no comportamento metalúrgico da região soldada.

Aug 8, 2018

By Marcos Natan da Silva Lima

O aço com alto manganês tem sido estudado como alternativa mais barata em substituição às ligas de aço mais utilizadas, devido as suas propriedades de resistência, ductilidade e tenacidade. Foi alterada a composição de manganês para teores acima dos teores dos aços Hadfield, visando sua aplicação em temperaturas criogênicas. Foram obtidas ligas de aço com alto teor de Manganês através do processo de fundição. O objetivo é avaliar as alterações provocadas pelo aumento do Manganês no aço fundido. Através do estudo realizado no Thermo-Calc®, as amostras da liga fundida foram submetidas à laminação a quente e posterior tratamento térmico de solubilização a 700 ºC, com o intuito de manter a microestrutura austenítica. As mesmas foram analisadas quanto à microestrutura por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os ensaios de dureza realizados confirmaram a elevada dureza das ligas, bem como a variação entre as ligas no estado fundido e solubilizado.

Oct 30, 2017

By Robson Luís da Silva Nascimento

O mercado do aço no mundo está muito competitivo, e as indústrias siderúrgicas têm desenvolvidos projetos com foco na melhoria da qualidade dos aços e na redução dos custos dos processos de fabricação. Este trabalho descreve os avanços nos processos de lingotamento contínuo, com foco na redução do sucatamento de placas por “bolsa”. Esta melhoria consistiu na modificação na taxa de refrigeração aplicada na placa de cauda durante o processo de descarga da máquina (final de lingotamento). A implementação dessa ação propiciou uma homogeneidade na solidificação das placas de cauda aumentando assim sua temperatura de extração reduzindo significativamente o sucatamento das mesmas. Outras melhorias obtidas com o trabalho foram a redução das ocorrências de placa parada no interior da máquina, redução das ocorrências de restrição de velocidade por Baumann, redução das ocorrências de intervenção para regularização de GAP e melhoria na qualidade superficial. O trabalho foi realizado sem investimento contribuindo na redução do custo de transformação do aço em placa.

Jul 30, 2018

By José Gonçalves Pacheco Júnior

A caldeira de recuperação de calor de gás de coqueria, denominada caldeira 22, foi submetida à inspeção e reparo conforme os dispostos na NR13 em função de falhas repetitivas que levaram a uma perda repentina de nível de água no tubulão de vapor da Caldeira. O equipamento foi inspecionado levando em consideração técnicas qualitativas e quantitativas de inspeção de equipamento, o que gerou a possibilidade de especificar o reparo. Através do reparo foi possível liberar a caldeira para produção de vapor. Com os dados da inspeção foi realizada uma análise de falha por um grupo multidisciplinar com objetivo de determinar a causa raiz dos modos de falhas detectados durante a inspeção do equipamento: espessura de isolamento térmico inadequado e operação inadequada após detecção de vazamento de água no equipamento. Ações de controle foram definidas e replicadas para as outras caldeiras dessa coqueria. Assim sendo a caldeira 22 está operando em segurança conforme especificação do projeto e com os reparos preventivos já determinados.

Oct 30, 2017

By RENARDIR PEIXOTO MACIEL JUNIOR

Tratamentos térmicos são de grande importância para o desenvolvimento dos materiais, pois alteram as suas propriedades ou conferem-lhes características determinadas. Neste trabalho, foram realizados dois tratamentos térmicos diferentes, recozimento pleno e normalização, em um aço utilizado como eixo de sustentação de aerogerador a fim de verificar as alterações nas microestruturas e propriedades mecânicas através de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e ensaio de microdureza Vickers. Além disso, foi realizada a identificação do material por meio de cálculo de composição de carbono utilizando o programa Image J com imagens obtidas por microscopia ótica. Logo, determinou-se que o aço tinha um teor de 0,55% de carbono. Após o estudo comparativo de dureza, verificou-se uma maior dureza da amostra normalizada e uma menor para a amostra recozida em comparação com a amostra recebida (sem tratamento). Logo, alcançaram-se os objetivos esperados ao fim do trabalho, pois todas as etapas foram realizadas com êxito obtendo,dessa forma, uma análise de resultados precisa.

Oct 30, 2017