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By Neussias Inocêncio Henrique

O processo de coqueificação em uma Coqueria do tipo Heat Recovery ocorre pela queima da matéria volátil presente no carvão, principal combustível para aquecimento dos fornos. Uma segunda queima não desejada ocorre pela combustão do coque. Essa queima indesejada é denominada Burn Loss. A quantidade de ar succionada para dentro dos fornos é pelo sistema de exaustão e controlada por um sistema automático de abrir ou fechava as válvulas utilizando através de um sistema de controle chamado de PID Combustão. Com os dados do perfil de oxigênio dos fornos do tipo Heat Recovery é possível determinar a quantidade exata de O2 em excesso objetivando a queima dos gases total dos gases. Os principais benefícios de se analisar a quantidade de O2 em excesso e entender o processo de combustão dos fornos e poder alterar o sistema de admissão de ar com o objetivo de aumenta da capacidade de produção do forno (aumento da velocidade de coqueificação) e otimização da sucção ao longo dos fornos no mesmo coletor.

Oct 30, 2017

By Ycaro Jorge Maia da Costa

Durante o processo para colocar um poço petrolífero em funcionamento existem algumas etapas a serem seguidas. Várias fases devem ser cumpridas para que o óleo bruto armazenado seja extraído. Dentre essas, duas são muito importantes: a perfuração, que é a fase de construção do poço em si, e logo após essa à de completação, a qual tem como objetivo deixar o poço em condições de produção. Os fluidos de completação extremamente salinos foram preparados empregando os seguintes sais: cloreto de sódio (NaCl), cloreto de potássio (KCl) e Cloreto de cálcio (CaCl2) nas concentrações de 50, 100 e 150 lb/bbl. O tipo do sal desencadeia uma seria de efeitos relacionados a taxa corrosiva e morfologia do ataque corrosivo, onde o diagrama de Pareto foram considerados estatisticamente significante ao nível de 95% de confiança com significância quadrática (Q) dos parâmetros e das interações entre os mesmos. Observou-se que os mínimos e máximos valores da taxa de corrosão ocorrem quando os fluidos de completação foram confeccionados com NaCl e CaCl2.

Oct 30, 2017

By Evandro Moraes da Gama

Os solos lateríticos, formados pela ação de intempéries e alteração das rochas como itabirito e suas variações, geram um solo onde sua composição mineralógica, características e granulometria favorecem a produção de um ligante pozolânico quando processado através da tecnologia de calcinação flash. A retirada desses solos para explotação do minério de ferro se faz necessária formando os conhecidos depósitos de estéreis. A tecnologia de calcinação flash (PI 9809941-8) permite transformação desses solos em ligante de alta resistência denominado de metacaulim flash. Esse produto, quando tratado com tecnologia adequada, é transformado no ligante denominado de Metakflex (PI 0604142-6). Nesse trabalho faz-se uma descrição da planta piloto integrada de calcinação de estéreis argilosos, rejeitos e lamas com capacidade de produção de 200 kg/h de Metakflex. A utilização da calcinação flash para o aumento da superfície específica de reatividade de minerais e para a redução da perda ao fogo de minérios de ferro pobres é apresentada. Finalmente, são mostrados resultados preliminares da utilização do aglomerante Metakflex para pelotamento.

Aug 1, 2018

By João Gabriel de Oliveira Marques

O atual contexto energético e ambiental exige cada vez mais que os processos industriais gerem produtos com menos impactos ambientais, consumam menos recursos naturais e energia. Dentre esses processos estão os relacionados com a produção de aço. Basicamente, existem duas possibilidades para obtenção desse metal. A primeira, rota integrada, obtém o aço utilizando o minério de ferro como matéria prima. A segunda, rota semi-integrada, obtém o mesmo metal por meio da fusão de sucatas metálicas recicladas. Nesse contexto, os objetivos deste trabalho são definir uma possível fonte de sucata metálica para o setor siderúrgico e determinar qual dessas alternativas de produção do aço é mais eficiente do ponto de vista energético e ambiental. A fonte de sucata metálica proposta para a produção de aço são veículos reciclados. A metodologia utilizada na avaliação dos processos de produção do aço é a Análise de Ciclo de Vida (ACV). Os resultados mostram uma redução global no consumo de materiais e energia bem como na geração de impactos ambientais em função da utilização de sucatas metálicas provenientes de veículos reciclados para a produção de aço.

Aug 16, 2017

By MARCELO TADEU TOMAZELA LIMA

Os aços inoxidáveis são largamente utilizados nos mais diversos segmentos da sociedade, tendo como principal característica a resistência à corrosão. Existem muitos estudos sobre o comportamento destes aços, que se apresentam com diferentes composições, estruturas e propriedades, mas algumas características ainda precisam de muito estudo, como exemplo a interação do metal com o hidrogênio. O hidrogênio nos metais é estudado há muitas décadas pela sua alta capacidade de mobilidade intersticial, todavia seus mecanismos de fragilização são pouco compreendidos e propostos em algumas teorias. O presente trabalho busca caracterizar os efeitos do hidrogênio em um aço inoxidável ferrítico tipo AISI 409 quando tensionado em ensaios de achatamento comparativamente entre amostras hidrogenadas e não hidrogenadas. Os testes no material de base evidenciaram que o hidrogênio age na perda de ductilidade deste aço inoxidável, apresentando facetas de clivagem ao ser tensionado. Os resultados obtidos sugerem que a fragilização por hidrogênio representa um risco e um desafio à Indústria, reforçando a necessidade de desenvolvimento de pesquisas e estudos para minimização dos efeitos do hidrogênio nos metais.

Oct 30, 2017

By João Luis Moreira

A adequação dos insumos sólidos de matriz energética aplicada ao processo de pelotização na Samarco é realizada por moinho de rolos verticais, que consta basicamente do prato de moagem, pares de rolos que rolam sobre o mesmo e a carcaça com o separador estático na sua parte superior. Seu controle por muitos anos foi dado por controle convencional, onde a atuação era norteada por sentimento e experiência dos operadores. Esse tipo de controle é de difícil documentação e aprendizado, o que acarreta no aumento da variabilidade do processo. O trabalho traz uma alternativa de controle, por sistema otimizante, que são desenvolvidos de forma a maximizar a produção, oferecer um maior desempenho do processo, minimizar os custos com energia, mão de obra e redução da necessidade de paradas para manutenção do equipamento. O sistema otimizante utilizam para tomadas de decisão lógica fuzzy e crysp, estatística, modelos matemáticos e experiência de especialistas, onde as variáveis linguísticas descrevem as entradas de controle para planta dinâmica e as regras definem o relacionamento entre estas entradas.

Aug 16, 2017

By Gustavo Tressia

Neste trabalho foi avaliada a influência da geometria da câmara de acumulação e da relação de extrusão na fabricação de fios de cobre por meio do processo de conformação contínua, Conform. Dois tipos de produtos foram fabricados, sendo um retangular com menor área de seção transversal e outro redondo com maior área. Para a condição do material redondo, dois tipos de câmara de acumulação foram utilizados, sendo uma de maior dimensão, resultando em maior acumulo de material antes da conformação pela matriz de extrusão. Medições de temperatura foram realizadas na matriz de extrusão. No produto final foram realizados ensaios de limite de resistência à tração, escoamento e alongamento. Ao longo da câmara de acumulação e no produto final foi realizada analise microestrutural e de tamanho de grão. Os resultados mostraram que o aumento da relação de extrusão promoveu aumento da temperatura do conjunto e consecutivamente aumento do tamanho de grão do produto final. Ao longo da câmara de acumulação foi observada uma tendência de redução do tamanho de grão até o produto de saída.

Oct 30, 2017

By Mariana Xavier Milagre

As tensões residuais são geradas, sobre um material em equilíbrio, após a deformação plástica não uniforme causada por cargas mecânicas, térmicas ou mudanças de fase. Falhas estruturais podem ocorrer por uma combinação dos efeitos das tensões de serviço e das tensões residuais o que torna importante a medição e avaliação de como estas afetam as propriedades mecânicas dos materiais. Neste trabalho investigaram-se os valores médios das tensões residuais da fase austenítica de amostras de aço inoxidável duplex UNS S32304 por técnica de difração de raios-x. Acompanhou-se o comportamento do plano 420 com radiação CuKa (?= 1,5419 A ) em difratometro de geometria Bragg-Brentano. As amostras foram tratadas a 600°C com tempos de encharque de 10 minutos, 20 minutos e 8 horas em atmosfera ambiente e resfriamento ao ar e água do mar. Os resultados foram analisados pelo método do sen²? e indicam que as variações microestruturais e térmicas, relacionadas aos diferentes tratamentos, influenciam o valor médio das tensões residuais da fase em estudo.

Aug 8, 2018

By Sidiney Nascimento Silva

Em parceria com a UniSoma, empresa especializada em soluções analíticas baseadas em otimização, a CSN desenvolveu e implantou uma solução sob medida para o planejamento de sua cadeia de redutores. A solução é composta por dois módulos básicos - Embarque® e MIX®, que dão suporte às decisões de caráter tático-operacional relativas à cadeia de abastecimento de combustíveis sólidos, abrangendo desde a aquisição das matérias-primas até o seu consumo nos vários processos siderúrgicos -coqueria, altos-fornos e sinterização. O Módulo Embarque®, tático, possui uma “inteligência computacional”, na forma de um modelo matemático, que trata, de forma integrada, três subproblemas correlacionados: a programação do abastecimento, o planejamento de mistura e de produção, dos vários processos, e o planejamento de estocagem ao longo do tempo. O modelo fornece soluções de compromisso entre os objetivos de custo e qualidade. O Módulo MIX®, otimizador operacional, é usado para definir a programação das misturas a serem realizadas no curto prazo. O trabalho apresenta não apenas os aspectos técnicos da solução, mas também os desafios enfrentados durante a sua implantação e os resultados percebidos com a sua utilização.

Aug 1, 2018

By Catia Moreira Casagrande

O processo de pelotização surgiu na década de 40. Até hoje, as qualidades químicas e físicas são utilizadas como controle e monitoramento do processo. Entretanto, a característica mineralógica e microestrutural do minério de ferro mostra grande importância para ajustes no processo, a fim de melhoria da qualidade do produto e redução de custo. As usinas de pelotização em Tubarão recebem minérios de várias minas do Quadrilátero Ferrífero, dificultando a caracterização de todas as misturas que entram nas mesmas. Com o intuito de obter maior eficiência nos dados de características do minério de ferro e processo, o uso de um software de estatística pode auxiliar no entendimento do comportamento do minério de ferro nas operações unitárias. Neste estudo, o objetivo foi relacionar à qualidade física do produto de moagem e pelota queimada por meio dos modelos preditivos, onde foi utilizado os tipos de minas, mineralogia e microestrutura como preditores. Com a análise realizada pela simulação e o conhecimento prático do processo foi possível correlacionar o efeito da mineralogia na qualidade física do produto do processo de moagem e qualidade física da pelota.

Oct 30, 2017

By Ricardo Thomé da Cruz

O conhecimento sobre o comportamento do revestimento refratário dolomítico durante a etapa do refino de aço é fundamental para se atender às exigências técnicas de qualidade e o aumento da produção de aço. É particularmente importante que os mecanismos de corrosão dos refratários dolomíticos sejam bem compreendidos, principalmente, em operações de exceção, nas quais as exigências metalúrgicas causem forte dano ao revestimento, prejudicando não somente o desempenho do mesmo, mas também gerando um risco à segurança operacional. Este trabalho visa à caracterização técnica da camada protetora (coating) de silicato dicálcico (C2S), a qual se origina da reação entre as escórias silicosas e os refratários dolomíticos. As amostras de coating foram caracterizadas quanto à composição química, fases formadas e microestrutura. Estudou-se uma panela retirada de operação, por dano aos refratários, retirando-se amostras de diferentes regiões. Em duas amostras, juntamente com o C2S e o periclásio, foi observado à presença de fases à base de silicato de baixa fusibilidade como a cuspidina, indicando que o coating foi atacado por uma escória com elevado teor de fluorita.

Jul 30, 2018

By Dagoberto Brandão Santos, Kairo de Barros Guimarães, Túlio Magno Füzessy de Melo

The effect of the cooling conditions on the microstructure and hardness of a Dual Phase hot-rolled steel 800 MPa strength was investigated. Simulations of the cooling conditions using a dilatometer were carried out from samples of a hot rolled coil with variations of the intermediary temperature from 620 to 740°C, isothermal holding time between 1 and 10 s and coiling temperature between 50 and 400°C. In addition, two CCT (Continuous Cooling Transformation) diagrams were developed to evaluate the effect of the isothermal holding time on the phase transformations of the remaining austenite. It was observed that the intermediary temperature has a strong influence on the kinetics of the phase transformation, as well as the isothermal holding time influences the amount of ferrite formed and, consequently, the final microstructure and hardness of the material. The coiling temperature did not cause significant changes in the amount and morphology of the ferrite, but a gradual replacement of martensite with bainite was observed, which, in addition to the self-tempering effect, contributed to the hardness reduction.

Oct 1, 2019

By Thiago Pinto Wandekoken

A aciaria elétrica da Votorantim Siderurgia em Resende, possui um FEA de capacidade de 100 t, transformador de 100+20 MVa, equipado com 05 injetores convencionais de oxigênio e 03 injetores convencionais de carbono. Em função do elevado aporte de energia química e elétrica inserida no processo os painéis refrigerados, e demais equipamentos localizados em determinadas regiões do FEA, são termicamente mais solicitados e requerem maior atenção e rigor do sistema de manutenção preventiva, a fim de evitar interrupções operacionais do processo. Através da análise de dados históricos, detectou-se que a região do FEA de maior criticidade e intervenções de manutenção era o painel refrigerado P-10. As tecnologias Double Side e Protect Block foram instaladas em substituição ao painel refrigerado P-10 com o objetivo de aumentar a confiabilidade operacional do FEA, reduzir os riscos de acidentes operacionais, aumentar a disponibilidade dos equipamentos nesta posição, reduzir o número de intervenções de manutenção (preventiva e corretiva), reduzir os custos de manutenção (preventiva e corretiva) e consequentemente reduzir o power off do FEA.

Aug 16, 2017

By Jörg Busch

The essential pre-requisite for attaining the high quality of product required from high-speed continuous production processes is the use of new measurement and control technologies. High availability and reproducible measuring results ensure the high level of process stability necessary for full continuous operation. The requirements for the optimisation of quality across the complete production process and for quality analysis systems will be discussed. This report will present examples of basic and new measurement technologies in Cold Rolling Mills and Processing Lines. The following gauging systems will be discussed in detail: Strip tension meter, roll force measurements, weighing systems and shapemeter rolls. The measuring and control systems in this presentation must be seen as high-tech solutions in the field of processing technology. The measuring methods and technologies described are, together with optimised process models and precision control loops and actuators, the main pre-requisites for achieving the quality of product required from high-speed continuous production processes. Interconnected quality management systems enable optimisation across the complete production process.

Jul 30, 2018

By Dyego Irineu Silva de Almeida

O presente trabalho teve como objetivo analisar os efeitos dos ciclos de tratamento térmico de recozimento, normalização e esferoidização nas características microestruturais do aço SAE 8620. O aço SAE 8620 é amplamente utilizado na fabricação de engrenagens, pinos e peças onde há exigência de dureza superficial, obtida pelo processo de cementação ou carbonitretação. O aço SAE 8620 é empregado na construção de mecanismos onde a resistência ao desgaste é propriedade mais importante. Para essa aplicação, aços com baixo teor de carbono produzem um núcleo tenaz e os tratamentos termoquímicos conferem as características superficiais necessárias. O espécime original foi caracterizado através dos procedimentos necessários para visualização da microestrutura, bem como as amostras provenientes dos tratamentos térmicos. Sabe-se que o estudo metalográfico de um material é de grande importância para a identificação de suas propriedades, haja vista que essas propriedades estão diretamente relacionadas com a microestrutura que o material possui. Concluiremos que os diferentes ciclos de tratamento térmico, influenciam diretamente nas microestruturas das peças tratadas termicamente, como também na propriedades mecânicas.

Oct 30, 2017

By Marise Keller Santos

Este trabalho apresenta os resultados parciais de uma tese de doutorado desenvolvida no PPGE3M da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), com as Empresas Produtoras de Resíduos perigosos (EPRs) do setor metal mecânico da região de São Leopoldo/RS e suas Empresas Prestadoras de Serviços Ambientais (PSAs). A maioria das empresas PSAs iniciaram suas atividades com o apoio de grandes EPRs, principalmente, em função das suas necessidades de atender às exigências legais do órgão ambiental estadual, a Fundação Estadual de Proteção Ambiental (FEPAM), para a adequada disposição de resíduos perigosos. É importante salientar que não existe um diagnóstico sobre o setor de prestação de serviços ambientais no RS para resíduos industriais perigosos. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi o de identificar e priorizar as características da qualidade dos serviços ambientais de nove PSAs selecionados pelas próprias EPRs, durante o ano de 2013, por meio da adoção do Quality Function Deployment (QFD). O resultado piloto aponta a proatividade do setor nas características de empreendedorismo e inovação e no atendimento à legislação ambiental.

Aug 7, 2018

By Gérson T. Ferreira, Márcia Maria da Silva Monteiro Pereira, Rodrigo Seara Martins, Rodrigo Madrona Dias, Sebastião Garcia Mendes

No processo de lingotamento contínuo, o contato do aço líquido com o molde refrigerado a água, forma uma pele solidificada. O rompimento desta pele, conhecido como breakout, deve ser evitado uma vez que traz sérios prejuízos ao processo. Utiliza-se um sistema de detecção de breakouts, responsável por gerar alarmes em situações propícias ao rompimento de pele, a velocidade de lingotamento é então reduzida na busca de evitá-lo. A ocorrência de breakouts está ligado principalmente a falta de lubrificação, obrigação essa que é atribuída ao pó fluxante. Portanto, as propriedades do pó fluxante que possuem relação com essa função podem ser alteradas, na busca de diminuir a tendência à ocorrência de breakouts e alarmes de colamento. Neste trabalho, foi alterada a temperatura de break point do pó fluxante de aços peritéticos buscando a redução do número de alarmes. A diminuição dessa temperatura reduziu o número de alarmes, sem afetar os índices de trincas longitudinais em placas, o que gerou redução nas perdas por sucateamento e aumento da produtividade do processo.

Oct 1, 2019

By Haruki Inami, Takashi Ishida, Kazuhiro Ohara, Hiroyuki Imanari

The highly competitive business environment of the international metals industry is driving demand for more cost-effective operation of steel making facilities, rolling mills, and strip processing lines. Achieving stable operation is vital if the steel industry is to produce high-quality products constantly and productively. In recent years, advances in computer processing speeds, data acquisition rates, and data storage capacity have rapidly led to greater use of the new technologies of big data, analytics, the IoT, and AI by control system designers and process engineers, and the introduction of industrial applications. The “Smart Rolling Mill” solutions for hot strip mills have been developed by our group with the goal of achieving sophisticated, state of the art, and automated operation in steel rolling mills. The various solution engines improve process stability, increase the performance of mill equipment, and provide improved process control. These solution engines are based on extensive knowledge of the rolling process and the associated control systems. Two solution engines in particular are the diagnosis systems for rolling condition and for product quality that contribute to cost-effective operation and lower yield loss. This paper focuses on the diagnosis systems for rolling condition and for product quality in hot strip mills. Advanced information technologies using big data analytics and machine learning are applied to real-time data collected from the automation system that controls operation and the rolling process. We have developed diagnosis solutions for rolling condition and product quality utilizing predictive and clustering diagnosis. Predictive diagnosis prevents serious problems by detecting changes in the state of the plant or in the rolling condition. Clustering diagnosis classifies patterns of fluctuation in product quality trend charts, providing effective tuning guidance for improving product quality. This paper describes these applications with several examples.

Oct 1, 2019

By Luciano Henrique Andrade de Resende, Maria Rita Oliveira Rebouças

O processo de Monitoramento Controles, realizado pela área de Governança, Riscos e Compliance, requer preparação e verificação de um grande volume de dados. Isso feito de forma manual e com a necessidade de cruzar dados de diferentes fontes, torna o processo bastante complexo, impactando diretamente na periodicidade e acurácia dos testes. O objetivo de trabalho era prover uma ferramenta e uma metodologia que fosse capaz de automatizar esse processo, tornando-o contínuo e possibilitando análise de uma grande massa de dados, proveniente de diferentes fontes e com uma saída padronizada. Após análise de ferramentas de mercado e a realização de provas de conceito, foi definida a ferramenta e modelo de trabalho a ser aplicado. O resultado foi a implantação de um processo de Monitoramento Contínuo de Controles (MCC) que traz: ganho de produtividade, ao permitir que testes sejam executados de forma automática; ganho de eficiência, por permitir realizar o teste em toda a base de dados, sem necessidade de amostra; aumento na assertividade, por reduzir probabilidade de erro humano provenientes de atividades manuais; além de retorno financeiro e mitigação de riscos.

Oct 1, 2019

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