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By Fábio Heiji Yamada, Marcelo Koiti Fugihara, Ruano Fonseca Araujo

Conception the simulation and optimization technologies for industrial processes applied in the mining environment: tools and methodologies. Clarifications provided about the differences of these techniques when compared with static analysis (intuition, use of static spreadsheets, etc.). Presentation of practical cases at several big mining companies in Brazil. These projects will be presented and illustrated through dynamic simulation models developed at those companies, each one with its set of objectives, scope and results (for example: sizing the number of equipment, silo, piles related to the mining processing, logistics, ROM transportation, mine operations plan, etc.).

Oct 3, 2019

By Valdicleide Silva Mello

Nowadays the biodiesel use is obligate in Brazil, in order to reduce the emissions of fuel burn. However, it is important to analyze which percentage of biodiesel is necessary to keep or improve the lubricant action of fuel for diesel engine, as well which kind of biodiesel give better performance. Therefore, this work aims to analyze the parameters that keep the lubricant action of biofuels, by using the Box-Behnken design type to optimize them. In this design was evaluated the input parameters: the type of the biodiesel (soybean, sunflower and palm), the concentration (5%, 20% and 100%) and the temperature of contact (25°C, 40°C and 60°C). The analyzed output parameters were the percentage of film formation, coefficient of friction, wear scar diameter (WSD) of ball, these output parameters were obtained by HFRR tribometer and they were analyzed applying response surface methodology. With this methodology was possible to determine the simultaneous influence and the interactions between two or more independent variables investigated. The response surfaces generated for the coefficients of friction, WSD, film formation showed a higher lubricant action for higher levels of concentration of biodiesel. An increase in lubricant action was found to high and intermediate temperature.

Jul 31, 2018

By Márcio Corrêa de Carvalho

Welded deposited chromium carbide overlay’s has been widely used in various branches of welding overlay’s industry related to wear. Characterization techniques are an important tool in the development of chromium carbide overlays resistant to wear, enabling the identification of phases, constituents and defects. In this work one used optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy on chromium carbide overlay’s deposited by submerged arc welding process. The characterization techniques identified precisely the elements of the overlay’s enabling point of the main cause of the observed defects such as cracks, porosity and clusters of particles known in the industry as " rice crispy" .

Aug 16, 2017

By Luiz Eduardo Machado De Cnop

O trabalho apresenta estudo de casos onde a falta de uma análise mais profunda do problema leva a decisões técnicas de compras de equipamentos que praticamente não acrescentam benefícios ao projeto e, ao contrário, se mostram verdadeiros “sorvedouros” de energia, justamente na contramão dos programas de “eficiência energética”.

Sep 25, 2017

By Flávio Paulo Pugnal da Silva

Em 2010 foram observados elevados índices de quebra de rolamentos dos segmentos da máquina de lingotamento contínuo 3 da ArcelorMittal Tubarão. As análises iniciais, realizadas pelo fabricante, sugeriram que a causa estava relacionada principalmente a falta de proteções térmicas e desvios no sistema de lubrificação que estavam deteriorando as propriedades físico-químicas da graxa. Após o restabelecimento das condições de projeto os índices de quebra mantiveram-se elevados. O objetivo deste trabalho foi avaliar as potenciais causas ligadas as falhas de lubrificação deste equipamento. Foram estudados temperatura de trabalho do equipamento, qualidade físico-química da água, vazão e velocidade da água de refrigeração dentro dos mancais e respectivos suportes. Os resultados obtidos convergiram para uma deficiência do projeto de resfriamento dos mancais e suportes. Tais deficiências geravam baixa velocidade do fluxo de resfriamento, que associada as altas temperaturas de trabalho, proporcionavam condições adequadas a precipitação de particulados contidos na água, gerando assim a obstrução gradativa dos canais de refrigeração até total colapso do sistema.

Jul 30, 2018

By Bruno Cordeiro Costa

Inseridas em um mercado extremamente competitivo, as empresas siderúrgicas vêm buscando aprimorar seus processos produtivos e de gestão de forma a reduzir custos de produção e garantir sua sustentabilidade. A principal parcela do custo de produção da empresa em relação a um aço inoxidável ligado ao Cromo e Níquel está na Aciaria, e a carga metálica representa mais de 80% deste valor. Visando aumentar a competitividade, foi aberto um projeto para otimizar a carga metálica na Aciaria. A redução da mistura de escórias é uma fase deste projeto. O propósito do presente trabalho é mostrar a metodologia adotada para otimizar o processo de recuperação de sucata das escórias de aços inoxidáveis, minimizando a ocorrência de misturas de escórias, para maximizar seus teores de Ni e Cr e, consequentemente, reduzir o uso de fontes mais nobres e caras destes elementos. Foi adotada a filosofia “Zero de Escória no Chão” e, para alcançar este objetivo, várias ações foram implantadas. Considerando 2011 como base 100%, o teor médio de Ni da sucata recuperada de 3XX aumentou 45% em 2013 e o teor médio de Cr subiu 36% na sucata recuperada neste mesmo período. Como consequência direta da redução da mistura de escórias de grupos de aços diferentes ao longo de todo fluxo produtivo, ocorre a redução dos residuais de Ni e Cr nos aços carbono e elétricos e de Ni nos aços 4XX. A metodologia adotada foi eficiente e os objetivos do projeto foram alcançados.

Jul 30, 2018

By André Alexandrino Lotto

A demanda global por energia renovável vem aumentando ao longo dos últimos anos. A energia solar é uma energia limpa e abundante, mas seu uso ainda é limitado por causa dos preços altos e baixa eficiência das células fotovoltaicas. O silício bruto, também chamado de silício de grau metalúrgico, tem sido alvo de muitos estudos visando sua purificação a um nível suficiente para aplicações de energia solar por processos mais baratos do que o processo convencional, chamado Processo Siemens. Neste trabalho, 3 kg de silício de grau metalúrgico foram fundidos por plasma térmico numa atmosfera de vapor de água, hidrogênio e argônio. O teor de boro foi reduzido de 10 ppm para 0,09 ppm em 18.000s (5 horas), mostrando que o processo poderia ser uma alternativa viável ao processo tradicional por via química

Aug 8, 2018

By Diogo Barcellos Moraes

O presente trabalho tem como premissa abordar estudos baseados na metodologia Troca Rápida de Ferramentas (TRF ou em inglês, SMED – Single-Minute Exchange of Die), e realizar um estudo de caso na empresa Votorantim Siderurgia. O objetivo principal é a redução do tempo de setup da máquina de Tela de Coluna, a fim de minimizar o desperdício de tempo e maximizar a produtividade. Além disso, obteve ganhos efetivos no layout de ferramentas, programa 5S, tempo de atividades, entre outros.

Oct 30, 2017

By Masahiro Shimura, Yoshiki Takahama, Toshiyuki Shiraishi, Daisuke Kasai

When advanced high strength steel (AHSS) is rolled at a high reduction ratio, the forward slip ratio in cold rolling tends to be lower than that of the other softer strips such as low-carbon steels, and the work roll sometimes skids the strip. To identify why forward slip ratio of AHSS at a high reduction ratio becomes smaller than that of low-carbon steel, the relationship between the reduction ratio and forward slip ratio was investigated by a rolling experiment. For this trial, a 4Hi laboratory cold mill was used. AHSS and low-carbon steel coils were rolled by two different rolls that were set to 0.3 and 0.6 μmRa to create two types of friction conditions. Furthermore, the rolling conditions were numerically analyzed to determine the influence of friction coefficient and flow stress on the relationship between forward slip ratio and reduction ratio. The experimental investigation and numerical analysis revealed that the forward slip ratio reduced with increasing rolling reduction ratio in a low friction state; contrarily, it increased with increasing rolling reduction ratio in a high friction state. This feature was clearly visible when harder materials were rolled.

Oct 1, 2019

By Samara Sâmid Aguiar Correia

A crescente necessidade por resultados de análises laboratoriais dentro das indústrias são cada vez mais exigentes em termos de tempo de resposta e precisão. Aliado a isso, a elevação do volume de minério de ferro exportado e o aumento da variabilidade desses produtos requerem processos cada vez mais rigorosos e tomados de decisões mais rápidas. Nesse contexto, os analisadores on-line têm um papel fundamental, pois atendem tais exigências, além de preservarem a segurança operacional. Este trabalho tem por objetivo mostrar o desenvolvimento da implantação de analisadores de umidade on line na descarga dos vagões da Vale no Terminal Ponta da Madeira. A metodologia utilizada na medição de umidade dos analisadores usa o princípio de transmissão de micro-ondas, que é a melhor tecnologia disponível no mercado para este fim. Dentre as etapas de implantação, que abrange desde a aquisição dos equipamentos até a avaliação dos controles e ajustes operacionais, é mostrado o período de cada etapa, os problemas encontrados e as soluções adotadas. Em suma, atualmente há medição de umidade on line na descarga deste site e está em fase de implantação a análise durante o carregamento do embarque para controle de processo.

Aug 1, 2018

By Fabio Lerbach

The Powder Charcoal Injection in the main burner of the rotary kiln of Pelletizing Plant aims to reduce natural gas consumption and consequently cost reduction with thermal energy. This paper presents the technology, the injection process and the advantages of using powder charcoal to substitute natural gas.

Oct 30, 2017

By Luiz Cláudio von Sperling Cotta

A produção de pelotas de minério de ferro de alta resistência mecânica, que suportem o transporte e operação nos reatores de redução, necessita da correta adequação dos parâmetros de processo dos fornos de grelha móvel. A região de queima é a etapa decisiva neste equipamento para garantir a qualidade da pelota e também representa a maior parte da energia inserida no processo. No presente trabalho foi realizada a otimização do processo de queima, suportado pela metodologia Lean Six Sigma, avaliando a composição química da pelota, os ajustes de adição de combustível sólido na pelota e temperatura do perfil térmico de queima. Dessa forma, foram realizados ensaios em escala piloto para diferentes perfis de temperatura da etapa de queima. Não obstante, foram avaliadas as propriedades químicas, físicas, metalúrgicas e ainda foi realizada a avaliação microestrutural das pelotas. A validação dos estudos em escala laboratorial foi realizada através de testes industriais a fim de assegurar a qualidade do produto, a produtividade do forno e redução de custos de produção.

Aug 1, 2018

By Georg Keintzel

The origin and elimination of 3rd octave mill chatter is a frequently investigated topic since tandem cold mills are in operation. So far only chatter monitoring systems have been successfully deployed, but this implies speed reductions and therefore a significant loss in mill output. Primetals Technologies has developed a new system using active injection of damping in order to eliminate 3rd octave mill chatter. The new hydraulics-based ChatterBlock® Control has now been proven successfully in mill operation. 3rd octave mill chatter, typically occurring in a frequency range between 90 and 150Hz, is a self-excited vibration phenomena typically occurring in the rear stands of tandem cold mills. It can produce significant gauge variations and even cause strip breaks. 3rd octave mill chatter is characterized by a quickly diverging vertical vibration of the rolls for specific rolling conditions (material, mill speed, forces, gauge etc.). Its occurrence requires immediate speed reduction of the mill in order to avoid strip breakage and/or strip quality degradation. This phenomenon thus severely limits mill productivity. The first step to proof the industrial feasibility of the new system was its installation on stand no. 4 of a 5-stand tandem mill. The development process and first results of the industrial implementation will be presented in this paper.

Aug 16, 2017

By Lis Nunes Soares

A qualidade de fabricação de tubos de aço sem costura está relacionada ao processo de tratamento térmico. O controle do comportamento dos fornos industriais de tratamento térmico é de grande importância de modo a garantir a qualidade do produto. É necessário conhecer os parâmetros de operação dos fornos, assim como suas influências nas variáveis de processo. Este estudo avaliou as extensões do efeito do tipo de alinhamento dos tubos no interior do forno nas temperaturas dos canais de fumaça, temperatura do forno, temperatura do tubo, pressão interna do forno, demanda dos queimadores e consumo de gás natural. Diferentes alinhamentos podem impactar no escoamento da massa de gás queimado dentro do forno e consequentemente ter um efeito nas variáveis de processo avaliadas. Para determinar o tipo de alinhamento mais adequado do ponto de vista da qualidade do material final e da melhor eficiência energética, testes foram realizados durante uma corrida em um forno de austenização, na qual se alternou entre os diferentes tipos de alinhamento, medindo-se as variáveis de processo estudadas. Os resultados foram analisados utilizando-se técnicas estatísticas, como ANOVA. Ao final observou-se que certos parâmetros são impactados pelo tipo de alinhamento do tubo, sobretudo a temperatura de fumos e pressão interna no forno. As variações foram relativamente pequenas, principalmente pelo fato da principal variável controladora do processo, a temperatura do forno, possuir uma dinâmica de resposta lenta.

Jul 31, 2018

By Renato Luciano de Araújo Menezes

O objetivo do presente trabalho é evidenciar os resultados do incremento de superfície específica obtidos pelo roller press da Usina 3 da Samarco Mineração S.A.. A metodologia utilizada baseou-se em informações de projeto do equipamento e análises estatísticas aplicadas ao processo de prensagem bem como o desenvolvimento de um indicador de eficiência imune às variações de qualidade do minério. Basicamente esse trabalho buscou otimizar as variáveis de processo capazes de gerar melhores resultados de incremento na superfície específica do minério. (Como resultado do trabalho foi verificado um aumento considerável nos resultados de eficiência no incremento de superfície específica).

Aug 16, 2017

By Julio César de Oliveira Melo, Giuliano Felippe Soares, André Dias Leite

A resolução de problemas na operação industrial é algo complexo e precisa ser baseada em dados, muitas vezes diversos e não estruturados. Este trabalho traz uma abordagem em big data para dar visibilidade dos problemas em sistemas industriais, trazendo insights que permitam sair da intuição para assertividade, contruibuindo, assim, para redução do tempo de detecção e resolução de problemas.

Oct 1, 2019

By Leonardo Semedo de Mattos Siqueira, Renata Ferreira Muller

The Granulometric Ratio (RG) is one of the most important indicators related to the pelletizing product. Through it, it guarantees good permeability of the bed of pellets, optimization of the thermal cycle and, thus, better results of physical quality and consumption of the energy matrix. To guarantee this indicator, it is necessary that the processes of agglomeration of pellets, classification of raw pellets and screening of burned pellets are under control of certain parameters and with a level of stability assured.

Oct 1, 2019

By Bernardo Siqueira

This paper presents a unique stirred milling technology, Outotec HIGmill™, a modern, flexible and energy efficient grinding solution for fine and ultra fine grinding being tested in an industrial scale level. The test was performed at an iron ore pellet producing plant in Sweden (for confidentiality reasons, it will be referred to only as “the client”) where a pilot HIGmill™ unit (HIG25) was installed parallel to a conventional regrind circuit to compare its performance to the existing ball mill. By using a continuous test run procedure and evaluating the parameters of F80, P80, mill shaft rotation speed and power drawn it was determined its grinding capabilities, operational flexibility and energy efficiency. Outotec HIGmill™ outperformed the existing ball mill in the plant proving its capabilities to grinding finer, with steeper particle size distribution (PSD) and much higher energy efficiency. The tests performed showed that, with further refining of its operation, it is capable of consistently deliver the required PSD with up to 30% higher grinding efficiency.

Aug 16, 2017

By Felipe Poffo, Flávio Messas

Due to the high level of competition in tooling sector, a necessity to increase the level of processes and assets management has initiated. Based on the World Class Manufacturing methodology, applied mainly in serial production industries, we have challenged ourselves to adapt the main concepts and implement them in a tooling company. After one work year, we could notice 29% productivity improvement in the bottleneck process, 25% cost reduction in outsourcing, standardization of the processes, 8% reduction in direct labor. Consequently, it was possible to implement a financial reserve and a long term planning cash flow.

Nov 22, 2018

By Sandro Griza

Neste estudo, foi analisado um segmento de perfil em “U” que rompeu em serviço. O perfil compunha uma estrutura metálica em treliça que sustentava uma bandeja de construção civil. Foram realizadas análises de fratura, análises de caracterização do material e estudo de rigidez do perfil. O perfil rompeu por sobrecarga estática porque foi instalado do lado inverso. Isto desfavoreceu a rigidez da estrutura.

Aug 16, 2017