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By Gleyson Marcos Barbosa

A forma cilíndrica de bobinas a quente semi-acabadas é essencial para permitir normalidade nas operações posteriores de transporte e utilização. Entretanto tal forma, que é conferida pela bobinadeira, pode ser perdida devido um fenômeno chamado “ovalização”. Com este problema as bobinas assumem uma forma oval, o que pode gerar diversos transtornos, tais como comprometer a inserção da bobina nos mandril do processo seguinte, prejudicar o processo de desbobinamento e colocar em risco a segurança das operações de estocagem nos pátios e transporte. Esta contribuição técnica tem como objetivo mostrar as recentes atividades realizadas por uma equipe multifuncional de 3 diferentes unidades do grupo ArcelorMittal em busca de alternativas para controle da ovalização sem gerar efeitos colaterais indesejados no ciclo produtivo.

Jul 30, 2018

By Paulo von Krüger

O desempenho dos eletrodos nos fornos elétricos a arco, depende, essencialmente, de três grupos de fatores distintos. O primeiro é a sua qualidade intrínseca, expressa em termos de resistividade, densidade, porosidade etc., cujos valores são dependentes dos materiais e procedimentos empregados na sua fabricação. O segundo se refere aos parâmetros/procedimentos operacionais do forno elétrico, que são função do produto, da carga, dos recursos do forno, dos resultados objetivados etc. O terceiro é relacionado aos procedimentos praticados no manuseio, montagem, armazenagem etc., dos eletrodos, desde a sua recepção na planta, até seu consumo. Este trabalho se propõe a revisar e comentar alguns dos aspectos relevantes de cada um daqueles fatores, com ênfase no terceiro, assim como identificar o modo como cada ação influi no desempenho dos eletrodos.

Aug 16, 2017

By Saulo Brinco Diniz

A textura cristalográfica e a densidade de discordâncias têm um papel importante nas propriedades de vários metais, podendo ser modificada de acordo com os processamentos mecânicos e tratamentos térmicos realizados, além disto, também é influenciada pela estrutura cristalina e energia de falha de empilhamento (EFE). O presente trabalho buscou observar a influência da EFE na textura cristalográfica e na densidade de discordâncias de metais CFC submetidos a laminação a frio. Os materiais usados foram o latão a, cobre e uma liga de alumínio 1050, que possuem baixa, média e alta EFE, respectivamente. Pode-se observar que diferentes níveis de EFE propiciaram, para a mesma redução da espessura após a laminação a frio, distintas texturas nos materiais utilizados e diferentes densidades de discordâncias.

Aug 16, 2017

By Milene Muniz Eloy da Costa

Devido à grande aplicação de polímeros no nosso dia a dia sob condições de trabalho reais, ou seja, sob a influência de intempéries, surgiu a necessidade de estudos visando a avaliação de resistências estruturais e mecânicas desses polímeros. O envelhecimento é um processo que envolve mecanismos simultâneos que influenciam diretamente suas propriedades mecânicas, degradando os materiais. Com esse intuito, foi avaliado o envelhecimento por análise de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) do PEMD de controle (tempo 0) e das amostras ensaiadas sob raios UV por 300, 600 e 900 horas. Os resultados obtidos mostraram o aparecimento e desaparecimento de bandas nos espectros de FTIR, que, relacionados aos resultados de emissão acústica (EA), indicaram a ocorrência de cisão de cadeias, ramificações e reticulações.

Aug 16, 2017

By Tiago Fernando de Abreu e Silva Tomanik

Massa plástica refratária e placas isolantes têm sido utilizadas por um longo período em Fornos de Reaquecimento de Placas e Tarugos na Indústria Siderúrgica. Novas tecnologias para o revestimento refratário tem ganhado crescente interesse nos últimos anos em função da redução no consumo de combustíveis, redução em tempo e custos de manutenção e, consequentemente aumento de produtividade. Esse trabalho apresenta o desenvolvimento de um novo concreto isolante, de aplicação por projeção, para condições de alta temperatura, que permitiu a substituição do concreto denso na face de trabalho. Essa nova tecnologia permitiu uma redução no tempo de reparo e alta confiabilidade, pois suporta muito bem as agressivas condições da atmosfera do forno. Também será discutido o futuro desenvolvimento de projetos com significantes economias em energia.

Oct 30, 2017

By Willian Facundes

Foram estudados os aspectos termoquímicos e operacionais dos aços ultrabaixo carbono com alto teor de silício e alumínio, visando eliminar a obstrução da válvula gaveta (clogging) que gera transtornos operacionais como: redução da velocidade de lingotamento, retorno de aço remanescente na panela para o convertedor e interrupções de sequenciais. Realizou-se também a caracterização do material solidificado no interior da válvula gaveta utilizando técnicas de microscopia óptica e eletrônica. Os estudos mostraram que as inclusões eram formadas principalmente por alumínio, contendo também oxigênio e cálcio. Visando reduzir a quantidade de alumina no aço, substituiu-se o alumínio pelo ferro silício como agente desoxidante e exotérmico. Após essa alteração conseguiu-se eliminar a obstrução de válvula gaveta e consequentemente, os transtornos operacionais.

Aug 16, 2017

By Rene Guilherme Lopes

A refrigeração necessária a separação e liquefação dos gases do ar em uma planta de separação de ar do tipo PL de fabricação Praxair, é produzida em um equipamento denominado “Bridge Machine”. Foi identificada a oportunidade de operar este equipamento acima da capacidade nominal, porém havia algumas restrições para atingir a pressão necessária, tais como: a linha de descarga, a calibração da PSV, a MAWP (pressão máxima te trabalho admissível) do aftercooler e PHX (trocador de calor principal da Planta) e de outras linhas no processo. Para aumentar a produção na Bridge Machine, fez-se necessário requalificar a MAWP do aftercooler e do PHX, além de substituir as linhas de descarga e recalibrar a PSV, assim podendo trabalhar com a pressão máxima possível.

Jul 31, 2018

By Livia da Silva Mello

O objetivo deste trabalho é demonstrar que a utilização da Metodologia Six Sigma e ferramentas de controle estatístico e gestão, são eficazes para controle processo, redução custos e estabilização de processos em geral. O coque dentre os custos variáveis do Circuito Polimetálicos, representa o maior custo para a unidade de Juiz de Fora e a oportunidade em otimizar sua utilização, foi identificada a partir do levantamento de dados e benchmark realizado. Observou-se que a média do consumo específico de coque grosso + coque fino no Forno Waelz, em 2012 era em média 360 Kg/t de pó de aciaria (PAE) tratado estava muito superior a outras empresas que utilizam a mesma tecnologia para tratamento de resíduos. Definiu-se então como meta do projeto atingir 210Kg/t PAE até 2014. Passando por todas as etapas de um projeto Six Sigma: Definir, Medir, Analisar, Melhorar e Controlar, todas as ações realizadas garantiram uma melhor performance da variável: consumo específico de coque, uma média acumulada em 2013 de 212,3 Kg/t PAE e 181,5 Kg/t PAE em 2014 proporcionando um custo evitado de R$ 11,6MM para a unidade.

Sep 25, 2017

By Dyego Irineu Silva de Almeida

O presente trabalho foi proposto em sala de aula, na disciplina de tratamento térmico de ligas metálicas, do curso de Engenharia Metalúrgica da Universidade Federal do Ceará e teve como objetivo comparar as diferenças entre microestruturas e propriedades de um aço SAE 1016 após os tratamentos térmicos de normalização, têmpera e têmpera intercrítica. Três amostras do mesmo material foram tratadas termicamente. Uma amostra foi normalizada, outra temperada e outra temperada na zona intercrítica e após as análises metalográficas e ensaios de dureza foi possível concluir que a amostra normalizada apresentou uma microestrutura ferrítica com ilhas de perlita, a amostra temperada a 930ºC apresentou microestrutura martensítica e a amostra temperada na zona intercrítica formou microestrutura bainítica em uma matriz ferrítica.

Oct 30, 2017

By Fabiano Almir Barbosa, Eduardo Alves Machado, Felipe Ferreira Cajano, Bruno Rodrigues Henriques

Spring steels are usually classified as medium to high carbon low alloy steels with very high yield strength, enabling the part to return to its original shape regardless of significant bending or twisting. Despite the fact that plain carbon steels are suitable for small springs, larger and high performance springs usually requires alloy steels such as Cr-V or Si-Mn in order to achieve an even microstructure throughout the cross section. Clutch diaphragm spring is a high performance part that requires very good cleanliness and microstructure homogeneity, thus requiring an alloy steel. In this paper was studied, in an industrial scale, the process parameters and critical characteristics for the development of a Cr and V alloyed high carbon sheet steel for the production of clutch diaphragm spring. The steel was characterized throughout the entire process (casting, hot rolling, cold rolling + batch annealing and heat treated) using tensile test, hardness test, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) to assess the mechanical and metallurgical properties of the studied steel. The results have shown the material’s microstructure evolution after each main stage of the process, from a ferrite-bainite/perlite based microstructure as hot band to fully spheroidized as cold-rolled/annealed and then fully martensitic as ready-to-use part.

Oct 1, 2019

By Guilherme Guidugli

The hot blast stoves are a regenerative heat exchange system, accounting for 10 to 20% of the total energy requirement in an integrated steel plant, responsible for the supply of about one-third of the blast furnace heat input and responsible for a constant flow of hot air to the blast furnace, according to the required production. Because of their important role in the hot metal production, a stable operation and an appropriate combustion control is necessary. This paper aims to present the results of an investigation and modifications performed as an operating multi-furnace plant, as well as the parameters considered to ensure thermal equilibrium, improving in the stoves heating cycle.

Aug 16, 2017

By Anthony Garotinho Barros Assed Matheus de Oliveirar, Wagner Anacleto Pinheiro, Andreza Menezes Lima

Óxido de grafeno foi sintetizado e posteriormente reduzido pelo uso de vitamina C. Para comparação entre o óxido de grafeno (GO) e o óxido de grafeno reduzido (rGO) foram utilizadas as técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espetroscopia Raman (ER). Na etapa da síntese do óxido de grafeno por DRX confirmou-se a efetiva oxidação do grafite precursor, enquanto por MEV observou-se a esfoliação dos flocos de grafite em folhas de GO. Após a redução, por meio de DRX e ER analisou-se a remoção dos grupos funcionais, enquanto por MEV a morfologia das folhas do material.

Nov 16, 2019

By Florian Markus Penz

The increase in Basic Oxygen Furnace (BOF) plants in steelmaking has given rise to renewed interest in a dynamic simulation of the BOF process. Material and process costs can be saved with optimized process times and targeted charging of scrap and slag formers. Beside hot metal, scrap is the main source of iron in the BOF process. Furthermore, scrap is used as a coolant during the process due to exothermal chemical reactions occurring in the BOF. In this paper, the melting and dissolution behaviour of scrap in the BOF process is discussed. A new dynamic thermodynamic and kinetic Matlab® model used to simulate scrap melting behaviour as a function of various scrap surface parameters and particle size is presented, as well as the influence of scrap properties on liquid bath temperature and final crude steel composition after a defined blowing period.

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 Markus Reifferscheid

Industry 4.0, Digitalization, Internet of Things (IoT) and Cloud Computing are predominant topics in the world economy at the moment. At the ABM week 2017 Dr. Markus Reifferscheid, Head of Research & Development of SMS-group, will talk about the proceeding digitalization in the steel industry with selected examples of SMS-group. He will present advanced concepts and solutions which are currently being developed.

Oct 30, 2017

By Thomas Höfler, Michael Auinger, Bernhard Linder

Gas-fired pusher furnaces are commonly used to heat steel slabs before hot rolling. Temperatures well above 1000 °C combined with an oxidizing atmosphere containing H2O, CO2 and O2 result in rapid oxidation of most steel grades. The resulting oxide scale and the chemistry of the metal-scale-interface are major determining factors for the occurrence of hot rolling defects. To better understand these phenomena, lab-scale trials were performed with two different steel grades in an electric tube furnace in the temperature range 1000-1250 °C, using an atmosphere of about 20 % H2O, 7 % CO2 and 3 % O2. Humidification of the gas was achieved by evaporation, using a custom thermostat with standard laboratory glassware. The resulting samples were prepared metallographically, using cold mounting under vacuum with taper section angles, and analyzed using light microscopy and SEM/EDS. The scale structure of the Si alloyed steel was highly dependent on the oxidation temperature due to the formation of eutectic liquid phases of FeO, Fe2SiO4 and FeAl2O4. Below the eutectic temperature, the scale of the Si steel appeared to be made up of three distinct areas: The external scale consisting solely of Fe oxides, the internal scale containing Fe2SiO4 and FeAl2O4, and an internal oxidation zone with SiO2 and Al2O3 in a mostly plain Fe matrix. Comparisons of the experimental results with simulations of the internal oxidation showed good qualitative agreement.

Oct 1, 2019

By Steven G. Jansto

Carbon content and continuous casting parameters affecting solidification behavior, such as super heat, mold level fluctuation, heat transfer, fine grain chill zone depth and other process solidification parameters directly influence the surface and internal quality of the steel strand. The carbon content, resultant fine grain chill zone depth, the equiaxed-columnar transition zone and the strain energy are the primary drivers that govern hot ductility behavior. These factors influence the propensity for crack formation during the unbending section in the continuous casting process. Elements such as microalloys exhibit secondary or tertiary root causes for crack formation and are not the primary crack formation root cause. This solidification research identifies that the traditional hot ductility as measured via the percent reduction in area (%RA) at elevated temperature grossly overstates the minimum ductility required to assure crack-free casting of microalloyed steels. The strain at the ultimate tensile strength exhibits a very high correlation coefficient with strain energy while an extremely low correlation coefficient is exhibited with %RA.

Oct 30, 2017

By César Junior dos Santos, Fábio da Silva dos Santos, Robson Rodrigues Martins

Tailings disposal has been a recurring theme of research in the major mining process development centers. This is due to the great interest of companies in reducing the social and financial impacts of their environmental liabilities. Another major driving force behind the search for new alternatives is the recent cases of environmental accidents in Brazil and abroad. According to the International Commission on Large Dam (ICOLD), two major accidents per year involving dams are reported worldwide. Hence, we realize that the analysis of the topic as well as the search for solutions becomes a challenge for both entrepreneurs and research institutions. In this work, a case study of the Herculano Mining will be carried out, working in the extraction and processing of iron ore. The main stages of the study are: technological characterization of tailings from the beneficiation process, analysis of filtration processes of this material for disposal in piles, bench tests and evaluation of the performance of the industrial facilities of the company in question. Herculano has an installed ceramic filtration equipment that faces operational difficulties in certain types of ore. At first, all the possibilities of adjusting this process will be analyzed so that it can filter the necessary mass of waste, acting in the rheology of the pulp (sedimentation, flocculation), regeneration of the ceramic plates and adjustments of the machine (filter), in order to obtain the best condition.

Oct 3, 2019

By Paul Pugsley

The need for dimensional measurement of products has always been there, now with the industry 4 push to further understand measure and to record process parameters is more important than ever. This applies to both flat and long products, camera systems have always provided the method to measure, stereo Linescan cameras for flat products and innovative applications using 2D and Linescan cameras for long products. Instrumentation will become more important to producers enabling processes to be better controlled and understood, that aim being to make the production process understandable more repeatable and less reliant on operator influence. Primetals Technologies Ltd offer solutions for all types of products.

Oct 30, 2017

By Gabriel Andrade Medeiros, Christian Brugger, Paul Pennerstorfer, Daniel Fuchshuber, Reinhold Leitnerl

State-of-the-art automation technology enables digitalization of the continuous casting process that goes far beyond conventional automation of industrial production. Primetals Technologies provides a digital twin that combines an intelligent digital representation of a casting machine as well as the casting process and the slabs, blooms or billets that are produced. It allows metallurgists and process engineers to predict the behavior of the involved complex production process and optimize parameters before using them in real production. New steel grades or production processes can be evaluated off-line without any risks to process stability and product quality. Primetals Technologies installs the digital twin with every new installation of a continuous caster optimization system. This paper describes how the setup and simulation possibilities of the digital twin provide numerous benefits by modelling and simulating the casting process. It allows for example the calculation of material properties according to the actual composition, strand surface temperature profiles and dynamic soft reduction before the final point of solidification. An outstanding feature of the digital twin is the replay functionality provided for various models to analyze and further optimize real production situations. The paper also gives an example how usage of the digital twin optimized production at a customer.

Oct 1, 2019