Search Documents

By Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Augusto Lachini Pereira, Antônio Cezar Faria Vilela

A minor change in the chemical composition and temperature affects the slag viscosity, which has a great extent of the physical properties in regarding refining slags. Optimizing those parameters may affect the steel cleanliness. The viscosity measurement process is considered expensive, so the cost-effectiveness does not favor the measures at high-temperatures. Alternatively, it is possible to apply mathematical models or thermodynamic softwares to obtain viscosities for a given range of chemical composition and temperature of slags. The present work contemplates a validation of the experimental data, collected in the literature, with a calculated data and proposes an accurate representation of iso-viscosity curves applied for secondary steelmaking slags, covering the composition ranges: 0–100 wt.% CaO, 0–80 wt.% SiO2, 0–77 wt.% Al2O3 and 0–15 wt.% MgO (CSAM) system at 1500ºC. The viscosity representation fields include fully liquid and a partially liquid slags in the CSAM system and the viscosities were calculated using the FactSage 7.2 (for Liquid Phase) and the Roscoe-Einstein equation (for Phase mixture) for a total of 5976 slags. The preliminary results indicated that there is a great convergence between the calculated and experimental viscosities data, promoting an efficient approximation of the iso-viscosity curves for the CSAM slag system in the high-temperatures.

Nov 1, 2019

By Danilo Gonçalves de Oliveira, Rogério Martins Pereira

Chatter is a widely studied vibration phenomenon that affects most cold mills around the world and its impact on these lines are tremendous: from productivity and quality losses to mechanical equipment damage. The investigation of its origins and how to minimize the occurrences and their impact on the equipment require special instrumentation and algorithms in order to have a detection of the vibrations as soon as they start. This paper presents three methods of identification of chatter on a Tandem Cold Mill and the actions to leave the vibration frequency range before its amplitude achieve catastrophic values.

Oct 1, 2019

By Ivênio de Oliveira Teixeira

Grelhas constituem o fundo móvel dos setores da esteira sem fim das máquinas de sinterização. Diferentes tipos de materiais têm sido utilizados para a fabricação dessas peças, desde aços resistentes ao calor e inoxidáveis até ferros fundidos de alta resistência, tendo como parâmetro de controle a perda de massa ou redução da espessura das grelhas. A necessidade do aumento do ritmo operacional das sinterizações ao longo dos anos tem levado ao aumento da substituição de grelhas, contrapondo ao aumento da produtividade das sinterizações. Desta forma, a adequação da resistência ao desgaste abrasivo e a minimização de transformações microestruturais em função as condições de utilização dos materiais desses componentes mecânicos têm sido alvo do desenvolvimento de materiais para essa aplicação. Nesse trabalho é discutido o desenvolvimento de materiais aplicados em grelhas de sinterização, visando o aumento da sua vida útil, a partir do melhor entendimento dos mecanismos de degradação e da realização de ensaios laboratoriais de desgaste abrasivo, corrosão a quente e fadiga térmica. Dentre cinco alternativas avaliadas, a concepção de material com matriz ferrítica e adição de elementos químicos formadores de carbonetos mais estáveis a elevadas temperaturas e formação de camada mais aderente de óxidos apresentou melhores resultados, gerando uma perspectiva de aumento da vida útil da ordem de pelo menos três vezes em relação à condição atual.

Aug 16, 2017

By Anna Paula Littig Berger, Caio Vaccari Silva, Victor Bridi Telles, Felipe Fardin Grillo, José Roberto de Oliveira

No presente trabalho foi proposto uma análise da eficiência de desfosforação de uma mistura padrão M1 e outras três misturas, onde foi realizado um aumento progressivo da %FeO em sua composição química (5%,10% e 15%). Além disso, esta mistura padrão M1 foi testada utilizando-se CaO em duas granulometrias diferentes, uma mais fina (M1A) e uma mais grosseira (M1). Os testes experimentais foram realizados a uma temperatura de 1400°C, com agitação de 450 RPM, em um forno de resistência. Para a análise das propriedades da escória, foram realizadas simulações através do software de termodinâmica computacional FactSage 7.2 e análises de imagens obtidas da superfície do cadinho ao final dos experimentos no software Quantikov. A mistura M1 apresentou melhor desempenho do que as misturas onde foi adicionada uma maior quantidade de FeO, visto que foi observado que à medida que a %FeO nas misturas é aumentada, a eficiência de desfosforação diminui. Além disso, a utilização de uma granulometria grosseira mostrou-se mais eficiente do que a granulometria fina, devido a maior aglomeração causada por essa. Esses resultados corroboraram as equações utilizadas para calcular o Fator de Desfosforação (FDeP), calculado para correlacionar as propriedades termodinâmicas das misturas desfosforantes e a eficiência de desfosforação.

Oct 1, 2019

By Hiago Antunes Amador de Oliveira, William Pratt Rogers, Aaron Young

Monitoring systems are highly critical components in the safety of tailings storage facilities (TSF). Internet of things (IoT) platforms present a unique way to improve TSF monitoring systems. Since there are so many available IoT technologies, this conference paper aims to create a focused list of IoT options for improving TSF safety. To achieve this aim, a brief qualitative review of available literature and state of the art technologies is presented in Section 2. The article further assists this aim by summarizing the benefits of IoT platforms which have been found in the literature. With respect to findings, literature suggests that while sensor technologies have existed as solutions for tailings dams for many years, IoT greatly reduces the cost of deploying, monitoring, maintaining, and gaining insight from these sensors. Additionally, IoT removes the need for manual data collection from sensors, enabling the monitoring of tailings dams from miles away and the use of new sensor technologies. Therefore, as a conclusion, this article recommends that IoT capable monitoring systems be considered for use in TSF monitoring.

Oct 3, 2019

By Jorge Madias

Durante la laminación de barras y alambrones para construcción civil; perfiles y ángulos estructurales y barras redondas y hexagonales de aceros de corte libre puede presentarse la apertura de la punta o la cola y el estallido central, con la consiguiente parada y caída de la productividad, y pérdida de rendimiento metálico. En este trabajo se analizan las diversas causas que confluyen para que este problema ocurra. Se analiza la influencia de posibles defectos en las palanquillas, las características del corte de las mismas y otros problemas de calidad. Se revisa el rol del precalentamiento previo a la laminación, la refrigeración de los cilindros, el diseño de pasadas y la respuesta del material en función de su ductilidad. Se presentan diversos casos industriales para ilustrar las diferentes razones detrás del problema de la apertura de punta.

Jul 30, 2018

By Leszek Maldzinski

The present concept assumes carrying out the process of controlled nitriding with NH3 alone. This is a simpler process than that using two-component mixes of ammonia diluted with N2 or NH3diss. The regulation of the chemical composition of the atmosphere in the retort, and therefore the regulation of the nitriding potential KN, is obtained through the variation of the inflow rate of NH3 into the retort. What is a completely new things in a relevant process, the inflow of NH3 into the furnace is at times reduced to zero, which widens the range of the gas composition in the retort (and by the same token, of KN). The amount of NH3 introduced into the furnace is regulated (controlled) with the aid of a gas analyzer (for example an infrared analyzer). The gas analyzer opens and closes periodically the NH3 inlet valve with a frequency maintaining a desired gas composition (a desired KN) in the retort. The concept was based on experimental and theoretical investigations in term of thermodynamic and kinetic of gas nitriding. Investigations were carried out in a laboratory furnace with a quartz tube and also in an industrial furnace with a steel retort and a circulating fan. Nitriding was performed using NH3, NH3+H2, NH3+NH3diss. mixtures. In an industrial furnace the supply of NH3 into the retort was periodically closed, though with an operating circulation fan. The studies demonstrated that the growth rate of nitrided layer depends only on the composition of the atmosphere, (or KN), in the retort. It depends neither on a type of atmosphere introduced into furnace (NH3, NH3+NH3diss. or NH3+H2) nor a type of furnace (laboratory with a quartz tube or industrial with steel retort and fan). The results proved also that entirely closing of NH3 supply to the retort does not affect the growth rate of nitrided layer. A detailed analyses of the results was performed in a paper.

Aug 16, 2017

By Alberto Pesamosca

The paper presents the results obtained by the AC EAF supplied by Danieli at Kroman Çelik (Gebze-Turkey) after the planned upgrade to 150 ton. The EAF – 7,4 m diameter, based on the full platform standard design - is able to handle a maximum power of 114 MW and is equipped with the most advanced and reliable technology, including module injection system and the Hireg electrodes regulation system. Excellent results were already obtained with 120 heat size in terms of fast start-up and excellent performance figures. After the upgrade, productivity was increased up to 212 t/h, maintaining high process efficiency (365 kWh/t with 32,1 Nm3/t O2).

Jul 30, 2018

By Lucas Gonçalves Generoso, Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Gerson Evaristo de Paula Júnior, Beatriz Fausta Gandra

A eficiência na redução dos minérios de ferro no alto-forno é governada pela estrutura e permeabilidade das camadas de carga. A zona granular do alto-forno é a região onde a carga mantém a sua estrutura estratificada, decorrente do carregamento, sob a forma de grãos sólidos. Nessa região, as condições de permeabilidade determinam o perfil de distribuição do gás e, consequentemente, a eficiência térmica e química do reator. Na Usiminas, foi desenvolvido um ensaio de permeabilidade que permite avaliar a perda de carga em leitos formados pelas matérias-primas utilizadas nos altos-fornos, buscando as condições mais favoráveis ao fluxo gasoso. A partir deste ensaio, foi possível avaliar cargas compostas exclusivamente por sínter, pelota ou minério granulado, ou ainda combinações binárias entre estes. O sínter apresentou a maior perda de carga, seguido da pelota e do minério granulado. Apesar disso, o sínter foi o material que permitiu maior acréscimo de vazão do gás. Os ensaios realizados indicaram que 5% de material com granulometria menor que 5 mm é o limite para a concentração de finos do sínter, situação em que foi observado acréscimo de aproximadamente 50% na resistência à passagem dos gases para as velocidades correspondentes àquelas dos altos-fornos. O leito de melhor permeabilidade foi formado por 95% de sínter e 5% de pelota, seguido pelo de 100% de sínter, sem diferença significativa entre essas condições. Em geral, a combinação de sínter e pelota é mais benéfica para a permeabilidade do leito.

Oct 1, 2019

By Martin Chabicovsky, Milan Hnizdil

Emulsions are frequently used for the cooling and lubrication of working rolls during the cold rolling. The fact that the lubrication and cooling are not separable makes the optimization of both functionalities difficult. The higher emulsion temperature decreases the cooling efficiency compared to cold water. Heat transfer and fluid flow laboratory (Czech Republic), CRM (Belgium), Tata steel (Netherlands) and Henkel (Germany) cooperated on the increasing of a cooling efficiency during cold rolling. Part of this research was focused on an influence of the emulsion composition on a cooling intensity. The cooling efficiency was laboratory investigated. The stainless steel sample with thermocouple was heated and then it was cooled by a nozzle. Tests were performed with various emulsions and pure water. The heat transfer coefficient was computed from measured temperatures. The cooling intensity (heat transfer coefficient) of all tested emulsions was similar but an increase of the cooling intensity was found with water. Further various emulsions concentrations were tested. Results showed decreasing cooling intensity with increasing oil concentration. Adding additives therefore is thought to cause a noticeable decrease of the cooling intensity.

Oct 1, 2019

By Vitor Guarnier Domiciano

Pre-shaped refractory burner blocks play an important role in reheating furnaces operation and melt shops production since they are responsible for heating the billets/plates so that they reach the temperature required for lamination. This paper presents the main characteristics and properties of a new refractory castable developed for pre-shaped burner blocks, which significantly improved the performance of reheating furnaces burner blocks. Tests carried out in 3 different melt shops have shown that the new refractory castable was able to extend the service life of the refractory burner blocks from 1 year (standard product) to more than 3 years (new castable), showing perfect conditions to continue operating for a longer period.

Oct 30, 2017

By Daniel Antonio Kapper Fabricio

A avaliação das propriedades de mecânica da fratura dos materiais é uma necessidade crescente, sobretudo no setor de óleo e gás. Esse cenário exige a garantia da qualidade na execução de ensaios de tenacidade à fratura. Esse trabalho tem como objetivo realizar uma comparação intralaboratorial para o ensaio de tenacidade à fratura KIC variando o executante do ensaio, visando atender ao requisito de garantia da qualidade da norma NBR ISO/IEC 17025. Os resultados foram comparados através de análise de variância. As diferenças entre os operadores não foram significativas frente ao erro residual a um nível de confiança de 95%, sendo tal resultado considerado satisfatório.

Aug 16, 2017

By Gabriel Oliveira Glória

In the context of changing culture, the society is increasingly looking for environmentally friendly materials, the natural fibers appear as an option to substitute the synthetic. Among these natural fibers, the PALF fiber may be considered an option, but there is limited information about the flexural strength of epoxy composites incorporated with PALF fibers. Therefore, the objective of this work was to investigate the mechanical properties in bending tests of epoxy composites incorporated with up to 30% in volume of PALF fibers. The results showed that the PALF fiber increase the flexural strength of polymer composites.

Aug 16, 2017

By Kelen Juliane Mucelin

In order to better understand the tribological behavior of self-lubricating materials, Fe-Si-C matrix composites containing solid lubricants added during the mixing step were studied. The samples were produced by conventional powder metallurgy route, presenting total contents of 5%, 7.5% and 10% in volume of h-BN and graphite mixtures as solid lubricants. The composites were evaluated in terms of tribological properties, under reciprocating sliding conditions, and mechanical properties by using tensile tests. Additionally, the wear scars were characterized by Raman spectroscopy and scanning electronic microscopy. Higher total contents of solid lubricants greatly increased scuffing resistance however decreased mechanical properties. Furthermore, increasing h-BN contents reduces both properties. These results confirmed the applicability of such sintered composites as self-lubricating parts, reaching values up to 7000 N.m for scuffing resistance combined with ultimate tensile strength of 220 MPa.

Jul 31, 2018

By Giulio Rodrigues Altoé

Environmentally correct composites, made from natural fibers, are among the most investigated and applied today. In this paper, we investigate the mechanical behavior of epoxy matrix composites reinforced with continuous fique fiber, through bending tensile tests. Specimens containing 0, 10, 20 and 30% in volume of fique fiber were aligned along the entire length of a mold to create plates of these composites, those plates were cut following the ASTM standard to obtained bending tests specimens. The test was conducted in a Instron Machine and the fractured specimens were analyzed by SEM, the results showed the increase in the materials tensile properties with the increase of fiber amount.

Aug 16, 2017

By Osvaldo Guilherme Comineli

An extensive investigation into the role of low copper contents on the hot ductility of C-Mn-Al steels has been carried out in order to better understanding the problem of “hot shortness”. Previous work has suggested that this problem results from the build up of Cu that occurs at the surface of the steel as a consequence of the preferential oxidation of iron. This causes the formation of a Cu-rich film of low melting point. A nickel addition has been reported as a solution to the problem, since it increases the solubility of copper in the austenite. After hot tensile testing to failure, samples of Cu-containing steels have been examined using optical, scanning and transmission electron microscopes. Recently published results indicate that copper, in addition to precipitating out as CuS, also segregates to MnS inclusions forming a shell around them. This does not seem to impair the hot ductility under an inert atmosphere, but may have serious consequences under an oxidising environment and lead to “hot shortness”. The influence of nickel in improving the hot ductility seems to be due to it forming a higher melting point alloy with the segregated copper. Data from this incomplete work also suggests that Ni reduces the precipitation of CuS particles. Current investigation carried out using confocal microscopy still to be completed will improve the understanding of the role of copper and nickel on the problem of “hot shortness”.

Aug 8, 2018

By Vitor Orlando Ferreira

The efficiency of an apparatus which uses a forced lubrication system, as well as the useful life of its components, is strongly related to the degree of contamination of lubricating oil. The presence of contaminants and the degradation of the oil itself cause it to release substances that fouling of the wall of the pipes. The cleaning and dialysis of the oil pipes, besides prolonging the life of the lubricant reduces wear of the components. There are several methods of cleaning in pipes, the problem is that some have abrasive characteristics, which could damage some types pipes. Among the non-abrasive methods stand the Flushing and Air scouring. Flushing uses the lubricating oil which circulates in temperatures alternating and high speeds, for generating turbulence to perform washing. The Air scouring method uses oil and filtered compressed air, injected into pipe, to generating higher flow, causing the power supply unit with fluid can work with lower power consumption and higher speeds, removing fouling of the pipe. The objective of this research is to evaluate the Reynolds number to correlate with the efficiency of cleaning the pipe. The method applied was the Air scouring and it was verified that the qualitative effects may occur when compared to Flushing. After testing, it was found that the chosen method brings significant changes in flow, and this flow regime varies considerably increasing the Reynolds number.

Jul 31, 2018

By Arnaldo Forgas Júnior

Three techniques for ferrite quantification were applied in a duplex stainless steel UNS S31803 solution treated at three different temperatures, 1000, 1100 and 1200°C, in order to verify their compliance with the results from ThermoCalc® prediction. It is verified that only austenite and ferrite phases are present in the samples and that an increasing in solution treatment temperature led to the increase of the volume fraction of ferrite. It is also observed that quantitative stereology technique shows absolute values closer to ThermoCalc® predictions. On the other hand, measurements by ferritoscope and XRD show significant deviations, probably due to texturing effect imposed by the rolling process.

Aug 16, 2017

By Sidiney Nascimento Silva

O trabalho descreve os principais resultados dos testes industriais realizados na Usina Presidente Vargas, CSN, Brasil, envolvendo a adição de um catalisador à mistura de carvões, em termos da qualidade do coque e do processo da coqueria. O catalisador em questão é o produto Thermact, que possui partículas nanométricas em sua composição, fornecido pela empresa Abhitech Energycon Limited, Índia. O catalisador foi dosado e adicionado à mistura de carvões via correia transportadora, na proporção, em peso, de 1kg de catalisador para 4.000kg da mistura de carvões. Os resultados dos testes realizados nas Baterias # 1, 4A, 4B e 5 com a adição de um catalisador à mistura de carvões, sinalizaram a viabilidade técnica e financeira da sua aplicação no processo da coqueria. Os principais benefícios decorrentes da adição do catalisador foram: i) aumento potencial da capacidade de produção de coque ao redor de 10% ou, alternativamente, melhoria da qualidade do coque - aumento de 1,4% do valor médio do índice de resistência mecânica a frio do coque, DI150/15, mantendo-se o tempo total padronizado do processo de coqueificação, visando à preservação das Baterias, ou ainda, a utilização de uma mistura de carvões de menor custo, sem prejuízos ao atendimento à especificação do coque para os Altos-Fornos; b) aumento da geração e redução do consumo de gás de coqueria, GCO; iii) aumento na produção de BTX (Benzeno, Tolueno, Xileno) e redução da produção de alcatrão na Planta de Carboquímicos; iv) limpeza do sistema “PROven”, “goosenecks”, tubos de ascensão e paredes dos fornos, sinalizando a sua viabilidade técnica e econômica.

Aug 1, 2018

By Fabiana Fonseca de Morais

A sinterização é um dos mais importantes e mais antigos processos de aglomeração da indústria metalúrgica. Entender a realidade atual do processo de sinterização e as qualidades requeridas para o sínter é primeiro passo para o desenvolvimento de equipamentos ou processo. Este trabalho visa entender o impacto das diferentes características de minério e resíduos empregados em uma sinterização, seu comportamento na qualidade do sínter e a sugestão de equipamentos para amenizar problemas encontrados. Parâmetros como CaO/SiO2, SiO2, Al2O3 e MgO são avaliados para entender a tendência do mercado e o efeito na qualidade final do sínter. A correta avaliação das necessidades da planta para otimização dos equipamentos a matéria-prima disponível se faz necessário para o melhor resultado no alto-forno. A granulometria da matéria-prima também é um ponto importante a ser analisado. O sinter feed tradicionalmente possui uma maior fração entre 0,7 e 6 mm, uma fração menor entre 0,2 e 0,7 mm e um conteúdo de ultrafino (<0,150 mm) limitado a 15%. Estudos identificam uma tendência do sinter feed com maior conteúdo de sílica e o consequente aumento da utilização de ultrafinos. Como resposta ao incremento de ultrafinos na sinterização as grandes siderúrgicas já estão investindo em equipamentos que minimizem grandes perdas de produtividade, como a instalação do misturador intensivo, utilizado em projetos da Pau Wurth. Outra solução inclui a instalação de uma mini-sinterização dedicada para receber este material mais fino e resíduos. O sínter produzido poderá ser adicionado diretamente no forno e/ou ser utilizado como nuclueante na sinterização grande para aumento de sua produtividade.

Aug 16, 2017