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By Lumena Glória de Souza Nunes

Objetivo deste trabalho foi simular o processo de deformação plástica severa, mais especificadamente o processo de colaminação acumulativa (Accumulative Roll-Bonding-ARB) em aço baixo carbono, por ensaio de torção a morno. Os corpos de prova foram inicialmente recozidos à 900ºC por 5 min e resfriados dentro do forno com potência desligada. Realizou-se o ensaio de torção à 500ºC aplicando cinco passes de deformação de 0,8, totalizando uma deformação verdadeira de 4, à uma taxa de deformação de 0,1s-1, bem como deformações intermediárias de 0,8; 1,6; 2,4 e 3,2. Para verificar a influencia da temperatura no processo, realizou-se o ensaio também nas temperaturas de 600 e 700ºC. As micrografias mostraram que ocorreu refino do grão, típico do processo estudado. Ensaios de nanodureza Vickers mostraram um aumento considerável na dureza, mostrando que o teste de torção é uma ferramenta eficiente para simulação do processo ARB.

Oct 30, 2017

By Levi de Oliveira Bueno

Constant stress testing was used for characterization of creep behavior of a 1Cr0.5Mo steel plate in the virgin condition. The tests were performed on creep machines equipped with Andrade-Chalmers type profiles, high sensitivity SLVC transducer extensometry, high stability temperature controllers, and facilities for monitoring the creep curves with an automatic data logging system. Ten creep machines of this type were used in this research, in an experimental work that lasted for one year. Three temperature levels were selected: 538, 565 and 593°C, with stress in the range from 69 to 258 MPa producing rupture times varying from 8 to about 4908 h. The creep curves were all followed with great scrutiny using data logger scanning rates which enabled storing thousands of readings in each case. The experimental analysis involved measurements of minimum creep rate, rupture time and final elongation at rupture. The data were analyzed according to the classical phenomenological / physical relations (Norton, Arrhenius, Zenner-Hollomon, Monkman-Grant) and also considering five traditional parameterization methodologies (Larson-Miller, Orr-Sherby-Dorn, Goldhoff-Sherby, Manson- Haferd and Manson-Succop). Comparisons are presented among the possibilities of data extrapolation from five different methodologies. Comparison is also made with creep results mentioned in literature for the same material in the virgin condition.

Aug 16, 2017

By Débora Cardoso de Oliveira Silveira, Jean-Christophe Huber, Hamzeh Hamadeh, Kateryna Pastel, Guillaume Brosse

The dynamic behavior of oxygen gas flow, determined by the lance nozzle and blow pattern, is a key factor for determining jet efficiency in BOF Steelmaking. The present work compares the performances of Laval and parabolic nozzles with the aid of the Computational Fluid Dynamics (CFD). The Method of Characteristics (MOC) was applied to design a minimum length parabolic nozzle. The results show that the parabolic nozzle generates more uniform and stable jet, with 2% longer potential core and supersonic length and less shock waves. For the parabolic nozzle, the pressure nearby the nozzle wall is higher, which can protect this region from reverse flow of converter gases and offer longer life for the lance tip. Likewise, the flow rate variations would affect less this nozzle. In addition, the nozzle wear was investigated, and the parabolic nozzle has proven relatively less sensitivity to the presence of this deformity.

Oct 1, 2019

By Ian James McDonald

Each year, approximately 400 million tons of blast furnace slag is produced worldwide with a tapping temperature of around 1,500°C. It is normally used as a substitute for cement clinker or as an aggregate material in road construction. Currently, the slag is granulated in wet-granulation plants using large volumes of water and to date, it has not been possible to utilise the remnant heat energy of the molten slag, which amounts to approximately 1.8 GJ of energy per ton. However, in an R&D project currently underway led by Primetals Technolgies and industrial partners, a new dry atomising technology is being investigated to use air to cool molten slag and recover the lost heat energy. The resultant pelletised slag fulfils the same criteria as wet-granulated slag for use in the cement industry. Phase 1 of the project has now been completed where a technical plant was set up at the University of Leoben in 2012. A series of dry-slag granulation campaigns were carried out using remelted blast furnace slag. The elevated offgas temperatures and the quality of the slag product as verified by the FEhS Building Material Institute have shown the process suitability as an industrial application and the decision was taken to escalate the project from large laboratory scale to a full size pilot plant. The phase 2 development of this plant is now underway and is scheduled for installation at the site of an industrial partner in early 2016 where full slag flow will be fed directly to the plant from Blast Furnace ‘slag runners. This paper will show the development path taken to date and the planned route to our goal in 2016 of being the first to industrialise the ‘game changing’ process of dry Slag Granulation with Heat Recovery from the slag.

Aug 16, 2017

By André Oliveira Galon, Caio Vaccari Silva, Victor Bridi Telles, Raphael Mariano de Souza, Felipe Fardin Grillo, José Roberto de Oliveira

Neste trabalho foi estudada a influência da granulometria de CaO adicionada ao processo de desfosforação, temperatura e teor de FeO da mistura desfosforante na aglomeração de partículas sólidas na escória. Para isto, foram realizados testes laboratoriais em sete condições experimentais distintas, bem como a análise de imagens via software Quantikov, para medir a aglomeração, além de análise termodinâmica computacional. A granulometria, temperatura e porcentagem de FeO se mostraram parâmetros relevantes na aglomeração da escória de desfosforação e a análise de imagens mostrou-se uma ferramenta útil para a obtenção destes resultados.

Oct 1, 2019

By José Adilson de Castro

In the integrated steel industries the sintering process plays an important role furnishing raw material to the blast furnace. In this work, a computational simulation of the sinter process is developed that is able to predict the most important phenomena within the sintering bed. The model is based on the multi phase concept with multiple components described by conservation equations of each component coupled with the momentum, chemical reactions and heat transfer. The model validation was carried out comparing the model predictions with averaged industrial data and local temperature measurements within the sinter strand. The model predictions presented good agreement with the averaged values measured on the industrial sinter process.

Aug 2, 2018

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 Bruna Brito Freitas

O processo de soldagem por fricção é uma técnica recente que vem sendo desenvolvida a fim de melhorar a qualidade das estruturas offshore. Com a finalidade de aperfeiçoar essa técnica é importante estudar as propriedades metalúrgicas do material soldado. Este trabalho tem como objetivo avaliar a tenacidade ao impacto de um aço C-Mn soldado por fricção com pino consumível, conhecido como FHPP (Friction Hydro Pillar Process). Desta forma, no presente estudo o material foi soldado, tratado termicamente, e após avaliado através de análises metalográficas, de microdurezas e ensaios de impacto Charpy. Como resultados foram geradas microestruturas para as diferentes regiões da solda e foram obtidos valores de energia, segundo a norma ASTM E-23. Por fim, conclui-se que o material não processado apresentou uma tenacidade superior a região de interface soldada, devido as diferentes microestruturas geradas no processo.

Aug 16, 2017

By Pietro Palma

Universal cardan joints are widely used in drivetrains of rolling mills for steel and aluminum making, as well as for non ferrous alloy industry. Working conditions are extremely tough due to high alternating or pulsating rolling torques in the roughing stands and high torques and speeds in the finishing stands. Overloads and lubrication along with oxide and slag are also critical issues that contribute to create severe working conditions. For a constant and reliable power transmission rolling mills performance and uptime rely on Universal cardan Joints which are the most critical equipment of the drivetrain. Fatigue assessment of the most important components of the Universal cardan Joint is therefore definitely vital for the mill in order to avoid failures and consequently downtimes. Considering the component’s dimensions and weight and in addition the time needed in order to reproduce full scale tests, a new approach to study the Universal cardan joint’s main components fatigue behavior has been investigated. It consists in reproducing the local stress condition of the main joint components on small scale specimens that can be tested by conventional laboratory fatigue machines. The aim of this study is to analyze the most critical stress concentration areas in the universal cardan joints highlighting how a universal cardan joint Wöhler curve can be determined through laboratory tests of small scale specimens.

Aug 16, 2017

By Caetano Nunes da Silva

A busca por competitividade despertou na ArcelorMittal Tubarão interesse em novas possibilidades de integração de operação e manutenção nas áreas fabris, sendo retratado nesse trabalho a experiência da área de acabamento de bobinas. O trabalho enfoca: 1. a mudança cultural - que vem sendo continuamente trabalhada com as equipes e tem reforçado princípios como o senso de propriedade, autonomia e integração; 2. o incentivo ao intercâmbio entre funções - contribuindo para que as atividades da operação e manutenção fossem conhecidas por todos; 3. alterações na rotina, com a introdução de reuniões, inspeções e relatórios compartilhados - para melhor troca de informações entre as equipes de operação e manutenção; 4. mudança na localização física das equipes - com a acomodação das equipes de operação e manutenção mais próximas entre si e dos equipamentos; e por fim, 5. a implantação da manutenção autônoma - com a capacitação e realização de intervenções de manutenção pelos operadores. Com a melhoria da integração têm sido obtidos resultados expressivos de segurança, estabilidade operacional e custo.

Aug 7, 2018

By Thiago Pires Nagasima

O refino de grão da estrutura bruta de solidificação da liga Cu-30%Zn (latão 70/30) a partir de adições de P e Zr ao banho líquido foi investigado utilizando-se microscopia óptica, microscopia eletrônica e microanálises. Foram conduzidas medidas de tamanho médio de grão pelos métodos planimétrico e do intercepto linear e foram realizadas microanálises por espectroscopia de dispersão de energia (EDS) e de comprimento de onda (WDS). Nas amostras obtidas observa-se que, quando são adicionados P e Zr, sempre ocorre a diminuição do tamanho médio de grão em relação àquele das amostras onde apenas P é adicionado. O menor tamanho médio (? 200 ?m) ocorre para um teor de 0,16% de Zr. O refino de grão coincide com a formação de precipitados geralmente facetados, contendo Zr e P em uma proporção equivalente à da fase ZrP. Sugere-se que as adições causaram a formação de partículas sólidas de ZrP, sobre as quais ocorreu a nucleação heterogênea de grãos da fase Cu-?, resultando no refino de grão.

Oct 30, 2017

By Eleir Mundim Bortoleto

A finite element modeling approach was developed to study adhesion phenomena during the unidirectional contact between a two-dimensional plane-strain square and a flat slab. Surfaces were metallic or ceramic, different pairs of materials were analyzed and their adhesion was considered by means of a FORTRAN subroutine (DLOAD), which was connected with commercial finite element code Abaqus and provided surface attractive forces based on the Lennard-Jones interatomic potential. Adhesive loads were considered both during approximation and separation of the surfaces. During the separation step, material transfer between surfaces, due to adhesion, was modeled by means of damage initiation and propagation at the flat slab. The parameters considered in the simulations were normal load, chemical affinity and system size and the different conditions were analyzed by comparison of the interaction forces during approach and withdrawal. This work also presents detailed descriptions of: (i) the evolution of energy dissipation due to adhesion hysteresis, (ii) the formation-growth-breakage of adhesive junctions and (iii) the evolution of stress distribution during the process. Results have indicated that chemical affinity between the bodies in contact is more relevant for adhesion than the applied load. Besides, smaller asperities are less prone to promote adhesive wear, but they may be subjected to high stress concentration effects.

Jul 31, 2018

By Juan Enrique Alvarez Ogusko

Rotas hidrometalúrgicas para o beneficiamento do minério de cobre vem sendo estudadas a fim de substituir o processo tradicional por pirometalurgia. No entanto, o uso de soluções lixiviantes como o ácido sulfúrico e a amônia são considerados ambientalmente desfavoráveis ao processo e descarte. Além disso, durante a lixiviação do cobre também ocorre a lixiviação do ferro. O uso de glicina como agente lixiviante é uma alternativa de baixo impacto ambiental já que é um aminoácido capaz de ser metabolizado por organismos vivos. Na lixiviação, a glicina apresenta a capacidade de formar um complexo quelante apenas com o íon Cu2+. Esse trabalho buscou avaliar a capacidade de lixiviação de um minério de cobre concentrado proveniente do Peru. Para isso, três concentrações de glicina em meio aquoso foram avaliadas nas temperaturas de 25ºC (48 horas de contato) e 60ºC (duas horas de contato). O pH da solução foi mantido entre 10,5 e 11 com adição de hidróxido de sódio. Foi possível lixiviar acima de 30% do cobre usando 0,8M de glicina na solução e em ambas as temperaturas de estudo. Além disso, a lixiviação do ferro ficou abaixo de 0,6% mostrando a seletividade da glicina para o cobre durante a lixiviação.

Oct 30, 2017

By Etiene Pereira de Andrade

Em decorrência de índices de emissão de poluentes cada vez mais restritivos, de programas de incentivo à eficiência energética e do uso de fontes de energia renováveis, a indústria automobilística se renova e desenvolve tecnologias que permitam redução de massa dos veículos conciliada a bom desempenho estrutural e em serviço. Nesse contexto pode-se destacar o processo de Tailor Welded Blank (TWB). Esse processo permite que se reduza o número de reforços empregados no veículo, bem como a necessidade de um maior número de etapas de manufatura. Este estudo trata da caracterização das fraturas observadas em chapas obtidas pelo processo de TWB, para aplicação em portas laterais de veículos, quando submetidas à operação de estampagem profunda. Para a identificação da causa raiz foram realizados os ensaios de tração (de forma qualitativa, buscando apenas definir a região de falha), embutimento e análises metalográficas usando microscópio óptico (MO) microscópio eletrônico de varredura por feixe de elétrons (MEV). Os resultados indicaram que a fratura ocorreu na zona termicamente afetada, e não na zona fundida. Verificou-se, ainda, que a fratura ocorreu por esforços de tração simples, gerados pelo processo de estampagem do componente.

Oct 30, 2017

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 Solange Kazue Utimura

As placas de circuito impresso (PCIs) dos resíduos eletroeletrônicos (REEEs) possuem diversos metais na composição. A recuperação desses metais tem incentivado as pesquisas inovadoras no seu processo de extração. Como alternativa de recuperação de metais das PCIs de forma sustentável optou-se pela biohidrometalurgia envolvendo a fase extração. O presente trabalho avalia a biolixiviação do cobre na presença de duas cepas bacterianas distintas em PCIs de REEEs provenientes de impressoras obsoletas. As PCIs foram caracterizadas mediante as técnicas analíticas de espectrometria ICP-OES e de fluorescência de Raios X (FRX) para determinar os elementos químicos presentes na amostra inicial. As cepas utilizadas na lixiviação bacteriana foram Acidithiobacillus ferrooxidans (AF) e Leptospirillum ferrooxidans (LF), cultivadas em meio de cultura T&K. Os ensaios de biolixiviação foram realizados em incubadora orbital, com velocidade de rotação de 170 rpm, temperatura de 30 oC, volume de inoculo de 10% (v/v) e densidade de polpa de 30g/L. A técnica empregada na concentração de cobre da solução após a biolixiviação foi a FRX. Foi possível determinar que a cepa AF apresentou uma extração de 100% de cobre em 8 dias em comparação com a LF na qual foi observado que a extração de cobre foi de 100% em 5 dias.

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 Armando Vazquez

Steel Dynamics Inc. (SDI) and Tenova Goodfellow Inc. (TGI) have successfully commissioned the first hybrid extractive/laser system for continuous and full spectrum analysis (CO, CO2, O2, H2 and H2O vapor) on two twin shell furnaces at Butler, Indiana. NextGen® technology using off-gas analysis as a main tool for EAF practice optimization is a proven effective method for improving plant productivity. Significant benefits attributed to the NextGen® system are operational cost reductions through the use of real-time dynamic control of chemical energy and improved environmental conditions through reduced GHG emissions. Additionally, the implementation of Tenova’s Water Leak Detection Technology® has shown results as an effective tool for operators to identify in real-time the presence of water during both reducing and oxidizing conditions. This paper will include project details, trials and results and will also outline the latest hardware developments and multipoint capabilities

Oct 30, 2017

By Jens Kempken

A competitive landscape pressurizes the steel producers business, zero defect requirements from customers forces the operators for additional efforts in process control and quality management. The so called quality related cost, which include also rework, cost for downgrading or even scabbing of material is already a remarkable lever in a plants profitability breakdown. The introduction of advanced state of the art grades in the product portfolio requires already a budgeting for the expenses for R&D and quality management. PQA has been developed as a process and quality management software solution next to existing level 2 or level 3 automation systems. It is focusing on the analysis of process data, equipment information, in line quality measurement devices and trend analysis to obtain an answer whether the process is according to definition and expectation and whether the intermediate or final product can be shipped for further processing as prime material. Advanced analytics which are linked to an expert know how based configuration identifies deficiencies in the production and processing process. An intelligent, state of the art quality rating system evaluates tolerable deviations. PQA comprises the software platform including the database, data configurator and collector from the different sources in the production process and units. The core element of the platform is the knowledge based expert know how package defining process and quality determining fundamentals. The paper describes the structure of the software package, it gives insights on the expert know how package, process and quality evaluation and points out the customer benefits, cost reduction, improvement yield, customer satisfaction increase. The link to recent operational references is given.

Oct 30, 2017

By José Helio Sobrinho

O aço inoxidável austenítico alto nitrogênio ISO 5832-9 tem sido promissor na manufatura de próteses ortopédicas com resistência mecânica e de corrosão superiores a do aço tradicional ASTM F-138. Pesquisas recentes têm mostrado que esta liga apresenta resultados peculiares, tais como alta resistência mecânica, resistência à corrosão e presença de partículas de segunda fase (Fase Z) na matriz. Entretanto, não se sabe como se dá a correlação mecânica-microestrutural e de taxa de corrosão em regiões de processabilidade industrial desta liga na conformação a quente de peças. No presente trabalho, ensaios sob torção a quente isotérmico contínuo e interrompidos foram realizados após tratamento térmico de solubilização a 1.200oC, por 300 s com intervalos de temperatura variando entre 1.000°C e 1.200oC com taxa de deformação variando entre 0,05 e 5 s-1, para investigar a trabalhabilidade e a taxa de corrosão sob tensão desta liga com aplicação da técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica e caracterização microestrutural, conduzida por microscopia óptica e varredura. Os resultados mostram que a tensão de escoamento é sensível aos parâmetros de deformação. O pico de tensão diminui com o aumento da temperatura e redução da taxa de deformação com alta taxa de recuperação dinâmica com grãos alongados, gerando regiões de acúmulo de tensão. Essas regiões de instabilidade plástica apresentam grau de corrosão superior em relação às amostras como-recebidas. As regiões de alta temperatura e baixa taxa de deformação apresentam boa trabalhabilidade com microestrutura final refinada com grãos recristalizados dinamicamente.

Aug 8, 2018