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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

By Cristiano José Scheuer

The effect of low-temperature plasma carburizing treatment on the micro-abrasive wear resistance of AISI 420 steel was investigated by mean of a CSM Calowear ball-cratering equipment. Carburized samples were treated at temperatures of 350, 400, 450 and 500°C for a fixed time of 12 h, using a gas mixture containing 99.5% (80% H2+20% Ar)+0.5% CH4. Micro-scale abrasive wear tests were conducted with a 25.4 mm AISI 420 steel sphere, using an abrasive suspension of alumina (Al2O3) with particle size of 1 ?m (abrasive concentration of 0.11 g/cm³). The contact normal force, abrasive flow and ball rotation speed were fixed at: 0.5 N, 0,2 drop/s, and 120 rpm. The wear craters were analyzed using a confocal laser microscope, Olympus OLS 3000. The wear analyses were performed for test times of: 30, 60, 90, 120, 180, 360, 540, 720 and 900 s (equivalent sliding distance: 0.84, 1.68, 2.52, 3.36, 5.04, 10.09, 15.14, 20.19 and 25.23 m, respectively). The results indicate that the wear coefficient in the outer layer and in the diffusion layer are different, being lower in the latter. It was also verified that the wear coefficient on the outer layer region decreases with increasing treatment temperature in the range of 350 to 450 °C, and increase again for 500ºC. The diffusion layer wear coefficient is similar for all the carburized samples. Finally, for all studied conditions, the analysis of the wear craters surface indicates the occurrence of grooving and micro-rolling abrasion wear modes.

Aug 8, 2018

By D. A. Aranda-Regino, C. Gómez-de-la-Garza, J. Ramírez-Cuellar, L. A. Leduc-Lezama

The Pickling Line Tandem Cold Mill (PLTCM) at Ternium’s Pesqueria plant with a 5 stands, 6 high configuration started in 2013. At the time of the start up the work roll specification and grinding practices were stablished following a low risk policy to be able to sustain any start-up associated accident. Once a stable operation has been achieved both these policies are being modified to improve productivity and reduce costs. The specified hardness of the rolls has been increased and efforts are being made to optimize the grinding according to the rolling campaign length and materials. The fatigue damage in work rolls, after rolling and its removal by grinding was followed by hardness measurements made at the end of the rolling campaign and after grinding. Softening of the rolls after rolling was found mainly in final stands to be related to the averaged stress experienced during the campaign, the original roll hardness was recovered after grinding. Hardness evolution was also followed after each grinding step finding that the total amount of grinding could be reduced. The grinding practice was modified accordingly for the first stands and the yield of work rolls in them has improved.

Oct 1, 2019

By Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzin

The steel production in mini mills generates several process residues, among them the electric arc furnace dust (EAFD). This residue has as main elements Fe, O, and Zn, being classified as hazardous by the presence of Pb and Cd. In recent years, a rise in the chlorine content of this residue was observed, motivated by the increased use of scrap with impurities bearing this element. In this work, a qualitative assessment of the presence of chlorine in the electric steelmaking process is made. Complementing it, theoretical considerations based on the computational thermodynamics tool FactSage show the effects of the chlorine on the mineral species in EAFD and on gaseous species in the gas phase (HCl and Cl2). For this study, PVC polymer was used as the chlorine carrier substance which contaminates the EAF charge; presence of other minor elements in the system such as K, Na and Pb were also considered.

Aug 7, 2018

By Andrew Salach

Experimento laboratorial avalia desgaste em rodas e trilhos de PR’s. Chegou-se a conclusão de que rodas com elevada dureza economizam desgaste de rodas e de trilhos.

Aug 16, 2017

By Kazuya Nakabo

In this article, influences of restraint and MgO content on densification of alumina-magnesia castable during heating were experimentally studied. High thermal expansion-alumina-magnesia castable specimens were surrounded by low thermal expansion-alumina-silica castables, and heated in an electric furnace. Doing so allows restrained heating of alumina-magnesia castable. According to the results of simple calculations, the restraint stresses were estimated to be between 2 to 20 MPa, so the experimental conditions were considered reasonable. As a result of the experiments, it was verified that restraint densifies alumina-magnesia castable, resulting in an increase in modulus of rupture and modulus of elasticity. The densification effect of restraint became larger as the MgO content increased. The effects are attributable to an in-situ spinel forming reaction, which improves corrosion resistance.Taking the temperature distribution in the castable lining into account, large restraint stress is expected for the hot face while only a little effect is expected for back end. Thus, excessive difference in material property in the thickness direction, which is undesirable in terms of structural spalling, is a concern.Hence, the MgO content of alumina-magnesia castable should be determined carefully, taking not only corrosion resistance but also spalling resistance into consideration.

Oct 30, 2017

By Nestor Cezar Heck

Aim of the present work is to continue the theoretical evaluation of the slags of the fundamental system CaO-SiO2-CrOx-MgO (Ca-O-Cr-Si-Mg quinary system) at the temperature of 1,873 [K], with the help of a computational thermodynamic tool. Driving force for this and the previous research works is the understanding of chromium losses from the molten bath into the slag. Especially motivating is the presence of solid phases in the slag, since they may prevent refractory degradation and help in the production of foaming slags. Nevertheless, Cr-bearing solid phases can lead to Cr losses, being therefore detrimental. Determination of the states of thermodynamic equilibrium for this system using a slag with fixed composition as a start material were made using MgO amount as variable. Results show the impact of the MgO content on the equilibrium phases (molten metal, liquid slag, solids) and their composition for this system.

Jul 30, 2018

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 Daniel Paulo Santos, João José dos Santos Carvalho, Leonardo Passos Perdigão, Alexandre Santos Tardin, Filipe Sathler, Leonardo Barbosa de Oliveira Mello, Odilon José da Silva, Marcelo Tardin Alves

A estabilidade operacional do alto-forno depende da qualidade de suas matérias-primas, sendo a resistência mecânica do coque após a reação – Coke Strength after Reaction (CSR) um dos principais parâmetros de controle da qualidade do coque para verificar a degradação granulométrica do coque após sua reação com CO2. O desafio das empresas siderúrgicas está em produzir um coque de baixo custo e elevada qualidade com resultados precisos e consistentes para atendimento às especificações requeridas pelo alto-forno. Neste trabalho em particular, utilizando a metodologia Seis Sigma, foi desenvolvido e validado uma equação matemática (modelo de regressão linear múltipla) para previsão do CSR produzido pela coqueria da ArcelorMittal Tubarão, a partir de dados estatísticos correlacionados à parâmetros da mistura de carvão (teor de cinzas totais, enxofre médio e a composição química das cinzas expresso pelo índice de basicidade).

Oct 1, 2019

By Zirlene Alves da Silva Santos

O presente trabalho analisa as falhas por desgaste em um transportador de correia de uma empresa mineradora que beneficia o minério de ferro. O transportador de correia, por ser um equipamento critico em qualquer linha de produção, é o objeto do estudo de caso utilizado para o desenvolvimento do trabalho. O objetivo desse estudo é reunir informações a respeito dos desgastes que o transportador apresenta em um determinado período de tempo para criar uma tabela com os principais tipos de desgastes e a freqüência com que eles ocorrem. As falhas por desgaste são encontradas através da pesquisa documental pelo software Maximo e da análise feita no local do transportador. Como resultados das análises foi constatado que o desgaste predominante é o abrasivo por dois e três corpos, esse promove a perda gradual de material da superfície dos componentes do transportador de correia.

Aug 16, 2017

By Larissa de Barros Machado Vilela

O lingotamento contínuo é um processo de solidificação de aço líquido onde o conhecimento de suas variáveis é de extrema importância para a produção de aços de qualidade. Este processo contém um reator denominado distribuidor que se localiza entre a panela e o molde e tem como função tradicional, distribuir o aço que sai da panela para o molde, mas também realiza outras importantes funções. Devido a essa importância no processo, este trabalho objetivou realizar o estudo do escoamento do aço no distribuidor com duas configurações diferentes, sendo uma sem injeção de gás inerte e a outra com injeção de gás inerte. Neste estudo foram utilizados softwares para a realização das simulações matemáticas onde se podem notar as diferenças das curvas DTR, grandezas de turbulência e perfil de velocidade quando se tem ou não a injeção de gás inerte.

Aug 7, 2018

By Manara Nogueira Quintino

No processo de produção de ferro e aço, uma grande quantidade de resíduos é gerada. Esses resíduos e coprodutos contêm consideráveis quantidades de ferro e carbono, que podem ser reaproveitados, ajudando a reduzir a poluição ambiental que pode surgir devido ao descarte inadequado. Este trabalho tem como objetivo avaliar o potencial energético contido em um resíduo siderúrgico, quando misturado à biomassa. Por meio de análise termogravimétrica e cinética (método Coats – Redfern) amostras com diferentes proporções de resíduo metalúrgico, biomassa de capim elefante e carvão vegetal foram estudadas. A amostra com menor tamanho de grão e maior quantidade de resíduo foi a que apresentou melhor perda de massa ao final do experimento, apesar de não ter apresentado o melhor resultado antes da faixa isotérmica do experimento. Contudo, a quantidade de capim elefante se mostrou relevante na performance da queima.

Oct 30, 2017

By Natália Cristina Candian Lobato

A fim de se evitar os danos causados pela corrosão, cresce cada vez mais o uso do aço galvanizado. Durante o processo de galvanização a quente ou por eletrodeposição é gerado um resíduo sólido perigoso conhecido por lama galvânica cujo descarte se trata de um processo oneroso. Sendo assim, as principais rotas de gerenciamento desse resíduo foram levantadas no presente trabalho, visando contribuir com a economia e aumento da sustentabilidade desse setor industrial. Ultimamente a lama galvânica é considerada uma matéria-prima potencial por conter metais com valor comercial presentes em concentrações elevadas, e isso tem estimulado pesquisas de rotas de recuperação desses teores metálicos. Paralelamente, a fim de resolver o problema de gestão do resíduo, estudos buscam rotas alternativas de descarte que visem estabilizar os elementos tóxicos e reutilizar a lama como matéria-prima em outro processo industrial.

Aug 7, 2018

By Daniella Gomes Rodriguesr

"As mudanças que ocorrem ao longo do recozimento na microestrutura e textura foram observadas no aço inoxidável ferrítico estabilizado ao nióbio, tipo ASTM 430 por meio de Difração de Elétrons Retroespalhados. As amostras deformadas foram recozidas com uma taxa de aquecimento de 23,5°C/s. O recozimento foi interrompido nas temperaturas de 780, 830 e 880°C para acompanhar a evolução da microestrutura e textura. Os resultados mostraram que a nucleação dos novos grãos ocorre preferencialmente nos contornos de alto ângulo. No estágio inicial da recristalização a fibra g é dominante na fração recristalizada, com as componentes 111121, 1111 ,1 2 mais intensas. Na fração não recristalizada a fibra a foi mais intensa. No progresso da recristalização as componentes 11112 1 e 1111 ,1 2 permanecem predominantes, a fibra g torna-se dominante em detrimento da fibra a."

Jan 16, 2018

By Juan Marcelo Rojas Arango

O refino de grão da estrutura bruta de solidificação da liga Cu-8%Sn com a adição de Cu-50%Zr (inoculante) foi estudado utilizando analise térmica e metalografia quantitativa. Os efeitos da adição de Cu-50%Zr foram analisados nas curvas de resfriamento, no tamanho do grão médio e no calor latente liberado durante a solidificação. Os resultados mostram que as curvas de resfriamento sofrem uma alteração significativa na região da recalescência com a adição do inoculante. Observou-se que adições que resultam em um teor de 0,009% de Zr na liga causaram uma redução do tamanho médio de grão de até 90%. Algumas evidências parecem indicar que o mecanismo de inoculação causado pela adição de Cu-50%Zr é o surgimento no banho líquido de partículas de ZrC, sobre as quais ocorre a nucleação heterogênea da fase Cu-a.

Aug 16, 2017

By Roney Eduardo Lino, Loyslene Rabelo Fernandes, Gustavo Henrique Sousa, Athos Fernandes Araujo, Wallace Crisólogo Souza Gonçalves

Nos processos de refino dos aços, as ferroligas exercem um papel muito importante. E deve-se conhecer o comportamento do rendimento dessas ligas para que não sejam feitas adições desnecessárias que possam elevar os custos de produção ou até mesmo acarretar em perdas de corridas por composição química fora da faixa de especificação. Nesse trabalho foi utilizado o simulador de refino secundário do Steel University para avaliar o comportamento do rendimento das principais ferroligas em estação de rinsagem com banho metálico desoxidado ao alumínio e em banho não desoxidado. Foi possível avaliar que o comportamento do rendimento das ferroligas tende a ser mais positivo quando se é feita a desoxidação do banho metálico utilizando Alumínio briquetado. Com isso feito um comparativo do custo de produção que mostrou que, quando se conhece o comportamento dos rendimentos, é possível gerar economia para o processo.

Oct 1, 2019

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 Severino Albani Junior

A crise econômica mundial de 2008 obrigou as empresas a se recriarem para atender um mercado mais cauteloso e conservador. Isso demandou uma reformulação na maneira de executar as atividades e estruturar os preços dos produtos. Nesse contexto a ArcelorMittal Tubarão iniciou os trabalhos na área de gestão de ativos focada em manutenção, desenvolvendo um programa para melhoria da confiabilidade dos equipamentos. Dentro desse programa, foi identificada a oportunidade de revisar os planos de manutenção da planta. Essa revisão contempla ajustes no cadastro, criticidade dos equipamentos e revisão dos planos de manutenção no Sistema da Manutenção da Planta. Esse trabalho abordará a metodologia adotada para realização dessas revisões, considerando a formação das equipes de trabalho centralizadas, sua interação com as áreas de manutenção das unidades produtivas, critérios utilizados para revisão dos cadastros/criticidades, a utilização da Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) para revisão dos planos de manutenção e resultados obtidos.

Aug 16, 2017

By Frederico Ibrahim Horta

As estradas de mineração influenciam diretamente nos custos de operação de mina e manutenção de equipamentos. A equipe de planejamento de lavra em conjunto com a equipe de operação de mina buscando a melhoria de seus indicadores de custos e produtividade realizaram várias melhorias no perfil de transporte da Mina Oeste. Para realização deste trabalho foram mapeados e projetados novos trechos da mina que poderiam ser melhorados em termos de inclinação de rampa, subidas, descidas e curvas. A realização destas melhorias, em conjunto com correções de drenagem e forragem das pistas, possibilitou a alteração do limite de velocidade dos caminhões fora-de-estrada em alguns trajetos de 40 para 50 km/h. Como resultado destas alterações, obteve-se um ganho de 18% na produtividade da frota de transporte e uma redução de 13% nos custos de operação.

Oct 30, 2017

By Charles de Abreu Martins

Os efeitos da temperatura de austenitização, taxa de resfriamento e adições de Cr ou Mo nas transformações de fases de um aço 0,12C-1,70Mn-0,2V, utilizando dilatometria, foi investigado. Os diagramas em resfriamento contínuo de sete aços foram elaborados e as microestruturas foram identificadas utilizando microscopias ótica e eletrônica de varredura. Em temperaturas de austenitização mais elevadas, taxas de resfriamento mais altas e maiores adições de elementos de liga (Cr ou Mo), houve uma elevação significativa da temperabilidade e queda na temperatura Ar3. Uma comparação entre os efeitos do Cr e o Mo também foi realizada, mostrando um efeito mais efetivo do Mo. Foi observada redução na temperatura Ms com o decréscimo da taxa de resfriamento. Não foi observada variação significativa de Ms com o aumento da temperatura de austenitização ou adição de elementos de liga.

Aug 8, 2018