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By Bruno Pinheiro da Silva

Controlar a distribuição de carga do Alto Forno é fundamental para o controle de processo, e através de sua otimização, dentre as mais variadas configurações operacionais, busca-se lograr da estabilidade do processo e aproveitamento do gás no interior do reator. Para tal, utiliza-se um sistema de carregamento, sendo o mais usado na atualidade o do tipo Bell Less Top com calha rotativa. Durante o carregamento do forno as partículas passam pela calha rotativa, resultando em abrasão dos elementos de desgaste que por sua vez, altera a geometria da mesma, gerando alterações na trajetória das partículas carregadas e a mudança de trajetória pode perturbar a marcha do Alto Forno. Nesse contexto, a boa condição da calha passa a ser um fator essencial para a manutenção da estabilidade operacional. O presente trabalho, aplica o método dos elementos discretos (DEM) para caracterizar os efeitos do desgaste da calha na trajetória do material descarregado, podendo assim avaliar melhor os distúrbios na estabilidade do Alto Forno, e com isso a indicar o melhor momento para troca da calha.

Oct 30, 2017

By Marcelo Rebellato, Leonardo Silvestre, Zhang Yongqing, Felipe Bastos, Zhang Weiqiang

This work reviews the new version of GB1499.2-2018 Chinese national standard and specification, which governs the production of high-strength reinforcing hot rolled ribbed bars in China. In addition, it discusses the main concerns from Chinese rebar makers that might affect production and application of Nb-bearing rebars, like reheating temperature required to dissolve given niobium additions, the promotion of bainite microstructure and continuous yielding, as well as Nb strengthening effects. Through extensive investigation involving both thermomechanical laboratory simulations and industrial trial, the existing state and effects of Niobium along the reheating, rolling and cooling are illustrated. At the end, optimum processing conditions have been established to produce high strength rebars for the specified requirements. The adoption of new process conditions reflected in an amount of about 20.0 million tons of Nb-bearing rebar being produced in China in 2018 with required tensile properties and microstructure, and helped rebar makers to reduce production costs considerably. Based on production data, Niobium demonstrated positive strengthening effect for high strength rebars, in particular for small diameter rebars with earthquake resistant performance. What is more, the results of the research enrich the knowledge of the application of Niobium in steels when TMCP rolling is not used.

Oct 1, 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 Marco Antonio Meggiolaro

Most cyclic plasticity models used in multiaxial fatigue life predictions are based on a concept of a yield surface, which divides the elastic and plastic domains. Plastic straining occurs when the stress state reaches the surface and tries to move outward. Subsequent plastic straining causes the stress state to remain on the yield surface, which will translate to prevent the stress point from moving outside it according to a kinematic hardening rule that models the Bauschinger effect. The accurate modeling of the yield surface shape is fundamental to predict stress-strain relations. In this work, the main yield surface equations for isotropic materials are compared. Even though most materials can be modeled using Mises and Tresca surfaces, other need to consider the effect on the yield strength of the hydrostatic stress or the normal stress acting on a critical plane. It is shown that pressure-sensitive models originally devised for concrete can be applied to predict yielding in some materials, and even fatigue life for metallic structures with short cracks.

Aug 8, 2018

By Rayane Sonda Cassel Bielefeldt

As TRC (tensões residuais compressivas) induzidas por shot-peening (SP) podem ser relaxadas e redistribuídas sob cargas cíclicas mecânicas, térmicas e termomecânicas. O objetivo desta pesquisa é avaliar a redução da TRC por SP através da difração de raios-X fast in-situ (DRXin-situ) na superfície do aço SAE 4140 durante tempo (t) de patamar de t [s] = 54000 em três diferentes temperaturas (T) de T [K] = 423,16; 523,16 e 623,16. É investigada a relaxação de TRC por cargas térmicas, mantendo as amostras, previamente tratadas por SP, em um forno com diferentes temperaturas de patamar, enquanto são medidos os valores de TR ao longo do t. Foi construída uma câmara de vácuo acoplada a um difratômetro de raios-X. Obteve-se 100 % cobertura por SP, as TRC aliviaram com o aumento da temperatura de patamar e o tempo. A maior variação de TRC ocorreu nos primeiros minutos de ensaio, no restante do tempo a TR permaneceu constante. A macrodureza superficial e FWHM das amostras diminuíram com o aumento da temperatura de patamar ao longo do tempo. A macrodureza superficial das amostras e FWHM são maiores após o tratamento de SP, antes do aquecimento. O FWHM reduziu ao longo do tempo com mesmo comportamento da queda da TRC, correspondente e proporcional à redução da TRC. A energia de ativação do processo, calculado pela função Zener-Wert-Avrami não foi coerente com a autodifusão do Fe-a. Logo, é recomendada a repetição para verificar o resultado. Com base nos dados obtidos, se pode concluir que esta pesquisa possui relevância industrial.

Oct 30, 2017

By Antonio Lourenço Batista de Souza

Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação de tiras a quente de aços C-Mn, durante a etapa de acabamento, via DEFORMTM3D. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais descritos na literatura. Utilizando-se o modelo termomecânico, foram feitas análises de sensibilidade por meio de alterações no fator de atrito e coeficiente de transferência de calor por condução, uma vez que não há um conhecimento preciso dos valores destes parâmetros para o processo simulado. Com isto, foram analisadas as alterações que a mudança destes parâmetros podem causar na carga e temperatura de laminação, perfil de deformação, fração recristalizada e tamanho de grão. O aumento do atrito provoca um aumento na carga de laminação, na homogeneidade do perfil de deformação e menor tamanho de grão. O aumento no coeficiente de transferência de calor, diminui a temperatura superficial da tira, o tamanho de grão e gera um aumento na carga de laminação. Assim, neste estudo foi mostrado a eficácia do modelo em predizer o comportamento do aço no processo de laminação a quente.

Aug 16, 2017

By Anselmo Monteiro Ilkiu

No presente trabalho será apresentado um modelo matemático para a análise da instabilidade plástica de um cilindro de parede fina sujeita a pressão interna, considerando o material com anisotropia normal R no estado plano de tensões. As equações foram obtidas, com base nas teorias elásticas e plásticas, considerando o critério de escoamento de von Mises no estado plano de tensões em termos da anisotropia normal, e de acordo com os trabalhos realizados por Johnson & Mellor [1], Chakrabarty [2] e Al-Qureshi [3].

Aug 16, 2017

By Isadora Dias Perez

Em vista da crescente geração de efluentes contendo metais, busca-se por técnicas sustentáveis capazes de recuperá-los, devido à toxicidade e ao valor econômico agregado. Os metais ainda contribuem com a poluição dos recursos hídricos. Desta maneira, o presente trabalho investiga a adsorção dos metais presentes num efluente produzido na mineração (licor) do níquel, através da resina quelante de troca iônica Dowex XUS43605. Os experimentos foram realizados em bateladas, variando pH, para verificar a captação pela resina do alumínio, cobalto, cromo, cobre, ferro (III), magnésio, manganês, níquel e zinco presentes no licor. A concentração dos metais na solução foi obtida pela técnica de espectrometria de fluorescência de raios-x por energia dispersiva (EDX). Os resultados mostram a capacidade de remoção dos metais pela resina, destacando 83% de adsorção do cobre e 7% do níquel, considerando 2,0 pH e tempo de contato 2h. Portanto, o estudo demonstra que a resina de troca iônica pode ser utilizada para tratar efluentes, em especial, de mineração.

Aug 17, 2017

By Nissandro Domingues

Foi avaliada a possibilidade de aumentar a produtividade do aço IF processado via recozimento contínuo. Amostras laminadas a frio desse aço foram submetidas a ciclos térmicos de recozimento em escala laboratorial, empregando-se menores temperaturas de encharque e maiores velocidades de processamento que as praticadas industrialmente. Foram, então, medidas as propriedades mecânicas em tração e caracterizada a microestrutura do aço. A partir dos resultados mais promissores, bobinas foram processadas industrialmente nas mesmas condições simuladas em escala laboratorial. Em amostras dessas bobinas, foi avaliada, além das propriedades mecânicas e da microestrutura, a conformabilidade de blanks visando à garantia de atendimento dos requisitos de aplicação no cliente. Com os resultados obtidos, verificou-se que é possível produzir o aço IF satisfatoriamente, preenchendo todos os requisitos de aplicação, com um incremento de 10% na velocidade de processamento e uma diminuição de até 30°C, na temperatura de encharque. Esses resultados representam considerável ganho em produtividade no processamento do aço IF.

Aug 17, 2017

By Nicolás Lugo

The electric steel industry has reached a level of maturity in its relative participation in the world’s steel production. As the industry has grown and matured, EAF steel producers have participated in an ever more competitive market. This competition has led to a continuous search for lower cost alternatives for energy and input materials. Over the years, the Electric Steel Furnace community of operators has developed a variety of technological improvements geared to increasing EAF productivity. Operators have emphasized lowering operating costs and improving the quality of steels produced. Depending on market conditions, the EAF operators may run with different goals and priorities. In times of low demand, the goal may be to operate with an emphasis on cost and the goal of maximizing cost effective use of resources. When the market demand is high the goal may be to maximize EAF throughput. The objective of this work is to list some of the EAF operating best practices observed by our team in the electric arc furnace operations around the world. EAF operators can consider and possibly implement these practices depending on the specifics of each EAF operating reality.

Jul 29, 2018

By Lilia Olaya-Luengas

A resistência à corrosão e mecânica dos aços inoxidáveis duplex dependem da distribuição de fases, portanto, é fundamental a compreensão das transformações microestruturais que ocorrem na zona termicamente afetada (ZTA) em função do aporte de calor em processos de soldagem. A fim de investigar a evolução microestrutural no aço inoxidável duplex SAF 2205 durante a soldagem, foram simulados na Gleeble dois ciclos térmicos com aporte de calor de 15 e 30 kJ/cm, considerando a temperatura de pico de 1350°C, seguido de têmpera a 500 e 250°C. As microestruturas na condição de como recebido e da ZTA simulada foram caracterizadas através de microscopia óptica (MO) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram utilizadas diferentes técnicas metalográficas para a caracterização da microestrutura e identificadas três diferentes morfologias de austenita: nos contornos de grão, austenita Widmanstätten e a austenita intragranular, assim como diferentes frações volumétricas destas fases.

Aug 17, 2017

By Wujian jun

In the process of wire rod production, the rolled wire products must be cooled from the red-hot state to the normal temperature state. How to cool the wire rod after rolling is one of the key links of product quality control in the whole wire rod production process. In this paper, combined with the closed-loop transformation project of controlled cooling temperature of Xuanhuan iron and steel group co., LTD., the closed-loop related controlled cooling equipment (including water cooler, valve table, etc.), nozzle layout and process layout of water tank, and closed-loop software control system of controlled cooling temperature of high-line are analyzed and designed. Closed-loop system design USES temperature of cooling water cooling and water cooling two temperature closed loop regulating circuit, through temperature feedback and feedforward to achieve the uniformity of temperature adjustment, in order to prevent occur due to temperature closed loop control function with the phenomenon of a steel before and after the temperature difference is bigger, system Settings have "absolute temperature regulation" and "relative temperature regulation" selection mode. The system has a self-learning mode, which can modify the temperature feed forward formula. In addition, this paper takes the hard wire 82B rod as the test object, and studies the process parameters and the comprehensive mechanical properties of the rod before and after the water cooling system reform. The research results show that the temperature closed loop system, can ensure the rolled piece temperature control precision of plus or minus 10℃, enhances the stability of wire rod cleaner performance. It can reduce water consumption by about 186m3/h and improve the utilization rate of cooling water.

Oct 1, 2019

By Elenice Cavichioli Borba

A dissolução de precipitados ricos em Nb durante o reaquecimento de placas é uma das etapas mais importantes no processamento dos aços microligados. O conhecimento do teor de nióbio em solução ao fim dessa etapa é essencial no projeto termomecânico do aço. Neste estudo, aplicou-se a termodinâmica computacional para avaliar os efeitos do ciclo de reaquecimento de placas sobre o teor de nióbio dissolvido na austenita. Os resultados mostraram que, para determinado ciclo, há um limite máximo de tamanho de precipitado que pode ser dissolvido e que a homogeneidade da distribuição do nióbio em solução na austenita é dependente do ciclo empregado. Os resultados indicam que é possível aplicar ferramentas de termodinâmica computacional para otimizar os ciclos de processamento dos aços microligados.

Oct 30, 2017

By Diego Cota Marinho

O processo de dissolução da alumina em condições industriais em cubas de Tecnologia VSS Soderberg de alimentações laterais em batelada é bastante complexo, pois sofre interferência de muitas variáveis de processo como: temperatura e química de banho, propriedades físico-químicas da alumina, quantidade de alumina adicionada e massa de banho disponível. Um bom controle de adição e variáveis de processo contribuirão para garantia de uma melhor eficiência de corrente, consumo de energia e redução da quantidade lama (alumina não dissolvida) formada que se deposita no fundo das cubas e irá comprometer a passagem da corrente elétrica e consequentemente reduzirá a eficiência dos fornos. Este estudo mostra as principais variáveis que influenciam no processo de dissolução, o comportamento da concentração da alumina e temperatura do banho durante os intervalos de alimentação de 2:40 e 4:00 horas, a temperatura de entrada da alumina e as condições de cavidade devido a deposição de lama no fundo das cubas.

Oct 30, 2017

By Luís Marcelo Marques Tavares, Gilvandro Bueno, Túlio MoreiraCampos

The HPGR development and application in the minerals industry resulted in an important increase in its application in iron ore pellet feed processing in the last decades. Vale SA was one of the pioneers in application of the HPGR in integrated plants, currently operating with six HPGRs in the pelletizing plants of Complexo de Tubarão (Vitória, ES). The work uses the mathematical model of the HPGR, proposed by Torres & Casali and modified by the present authors, to predict the performance of two industrial pellet feed HPGR units of the Complexo de Tubarão. Besides model validation, results of process simulations are shown in order to optimize the pellet feed pressing according to industrial demands, presenting different scenarios that are more attractive to HPGR operation. Simulations showed that it is feasible to reduce the specific surface area of the HPGR feed from 1770 cm²/g to 1570 cm²/g, allowing to produce a pellet feed of the same quality in its product (1911 cm²/g) and therefore reduce the work done by upstream ball milling.

Oct 1, 2019

By Roberto Quadros Menin

Os métodos de simulação estocástica permitem acessar o espaço de incerteza associado à estimativa de atributos geológicos. Esse espaço de incerteza, obtido através da geração de múltiplos cenários equiprováveis, pode ser utilizado para análise de risco e tomadas de decisões, de acordo com alguma função de transferência utilizada. Os métodos de simulação sequencial são amplamente difundidos para a construção destes modelos. Simulação sequencial gaussiana requer que a variável original seja transformada em uma distribuição normal. O método de simulação sequencial direta não necessita de alguma transformação anterior a realização das simulações, permitindo simular diretamente dentro do espaço original dos dados. A metodologia apresentada, neste trabalho, irá abordar as principais diferenças destas duas metodologias de simulação sequencial comparando os resultados. Simulação sequencial Gaussiana tende a reproduzir melhor o histograma, enquanto simulação direta é mais facilmente implementada, pois não necessita de nenhuma transformação dos dados. Os métodos serão ilustrados através de um estudo de caso.

Aug 8, 2018

By Jefferson Lisboa Lelis, Marcos Roberto Soares da Silva, Maiara Rodrigues Gouveia

Nowadays, due the development of new hot rolled strips at USIMINAS, established the necessity of realizing studies to define new parameters for the welding machine of new pickling line, in order to improve mechanical and metallurgical properties of these materials. The aim of this study was to evaluate the weldability of high strength low-alloy steel with low boron content with tensile strength above 600MPa.The influence of energy input and preheating temperature on the mechanical properties of hot rolled strips were analyzed at three distinct thickness (2, 4 and 6 mm). To perform these evaluations were used tensile test, micro-hardness, metallography (micro and macro examination) and scanning electron microscopy analysis. In resume, a good welding performance was achieved, increasing preheating temperature and the welding energy higher than 60%.

Oct 13, 2019

By Eduardo Dominguez Trindade

Lubricant oils are subjected to reciprocating movement in the piston ring/cylinder tribocouple of automotive engines. In this kind of movement, the relative speed oscillates between zero and a maximum, and therefore the lubrication regime goes from boundary to hydrodynamic. Tribotests are widely used in laboratories to hint at the friction developed in these systems. In the present work, a SRV tribometer was used to evaluate the friction behaviour of lubricant oils under reciprocating movement up to 60 Hz. A high acquisition rate allowed the analysis of data inside each reciprocating cycle. Both a pure base oil and a fully formulated lubricant were used. Changes in the contact pressure, viscosity and speed were seen to influence friction, which was correlated to the relative thickness predicted by Hamrock-Dowson equation. While some observed characteristics were typical consequences of the Stribeck curve, other effects were also observed, such as the occurrence of seizure at high reciprocating frequency. A lower boundary coefficient of friction due to additive package in the formulated oil was also observed. The results allow a better understanding of friction in reciprocating cycles and can be used to evaluate the performance of oils and surfaces in laboratory prior to engine testing.

Jul 31, 2018

By Dyego Monteiro de Souza

This study compares the wear resistance of specimens lubricated with biofluids or mineral oil. Tribological studies were performed by ball-cratering test. In these tests were used as lubricants epoxidized soybean oil, castor oil and mineral oil. The specimens used were untreated and nitrided AISI 4140, while a steel ball AISI 52100 was used as a counterbody. In order to analyze the results obtained, the worn volume was calculated and the characterization of the crater, after the test, was made using optical microscopy and SEM. Wettability was also measured for the different surface condition and lubricants. As expected both specimens showed a smaller volume worn when lubricated with mineral oil due to inherent properties of this type of lubricant. Among the vegetable oils studied, the castor oil showed a better performance in the lubrication of the specimens untreated while on the nitrided specimen have shown less wear when lubricated with epoxidized soybean oil, indicating a difference in the efficiency of oils, as lubricants, depending on the surface conditions of the mechanical components.

Jul 31, 2018

By Rafael Humberto Mota de Siqueira

O objetivo da presente contribuição é discutir o aparecimento das trincas a quente em três ligas de alumínio, AA2024, AA6063 e AA6013, soldadas a laser. Para tanto um laser do tipo Yb:fibra foi usado em condições de aportes térmicos diferentes. Os resultados indicam uma tendência ao trincamento em várias condições experimentais. No entanto, para os parâmetros de processo utilizados e para as ligas estudadas, observa-se que quando a liga possui entre 0,6% e 1% de silício a sensibilidade ao trincamento diminui.

Oct 30, 2017