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By Lucas Gonçalves Generoso, Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Mauro Vivaldino Fernandes, Gustavo Serrano dos Santos, Gustavo Alexandre da Costa Manso

O Alto-Forno 3 da Usiminas iniciou sua atual campanha em 1999. Projetada para durar 15 anos de operação, previa-se uma produção de 41 Mt de gusa. A partir de 2008, iniciaram as avarias mais significativas no sistema de refrigeração, possibilitando a entrada de água e os consequentes distúrbios operacionais. Buscando estender a atual campanha até 2021, a Usiminas realizou, dentre outras atividades de preservação, duas trocas de staves, em 2015 e 2018. Neste trabalho, são apresentados o planejamento e os principais procedimentos relacionados à parada operacional do alto-forno para a segunda troca de staves, com foco nas atividades operacionais que permitiram a redução do nível da carga até 25,1 metros em relação ao stock line. Destacam-se os cuidados e o êxito no abaixamento de carga até o nível das ventaneiras e a metodologia de troca de staves adotada. Por fim, a previsão de extensão da campanha em 7 anos, possibilitará atingir uma produção acumulada de 53,5 Mt, superando em 12,5 Mt o valor projetado.

Oct 1, 2019

By Ernesto Furtado de Mello Neto, Eliezer Thuler, Claudio Vano Nunes, Carlos Alberto Cristofari

The Brazilian steel industry is dealing an adverse scenario with direct competition from global emerging markets. In this scenario, the need to improve asset operational performance, makes complex studies involving technical knowledge and asset life behavior, become important tools to support companies strategic accomplish. These studies allow consider performance, costs and operational risks relationship in the decision make process. The Asset Management approach support these studies in order to observe the whole asset life cycle, understand value chain through all company process and optimize the asset economic life. In this context, the present technical work has the purpose to support asset management decision making regarding ArcelorMittal Vega cold rolling drive motors, through the motors fail behavior modelling and estimated the risks involved in asset management decision. Through the Reliability, Availability and Mantenability (RAM) analysis, simulations were performed considering the failure, repair cost data and investments to build options to mitigate the operational risks.

Oct 9, 2019

By Johann-Paul Stemplinger

For lubrication of open gear drives applied in rotary furnaces, often gear greases are used as well as for lubrication of gear boxes in difficult sealing conditions. The selection of the gear grease influences strongly the wear behavior. Investigations with flow greases NLGI 00 were made in a back-to-back test rig determining the weight loss due to wear acc. to the standardised procedure ISO 14635 part 3. Different influences like base oil viscosity, thickener type and additional solid lubricant type were analysed. Only the type and amount of solid lubricant shows a significant influence on the weight loss due to wear. Finally, a linear wear coefficient clT according to the calculation method of the wear amount according to Plewe is derived and can be used to transfer the test results to any gears in practice.

Jul 31, 2018

By Piotr Pajaczkowski

Hydro generators installed in Itaipu Binacional power plant with 824/737 MVA rated output power (50/60 Hz) belong to the largest ones in the world. Among many unique features the generators are equipped with the largest hydrodynamic thrust bearings ever built (external diameter 5200 mm, axial load equals approximately 3600 t). This paper is an attempt to propose a new thrust bearing design with the use of the state-of-the-art technologies and simulation techniques that demonstrate a reduction of friction power losses generated by the thrust bearing. This paper is divided into two parts. Within the first one the original thrust bearing design which was implemented in the generators is described. Related calculation results based on a thermo-elasto-hydrodynamic (TEHD) calculation software used by Alstom will be presented. A comparison between measurement results gathered in the 1980’s is given. In the second part a potential solution of a more beneficial bearing design is described. The proposed thrust bearing design modification is an implementation of Alstom’s PolypadTM coating. This modern polymer (PEEK) coating material has already been used by Alstom in projects around the world for many years. This coating allows pushing the operating parameters limits toward higher temperatures and lower oil film thicknesses far beyond the limits known for the conventional bearing materials.

Jul 31, 2018

By Eduardo Luiz Sales Marinho

A Fábrica de oxigênio da AMT produz gases O2 e N2, utilizados no processo de produção de aço. Neste processo de fracionamento de ar, existe um compressor de ar que é responsável pela captação do ar atmosférico. Este compressor é do tipo centrifugo de 4º estágios de compressão, fabricação Hitachi, e tem capacidades de vazão de 114.000 Nm³/h e pressão de descarga 5.4 Kg/cm². Em Novembro de 2012, foi realizada inspeção no compressor e identificado trincas nas pás do impelidor do 4º st e perda de espessura de parede das pás do impelidor do 3º st de compressão. Houve perda da confiabilidade de operação do equipamento, sendo necessária uma ação para correção do problema. Depois de identificado a causa raiz das trincas,foi decidida a compra de dois novos impelidores com modificações no material para aumentar a resistência à corrosão. Na aquisição dos novos impelidores havia duas possibilidades: 1) Adquirir novos impelidores junto ao fabricante original do equipamento; 2) Adquirir novos impelidores por processo de engenharia reversa (levantamento de desenhos da peça desgastada para fabricação de uma nova) em conjunto junto com empresa especializada. Este trabalho irá mostrar os critérios e considerações que levaram a AMT decidir pela compra de novos impelidores por “Engenharia Reversa”, bem como, suas vantagens e riscos assumidos.

Sep 25, 2017

By Maria Carolina Andrade Teles

Uma fibra natural apresenta características interfaciais com matrizes poliméricas que favorecem a absorção de alta energia de impacto da estrutura compósita . Este trabalho procura avaliar a resistência ao impacto deste tipo de matriz de poliéster com reforço de fibras naturais. As fibras de Fique foram misturadas com resina de poliéster sob pressão em um molde metálico, e curada à temperatura ambiente durante 24 horas . Amostras padrões foram preparadas até 30% em volume de fibras Fique alinhadas ao longo de todo o seu comprimento, estas amostras foram então testadas com ensaio de impacto Izod do pêndulo e as superfícies de fratura examinadas por microscopia eletrônica de varredura, MEV. A resistência ao impacto aumenta substancialmente com a quantidade relativa de fibra de Fique como reforço do compósito . Isto pode ser atribuído a uma descolagem preferencial da interface fibra / matriz , o que contribui para uma elevada energia absorvida.

Aug 17, 2017

By Amilton Feliciano Castro

In this work, activated carbons (ACs) were prepared using Sewage sludge as starting material. The ACs were pyrolyzed in an inert atmosphere at 550 °C after independent chemical treatment with ZnCl2 or KOH with ratio of 1:1. The materials were used as adsorbents for removal of Cu(II) from aqueous solutions. The adsorbents were characterized using adsorption/desorption nitrogen isotherm, SEM (scanning electron microscopy). The results showed that copper removal could be linked to surface pH and compounds present on the surface of adsorbent. KOH-treated adsorbent has smaller surface area (186 m2 g-1) than ZnCl2-treated adsorbent (192 m2 g-1), however, KOH-treated adsorbent exhibited higher removal of Cu(II). The performance of KOH-treated adsorbent could be attributed to the presence of basic groups on the adsorbent surface. Liu isotherm model gave the best description of the equilibrium data. From the Liu isotherm, the maximum adsorption capacities at 298 K for KOH-treated, ZnCl2-treated and sewage sludge (without inorganic activation) adsorbents are 31.85, 19.79 and 3.513 mg g-1, respectively. The best desorption experiment was obtained using 1.50 mol L-1 of HNO3 as eluent. Recoveries of Cu(II) from Cu(II)-loaded adsorbents are 98.9% (ZnCl2-treated) and 95.5% (KOH-treated.

Aug 17, 2017

By Theodore James Kurela

Analysis of adverse technical issues has traditionally relied on a snapshot of the state of the operation complemented with both the melt shop’s archived data and eyewitness accounts of adverse events. The GrafTech ArchiTech System is helping EAF shops solve problems faster by combining continuous analysis of information with statistically based alerts of process deviations. After one year of system implementation, a number of cases have been detected and communicated to melt shops worldwide. The objective of this paper is to examine a few of these cases; the early detection, statistical analysis, deviation reporting and the resulting countermeasures implemented.

Aug 17, 2017

By Noan Tonini SImonassi

Fibras de rami (Boehmeria nivea) estão entre as lignocelulósicas naturais com potencial para utilização em compósitos poliméricos. O presente trabalho avalia a resistência ao impacto deste tipo de compósito. Corpos de prova normalizados foram confeccionados com percentuais de até 30% em volume de tecido de rami alinhadas ao longo de todo o comprimento. As fibras foram embutidas sob pressão em matriz de resina poliéster do tipo ortoftálica curada à temperatura ambiente por 24 horas. Os corpos de prova foram ensaiados em pêndulo de impacto Izod e as superfícies de fratura analisadas por microscopia eletrônica de varredura, MEV. A resistência ao impacto aumentou exponencialmente com a quantidade relativa de tecido de rami reforçando o compósito. Este desempenho foi associado à dificuldade de ruptura imposta pelas fibras bem como ao tipo de trincas resultantes da interação tecido de rami/matriz de poliéster que ajuda a absorver a energia do impacto.

Aug 17, 2017

By Érico França Oliveira e Silva

O conceito de utilização de aços microligados de elevada resistência mecânica nas estruturas automotivas como forma de reduzir peso, aumentar desempenho, reduzir o consumo de combustível e proporcionar maior segurança, já está bem difundido na indústria mundial. A CBMM vem desenvolvendo um projeto com a equipe da Unicamp que compete na Fórmula SAE como um meio de difundir o conceito da aplicação dos aços microligados para aqueles que serão a próxima geração da tecnologia automotiva. O projeto foi iniciado em 2011 e praticamente todas as peças do protótipo foram trocadas de aço AISI A36 para vários tipos de aços microligados com limite de escoamento superiores a 700MPa. Esse trabalho apresenta exemplos de componentes onde as reduções em massa atingiram até 32%.

Aug 7, 2018

By Bruno Valladão Fraga

Esse trabalho tem como objetivo apresentar a estratégia adotada para a migração dos sistemas de otimização de processo dos três Altos Fornos da ArcelorMittal Tubarão. O desenvolvimento dos novos sistemas é baseado no Plano Diretor de Tecnologia de Automação (PDTA) que definiu a arquitetura, tecnologias e elaborou o Framework como base das aplicações. Para a migração dos sistemas foi elaborada uma especificação detalhada de todos os módulos e funcionalidades existentes, permitindo dessa forma a criação de uma camada com as principais regras de negócios relativas ao processo para serem reutilizados em todos os Altos Fornos. Essa camada deu origem ao Framework dos Altos Fornos. Os resultados obtidos já podem ser vistos nos três sistemas migrados para a nova plataforma, com um alto desempenho e estabilidade, garantido dessa forma a segurança operacional objetivada.

Aug 17, 2017

By José Adilson de Castro

In this paper a new technology for a compact iron ore sintering machine is analyzed. The compact sintering process is based on the massive injection of gaseous fuels and the solid fuel is only agglomerated fine charcoal obtained by biomass. The solid fuel used in this study is obtained by agglomeration of fine charcoal produced from elephant glass which has very short period for production and CO2 capture(less than 6 months in tropical climate). To overcome the lower heat supply into the combustion front of the sintering process the simultaneous injection of oxygen and gaseous fuel is proposed. The proposed methodology is to combine the solid fuel (agglomerated fines charcoal) and steelworks gases in a compact machine to enhance heat and mass transfer with high productivity (about 5 times the conventional large machine). A multiphase mathematical model based on transport equations of momentum, energy and chemical species coupled with chemical reaction rates and phase transformations is used to analyze the inner process parameters. A base case representing a possible actual industrial operation of the sintering machine is used in order to compare different scenarios of practicable operations which represents advanced operations techniques. The model was used to predict six cases of combined operation with biomass and fuel gas utilization with oxygen support.

Aug 2, 2018

By Jorge Madias

Se analizan las distintas alternativas para la producción de barras de refuerzo de hormigón: endurecimiento por solución sólida (“dureza natural”); endurecimiento por temple y autorevenido en línea (Tempcore, Thermex, etc.) y endurecimiento por precipitación (microaleación con niobio, vanadio o titanio) y su influencia sobre la performance de las barras, en lo que hace a la resistencia a la corrosión, al fuego y a los sismos.

Aug 17, 2017

By Francisco Alberto Marreiros da Rocha Filho

No processo de laminação a quente ocorre ocasionalmente a perda de ductilidade a quente que pode causar o fenômeno denominado como “abertura de cabeça” da barra durante a sequência de passes. Essa perda de ductilidade a quente pode ser severa e causar interrupções no processo produtivo. Esse fenômeno pode estar associado a diversos fatores entre eles: composição química do aço; defeitos presentes no tarugo; condições do processo de laminação; e temperatura do aço durante o processo, principalmente nos passes de desbaste e intermediários de laminação. No processo em estudo, a perda de ductilidade a quente ocorre associada à laminação de vergalhões a partir de tarugos oriundos diretamente do lingotamento contínuo. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência da temperatura e da microestrutura formada ao longo do processo na perda de ductilidade a quente das barras através de um exame comparativo entre os vergalhões laminados com e sem o uso da etapa de reaquecimento.

Oct 30, 2017

By Leandro Moosher

A crescente geração e disposição de resíduos sólidos tornou-se preocupante, para tanto busca-se um fim adequado aos mesmos. Este trabalho objetivou avaliar a viabilidade técnica, ambiental e financeira do uso das areias fenólica e verde usadas de fundição como co-produto em substituição parcial ao agregado miúdo areia natural de rio na fabricação de blocos de concreto para pavimentação. Produziu-se 3 traços com 25% e 50% de substituição da areia natural por uma composição de areia de fundição com os mesmos equipamentos e parâmetros comerciais e obteve-se resultados satisfatórios, como a resistência à compressão através do traço rico em consumo de cimento e com 25% de substituição da areia natural pelo co-produto atingindo 37,2 MPa, cerca de 6% acima do mínimo requerido pela NBR 9780. Já na avaliação ambiental esses blocos foram classificados como Resíduo Classe II-A Não Inerte e a análise de viabilidade financeira mostrou custo 1% menor que o bloco convencional.

Aug 8, 2018

By Paula Maria Gomes Cunha Leão, Flávio de Castro Dutra, Fabrício Vilela Parreira, Silvio Maranha

In the iron ore beneficiation, tailings are inherent in the concentration processes to which the ores are subjected for the production of commercial products. The large generation of tailings has been motivating the study of technological alternatives for its reuse, with the development of processes that contemplate the concentration of fine ore particles present in the tailings, such as the reintroduction of these particles in the process of manufacture of the iron and steel itself, through the agglomeration techniques such as briquetting. The aim of this article is to study the technical feasibility of the production of iron ore tailings and coking coal briquettes for use in reduction reactors, through a systematic review of the literature on agglomeration, briquetting and self-reduction processes, covering the main variables that influence the production of high quality briquettes, such as binders use, binder behavior of coking coal, coal granulometry, iron ore and coal proportion, compacting pressure and temperature of thermal treatment and the effects of these variables on briquettes final properties.

Oct 1, 2019

By Mário César Mantovani

The steel for gas turbine compressor discs (26NiCrMoV14.5) requires some mechanical properties like strength, impact, toughness, fatigue, and creep resistance in order to be used in such application. To achieve the properties required for the gas turbine compressor discs, the material should have very low contents of sulfur, phosphorus, antimony, tin and arsenic. The level of cleanliness should also be very high and this is possible by achieving low oxygen content keeping the deoxidation elements like silicon, manganese and even the aluminum in very low percentages. The main problem in refining such steel is to adjust a sufficiently low oxygen content to have a good desulfurization and at same time a good cleanliness without using silicon, manganese or aluminum as deoxidizers. Combination of initial selection material, steelmaking process control, forging sequence and heat treatment cycles can provide uniform mechanical properties throughout the gas turbine compressor discs. Villares Metals SA as a big player on special steels with complex process has been developing this kind of material for several years. The objective of this work is to show the process technology evolution involved in the production of this kind of steel under the discussed preconditions.

Aug 17, 2017

By Lucio Fabio Cassiano Nascimento

A determinação dos parâmetros cinéticos de cura de uma resina polimérica, bem como do compósito de matriz polimérica constitui importante ferramenta científica e tecnológica para processos industriais. No presente trabalho foi utilizada a técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC), prevista pela ASTM E698, com taxas de 5, 7,5 e 10°C/min para determinação da energia de ativação “E” (kJ/mol), fator pré-exponencial “Z” (min-1) e o tempo médio para alcançar 50% de cura “t1/2” para o epóxi puro e para o compósito reforçado por fibras de malva, em temperaturas variando na faixa de 25ºC a 100ºC. Os resultados mostraram que o tempo médio de cura de 24h, utilizado para a produção de placas de resina epóxi DGEBA-TETA ou compósitos de epóxi reforçados com fibras naturais, pode ser reduzido consideravelmente.

Oct 30, 2017

By Fabricio Sartori Trani

Os rolamentos da máquina de lingotamento contínuo de placas foram inspecionados após campanha do segmento. O tempo de operação foi de uma campanha (1,5 ano ou 1,5 milhão de toneladas produzidas). Nos mancais centrais dos rolos longos, foram inspecionados 14 rolamentos, sendo 2 deles SKF com microestrutura bainítica e os demais 12 de outro fabricante, com microestrutura martensítica. Os rolamentos SKF eram de classe de desempenho Explorer e aprimorados, ficando evidenciado modo de falha seguro, diferentemente dos demais rolamentos, que apresentaram fadiga subsuperficial acentuada (descascamento), fraturas por fadiga e superaquecimento. A aplicação de lingotamento contínuo é bastante crítica para rolamentos, pois contempla sobrecarga, cargas de choque, contaminação por água e particulado sólido e altas temperaturas de operação. Ainda assim, a vida em serviço dos rolamentos com microestrutura bainítica foi estendida.

Aug 17, 2017

By Bernhard Hiebl

Global trends that are constantly challenging the iron and steel producers are related to worsening of the iron ore grades, higher substitution rates of main iron ores to cheaper raw materials due to economic pressure and increased environmental standards. Changing the raw materials in an operating plant can significantly influence the sintering or pelletizing process. Adjusting all process parameters to regain stable and high productive operation takes considerable time and causes production losses. Furthermore changes in raw materials lead to variations in the process gas flows and emission concentrations.Therefore SVAI developed two models for numerical simulation of sintering process and pelletizing process. Amongst others the models are based on Ergun equation and include chemical reactions of the related process. For already operating plants the simulations shall predict changes of the process parameters when raw materials are exchanged or when operational parameters are varied. Furthermore the simulations give advantageous information for the design of green field plants and allow the simulation of different plant configurations.The objective of this paper is to demonstrate what the latest developments are in these numerical simulations and what Siemens VAI is doing to overcome the remaining challenges in this field.

Aug 2, 2018