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By Werner Klein

The utilization of production facilities in an optimum way, with reliable due date fulfillment, reducing raw material and energy consumption, are challenges iron and steel companies are facing in their business every day. By using an APS system such goals can be achieved to increase the competiveness of iron and steel producers. A sophisticated APS supports the overall planning process by applying complex rules based on product and order mix, its production routings with corresponding processing and transport times and resource availability. Specific technological as well as steel grade and energy related constraints are also considered to meet company specific KPIs. A core feature of APS solution is to react online on deviations to plan during the production process. Deviations such as nonconformance of intermediate material attached to an order, sudden production delays, unavailability of important production resources, makes it necessary to update the production plan. In general the task of APS is to support the preferred work-to-order concept, by assigning work-orders to available production facilities along the product specific process route and generate optimized material sequences for critical work centers.

Aug 17, 2017

By William Lemos Bevilaqua

No presente trabalho foi realizada uma análise para se determinar as possíveis causas da falha catastrófica e anormal de um virabrequim de motor de combustão interna de ciclo Otto de 25 cm³. A região da falha teve a sua composição química, microestrutura e microdureza avaliadas. Os resultados obtidos indicam que a falha ocorreu por fadiga. Múltiplas trincas nuclearam na superfície próxima ao filete do mancal de apoio, devido a uma região de transição de acabamento de superfície. Essa condição reduziu o limite de resistência a fadiga do material.

Aug 16, 2017

By Humberto Tronconi Coelho

The use of friction dampers are wide proposed for a variety of mechanical systems for which it is not possible to apply viscoelastic materials, fluid based dampers or others viscous dampers. An important example is the application of friction dampers in aircraft engines to reduce the blades vibration amplitudes. In most cases, friction dampers have been studied in a passive way, however, a significant improvement can be achieved by controlling the normal force in the contact region. The aim of this paper is to study four control strategies for friction dampers based on three different hysteresis cycles. The first control strategy maximizes the energy removal in each harmonic oscillation cycle, by calculating the optimum normal force based on the last displacement peak. The second control strategy combines the first one with the maximum energy removal strategy used in the smart spring devices. Finally, is presented the strategy which homogenously modulates the friction force. Numerical studies were performed with these four strategies defining the performance metrics. The best control strategy was applied experimentally. The experimental test rig was fully identified and its parameters were used for numerical simulations. The obtained results have shown the good performance for the friction damper and selected strategy, also, the agreement between numerical and experimental results.

Jul 31, 2018

By Jörg Thomasberger

Delivering liquid steel to a steel processing unit at right temperature is an important criterion for high production steel shops, but it is surprising how little attention has been paid in the past to manage this vital phase in the steelmaking process-the steel in transit. The ladle running costs, both directly and indirectly, contribute significantly to the cost of steelmaking and should be an area of concern to any high production steel plant. Here we are talking not only of refractory costs or preheating fuel costs, but also cost of extra heating in ladle furnace, additional process delays incurred in delivering steel at right temperature to downstream unit in case proper care is not exercised at upstream unit, and occasional costs of ladle breakout due to inability to judge the residual life of the ladle. This paper emphasizes the need of a comprehensive ladle management system, an aspect which has not been properly addressed in the operations of a steel plant, in improving the productivity of a steel melt shop. Starting with review of present status and the attempts at implementation of ladle tracking in steel melt shop automation system, it looks at components of an exhaustive Ladle Management System (LMS), and finally gives an idea of benefits that will accrue from implementation of such a system in a steel melt shop.

Aug 17, 2017

By Breno Totti Maia

This work was a continuous and multidisciplinary development. Through studies of the blowing process and its parameters results, evolutions, improvements and adjustments were made on the lance’s hot face with Slagless® technology, as well in the process parameters and mitigating actions of the projection of materials out of the converter. The main results are the increase in the nozzle’s life with a “record mark” of 1785 heats, and water leakage occurrence in the cartridge decreased considerably reaching the mark of one year without any occurrence.

Oct 30, 2017

By Nathan Fernandes Ignácio, Filipe da Silva Siqueira, Weslley Luiz da Silva Assis, Paulo Rangel Rios

As pesquisas em transformação de fase ganharam novos horizontes a partir dos recentes estudos de Rios & Villa. Eles desenvolveram inéditos modelos analiticamente exatos a partir da geometria estocástica. Estes modelos são exatos para resoluções de problemas de nucleação e crescimento não homogêneos. O presente trabalho visa o estudo da nucleação em clusters, cuja cinética de transformação de fase sólido-sólido diverge consideravelmente daquela prevista pelo modelo JMAK. Nesse tipo de nucleação, os núcleos não estão homogeneamente dispersos na matriz, mas concentrados em regiões preferenciais chamadas clusters. Um dos principais parâmetros dessa nucleação é o número de clusters na matriz. Nesse trabalho, utilizando um modelo estocástico baseado na teoria do Cone Causal, foram simuladas reações de nucleação e crescimento que ocorrem especificamente em forma de clusters esféricos. Foi possível analisar o efeito que a variação do número de clusters provoca na cinética de transformação de fase e comparar os resultados obtidos com o modelo de Rios & Villa. Por meio dessa comparação, é possível observar que o modelo analítico corroborara com os resultados numéricos. Como conclusões principais tem-se que quanto menor o número de clusters, mais lenta é a reação de transformação de fase e que a microestrutura gerada possui características próprias e os resultados podem ser interpretados de maneira errônea se a presença dos clusters não for propriamente detectada.

Nov 7, 2019

By Felipe Poffo, Flávio Messas

Due to the high level of competition in tooling sector, a necessity to increase the level of processes and assets management has initiated. Based on the World Class Manufacturing methodology, applied mainly in serial production industries, we have challenged ourselves to adapt the main concepts and implement them in a tooling company. After one work year, we could notice 29% productivity improvement in the bottleneck process, 25% cost reduction in outsourcing, standardization of the processes, 8% reduction in direct labor. Consequently, it was possible to implement a financial reserve and a long term planning cash flow.

Nov 22, 2018

By Roberto Balarini Junior

Tribological behavior of Si3N4 balls sliding against Al2O3 discs in water was investigated by studying the influence of parameters such as initial surface roughness and circular axial run-out of the discs. The objective was to relate these parameters with the occurrence of the phenomenon known as ultra-low friction coefficient (ULFC), which is characterized by µ < 0.01, including the correlation with running-in duration. As a general trend, greater initial surface roughness and circular axial run-out resulted in greater running-in duration. In addition, it was verified that a mixed lubrication regime (hydrodynamic and boundary) is required to guarantee the occurrence of ULFC by comparing the calculated minimum film thickness with the composite roughness of the worn surfaces. Also, ICQ-OES analysis of the water after the tests indicated that a silicon concentration greater than 1.3 mg/l should be fundamental for the occurrence of µ < 0.01.

Jul 31, 2018

By Bianca Proença

Fotocatalisadores de nióbio foram obtidos por anodização a 15 V, utilizando uma solução de K2HPO4 10% p/p em glicerol anidro como eletrólito por 15 minutos. As amostras foram caracterizadas por difração de raios-X para avaliação da estrutura cristalina obtida. A fotodegradação do glicerol (utilizado como agente de sacrifício) foi avaliada pela técnica de cromatografia líquida de alta eficiência.

Aug 16, 2017

By Dr. Steven G. Jansto

The market demand for reduced fuel consumption and CO2 emissions in the automotive, energy and construction sectors have further increased the demand for new and advanced higher quality microalloyed grades produced via TMCP. The technological integration of the process and physical metallurgical advancements of value-added niobium (Nb) microalloyed thermo-mechanical controlled process (TMCP) steels continue to be developed and is an important element for these more demanding end user requirements and cost-effective steel production. The reheat furnace process step has a profound effect on the TMCP performance, final hot rolled steel quality and mechanical property consistency during the production of hot rolled steels. The uniformity of heating applied across the entire width, thickness and length of the slab or billet is essential in the successful achievement of consistent customer properties regardless of the chemistry. The resultant ferrite grain size in the final hot rolled product is significantly governed by the initial prior austenite grain size. However, the transition from laboratory melted and TMCP hot rolled heats to the production scale is often quite challenging. Aberrations in the reheating process step at the industrial furnace are often the root cause of mechanical property quality issues. These combustion process metallurgy parameters connect directly to the resultant TMCP product quality and is defined as Combustion Metallurgy

Oct 1, 2019

By Dyego Irineu Silva de Almeida

O presente trabalho teve como objetivo analisar os efeitos dos ciclos de tratamento térmico de recozimento, normalização e esferoidização nas características microestruturais do aço SAE 8620. O aço SAE 8620 é amplamente utilizado na fabricação de engrenagens, pinos e peças onde há exigência de dureza superficial, obtida pelo processo de cementação ou carbonitretação. O aço SAE 8620 é empregado na construção de mecanismos onde a resistência ao desgaste é propriedade mais importante. Para essa aplicação, aços com baixo teor de carbono produzem um núcleo tenaz e os tratamentos termoquímicos conferem as características superficiais necessárias. O espécime original foi caracterizado através dos procedimentos necessários para visualização da microestrutura, bem como as amostras provenientes dos tratamentos térmicos. Sabe-se que o estudo metalográfico de um material é de grande importância para a identificação de suas propriedades, haja vista que essas propriedades estão diretamente relacionadas com a microestrutura que o material possui. Concluiremos que os diferentes ciclos de tratamento térmico, influenciam diretamente nas microestruturas das peças tratadas termicamente, como também na propriedades mecânicas.

Oct 30, 2017

By Sidiney Nascimento Silva

Em parceria com a UniSoma, empresa especializada em soluções analíticas baseadas em otimização, a CSN desenvolveu e implantou uma solução sob medida para o planejamento de sua cadeia de redutores. A solução é composta por dois módulos básicos - Embarque® e MIX®, que dão suporte às decisões de caráter tático-operacional relativas à cadeia de abastecimento de combustíveis sólidos, abrangendo desde a aquisição das matérias-primas até o seu consumo nos vários processos siderúrgicos -coqueria, altos-fornos e sinterização. O Módulo Embarque®, tático, possui uma “inteligência computacional”, na forma de um modelo matemático, que trata, de forma integrada, três subproblemas correlacionados: a programação do abastecimento, o planejamento de mistura e de produção, dos vários processos, e o planejamento de estocagem ao longo do tempo. O modelo fornece soluções de compromisso entre os objetivos de custo e qualidade. O Módulo MIX®, otimizador operacional, é usado para definir a programação das misturas a serem realizadas no curto prazo. O trabalho apresenta não apenas os aspectos técnicos da solução, mas também os desafios enfrentados durante a sua implantação e os resultados percebidos com a sua utilização.

Aug 1, 2018

By Zou Zhongpping

Under the new normal state, blast furnace outputneeds to be adapted to the market demand, however the limitation in blast furnace output has significant impact on blast furnace operation and is prone to cause inactive furnace hearth and higher fuel ratio. To address such problems, some practices to maintain stable and smooth operation of blast furnace in case of output limitation are proposed based on data analysis philosophy, which allows the blast flow and hence the top pressure to be determined based on the hot metal output, and adequate kinetic energy of blast supply can be assured by adjusting the tuyeres. Matching between the oxygen enrichment and the pulverized coal injection is also proposed based on theoretical flametemperature, and burden distribution cycle calculation method is proposed, whichoffersnew approach for analyzing the change in burden distribution pattern.

Oct 30, 2017

By Elaine Carballo Siqueira Corrêa

A busca por redução de peso e maior segurança dos veículos vem impulsionando a obtenção de novos aços de elevado desempenho. Os aços bifásicos vêm sendo desenvolvidos e utilizados devido a sua considerável resistência mecânica e boa conformabilidade. No presente trabalho foram realizados os recozimentos intercríticos direto e contínuo em um aço de composição 0,121%C-0,499%Si-1,58%Mn-0,021%Cr com o objetivo de avaliar os efeitos do tempo e temperatura de intercrítica na dureza da ferrita e do constituinte MA (martensita e austenita retida). A avaliação dos resultados foi realizada por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e ensaios de ultramicrodureza. Foi observada a influência do tempo e da temperatura na morfologia e na quantidade de constituintes formados. Também foram verificados diferentes valores de dureza nos constituintes e ainda em distintas regiões dos grãos de ferrita. Os resultados indicaram maiores durezas para regiões próximas da interface ferrita/martensita e diminuição de dureza do constituinte MA e aumento dos valores na ferrita com a elevação do tempo.

Oct 30, 2017

By Mariana Xavier Milagre

As tensões residuais são geradas, sobre um material em equilíbrio, após a deformação plástica não uniforme causada por cargas mecânicas, térmicas ou mudanças de fase. Falhas estruturais podem ocorrer por uma combinação dos efeitos das tensões de serviço e das tensões residuais o que torna importante a medição e avaliação de como estas afetam as propriedades mecânicas dos materiais. Neste trabalho investigaram-se os valores médios das tensões residuais da fase austenítica de amostras de aço inoxidável duplex UNS S32304 por técnica de difração de raios-x. Acompanhou-se o comportamento do plano 420 com radiação CuKa (?= 1,5419 A ) em difratometro de geometria Bragg-Brentano. As amostras foram tratadas a 600°C com tempos de encharque de 10 minutos, 20 minutos e 8 horas em atmosfera ambiente e resfriamento ao ar e água do mar. Os resultados foram analisados pelo método do sen²? e indicam que as variações microestruturais e térmicas, relacionadas aos diferentes tratamentos, influenciam o valor médio das tensões residuais da fase em estudo.

Aug 8, 2018

By Ricardo Wilson Nastari Denigres Filho

Durante estudos de síntese hidrotérmica (realizada em presença de ácido acético e em autoclave à temperatura de 160oC) com o propósito de obter-se boemita a partir de uma gibsita comercial, observou-se uma morfologia diferenciada nos cristais de boemita obtidos: os mesmos apresentaram-se na forma de placas finas de perfil pseudohexagonal. No entanto, quando a síntese é conduzida nas mesmas condições de temperatura somente em água destilada, a morfologia da boemita formada é a de cristais cúbicos. No intuito de tentar entender o mecanismo do crescimento dos cristais de boemita na presença de íons acetato, foram realizadas novas sínteses, envolvendo o mesmo procedimento de preparação, porém variando os meios nos quais a reação ocorre. A partir de novas sínteses realizadas com acetato de potássio em meio aquoso neutro (pH=7) ou ácido (pH=2), foi observado que a presença do íon acetato no meio reacional é determinante para a obtenção da morfologia lamelar. A estrutura cristalina dos cristais obtidos foi caracterizada por DRX e a sua morfologia foi examinada por MEV.

Aug 8, 2018

By Lidia Rangel Roveta

O processo de aciaria da ArcelorMittal Aços Planos América do Sul tem um abastecimento de diário de Cal em torno de 420 ton. O processo de abastecimento deste produto, que consiste da programação, liberação de portaria e descarregamento não estava satisfatório, considerando o tempo de permanência de caminhões na portaria aguardando liberação e consequentemente custos com diárias e alimentação. Visando otimizar este processo, a partir do resultado da analise dos procedimentos de descarga, utilizado atualmente, foi implementado como plano de ação um sistema automatizado de agendamento de descarga de Cal que, após 15 dias de implantação resultou na redução de 66% no custo de pagamento de diária, além de previsão de ganho futuro em frete.

Aug 16, 2017

By Ycaro Jorge Maia da Costa

Durante o processo para colocar um poço petrolífero em funcionamento existem algumas etapas a serem seguidas. Várias fases devem ser cumpridas para que o óleo bruto armazenado seja extraído. Dentre essas, duas são muito importantes: a perfuração, que é a fase de construção do poço em si, e logo após essa à de completação, a qual tem como objetivo deixar o poço em condições de produção. Os fluidos de completação extremamente salinos foram preparados empregando os seguintes sais: cloreto de sódio (NaCl), cloreto de potássio (KCl) e Cloreto de cálcio (CaCl2) nas concentrações de 50, 100 e 150 lb/bbl. O tipo do sal desencadeia uma seria de efeitos relacionados a taxa corrosiva e morfologia do ataque corrosivo, onde o diagrama de Pareto foram considerados estatisticamente significante ao nível de 95% de confiança com significância quadrática (Q) dos parâmetros e das interações entre os mesmos. Observou-se que os mínimos e máximos valores da taxa de corrosão ocorrem quando os fluidos de completação foram confeccionados com NaCl e CaCl2.

Oct 30, 2017

By Maria Vianna Rigatto

Nesse trabalho, foram realizados ensaios de abrasão do tipo roda de borracha em um aço ASTM A242, com o intuito de verificar se a orientação do desgaste em relação à da laminação influencia no comportamento em desgaste do material. Estes ensaios foram executados seguindo a norma ASTM G65-16. Todas as amostras foram fresadas e lixadas para a realização dos ensaios, além de limpas com acetona para medição da massa tanto antes quanto depois do ensaio de desgaste. Utilizando a massa perdida após o ensaio e considerando um possível desgaste da roda de borracha, foi calculado o volume perdido nos ensaios. Além disso, foi medida a microdureza do aço, nos sentidos transversal e longitudinal à laminação, bem como analisadas as microestruturas nos respectivos sentidos antes e depois dos ensaios de desgaste. Os resultados mostraram que a orientação do desgaste em relação à orientação de laminação possui influência na taxa de desgaste e que no sentido transversal à laminação essa taxa foi 9,6% menor que no sentido longitudinal.

Oct 30, 2017

By José Rogério de Oliveira Júnior

Neste trabalho foi determinada a influência do tamanho e da densidade de partículas sobre a perda magnética de um aço silício de grão não orientado (GNO) contendo 2%Si. Amostras provenientes de bobinas laminadas a frio após recozimento final, com dimensões de 305x30x0,54mm e teores de carbono 32 ppm e 46 ppm, foram submetidas a tratamentos de envelhecimento de 100 até 225ºC. A evolução da perda magnética durante o tratamento térmico de envelhecimento foi determinada interrompendo-se o tratamento em intervalos de tempo variados e realizando-se os testes magnéticos. Completado o ciclo de envelhecimento, todas as amostras foram avaliadas no microscópio eletrônico de varredura (MEV) para caracterização dos precipitados. Os resultados determinaram que o aumento da perda magnética ao longo do tempo, para uma dada temperatura, está associado à precipitação de carbonetos. O maior aumento da perda magnética encontrado correspondeu a uma distribuição de precipitados com tamanho médio entre 1,1 µm e 1,3 µm e a uma densidade de partículas de 0,025 partículas/µm2.

Aug 7, 2018