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By Marcus Wolter Ferreira

O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia para aprovação de tubos com alta resistência a colapso de acordo com os requisitos da norma internacional API5CT grau N80, produzidos por tratamento térmico de tempera e revenimento, utilizando fornos de indução em tubos fabricados pelo processo de soldagem com resistência elétrica em alta frequência (ERW/HFIW). Neste trabalho são exploradas as principais propriedades mecânicas e dimensionais de um tubo de revestimento com diâmetro externo de 177,8 mm e parede 8,05 mm grau N80 processado para atingir alta resistência a colapso, onde serão apresentados os resultados do processo de qualificação para validação de sua produção em série.

Oct 30, 2017

By Rafael Lopes

O rendimento metálico é um dos principais indicadores de processo de laminação de longos, uma vez que tem influência direta na redução do custo de produção, sendo fundamental no atual cenário econômico da siderurgia brasileira. Em função disso faz-se necessário identificar as principais causas de perdas metálicas para aumentar o índice desse indicador, utilizando a metodologia DMAIC. Como resultado houve o aumento de 1,22% alcançado pela otimização dos parâmetros de processo do tratamento térmico, redução do comprimento do descarte da cabeça e cauda da barra na tesoura e melhoria na automação das válvulas do sistema de têmpera e autorevenido.

Aug 17, 2017

By Claudio Pereira Diogo

Este trabalho descreve a estampagem a quente seguida de têmpera promovida pela matriz de estampagem. As peças obtidas por esta técnica podem apresentar uma resistência de até 1,6GPa, portanto bem acima das peças equivalentes produzidas através de estampagem a frio ou obtidas com aços conformáveis de alta resistência. O processo permite efetiva redução de peso em importantes componentes estruturais de segurança do automóvel com qualidade dimensional, grande resistência mecânica e à fratura, características essas essenciais a um processo produtivo eficiente e para obter um produto seguro, assim indo ao encontro das necessidades impostas pelo Inovarauto.

Aug 8, 2018

By Milan Terčelj, Matej Drobne, Urška Klančnik, Peter Fajfar

The study of oxidation behavior of High Chromium Steel material used for surface layer of work rolls was carried out. Specimens taken directly from the roll were subjected to thermal fatigue in the temperature range between room temperature and 500 °C up to 700 °C by using thermo-mechanical simulator Gleeble 1500D. Our observation was focused on the impact of oxidation as a principal mechanism of degradation of the roll’s surface layer - mainly on the characteristics of oxidation propagation in relation to the test temperature and microstructure constituents characteristics of the material. Oxidation is considerably accelerated by certain characteristics of eutectic and primary carbides, i.e. their size (area), composition, morphology, orientation regarding to the water-cooled surface, etc. In the presented paper selected cases where emphasized oxidation takes place are investigated, analyzed and explained. Obtained results thus represent a contribution to explanation of conditions which lead to acceleration of oxidation behavior that in turn can lead to chipping or even early spalling of material from the roll surface layer.

Oct 1, 2019

By Rogério Ruiz

Atualmente os fabricantes de equipamentos e empresas de engenharia utilizam, na sua maioria, experiência em projetos anteriores para o dimensionamento de silos, chutes, pilhas de estocagem e outros equipamentos de manuseio e estocagem para a indústria mineira. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia eficiente e mundialmente reconhecida para a solução e prevenção de problemas de fluxo de sólidos, utilizando método científico e comprovado. Os principais testes laboratoriais para obtenção de propriedades de escoamento dos materiais serão descritos. Os testes necessitam de pequenas quantidades de amostras representativas do material e os parâmetros levantados alimentam a metodologia de análise de escoamento de sólidos ou softwares de simulação numérica, e são essenciais para a correção de equipamentos defeituosos ou dimensionamento de novos equipamentos.

Aug 1, 2018

By Rafael Abreu Fraga

Em qualquer novo investimento, o desafio é ter um projeto com uma fábrica com flexibilidade para produzir uma ampla gama de produtos de alto valor agregado para atender a demandas futuras dos setores de energia, naval, construção e equipamentos pesados. O emprego de equipamentos robustos com elevado nível de automação é fundamental para isso. Um componente chave é a utilização da laminação totalmente automática através de modelos físicos integrados com o controle dos equipamentos e das temperaturas de processo objetivando alcançar patamares diferenciados de produtividade e qualidade. Este trabalho visa apresentar os novos recursos técnológicos incorporados a nova linha de Laminação de Chapas Grossas da Gerdau em Ouro Branco/MG.

Aug 17, 2017

By Gabriela Pereira de Miranda

Este estudo teve por objetivo avaliar a soldabilidade a pontos entre os aços 22MnB5 e Dual Phase da classe de 800 MPa de limite de resistência (DP800), ambos com 1,8 mm de espessura. A intenção foi determinar os parâmetros adequados de soldagem para esse tipo de junta soldada, que vem sendo progressivamente utilizada na estrutura de veículos automotores, em virtude do uso crescente de peças fabricadas a partir do aço 22MnB5, submetido ao processo de estampagem a quente (hot stamping). Foram avaliadas as propriedades mecânicas através de ensaios estáticos de cisalhamento e de tração cruzada, em juntas soldadas produzidas a partir da variação do tempo de soldagem e da força aplicada pelos eletrodos. Percebeu-se que as juntas confeccionadas com o tempo de soldagem com múltiplos pulsos (9/2/9/2/9 ciclos) e a força de 5,0 kN obtiveram os melhores resultados em cisalhamento. Em contrapartida, os corpos de prova produzidos com a força de 6,5 kN atingiram os maiores valores em tração cruzada. Independentemente dos parâmetros aplicados, todas as condições avaliadas permitiram alcançar o valor mínimo de carga de ruptura necessária para garantir a qualidade de uma junta soldada a ponto entre os aços avaliados.

Aug 16, 2017

By Nicolangelo Del Busso

A soldagem é um processo industrial empregado na indústria do petróleo e em minerodutos devido ao sua excelente resistência mecânica. Os seus parâmetros provocam alterações metalúrgicas significativas no metal de solda. Neste trabalho foi estudado o aço microligado da classe API-5L-X70 em termos de microestrutura (metalografia e fratografia por microscopia óptica e eletrônica) e propriedades mecânicas (ensaio de tração a temperatura ambiente, dureza, dobramento e ensaio de impacto Charpy a – 20o C e a 0o C) após soldagem em arco submerso, nas regiões da zona fundida (ZF), zona termicamente afetada (ZTA) e metal de base (MB). O exame metalográfico apresentou microestrutura bandeada consistindo de ferrita poligonal, perlita e bainita, com pequeno tamanho de grão. Os resultados mostram o aumento da resistência mecânica influenciada pela presença de ferrita acicular. Análise fratografica apos ensaios mecânicos revelam comportamento dúctilfrágil.

Aug 16, 2017

By Ernst Lindemann

The SMS group has developed the ultrasound technology “HD scan” for inspection of the internal quality of as-cast products. This method of sample analysis requires less preparation work and is safer than the current, most common technique of etching and/or sulphur printing. Furthermore, this technology offers a three-dimensional view into the sample of the cast product and thus more representative information for a better quality evaluation. The internal quality evaluation can be performed automatically and objectively by software based on clear statistical methods. A quantitative centerline segregation rating can be assigned to each sample, based on the size and distribution of segregates detected by the unit. Internal crack statistic (length, position, orientation, etc.) and narrow side profile can also be measured. Grain macrostructure can also be visualized which allows for a potential optimization of casting parameters like strand cooling, soft reduction or electromagnetic stirring. The accuracy of the new method was proven by parallel metallographic investigations of more than 100 samples of different steel grades and sample shapes. Automatic defect evaluation and classification was compared against macroetching results. It was found that HD scan identified more defects and the visualization of the macro structure could be performed in more cases than with macro etching. All tests, comparisons, further developments and analyses for various steel producers and steel treatment companies have been conducted at the HD scan unit, located at the SMS group headquarters in Düsseldorf, Germany (Figure 1). Based on the results, SMS group has designed a unit which can be used in industrial scale.

Aug 17, 2017

By Andre Luis de Zorzi Marin

O corte a plasma de aço inoxidável tem história relativamente nova em comparação com outros meios de corte de metais. Frequentemente os usuários de corte plasma se deparam com questões específicas ao corte do aço inoxidável, como qualidade de corte, velocidade de corte, custo operacional e alterações nas propriedades metalúrgicas. Nos últimos vinte anos as tecnologias aplicadas no corte plasma do aço inoxidável tem evoluído com resultados atrativos nos últimos cinco anos. Estas tecnologias versam com alterações na mistura dos gases de plasma e de proteção, ou ainda, na mudança dos bicos de corte plasma buscando melhor constrição do arco plasma, e a devida seleção de gases em função da espessura de corte. Este trabalho foi desenvolvido através de revisão bibliográfica das principais tecnologias apresentadas pela indústria nas últimas duas décadas para o corte de aço inoxidável com plasma, e testes laboratoriais de corte com as últimas tecnologias de corte. Entre os resultados estão a redução até a eliminação da escória pós-corte, uma borda de corte menos arredondada, melhora na coloração da superfície e diminuição da zona afetada pelo calor na peça de trabalho. A importância do trabalho se dá pelo aumento da participação do uso do aço inoxidável dada a sua importância para a economia, em especial nos setores de energia, processamento de alimentos, papel e celulose e transportes que necessitam de melhorias no corte deste metal e suas ligas.

Jan 16, 2018

By Tatiane Haskel

A utilização de ligas Al-Si tem se expandido industrialmente principalmente no setor automobilístico. Cabeçotes, blocos de motor, rodas entre outros são exemplos de componentes produzidos com essas ligas. Estes componentes normalmente estão sujeitos a carregamento cíclico. O objetivo desse trabalho foi estudar o comportamento da liga A356 utilizando corpos de provas submetidos à fadiga por flexão rotativa nas condições brutas de fundição e tratadas termicamente por T6. Corpos de prova para ensaios de tração e de fadiga foram obtidos por fundição por gravidade em coquilhas. A comparação dos resultados foi realizada com os resultados do limite de resistência, do limite de escoamento, do alongamento e das curvas S-N. Adicionalmente análises fractográficas foram realizadas para verificar o comportamento de fratura. A liga tratada termicamente apresentou melhores resultados no ensaio de tração e de fadiga na faixa de 103<N<107.

Aug 16, 2017

By Dilermando Nagle Travessa

High strength-light weight materials are very attractive for the transportation sector, particularly to the aerospace industry. High strength-age hardenable aluminium alloys are widely used in airframes due to their unique combination of strength, density, toughness, corrosion resistance, cost and easy processing. However, the hardening capacity of such alloys is somehow saturated due to thermodynamic issues related to the conventional processing. The production of aluminum-matrix composites is a promising strategy to overcome this limitation, resulting in strength levels that cannot be reached by actual commercial aluminum alloys. In the present work, multiwall carbon nanotubes were used to reinforce the AA6061 aluminium alloy. 1 and 2% weight percent of MWCNT were mixed to the alloy powder by high-energy ball-milling process. The blended powder was consolidated by hot extrusion. The obtained composite bars were submitted to heat treatment for the T6 condition in order to combine both CNT dispersion and precipitation hardening effects. Optical and scanning electron microscopy, as well as hardeness testing, was used to characterize the bars. Typical wrought microstructure, free of defects, was observed on the extruded bars. Hardness of the composites was observed to increase by 20, 28 and 68% for 1% MWCNT 6 h milling, 2% MWCNT 6 h milling and 2% MWCNT 10 h milling, respectively, in the as-extruded condition. The better performance for the composites blended at higher milling time was attributed to a better nanotubes dispersion. Subsequent heat treatment to the T6 condition did not result in additional hardening.

Aug 8, 2018

By Gabriela Lemos Lages

Os parâmetros influenciadores do processamento mineral para a concentração magnética, como granulometria das partículas, fluxo de alimentação da polpa, susceptibilidade magnética, atuam de forma conjunta em uma planta de beneficiamento. Foram analisadas amostras de polpa contendo sulfetos de níquel, cobre e metais preciosos em seis amostragens objetivando medir a eficiência de um separador magnético de tambor de 750 Gauss em um circuito primário de britagem. O rendimento do equipamento na planta industrial foi comparado com os parâmetros medidos em laboratório. Os resultados obtidos da granulometria médias das partículas da polpa para 80% e material passante (P80) foram: 150 µm, 300 µm, 163,6 µm, 146,1 µm, 287,5 µm e 164,8 µm, e a taxa de alimentação do circuito variou entre 30,2 tph e 55,2 tph, com pressão de lavagem média de 1,0 kg/cm3. As amostras foram submetidas ao balanceamento metalúrgico utilizando o software Bilmat 9.5, após os resultados dos ensaios de caracterização: ICP-metais básicos, Satmagan e LECO-S. O percentual médio de recuperação magnética do laboratório foi de 80,1%, enquanto na planta a média foi de 96,38%, com a eficiência da planta em torno de 20,8% superior à recuperação magnética em laboratório.

Oct 30, 2017

By Alessandra Spaghetti

Rolling small-diameter hot wire rods at high speeds with conventional laying head pipes can wear the pipe out frequently and affect quality and consistency in the final product. Laying head upgrades using Sandvik SAF2507LHP™ (UNS S32750) tubes make possible to achieve optimal metallurgical properties, smooth coil formation and easier coil handling. Operators can also avoid unwelcome shutdowns due to frequent worn pipe changes and turndowns. Sandvik have been developing different customers and understand their process needs. The suitable selection materials that are able to withstand high levels of wear better than low alloy and carbon steel grades that are commonly used in industry is very important to improve the quality and increase productivity. UNS S32750 tubes were demonstrably superior to low alloy and carbon steels when used in Laying Head Pipe system regarding tubes lifetime, reducing replacement, production interruptions and increasing reliability.

Aug 17, 2017

By Claude Gaspard, Stefan Wahlund, Daniel Cavalier

A point of great importance in the cold rolling process for automotive sheet is the cleanliness of the strip, particularly critical in case of batch annealing with no degreasing line or inefficient cleaning before continuous lines. In this specific cases, pollution of the strip surface could be prohibitive when rolling in the early stands of tandem mill with conventional forged work rolls as ground. The strip cleanliness strongly deteriorates during rolling particularly with high roughness rolls: iron fines are generated at the strip surface due to friction and stick on the sheet. It is well known that chrome plating on ground forged rolls in the early stands improve the strip cleanliness. This paper summarizes the results of 3D surface roughness topography studies on forged work rolls, with and without chrome plating, combined with sheet cleanliness measurement during rolling. It shows that a well determined topography has to be obtained on the work rolls used in early stands in order to roll in the mixed lubrication regime, as described by the Stribeck curve, minimizing the friction coefficient and therefore optimizing the cleanliness of the rolled sheet. The main roll roughness parameters to take into account for that purpose are the roughness level Sa, and even more, the Kurtosis parameters Sk, Spk, Svk and Ssk. The ideal surface morphology promotes deep valleys to the detriment of peaks, leading to a roll surface capable of retaining/trapping oil in the valleys, while peaks are minimized, thus reducing the friction in the roll bite and the amount of iron fines produced. To achieve this objective, new grinding wheel technologies are currently developed, in dialogue with wheel manufacturers, to create such ideal morphology of roughness well adapted to HSS forged rolls.

Oct 1, 2019

By Matheus Sampaio Modesto de Paula

O presente trabalho mostra o desenvolvimento de um produto, até então não comercializado pela CSN/PR, criado para o aproveitamento da capacidade ociosa de seu laminador reversível a frio. Historicamente, a produção do laminador era direcionada exclusivamente para o abastecimento de uma linha de galvanização contínua, mas trabalhos bem sucedidos para o aumento da produtividade do laminador resultaram em capacidade excedente do equipamento. Diante desse cenário, a comercialização de bobinas Full Hard se tornou uma opção viável para a abertura de mercado e aumento de competitividade, frente a atual pressão imposta por produtos importados. Visitas aos potenciais clientes foram necessárias para o levantamento das características importantes a seus processos produtivos e adequação dos parâmetros utilizados no laminador reversível. Atualmente o produto está homologado e sendo fornecido a clientes externos, e espera-se o aumento da carteira, dependendo apenas da evolução do mercado.

Jul 30, 2018

By Walter Valery, Kristy Duffy, Alex Jankovic, Peter Holtham

Hatch’s Mine to Process Optimization projects integrate mining and processing strategies, minimizing operating costs and maximizing overall profit. The methodology involves ore characterization, blast audits, plant surveys, analysis of historical data, and integrated modelling and simulation of mining and processing. Blast designs are tailored according to ore type and the downstream process is optimized for the changed feed. This approach has increased throughput and minimized costs for many operations worldwide. The implementation of this methodology at an iron ore operation that faced challenges with increasing mining strip ratio and ore body mineralogy changes is presented in this paper. The larger stripping ratio increased mining costs and constrained the run-of-mine (ROM) delivery to the process plant. Process performance was affected as the ore mineralogy shifted from predominantly hematite to include greater proportions of magnetite. The project objective was to minimize overall cost per ton mined and processed and maximize profit. Tailoring the blast designs according to ore type and process optimization increased the throughput of all process lines. This provided the potential to shut down one of the five processing line, aligning the mine and plant capacity and significantly reducing the processing costs.

Oct 3, 2019

By Mario González Ramírez

The safe transport of sour gas requires steels with enhanced hydrogen induced cracking (HIC) resistance. Centerline segregation bands of high hardness microconstituents and non-metallic inclusions are the heterogeneities usually linked to HIC failures in pipeline steels. Full-scale production heats of a new low Mn, Nb microalloyed steel were produced by different steel mills aiming at the application in sour gas environments. The new alloy design provides both effective strengthening and control of sulphide inclusions. Coil microstructure consisted of fine grained ferrite with a small volume fraction of uniformly dispersed eutectoid aggregates. Most importantly the microstructure was uniform in both the longitudinal and transverse directions and exhibited exceptional consistency. Samples from this steel were submitted to HIC testing according to NACE standards TM0284-2003 without any sign of cracking. The results, so far, confirm that this new alloy design provides the unique opportunity to economically produce a high strength pipe steel grade with improved sour service resistance for the linepipe industry.

Aug 8, 2018

By Kyle T. Chomyn

Multi-disciplinary engineering analysis and advanced modeling techniques were used to identify and develop low cost design modifications to improve a blast furnace hot blast air distribution main that experienced frequent refractory failures. Piping flexibility analysis helped identify the root causes of refractory damage and determine the need for new expansion joints. Finite element analysis was used to optimize a custom-designed elbow-to-elbow tie-rod system, which ensures thermal expansion loads are not placed on connecting piping. Heat transfer coefficients through the elbows were estimated using computational fluid dynamics (CFD) flow modeling. The cast refractory design was changed to a more reliable brick refractory design. Excessive draft was occurring during furnace back-drafting, so the system was assessed using CFD, and a passive flow-reduction spool was designed. This firstprinciples engineering design approach allowed for optimization and verification, ensuring that the new design addressed the root cause of the previous deficiencies.

Aug 17, 2017

By Kenneth Williams

Economic drives dictate the exploitation of formerly less attractive ore bodies located close to or even beneath the water table. These ores can cause handling problems and expensive downtime of processing equipment due to their increased adhesive characteristics and are colloquially termed as “wet and sticky” ores. In order to gain a better understanding of the causes of poor handleability, experimental test methods for wall and inter-particle adhesion within bulk solids samples were developed and validated. The results confirmed that adhesion of bulk solid to equipment surfaces is mainly governed by capillary pressure. It can therefore be described using the Young-Laplace equation, which implies that adhesion is primarily dependent on the interfacial water between bulk material and the adhesion partner. Accordingly, the governing material parameters of adhesion are its capillarity and permeability, as these two characterize water transport to or from the interface of the adhesion partners. Furthermore a threshold for the classification of a material as wet and sticky based on the measurements of adhesion has been proposed.

Aug 17, 2017