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By Henrique Silva Furtado, Johne Jesus Mol Peixoto, Itavahn Alves da Silva, Bruna Helena Malovini Loiola, Carlos Antônio da Silva

A projeção de escória do BOF (Basic Oxygen Furnace) ocorre a partir da formação da emulsão, a qual provoca expulsão de escória se o volume da mesma aumenta em demasia. Esse fenômeno gera algumas preocupações para uma aciaria, como diminuição da eficácia do refino, perdas financeiras, perda de material, riscos de acidentes e principalmente problemas ambientais. Arquivos de Big Data da ArcelorMittal Tubarão foram estudados para que fosse possível a identificação das causas principais das projeções a partir de estudos estatísticos de análises multivariadas, técnicas ainda pouco usuais para estudos na área de aciaria. Foram utilizados os softwares Statistica, Genes, e Rbio com novas propostas de utilização de ferramentas desta área, como a análise de componentes principais e a análise de trilha e análise de rede de correlações. Foi possível verificar, por exemplo, que o peso de briquete misto adicionado durante o sopro e o teor de silício no gusa carregado estão entre as principais causas de projeção.

Oct 1, 2019

By Guery Augusto Echeverria Martínez

O profissional brasileiro tem uma grande capacidade em criar soluções. Na área de trefilação o resultado desta criatividade é facilmente encontrado em diversos pontos do processo. No entanto esta capacidade não segue um roteiro, simples ou complexo, de tal forma a possibilitar respostas inovativas em alto nível e por toda a equipe da organização. Este trabalho propõe o ensino da metodologia TRIZ e de ferramentas auxiliares a todos os colaboradores das trefilarias. A TRIZ é uma metodologia sistemática, isto é baseado em regras, o que permite a obtenção de uma solução direcionada, portanto, muito mais assertiva no processo de inovação. A natural criatividade do profissional brasileiro pode ser amplificada com o aprendizado de uma metodologia que sistematize o desenvolvimento de novas soluções para antigos e novos problemas no processo de trefilação. O aprendizado das ferramentas básicas de TRIZ, associado a outras ferramentas, podem tornar os profissionais da área de trefilação mais confiantes e efetivos na análise de problemas, geração de ideias e prevenção de falhas.

Aug 16, 2017

By José Hugo de Carvalho Souza

Buscando melhorar a detecção das causas de falhas em equipamentos pela equipe no setor de trefilados e ampliados, o tempo de reparo de manutenção, diagnóstico de desempenho dos processos e melhoria na segurança operacional, foi criado um sistema de informação integrado de engenharia de manutenção e processos, com plataforma de carta de controle online e off-line integrada, monitorando aproximadamente quatro mil e trezentas variáveis de processos analógicas e digitais, adicionadas câmeras IP nos processos e desenvolvido um sistema de rastreabilidade de volumes produzidos que garante o correto apontamento de produção da área, minimizando dessa forma as divergências de inventário. A criação da rede integrada, permite unificar as comunicações de automação, possibilitando monitoramento e modificações das lógicas nos PLCs na central da automação, agilizando os diagnósticos e padronizando backups. A partir das implementações e projetos, foi possível aumentar no período de 12 meses em 5,5% a produtividade e otimizar em 2,9% o resultado de interrupção de manutenção dos equipamentos.

Aug 16, 2017

By Pedro Netto da Silva

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a necessidade de substituição das linhas de gás entre a torre de MEA e a entrada no header de distribuição para os vasos Scrubbers em uma plataforma com trinta anos de operação, dado o seu histórico de produção de H2S. Verificou-se a existência de danos possivelmente causados por este contaminante nas tubulações de aço-carbono API GrB e API 5LX 42 pela análise da junta soldada entre flange e tubo, região onde frequentemente ocorrem as falhas na presença de H2S. Observou-se na ZF e nas ZTA a presença de micro-inclusões, as quais foram submetidas à análise química qualitativa por espectrometria dispersiva de raios-X e concluiu-se que eram provenientes do revestimento do eletrodo utilizado no processo de soldagem e da fabricação do aço. Como não foi constatada a presença de trincas ao longo da junta, determinou-se não ser recomendada a substituição de linhas que operam em condições semelhantes.

Aug 8, 2018

By LJ Aspinall, Paulo Sérgio Soares Santiago

Monitorar adequadamente a qualidade da água em sistemas de resfriamento é fundamental para assegurar um bom condicionamento de seus indicadores chave de desempenho: a corrosão, a incrustação, a formação de depósitos e a atividade microbiológica, de forma que as unidades operacionais possam atingir suas metas com relação aos seus respectivos índices chaves de performance do processo industrial. Enquanto a confiabilidade deste monitoramento em antever problemas assume, então, elevada importância, os métodos utilizados até o presente na indústria não têm efetivamente fornecido resultados realísticos pela ausência de troca térmica nos dispositivos usados. A Knew Value desenvolveu e patenteou uma nova tecnologia, o Sentinel, que permite aplicar métodos inovadores de monitoramento on-line, permitindo realizar simulações em condições críticas de velocidade de escoamento e temperatura de película e atingindo excelência em monitoramento de indicadores chaves de desempenho do tratamento químico aplicado em sistemas de resfriamento. O objetivo deste trabalho é apresentar esta tecnologia e casos históricos de desempenho.

Aug 1, 2019

By Eustáquio Vieira Júnior, Welder Gomes Gonçalves

Os altos-fornos podem apresentar ocorrências de arrombamento e/ou avermelhamentos dos algaravizes, e esses têm como conseqüências: alto risco na integridade dos conjuntos joelhos/algaravizes, resultando em baixa segurança operacional; elevação brusca da temperatura interna dos algaravizes, causando avermelhamentos e/ou arrombamentos recorrentes por desgaste acentuado do revestimento refratário; necessidade de paradas emergenciais; necessidade de troca dos conjuntos de algaravizes por desgaste acentuado do perfil refratário. Uma possível causa relacionada com essas ocorrências pode ser a combustão no interior do algaraviz do carvão que foi injetado pelas lanças, causando desgaste do revestimento refratário e conseqüentemente avermelhamento e/ou arrombamento do conjunto. Para evitar esse tipo de ocorrência foi instalado sistema de monitoramento de fenomenos na zona de combustão. Esse sistema trabalha como complemento do diferencial de pressão dos algaravizes e o anel de vento. Nesse trabalho, são mostradas as características do sistema de monitoramento e suas particularidades e os resultados alcançados após a implantação dos sistemas no que se refere aos danos em conjuntos de sopro.

Oct 1, 2019

By Francisco Alberto Marreiros da Rocha Filho

O uso de vanádio na produção de vergalhões microligados data do início do século XX, sendo amplamente utilizado na construção civil voltada para regiões susceptíveis a abalos sísmicos. Desse modo, este trabalho visa revisar os efeitos promovidos pelo uso do vanádio na fabricação de vergalhões antissísmicos, levando em conta a utilização de dois processos distintos de laminação – Forno de reaquecimento a Gás Natural (FGN) e Laminação Direta (LD) – como forma de conferir ganhos em resistência, mantendo-se níveis satisfatórios de tenacidade. Foram realizados ensaios microestruturais e de propriedades mecânicas entre lotes provenientes dos dois processos, avaliando-se propriedades como tamanho de grão médio, limite de escoamento e limite de resistência, correlacionando-as com o efeito provocado pelo uso do vanádio, concluindo-se que seu impacto no refino de grão austenítico/ferrítico e endurecimento via precipitação de carbonitretos de vanádio é de fundamental importância para a obtenção de propriedades mecânicas satisfatórias em vergalhões antissísmicos.

Oct 30, 2017

By Raquel de Carvalho Reis

A fosfatização é um pré-tratamento superficial que tem como principais funções: a lubrificação, proteção contra corrosão e proteção contra abrasão. Os metais fosfatizantes mais comumente utilizados são o zinco, manganês e o ferro, sendo o zinco o mais aplicado nas indústrias siderúrgicas, automobilísticas e de linha branca. Atualmente, grande parte das pesquisas relacionadas aos processos de fosfatização é referente ao fosfato de zinco, sendo escasso o estudo sobre fosfato de manganês. O objetivo deste trabalho foi estudar a cinética de formação da camada de fosfato de manganês em aços baixo carbono, analisando a influência do substrato na formação da camada fosfatizada. As análises foram baseadas na obtenção das curvas de ganho de massa, sendo caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram que para o substrato constituído essencialmente de martensita revenida, uma maior quantidade de carbonetos resultou em uma menor taxa de ganho de massa, pois estes funcionam como sítios ativos no processo de fosfatização, fazendo com que exista uma maior densidade de núcleos.

Aug 16, 2017

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 Sandro Griza

Este estudo trata da simulação numérica por elementos finitos de um conjunto de trilhos, talas e parafusos de fixação, com o objetivo de verificar as tensões que ocorrem no conjunto, devido às cargas solicitadas e aplicadas nas condições de apoios estabelecidas pela norma NBR MB 3076/1989, além de duas condições de aperto dos parafusos: pré-carga de 50% da tensão de escoamento e 90% da tensão de escoamento do parafuso. Os resultados mostraram que o efeito de aperto do parafuso é mais significativo na distribuição de tensões do conjunto do que o efeito da carga externa. O aperto do parafuso a 50 e 90% do escoamento provocou maiores valores de tensões de Von Mises distribuídas tanto no parafuso quanto na tala, ultrapassando o escoamento dos materiais. É recomendável considerar que os menores valores de torque podem facilitar o desaperto da porca na prática, devido às passagens da roda sobre o conjunto.

Aug 16, 2017

By Tomaz Fantin de Souza

O processo de trefilação de barras, arames e tubos é amplamente utilizado na indústria metal-mecânica para a fabricação de eixos automotivos, componentes mecânicos, pregos, parafusos, etc. O conhecimento e controle dos parâmetros de processo como coeficiente de atrito, força de trefilação, tensões e deformações pode contribuir para uma melhor qualidade do produto e na realização de um processo menos poluente, que reduza o consumo energético e perdas desnecessárias. Desta forma, este trabalho objetiva analisar e medir a força necessária para trefilar uma redução em área de um processo de fabricação de arames de aço baixo carbono através de uma máquina universal de ensaios Emic® adaptada para a realização do processo e construção de um dispositivo para fixação da fieira . Além disso, este trabalho objetiva indicar o coeficiente de atrito de Coulomb (µ) deste processo utilizando-se o valor da força de trefilação obtida nos experimentos com a utilização da equação teórica de Siebel.

Aug 16, 2017

By Claude Bodeving

The present steel economy drastically increases the financial strain on blast furnace operators. As a consequence, the importance of reliable cast floor operations is increasing drastically, which has a direct influence on the required clay mass and tapping equipment performances. When using modern high performance clay masses, pneumatic taphole drilling machines quickly reach their performance limits, which has made fully hydraulic drill hammers a standard in modern cast house operation. Besides the well-established hydraulic TMT hammers with high impact energy, an alternative version with lower impact energy, but high impact frequency was developed by TMT in the past, in order to achieve improved taphole protection. TMT’s recent research has shown that the drilling requirements inflicted by the taphole condition change over the taphole length, which has triggered the development of a new hammer, capable of switching between a high impact frequency mode and a high impact energy mode.

Aug 17, 2017

By Andrea Zanon

Recently steel manufacturers have significantly focused their attention on safety and working conditions thanks to new labour laws, comprehensive operators’ knowledge and increased company social responsibility. Even with a reduced budget, investments on safety are now widely approved. Mill constructors aim at developing upgraded solutions to comply with these new requirements. In some cases mill constructors can even anticipate customers’ requests and consequently put into the market innovative solutions. In this text we will analyze some advanced solutions developed by Danieli & C. Officine Meccaniche Spa - the leading company in long-product rolling mills - aimed at improving working conditions on wire-rod block settings. In particular, we will focus on rolling guides installed on fast-finishing blocks and on servo-assisted device for rolling rings changing. In fact, this equipment has shown effective benefits on our test plants and has mainly cut out the tendency of the personnel to be absent due to backache. This paper will first present standard working conditions, will then introduce the newest equipment developed by Danieli & C. Officine Meccaniche Spa, will analyze its operation and finally will describe in detail the benefits that can be reached with its use.

Jul 30, 2018

By José Aparecido Pereira

The innovative methodology developed by the author allows the elaboration of an Angle Roll Pass Design based on the practical observations of the rolling process and applies mathematical criteria, using the Ekelund´s formula supported by Advanced Excel tools (Reach Goal, PROCV-PROCH, Macros) and AutoCad. The first step is the definition of the number of stands, roll dimensions, gear boxes reduction, initial stock, average reductions, spread factors, finishing speed and type of grooves. For each pass are calculated: bite angle, spread, section reduction, lost and gain of temperature, separating force, speed, torque and motor power. After these calculations and checking of the parameters, the program calculates the dimensions of the passes transforming the flat passes into shaped ones. With these dimensions it is possible to draw the grooves using AutoCad and check section reductions. This methodology was already used for the development of a new project and also to check the parameters of existing ones, with comparison of the results and has shown to be reliable in real and tested projects. It is an innovative process that is not available in known literature.

Oct 1, 2019

By Marcela Gotelip Barbosa

Pellets are the main iron input to the blast furnace at ArcelorMittal Lazaro Cardenas iron and steel making facility in Mexico. Pellets are made at this facility using the concentrates generated and shipped from their captive mines viz., Las Truchas, Pena Colorada, Volcan Sonora. The concentrating plants, after grinding the ore to the liberation size, use magnetic separation and flotation to reject the silica, sulphur and phosphorous impurities. At Volcan Sonora Mines, the ore is contaminated with phosphorous minerals, and hence, after magnetic separation, the phosphate minerals are floated using anionic carboxylate collector (sodium oleate). Apart from floating the phosphate minerals, the sodium oleate also has some tendency to smear on the iron bearing mineral surfaces leaving a hydrophobic surface, which is expected to reduce the green pellet strength due to absorption of ultrafine sized air bubbles on these surfaces, and further generate higher levels of dust during the induration process. In order to alleviate this industrial problem, comparative studies were carried out on the concentrates from magnetic separation using reagents from synthetic sarcosinate and carboxylate family collectors. Results have indicated that the sarcosinate family members not only were found as replacement to carboxylate collectors, but also reduce the phosphorous content below the values achieved with oleate, thus have considerable benefits in the downstream steel making process. Based on the results, plant runs are being taken up at Volcan Sonora. In this article, the laboratory results obtained on iron grades and recoveries, and phosphorous rejection using both the reagents are presented.

Aug 1, 2018

By Daniel Suarez

Over the last few years the mining industry has continuously been facing increases in capital and operating costs for new projects; plant expansions and also significant increases in the operating costs of existing plants. To counteract such trend the industry is seeking technologies such as the Vertimill as an option to lower the operating costs of grinding circuits. The benefits the Vertimill offers in terms of lower energy consumption and lower media consumption are well established and documented; such benefits can significantly improve the viability of a new project, plant expansions or upgrading grinding mills that need to be replaced. The paper briefly describes the operation of the Vertimill, recent regrind applications in processing Iron ores where the impact of lower energy and grinding media consumption is very significant because of the large tonnages involved, and also applications as a tertiary and secondary grinding stages of grinding circuits. The paper also highlight the expected role the Vertimill can play in secondary applications and the expected impact on the overall economics of the project.

Aug 1, 2018

By Andrew Slifka, Pello Uranga, Douglas Glenn Stalheim

Structural steel final mechanical properties of strength and ductility are predominately generated by the final ferrite grain size/packet size and homogeneity of that ferrite grain size/packet size through the cross-sectional area. Forty to seventy percent of the strength components come from how fine the final cross-sectional ferrite grain size/packet size that can be produced.[1] All the ductility properties of structural steels for a given microstructure are predominately driven by how fine AND homogenous the final cross-sectional ferrite grain size/packet size can be refined.[2,3,4] One key ductility property of structural steels used in construction and energy transmission applications is fatigue. Both low and high cycle fatigue can be realized in these end applications, however, low cycle fatigue is typically the predominate mechanism. In construction applications the environment for fatigue is typically air, such as in wind towers or high-rise building construction. In energy applications, there is an interest in high pressure (5.5 – 21 MPa, 800-3000 psi) gaseous hydrogen as an alternative fuel source to fossil fuels. A project to study the effect of the cross-sectional grain size/homogeneity of a relatively pure polygonal ferrite microstructure on the fatigue performance in air and high-pressure gaseous hydrogen has been developed. This paper will discuss the project strategy, microstructure developed for the project and initial test results.

Oct 1, 2019

By José Divo Bressan

Present work examines material surface damage by cavitation erosion of metals or the wear phenomenon from water bubbles collapse near the metallic surface. Material surface damage by cavitation erosion is due to wear mechanisms of liquid micro-jets impingement and shock waves. Experimental cavitation in tap water was investigated, using the proposed new design of compact rotating disk equipment. In this device, a rotating disk with cavitation inducers and specimens fixed on it ran in tap water to provide cavitating flow at constant high speed of 47.9 m/s similar to service conditions in pumps and propellers. Two types of cavitation inducers in the rotating disk were investigated: through-holes and pins. Carburized cast iron, aluminum, brass and bronze specimens were tested in this device. The cavitation damage mechanisms were observed by scanning electron microscope. Surface damage in the specimens was measured by mass loss and plotted in graphs of mass loss versus running time. After 25 hours testing, the specimens surface showed pitting formation and mass loss. All specimens presented surface damage: pit diameter size was about 100 or 150 to 300 micron. In aluminum specimen, damages by burned pit formation and plastic deformation could be seen, however, the mass loss was lower than the expected, possibly due to alumina film formation. Present equipment had quite good test reproducibility when compared with results from literature.

Jul 31, 2018

By Arlindo Lopes Faria

O Drop Weight Tear Test (DWTT) é comumente empregado para avaliar a capacidade de um material impedir a propagação de fratura frágil na temperatura de projeto. Esse ensaio quando aplicado a aços modernos de elevada tenacidade, produzidos via resfriamento acelerado, para aplicação em dutos, pode não exibir o mesmo comportamento à fratura dos aços convencionais, por apresentar um tipo de fratura anormal, denominada fratura inversa. Esse tipo de fratura, por sua vez, invalida os resultados de DWTT segundo os critérios estabelecidos pela API RP 5L3. Neste trabalho, são apresentados os resultados obtidos em ensaio de DWTT, utilizando corpos de prova full-size e sub-size, de um aço de elevada tenacidade, produzido com distintas condições de processamento termomecânicas evidenciando o fenômeno de fratura inversa. De uma forma geral, observou-se uma correlação entre os resultados de DWTT e as propriedades mecânicas em tração. Os testes também apontaram que a geometria do corpo-de-prova (full-size ou sub-size) possui uma influência direta no resultado do ensaio de DWTT.

Aug 16, 2017

By Antônio Adel dos Santos

O controle da temperatura é fundamental no processo de laminação a quente dos aços, motivando a dedicação de esforços em estudos sobre a transferência de calor e na aplicação de melhorias operacionais. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento, os resultados e as aplicações de modelos de cálculo da evolução de temperatura do aço durante a laminação a quente, desde o reaquecimento da placa até o produto laminado e resfriado na forma de chapas. São mostradas formulações matemáticas, métodos numéricos de solução usados, validação dos cálculos e a contribuição dos modelos para o entendimento e melhoria de processo. Todo esse desenvolvimento foi baseado em trabalhos realizados na Usiminas, nos últimos anos, cuja fundamentação teórica, buscada na literatura, foi adaptada e validada de acordo com as especificidades de cada linha. Além disso, os modelos foram implantados como simuladores offline, tornando prática sua aplicação pelos analistas de processo. São mostrados exemplos de cálculo do aquecimento de placas, da evolução térmica das placas nos fornos até a entrada dos laminadores, e da evolução do esboço durante a laminação de chapas grossas.

Jul 30, 2018