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By Ian James McDonald

Each year, approximately 400 million tons of blast furnace slag is produced worldwide with a tapping temperature of around 1,500°C. It is normally used as a substitute for cement clinker or as an aggregate material in road construction. Currently, the slag is granulated in wet-granulation plants using large volumes of water and to date, it has not been possible to utilise the remnant heat energy of the molten slag, which amounts to approximately 1.8 GJ of energy per ton. However, in an R&D project currently underway led by Primetals Technolgies and industrial partners, a new dry atomising technology is being investigated to use air to cool molten slag and recover the lost heat energy. The resultant pelletised slag fulfils the same criteria as wet-granulated slag for use in the cement industry. Phase 1 of the project has now been completed where a technical plant was set up at the University of Leoben in 2012. A series of dry-slag granulation campaigns were carried out using remelted blast furnace slag. The elevated offgas temperatures and the quality of the slag product as verified by the FEhS Building Material Institute have shown the process suitability as an industrial application and the decision was taken to escalate the project from large laboratory scale to a full size pilot plant. The phase 2 development of this plant is now underway and is scheduled for installation at the site of an industrial partner in early 2016 where full slag flow will be fed directly to the plant from Blast Furnace ‘slag runners. This paper will show the development path taken to date and the planned route to our goal in 2016 of being the first to industrialise the ‘game changing’ process of dry Slag Granulation with Heat Recovery from the slag.

Aug 16, 2017

By Flávia Vieira Braga

Este trabalho teve por objetivo avaliar as melhores condições para promover a recristalização entre passes, durante a laminação a quente em laminador Steckel, de um aço inoxidável ferrítico AISI 430 estabilizado ao Nióbio. A laminação a quente de acabamento foi simulada através de ensaios de torção utilizando um esquema em diferentes temperaturas. A ocorrência de recristalização entre os passes de laminação foi estudada através de interrupções antes de alguns passes. As amostras ensaiadas foram analisadas por microscopia ótica e MEV-EBSD (difração de elétrons retro-espalhados). Os resultados deste trabalho mostraram ser possível promover a recristalização entre passes durante a laminação de acabamento do aço AISI 430 estabilizado ao Nb. Foi, ainda, estabelecida a melhor faixa de temperatura para a promoção de recristalização.

Jul 30, 2018

By Maurício Guimarães Bergerman, Eduardo Henrique Marsola Niño de Guzmán

A abrasividade de um mineral ou rocha é um tema de extrema importância na indústria mineral e é medido geralmente pelo índice de abrasividade de Bond (AI). Entretanto o ensaio de Bond restringe as amostras tanto pela granulometria utilizada no ensaio, entre ½” e ¾”, como quanto pela massa, sendo necessários 1600 g, além do tempo de realização de aproximadamente 60 minutos. Visando o estudo de abrasividade de materiais mais finos, foi pensado no desenvolvimento de um ensaio LCPC modificado, utilizando granulometrias extremamente finas, da ordem de 1,0 mm ou menores, para previsão de desgaste em circuitos de beneficiamento mineral, antecipando assim possíveis falhas em função da mudança das características de abrasividade do material que está sendo processado, podendo ser utilizado para caracterizar materiais finos da etapa de prospecção, perfuração, pré-concentração, e fluxos da flotação..

Mar 1, 2019

By Caio Trindade Almeida, Tharcysio Oliveira Rocha Paiva

Tharcysio de Oliveira Rocha de Paiva2

Oct 3, 2019

By Flanelson Maciel Monteiro, Marcondes Mendes de Souza, Mauro Froes Meyer

This research is based on a bibliographical review of a field work that was done in the municipality of Parelhas / RN. The area explored, in turn, is known for its richness of mineral resources that are present in pegmatitic rocks. The general objective of this research is to characterize the main properties of the pegmatites and quartzite, in order to verify the heterogeneity of the elements, to raise a possible viability of extraction for economic purposes. The quartzite also presents a siliceous chemical composition. This rock is a source of bricks and silica refractories used in the steel industry and for the preparation of the blast furnace bed, ornamental rock used in different ways (rustic, carved, polished, among others). However, this research resulted in preliminary data, but it would be interesting to be more detailed in order to evaluate the economic viability of these rocks.

Oct 3, 2019

By Henara Lillian Costa

This paper aims to investigate the effects of a possible incorporation of ethanol to the lubricant during engine use on friction and lubricant film thickness, by adding small amounts of ethanol to Group I base (with and without an organic friction modifier) and to formulated oils. Film thickness was measured using ultrathin film interferometry. Friction tests were carried out using a mini-traction machine to obtain Stribeck curves. The film thickness measurements showed that in the region of low speeds, where the elastohydrodynamic film is very thin and therefore boundary lubrication may prevail, the addition of ethanol produced some boundary film, which was not present for the base oils. For the base oil with an organic friction modifier, the presence of ethanol increased the thickness of the low friction boundary film. For the formulated oil, the addition of ethanol reduced film thickness in all lubrication regimes. The friction tests showed some friction reduction due to addition of ethanol to the base oil, in particular at low speeds. For the formulated oil, the addition of ethanol reduced friction at high speeds, which was associated to a reduction in the viscosity of the lubricant, but at low speeds, the presence of ethanol reduced the formation of a boundary layer, increasing friction. For the base oil containing an organic friction modifier, the presence of ethanol increased the range of speeds for which low boundary friction occurred.

Jul 31, 2018

By Ana Carla de Melo Moreira Campelo

Para elaboração de planos de lavra é necessário que se faça o correto dimensionando da capacidade produtiva dos equipamentos envolvidos nas atividades de perfuração, carregamento e transporte. Esse estudo aborda o dimensionamento da produtividade de transporte para planejamento de curto prazo através da utilização de informações oriundas do banco de dados sistema de despacho e distância média de transporte oriunda da confecção dos planos de curto prazo, tomando como base os avanços de lavra e destinação dos materiais. A fim de chegar em um indicador da produtividade de transporte mais fiel aos resultados que de fato são praticados, foram levados em considerações os dados históricos mais recentes, obtidos por meio de um sistema de despacho e controle dos equipamentos (Dispatch®)... O trabalho proposto foi aplicado na mesma operação onde os dados foram obtidos e obteve resultados satisfatórios, possibilitando o acompanhamento mais detalhado da execução do plano de curto prazo e demonstrou-se passível de ser aplicado, também, para o planejamento de longo prazo. Os dados utilizados são provenientes de uma mina em operação (Cu-Au) situado no norte do Brasil.

Oct 30, 2017

By Euzébio Bernabé Zanelato

A produção de peças cerâmicas pela indústria da cerâmica vermelha é composta por diferentes processos, dentre eles, se destaca o processo de queima. O processo de queima é um dos principais responsáveis pelas propriedades finais da peça cerâmica, tais como: resistência mecânica e porosidade. Por ser um processo gradativo, onde a temperatura é elevada até determinado grau, o ambiente proporcionado pelo forno é fundamental para a homogeneidade de queima das peças, no entanto, existem diferentes formas para a realização dessa queima. O objetivo deste projeto é comparar e avaliar o processo de queima por forno Hoffman e forno Caieira. Para caracterização da argila foram realizados os ensaios de granulometria, densidade real dos grãos, limites de Atterberg e análise química. Para acompanhamento da temperatura do forno foi utilizado um termopar digital e verificada a temperatura durante o processo de queima. Para avaliação do melhor processo de queima foram realizados os ensaios de variação linear e absorção de água das peças cerâmicas. Os resultados indicaram que as peças cerâmicas queimadas pelo forno Hoffman apresentam propriedades superiores aos do forno Caieira.

Oct 30, 2017

By André Tarcizo de Oliveira Vieira

A Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) gera diversos resíduos metálicos de diferentes granulometrias que não podem ser utilizadas na rota natural da produção do aço. Este trabalho tem como objetivo descrever o pioneirismo do desenvolvimento e a implantação de melhorias no sistema de adição em carros torpedos que permitiram a utilização nobre de resíduos ricos em ferro, demonstrando a viabilidade técnica assim como a viabilidade econômica. A redução do consumo de energia é outro argumento para reciclagem de resíduos, neste contexto a CSN tem aumentado o interesse pela reciclagem devido a necessidade de diminuição de consumos energéticos e da consciência ambiental. O processo desenvolvido demonstrou a viabilidade da utilização de metálicos de pequena granulometria pela adição em carros torpedo, aumentando a oferta de ferro gusa líquido para os convertedores da CSN.

Aug 2, 2018

By Marco A. Ramírez-Argáez

A 2D mathematical model was developed for the plasma arc welding process. Computational simulations based on mass and momentum conservation equations as well as Maxwell equations were performed by using the commercial software PHOENICS. The model predicts the electric characteristics of the arc column, flow patterns, temperature contours and electrical potential, by varying the composition of the cover gas, in this case, argon and nitrogen. It was found that an arc of nitrogen with respect to one of argon generates more intense jets, greater voltages, and lower temperatures in the arc column for welding arcs current of 150 A and 10 mm arc length.

Oct 30, 2017

By Bruno Souza Fernandes

Eixos são componentes utilizados para transmissão de movimento e energia em máquinas. Os eixos são sujeitos à fadiga, visto que são submetidos à esforços combinados de flexão e torção cíclica. No presente estudo foi feita a análise de falha de eixo de uma bomba de alimentação de ureia fundida de uma fábrica de fertilizantes. Foram realizadas inspeção visual, fractografia, metalografia. A falha foi associada à concentração de tensões no raio da chaveta e ranhuras de usinagem, o que causou a fadiga.

Aug 16, 2017

By Rogério Martins Pereira, Charles Pierri de Souza, Lucas Gabriel Correa

The Tandem Cold Mill is composed by stands with rolls positioned so that the rolling force can be transmitted to the strip being processed. Due to the mechanical stresses inherent in the process, the roll bearings are heated and are equipped with lubrication and cooling systems. Nevertheless, there is the challenge of continuously monitoring the temperature of the bearings, which would allow preventive intervention in case of overheating. This paper presents an in-house solution to temperature measuring system applied to the backup roll bearings of a continuous Tandem Cold Mill. The system uses Zigbee technology and is integrated with the main control system, allowing early diagnosis of bearing heating and proper intervention. Results and features of the system are discussed.

Oct 1, 2019

By Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Augusto Lachini Pereira, Antônio Cezar Faria Vilela

A minor change in the chemical composition and temperature affects the slag viscosity, which has a great extent of the physical properties in regarding refining slags. Optimizing those parameters may affect the steel cleanliness. The viscosity measurement process is considered expensive, so the cost-effectiveness does not favor the measures at high-temperatures. Alternatively, it is possible to apply mathematical models or thermodynamic softwares to obtain viscosities for a given range of chemical composition and temperature of slags. The present work contemplates a validation of the experimental data, collected in the literature, with a calculated data and proposes an accurate representation of iso-viscosity curves applied for secondary steelmaking slags, covering the composition ranges: 0–100 wt.% CaO, 0–80 wt.% SiO2, 0–77 wt.% Al2O3 and 0–15 wt.% MgO (CSAM) system at 1500ºC. The viscosity representation fields include fully liquid and a partially liquid slags in the CSAM system and the viscosities were calculated using the FactSage 7.2 (for Liquid Phase) and the Roscoe-Einstein equation (for Phase mixture) for a total of 5976 slags. The preliminary results indicated that there is a great convergence between the calculated and experimental viscosities data, promoting an efficient approximation of the iso-viscosity curves for the CSAM slag system in the high-temperatures.

Nov 1, 2019

By Stephanie L. Kaster, John G. Speer, Blake M. Whitley

Niobium-microalloying technology has been increasingly applied in a wide range of steel applications over the past half-century, to increase strength, control microstructure, enhance properties and enable a variety of applications. To achieve desired performance levels, thermomechanically processed microalloyed steels are widely supplied by the steel industry for high volume applications in hot-rolled plate, sheet and structural steels. However, in steel long products and forgings, the final properties are often generated by downstream users, after heat-treatment, surface hardening, forging or wire drawing. Two examples are presented highlighting advancements associated with Nb-microalloying, to enhance microstructures and properties developed during thermomechanical and/or downstream processing. In the first example, a 0.02 wt. pct. Nb addition was made to a medium-carbon bar steel intended for induction-hardening applications requiring fatigue and fracture resistance in bending and torsion. The Nb addition as well as thermomechanical bar processing led to beneficial refinement of both the pre-induction and post-induction microstructures. In the second example, a 0.01 wt. pct. Nb addition to a high-carbon wire rod was found to refine the pearlite colony size and interlamellar spacing, and increase the hardness.

Oct 1, 2019

By Eduardo Montenegro

Apesar da relevância e interesse do tema de gerenciamento de alarmes na comunidade técnica industrial, observa-se que poucas empresas têm, de fato, implantado e conseguido extrair melhores resultados na eficiência e segurança operacional de suas plantas. O presente trabalho visa, a partir das experiências dos autores em implantação e acompanhamento de vários sistemas de gerenciamento de alarmes na indústria, discutir os principais motivos pelos quais estes sistemas falham em conseguir índices melhores em operação, monitoramento e gestão de alarmes. Além disso, propõe-se neste trabalho que estratégias, práticas e ferramentas sejam adotadas para que se consiga o máximo de benefício operacional ao se implantar e manter tais sistemas.

Aug 16, 2017

By Fabiana Fonseca de Morais

A sinterização é um dos mais importantes e mais antigos processos de aglomeração da indústria metalúrgica. Entender a realidade atual do processo de sinterização e as qualidades requeridas para o sínter é primeiro passo para o desenvolvimento de equipamentos ou processo. Este trabalho visa entender o impacto das diferentes características de minério e resíduos empregados em uma sinterização, seu comportamento na qualidade do sínter e a sugestão de equipamentos para amenizar problemas encontrados. Parâmetros como CaO/SiO2, SiO2, Al2O3 e MgO são avaliados para entender a tendência do mercado e o efeito na qualidade final do sínter. A correta avaliação das necessidades da planta para otimização dos equipamentos a matéria-prima disponível se faz necessário para o melhor resultado no alto-forno. A granulometria da matéria-prima também é um ponto importante a ser analisado. O sinter feed tradicionalmente possui uma maior fração entre 0,7 e 6 mm, uma fração menor entre 0,2 e 0,7 mm e um conteúdo de ultrafino (<0,150 mm) limitado a 15%. Estudos identificam uma tendência do sinter feed com maior conteúdo de sílica e o consequente aumento da utilização de ultrafinos. Como resposta ao incremento de ultrafinos na sinterização as grandes siderúrgicas já estão investindo em equipamentos que minimizem grandes perdas de produtividade, como a instalação do misturador intensivo, utilizado em projetos da Pau Wurth. Outra solução inclui a instalação de uma mini-sinterização dedicada para receber este material mais fino e resíduos. O sínter produzido poderá ser adicionado diretamente no forno e/ou ser utilizado como nuclueante na sinterização grande para aumento de sua produtividade.

Aug 16, 2017

By Nilson Nedes de Paula

Este trabalho visa apresentar os resultados de um estudo de correlação envolvendo concentração magnética nas escalas bancada-piloto e piloto-industrial. Os testes que sustentam este estudo foram realizados no CPT (Centro de Pesquisas Tecnológicas da Vale). A correlação entre as escalas piloto-industrial tende a ser direta, uma vez que, concentradores magnéticos piloto possuem os mesmos mecanismos de atuação de um industrial. Por outro lado, entende-se que a correlação entre as escalas bancada-piloto não seja tão direta assim, necessitando de um entendimento/conhecimento maior para descrevê-la. Aproveitou-se este trabalho também para estudar uma forma de melhorar o modelo atual utilizado pelo CPT em interpretações mineralógicas voltadas para concentração magnética. A metodologia deste trabalho foi dividida em seis etapas distintas: escolha das amostras, amostragem industrial, caracterização das amostras, interpretação mineralógica, testes piloto, testes de bancada e análise de correlação. Em relação aos resultados, este trabalho confirma a interpretação mineralógica como uma boa ferramenta para estimar recuperação mássica e qualidade de concentrado em processos de concentração magnética, e que modelo utilizado atualmente pelo CPT apresenta melhores resultados em relação à modificação proposta neste trabalho. Os testes piloto apresentam resultados praticamente idênticos aos resultados da industrial, confirmando que a correlação entre as escalas piloto-industrial é direta. Por fim, este trabalho confirma que é possível correlacionar os resultados de bancada com os resultados da piloto. Os gráficos de correlação apresentam R2 superior a 0.77, podendo se basear na utilização de equações de regressão para estimar resultados piloto, a partir dos resultados de bancada. Entretanto, entende-se que é necessário realizar teste complementares, uma vez que, o espaço amostral (número de amostras estudadas) foi pequeno.

Aug 1, 2018

By Jose M. Rodriguez-Ibabe, Beatriz Pereda, Beatriz Lopez, Felipe Bastos

The modeling of austenite evolution during the hot rolling of steels is covered in the literature for a wide range of chemical compositions, although mainly for carbon contents below 0.20%. In addition, most research on this topic is oriented for processes that are characteristic of flat products. Compared to those processes, the hot rolling of bars for structural applications presents considerable particularities concerning mainly deformation, rolling speed and rolling temperature profile. Those particularities result in considerable changes on process parameters that affect the austenite microstructure evolution, both in the softening and hardening mechanisms if microalloying elements such as Nb is present. The aim of this work was to develop a model to predict the evolution of austenite microstructure that is suitable for the hot rolling of structural reinforcing bars. Different torsion tests simulating industrial schedules particular from those type of processes were performed. The tests showed the need to investigate Nb strain-induced precipitation interaction with softening mechanisms that can occur during the deformation schedule. At the end, the new proposed kinetics and routines were introduced to a program, MicroSim-Bars®, that is able to model austenite evolution under structural bar hot rolling conditions.

Oct 1, 2019

By Tiago Salzmann Vilela

No mercado de arames galvanizados destinados a indústria é exigida a uniformidade da camada de zinco sobre o arame. Neste trabalho, foram estudados os efeitos da velocidade de galvanização na uniformidade e espessura da camada de Zinco total, bem como a morfologia das fases de Zn e Ferro-Zinco sobre o substrato metálico. Verificou-se também o efeito do aquecimento após o processo de galvanização, observando o crescimento da camada intermetálica. Finalmente, serão mostradas as principais características de processo obtidas para garantir o atendimento aos ensaios de qualificação, em um estudo de caso de arames galvanizados produzidos em unidade industrial da Gerdau.

Jul 30, 2018

By Antonio Adel dos Santos, Carmos Antonio Gandra, Fabricio Mazola da Silva Paiva, Vicente Tadeu Lopes Buono

Abstract Usiminas Steel Plant in Ipatinga installed an accelerated cooling device named CLC (Continuous On-Line Control) in 2010, enabling it to supply steels produced by TMCP (Thermo Mechanical Control Process) technology. This technology complements the TMCR (Thermo Mechanical Control Rolling), with the inclusion of the accelerated cooling process after controlled rolling. There are various gains in terms of quality and productivity associated to the application of such technology. However, the flatness control for API steel becomes crucial because large thermal stresses may be generated due to thermal heterogeneity during the fast cooling when the austenite phase decomposes mostly into ferrite and bainite. In literature, there is lack of knowledge regarding a full understanding of the relation among cooling conditions and plate flatness. Therefore, this work has focused on the effect of the cooling strategy for API steels, aiming at optimizing flatness and keeping the mechanical properties within the specified ranges. The starting point was dilatometer simulation, where cooling conditions such as start cooling temperature, SCT, finish rolling temperature, FRT, and cooling rate, CR, were changed in order to evaluate their effect on microstructure. Those laboratory conditions supposed to give the best results were transposed to industrial scale, so as to produce experimental lots of plates with five different cooling strategies. It was shown the possibility to find a cooling profile that guarantees the balance between mechanical properties and flatness requirements. The influence of cooling strategy on flatness was explained by the varied heat transfer regimes occurring from hot steel surface to the ambient

Oct 1, 2019