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By Josef Maierl

For the production of advanced high strength steel grades (AHSS) like API X80/X100, dual-phase, martensitic and complex-phase grades a number of hot strip mills need to extend their limits in terms of power and flexibility. Especially for cooling and coiling of these new materials, Primetals Technologies developed the “Power Cooling” and “Power Coiling” technologies. Power Cooling combines the advantages of conventional laminar cooling or “low pressure cooling” with the newly developed “high pressure cooling” with highest cooling rates for flexible operation. The Power Coiler which is needed to coil those high strength grades especially at thicker gauges ensures reliable strip-coiling for a most economical production. To enhance the reliable production of high-strength steel grades for a wide range of strip dimensions, the automation system with its advanced models is an integral part to the mechanical design. In this context the paper presents examples for the installation of power cooling and power coiling in new and modernized HSM.

Aug 16, 2017

By Salete Martins Alves

The future lubricants must be more environmentally adapted, with a higher level of performance lower total life cycle, cost than currently used lubricants. Environmental friendly, the biodegradable alternatives are available for a large variety of mineral oil based lubricants. Vegetable oils are the major source of these base fluids, although they have lower thermal and oxidation stability and even worse low-temperature behavior than mineral oil. These physical and chemical properties can be improved by chemical modification. The aim of this study was to evaluate physicochemical properties and film formation from modified vegetable oils. The vegetable oil was chemically modified by epoxidation reaction with acetic and formic acid using sunflower oils. Viscosity, iodine value, density, acidity value and thermal stability were determined for epoxidized oils. The film formation was analyzed using a HFRR tribometer. The results showed that epoxidized vegetable oils had excellent properties to be used as lubricant, and their tribological performance is higher than mineral oil.

Jul 31, 2018

By Jörg Schwelberger

Government regulations around the world concerning environmental care are becoming more stringent, also including regulations and restrictions of depositing and use of dust, sludge and slag generated in the iron and steelmaking process. With this scenario, by-products such as iron containing dust, sludge, oxide fines, mill scales and slag, become a valuable resource and recycling may be a profitable activity within a plant. Up to ten percent in mass of the total steel output of dust, sludge and mill scale by-product materials and more than 40% of slag by product are generated within an integrated steel plant with an iron content ranging from 50% to 65% for fines and up to 25% for BOF-slag. Slags are being widely recycled and used in the cement industry, as is the case for BF slag, and in the construction industry in the case of BOF slags and EAF slags. However, value of BOF unmodified slag is typically low and environmental regulations limit the usage of the unmodified BOF slag. This paper describes innovative solutions for recycling of fines using cold briquetting technology and the modification and granulation of slag from steelmaking that increase the value of the by-product and yield a marketable product.

Aug 16, 2017

By Alessandro Pigani

Over the last 25 years the thin slab casting and rolling process has been gaining a major market share in the production of hot rolled strip, progressively eroding the areas previously of exclusive domain of conventional mills. This is mainly thanks to the competitiveness of the process over conventional ones, and to the growing ability of this technology to cover the majority of market niches, well beyond the boundaries of the commodity market. After having significantly contributed to the continuous expansion of this production mode and after an extensive campaign of theoretical research and physical testing in reference plants, Danieli has progressively developed over the years a new generation of thin slab casting and rolling layout, marking a new phase in the evolution of this process. The new step-ahead is epitomized by the name QSP-DUE. This configuration belongs to the Quality Strip Production (QSP) family, which is Danieli’s strip-quality-oriented thin slab based plants. The innovative features of the process are embodied in the acronym DUE, which stands for Danieli Universal Endless (Danieli patented technology – US patent n. 8087449, January 3rd, 2012). What makes this new concept different is the ability of “universal” rolling modes thanks to the fact that, now, within one single plant it is possible to perform coil-to-coil, semi-endless and endless rolling modes, making this plant a major technology innovation compared to the previous generation.

Aug 16, 2017

By Henrique Silva Furtado

Concerning production of low phosphorus steel critical grades at ArcelorMittal Tubarão site, bottom blowing system plays a very important role. For those systems with independently controlled tuyeres, some non-uniform bottom blowing patterns seem to be promising in improving metal-slag mixing; however, based on computational fluid dynamics (CFD) results of ArcelorMittal Tubarão’s post oxygen bottom blowing, this may not be generalized. Also, from industrial trials it became clear that higher the bottom blowing flow rate, the closer were the end point P to the equilibrium. Despite this result an analysis of the apparent mass transfer coefficient has shown a week correlation with the classical power stir correlation suggesting a more complex kinetic limiting step for phosphorus removal.

Jul 30, 2018

By Sebastien Maillard, Stephane Georges, Thomas Vallee, Stanislas Mauuary

Steel strip manufacturing ever reinvents proposing new grades, requiring to tackle technical limitations of production systems. Primetals Technologies breaks through strip welding by expanding the welder LW21L “Asolid” technology used on low gauges for high-end market such as automotive CAL/CGL. Addressing the usual drawbacks in maintenance, operation and safety of current welding system based on mechanical cutting and CO2 laser welding, the newly developped LW21H “Asolid” technology processes thicker strips up to 7 mm with solid-state laser cutting and welding. This new welder is brought to reality through a scale 1:1 pilot developed, manufactured and tested in Primetals Technologies workshop.

Oct 1, 2019

By Manfred Hackl, Sergey Bragin, Alois Seilinger

The demand for hot rolled strip is growing in multiple ways. To remain competitive, new and existing mills must meet arisen challenges in the best possible way. The production of hot strip is a key element of steel production. Since close to half of all steel produced is hot-rolled to strip, mills require maximum throughput and availability combined with geometrical precision and the ability to create optimum material properties. Today there is a clear trend in developing new steel grades with high-strength and improved formability, like 3rd generation AHSS (Advanced High Strength Steels), as well as a trend to produce thinner and wider gauges. This trend challenges hot strip mills because it requires new technologies which provide more flexibility in metallurgical treatment during the rolling process. In order to meet and promote these trends Primetals Technologies is currently working on different concepts and solutions. One example is the development of a new mill stand technology Flex-HI HOT which allows to adapt the last finishing mill stands by efficiently switching from 4-high to a 6-high mode with small work roll diameter based on production needs. Another solution is to apply a permanent 6-high rolling stand at the end of the finishing train. A smaller work roll diameter allows to achieve higher specific thickness reductions and deformation rates resulting in significant thinner hot-strip gauges with valuable metallurgical benefits. The developed solution concepts with technological and metallurgical benefits will be presented in this paper.

Oct 1, 2019

By Armando Vazquez

This paper will provide an overall technology update on Tenova’s modular i BOF® technology package for improved endpoint detection (Carbon and Temperature), slop detection and auto-tapping control, with a primary focus will be on Tenova's Slop Detection System (SDS). Accurate Slopping prediction is a critical tool in the operation of a BOF. It provides the steelmaker with an additional protective system to increase yield & productivity while reducing operating costs. Tenova Goodfellow's i BOF® slop-detection technology uses lance vibration analysis with real-time alerts to give steel makers advance warning of the onset of a slop and a measurement of the slop severity. The system is designed to provide direct feedback control of lance position and oxygen flow rate, for rapid mitigation of potential slopping events. This paper will provide a summary on how the i BOF® technology package has been implemented, including trials and general results.

Jul 30, 2018

By Márcio Corrêa de Carvalho

Welded deposited chromium carbide overlay’s has been widely used in various branches of welding overlay’s industry related to wear. Characterization techniques are an important tool in the development of chromium carbide overlays resistant to wear, enabling the identification of phases, constituents and defects. In this work one used optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy on chromium carbide overlay’s deposited by submerged arc welding process. The characterization techniques identified precisely the elements of the overlay’s enabling point of the main cause of the observed defects such as cracks, porosity and clusters of particles known in the industry as " rice crispy" .

Aug 16, 2017

By Johan PEERS, François DUMORTIER

Today, solutions to optimize Capital Expenditure (CAPEX) & Operational Expenditure (OPEX) for small capacity Cold Rolling Mills (CRM) as well as for high capacity CRM are available, as extensively described by various Original Equipment Manufacturers (OEMs) & steel makers. A suitable solution for small capacity CRM is to start with a single stand reversing mill (up to 400 ktpy, depending on product mix), which can then be expanded into a twin stand mill (up to 900 ktpy, depending on product mix). The main drawbacks in conventional practice are the off-gauge length in single stand set-up and the long downtime of the mill during the erection of the second stand. For higher productions CRM, it is common practice to directly select a new Pickling Line Tandem Cold Mill (PLTCM), with a high CAPEX. Is there an in-between solution that would allow to start with limited output and CAPEX, without jeopardizing the ultimate expansion goal (1.2 to 2 mtpy), for which PLTCM is the best techno-economical choice? In the absence of a solution, JOHN COCKERILL developed an integrated solution that limits the CAPEX in the first phase of development, without crippling affecting future endeavors through an easy and economically sustainable expansion into a PLTCM, without long production downtime. The solution consists of first installing a twin stand mill, expandable into a tandem mill thanks to a smart design of the line. It is therefore possible to limit the production to 900 ktpy in the first phase of the project and then convert the mill into PLTCM in the second phase to increase the production from 1.2 to 2 mtpy, depending on the market trends and financial capabilities. In summary, JOHN COCKERILL has developed a smart new layout in reversing phase combined with a brand new rolling strategy to optimize productivity and limit off-gauge, compared to conventional solutions (patents pending). In addition the layout enables an easy conversion to tandem mill without high over investments, which is more sustainable financially than the initial purchase of a PLTCM. Long downtimes to allow for capacity extension, detrimental to this phase-by-phase approach, are also avoided. Technical and process description of the new layouts and rolling strategies, together with CAPEX & OPEX descriptions of the phases are detailed in this paper.

Oct 1, 2019

By Andreas Cestonaro

Roll grade evolution in plate mill applications is traditionally following the development in hot strip mills. New grades normally find their way into service only after being successfully implemented in hot strip production. The majority of the plate mills worldwide are using work roll grades that have been invented before the 1980’s. But today the demands in the mills are pushed by sophisticated product mixes and longer rolling campaigns. The result of this development is a higher wear rate on the work rolls and as a consequence roll hardness is increased and advanced roll materials are used. The backup rolls are also affected by this. The wear rate is higher and the mechanical impact in terms of contact pressure and work hardening is increasing. This paper outlines the results of the roll grade development at Gontermann-Peipers and introduces new materials for work and backup rolls for plate mills.

Jul 30, 2018

By Steferson Ferreira de Oliveira

Desenvolvido nos últimos anos, o processo NDE, vem se tornando uma maneira promissora de usinar e nitretar simultânea a superfície de materiais metálicos. A Usinagem por Descargas Elétricas (EDM) é um processo de usinagem não convencional que tem grande potencial em aplicações de engenharia de superfície, ao melhorar a resistência superficial do material por meio de tratamentos termoquímicos, como por exemplo, a nitretação. Propriedades como: baixa densidade, boa resistência à tração (comparável à de muitos aços ligados) e excelente resistência à corrosão, possibilitam a aplicação do titânio e suas ligas nas indústrias aeroespacial, naval, química e automotiva e ainda no campo da medicina. Porém, raramente são usados como peças sujeitas ao deslizamento, devido a sua devido à sua baixa resistência aos mecanismos de desgaste abrasivo e adesivo e alto coeficiente de atrito. O tratamento termoquímico de nitretação pode solucionar esta restrição. Além de aumentar a resistência ao desgaste, o nitreto de titânio melhora a biocompatibilidade de suas ligas. O objetivo deste trabalho foi estudar a camada nitretada na liga de titânio Ti6Al4V por meio do processo de Nitretação por Descargas Elétricas (NDE), usando como fluído dielétrico solução de água deionizada e ureia granulada, como fonte de nitrogênio. Uma máquina de EDM por penetração foi utilizada no processo. Cobre e grafite foram utilizados como materiais dos eletrodos ferramenta. Foi avaliada a usinabilidade da liga Ti6Al4V com solução de água e ureia, relacionada aos parâmetros: taxa de remoção de material (TRM), taxa de desgaste (TD) e desgaste volumétrico relativo (DVR) para eletrodo de cobre e de grafite. Para caracterizar a camada nitretada foram realizadas microscopia óptica e medição de microdureza Vickers. A formação de nitretos na superfície foi avaliada por meio de difração de raio-x. Imagens metalográficas da seção transversal da superfície mostraram a formação da camada nitretada, devido ao ganho no valor da dureza. Os parâmetros relacionados à usinagem apresentaram valores que indicam um melhor desempenho quando se usa eletrodo ferramenta de cobre em relação à grafita. Nitretos de titânio foram observados no difratogramas da amostras nitretadas por NDE.

Oct 30, 2017

By Flávio Paulo Pugnal da Silva

Em 2010 foram observados elevados índices de quebra de rolamentos dos segmentos da máquina de lingotamento contínuo 3 da ArcelorMittal Tubarão. As análises iniciais, realizadas pelo fabricante, sugeriram que a causa estava relacionada principalmente a falta de proteções térmicas e desvios no sistema de lubrificação que estavam deteriorando as propriedades físico-químicas da graxa. Após o restabelecimento das condições de projeto os índices de quebra mantiveram-se elevados. O objetivo deste trabalho foi avaliar as potenciais causas ligadas as falhas de lubrificação deste equipamento. Foram estudados temperatura de trabalho do equipamento, qualidade físico-química da água, vazão e velocidade da água de refrigeração dentro dos mancais e respectivos suportes. Os resultados obtidos convergiram para uma deficiência do projeto de resfriamento dos mancais e suportes. Tais deficiências geravam baixa velocidade do fluxo de resfriamento, que associada as altas temperaturas de trabalho, proporcionavam condições adequadas a precipitação de particulados contidos na água, gerando assim a obstrução gradativa dos canais de refrigeração até total colapso do sistema.

Jul 30, 2018

By Bruno Cordeiro Costa

Inseridas em um mercado extremamente competitivo, as empresas siderúrgicas vêm buscando aprimorar seus processos produtivos e de gestão de forma a reduzir custos de produção e garantir sua sustentabilidade. A principal parcela do custo de produção da empresa em relação a um aço inoxidável ligado ao Cromo e Níquel está na Aciaria, e a carga metálica representa mais de 80% deste valor. Visando aumentar a competitividade, foi aberto um projeto para otimizar a carga metálica na Aciaria. A redução da mistura de escórias é uma fase deste projeto. O propósito do presente trabalho é mostrar a metodologia adotada para otimizar o processo de recuperação de sucata das escórias de aços inoxidáveis, minimizando a ocorrência de misturas de escórias, para maximizar seus teores de Ni e Cr e, consequentemente, reduzir o uso de fontes mais nobres e caras destes elementos. Foi adotada a filosofia “Zero de Escória no Chão” e, para alcançar este objetivo, várias ações foram implantadas. Considerando 2011 como base 100%, o teor médio de Ni da sucata recuperada de 3XX aumentou 45% em 2013 e o teor médio de Cr subiu 36% na sucata recuperada neste mesmo período. Como consequência direta da redução da mistura de escórias de grupos de aços diferentes ao longo de todo fluxo produtivo, ocorre a redução dos residuais de Ni e Cr nos aços carbono e elétricos e de Ni nos aços 4XX. A metodologia adotada foi eficiente e os objetivos do projeto foram alcançados.

Jul 30, 2018

By Carolina Vaghetti

Aliar qualidade do produto final e otimização dos custos de produção é o que toda indústria de componentes mecânicos almeja. Um dos problemas enfrentado na produção de eixos automotivos é o surgimento das distorções de formas, e saber as causas dessas distorções vem se tornando cada vez mais imprescindíveis. Dentre os processos de fabricação, o tratamento térmico é conhecido como uma etapa da produção que potencializa os efeitos dos potenciais de distorção acumulados ao longo da cadeia. As tensões residuais são consideradas um dos principais potenciais de distorção e, por isso, é de grande importância o seu entendimento. Sendo assim, o presente artigo, inserido no âmbito do projeto "Investigation and improvement of a manufacturing process chain from cold drawing processes to induction hardening", realiza uma análise das distorções e da distribuição das tensões residuais após a têmpera por indução e uma análise das tensões residuais após o processo de retífica durante a fabricação de eixos automotivos de aço ABNT 1045. Foram variados parâmetros nos processos de trefilação e têmpera por indução. A partir dos resultados obtidos, foi possível verificar a influência da profundidade de camada temperada, onde a maior camada apresentou, em média, maiores distorções.

Aug 16, 2017

By Alexandre Medeiros, Bruno Aquino Rocha, Evaldo Nogueira, Marcus Valério Magnago

Este artigo tem como finalidade demonstrar o cenário evolutivo da expedição ferroviária de produtos siderúrgicos da ArcelorMittal Tubarão, focado na eficiência operacional e no atendimento à Clientes. Neste documento, apresentaremos a estrutura de pátios e equipamentos, o status anterior do “share” de expedição nos modais terrestres e os motivadores do processo de mudança. Em seguida, iremos apresentar as melhorias e inovações implantadas em nossos processos internos e externos, da cadeia logística de atendimento à Clientes. Ao final, demonstraremos a evolução da participação do modal ferroviário no “share” de expedição, bem como os ganhos capturados através da elevação dessa participação.

Oct 1, 2019

By Keli Vanessa Salvador Damin

O tratamento de austenitização é de fundamental importância para a qualidade do aço Hadfield, já que é o tratamento que garantirá a total austenitização do material. Dentre as variáveis que devem ser controladas estão à temperatura de tratamento e velocidade de resfriamento. O presente trabalho aborda um estudo de caso sobre o controle da temperatura dentro do forno de tratamento térmico bem como o comportamento da temperatura da água na piscina durante o resfriamento do material.

Aug 16, 2017

By Piezanowski Ludivine

With the aim to reduce the hot metal production cost, ArcelorMittal Gent decided to integrate more ores with finer particle size distribution in the raw material mix for the production of blast furnace sinter. As a consequence of such an increase of finer material in the sinter raw mix, the sinter machine productivity and the quality of the sinter are affected. In order to compensate this impact, modern granulation technology can be employed. Within this context, ArcelorMittal Gent has invested in a vertical intensive mixer. The equipment was placed before the existing drums, with a function of “mixer”, whereas the drums are fully optimised for the nodulizing process. The paper presents the results of the industrial operation during the commissioning phase of the new equipment. Gradually increasing the proportion of fine material in the sinter raw mix has made it possible to compare the performances of the old system using drums for mixing and pelletizing with the new system using an intensive mixer combined with a nodulizing.

Aug 1, 2018

By Gilson Teixeira Cornélio

O presente trabalho tem como objetivo aumentar o desempenho dos cilindros de trabalho utilizados para laminação de tiras a frio. A motivação deste é a busca por competitividade do processo de laminação por meio da redução de seus custos e que neste caso será focado no consumo de cilindros, ferramenta que afeta diretamente no custo final do produto laminado. Para atender a esse objetivo foram conduzidas três atividades no laminador de tiras a frio da CSN, dedicado a produção de material para indústria automobilística, as quais foram: i) investigação detalhada do comportamento do cilindro durante sua aplicação o que consiste em identificar as principais causas de consumo dos cilindros que prejudicam seu desempenho. ii) desenvolver o processo de fabricação dos cilindros Villares Rolls para que possam oferecer as propriedades mecânicas adequadas para as causas de consumo. iii) fabricar cilindros para teste e avaliar seu desempenho no laminador, investigando-os para identificar pontos de melhoria. Os resultados indicam que as mudanças propostas e realizadas nos cilindros atendem às solicitações durante sua utilização no laminador uma vez que seu desempenho tem sido 22% superior quando comparado àquelas praticadas atualmente.

Jul 30, 2018

By Diogo Barcellos Moraes

O presente trabalho tem como premissa abordar estudos baseados na metodologia Troca Rápida de Ferramentas (TRF ou em inglês, SMED – Single-Minute Exchange of Die), e realizar um estudo de caso na empresa Votorantim Siderurgia. O objetivo principal é a redução do tempo de setup da máquina de Tela de Coluna, a fim de minimizar o desperdício de tempo e maximizar a produtividade. Além disso, obteve ganhos efetivos no layout de ferramentas, programa 5S, tempo de atividades, entre outros.

Oct 30, 2017