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By Lucas Gonçalves Generoso, Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Gerson Evaristo de Paula Júnior, Beatriz Fausta Gandra

A eficiência na redução dos minérios de ferro no alto-forno é governada pela estrutura e permeabilidade das camadas de carga. A zona granular do alto-forno é a região onde a carga mantém a sua estrutura estratificada, decorrente do carregamento, sob a forma de grãos sólidos. Nessa região, as condições de permeabilidade determinam o perfil de distribuição do gás e, consequentemente, a eficiência térmica e química do reator. Na Usiminas, foi desenvolvido um ensaio de permeabilidade que permite avaliar a perda de carga em leitos formados pelas matérias-primas utilizadas nos altos-fornos, buscando as condições mais favoráveis ao fluxo gasoso. A partir deste ensaio, foi possível avaliar cargas compostas exclusivamente por sínter, pelota ou minério granulado, ou ainda combinações binárias entre estes. O sínter apresentou a maior perda de carga, seguido da pelota e do minério granulado. Apesar disso, o sínter foi o material que permitiu maior acréscimo de vazão do gás. Os ensaios realizados indicaram que 5% de material com granulometria menor que 5 mm é o limite para a concentração de finos do sínter, situação em que foi observado acréscimo de aproximadamente 50% na resistência à passagem dos gases para as velocidades correspondentes àquelas dos altos-fornos. O leito de melhor permeabilidade foi formado por 95% de sínter e 5% de pelota, seguido pelo de 100% de sínter, sem diferença significativa entre essas condições. Em geral, a combinação de sínter e pelota é mais benéfica para a permeabilidade do leito.

Oct 1, 2019

By Kelly Cristina Ferreira

Nas usinas de beneficiamento mineral os gastos com cominuição podem chegar a 80% do total. Diante disso, as indústrias minerais vêm buscando alternativas para a diminuição do consumo energético, dentre as quais destaca-se a utilização de prensas de rolos (HPGR). No presente estudo foram avaliados alguns parâmetros utilizados no dimensionamento de prensas de rolos, tais como capacidade específica, pressão de moagem e energia necessária. Além disso foi avaliado o impacto do aumento da umidade na produtividade do equipamento e determinada a curva de distribuição granulométrica dos produtos e abrasividade do minério. Resultados mostraram que valores de umidade superiores a 5% causam grande prejuízo à capacidade específica do equipamento. Devido à alta abrasividade observada nos ensaios (27 a 48 g/t), percebe-se haver necessidade de estudos mais aprofundados para que se possa aplicar de maneira eficiente a prensa de rolos no material estudado.

Aug 16, 2017

By Andrea Codutti, Gianni Tiussi, Andrea Tonnicchi, Morris Codarin

Essar Algoma Steel, Canada, awarded Danieli Transimissions a strategic order for the upgrade of the main drive spindles belonging to the most loaded stands of the Hot Strip Mill, F1-F2, F5 and F6. Featuring special heavy duty design and advanced torque monitoring system, these spindles replace existing competitors’ grease lubricated design with the efficient continuous oil lubricated solution to withstand the tough working conditions, increase life expectations and provide room for a product mix extension. The first couple of spindles have been installed in September 2017 by the expert Service team and are showing already good and reliable performance. Progressively all the others are being installed.

Oct 1, 2019

By Luiz Gabriel da Silva Nascimento

Foi fabricada uma matriz hipoeutética de Al-2%Ni e adicionado nela concentrações de 0,5; 1,0; e 1,5 % de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM). A fabricação do material estudado aconteceu por fundição e resfriamento unidirecional brusco originado grãos predominantemente colunares. Os ensaios mecânicos mostram que concentrações maiores de nanotubo na matriz provocam acréscimo na propriedade mecânica e que em áreas mais distante da base extratora de calor a microdureza aumenta. Na amostra que contém 1,5% de nanotubos o valor da microdureza em áreas da posição P1 distante 5 mm da interface metal/molde é aproximadamente de 120 HV, já em áreas da posição P5 distante 45 mm, se aproxima de 210 HV. A resistência a tração é influenciada pela adição de NTC. A matriz possui uma resistência a tração de 64 Mpa, enquanto que a adição de 1,5% de NTC eleva esse valor para 135 MPa.

Aug 17, 2017

By Marcelo Moreira Furst Gonçalves

A qualidade superficial dos produtos lingotados continuamente está ligada diretamente aos estágios iniciais de solidificação do aço no molde. Nessa etapa do processo, os parâmetros e estratégias de oscilação são decisivos para a obtenção de produtos com qualidade superficial adequada. Assim, foi desenvolvido na Usiminas um sistema computadorizado para monitoramento dos parâmetros de oscilação do molde, de modo a fornecer subsídios para um melhor entendimento do processo. Este sistema monitora, em tempo real, o eixo vertical e as oscilações nos eixos horizontal e transversal, mesmo com baixas amplitudes. O sistema desenvolvido possibilita a obtenção dos dados com alta precisão, de forma totalmente automática e a realização de pós-tratamento de forma a se obterem valores relativos ao processo de lingotamento e funcionamento do molde.

Jul 30, 2018

By André de Albuquerque Vicente

Foram estudadas as camadas de óxidos formadas nas superfícies de um aço inoxidável austenítico laminado do tipo 22.12, após oxidação ao ar a 800, 900, 1000 e 1100 °C, dentro de um projeto que visava uma melhor compreensão da oxidação a altas temperaturas ao ar de aços inoxidáveis resistentes a altas temperaturas. Utilizou-se o aço inoxidável austenítico microligado ao cério (253 MA®), que é um aço projetado para trabalhos a altas temperaturas. Várias técnicas complementares de análise microestrutural foram utilizadas, tais como difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura com EDS acoplado. Observou-se a formação de uma camada não protetora de óxidos de ferro (Fe2O3, Fe3O4 e FeO) e posterior formação de uma camada protetora mais espessa de crômia (Cr2O3). Mais internamente observou-se a formação de SiO2.

Oct 30, 2017

By Fabrício Silveira Garajau

O sopro de oxigênio é a principal operação durante o processo de refino de aço em aciarias BOF (Basic Oxygen Furnace). Este sopro é feito por uma lança de injeção de oxigênio através de bocais supersônicos, que devem ser dimensionados para as condições específicas de operação, como por exemplo, vazões e pressões de oxigênio, altura de banho, altura da lança em relação ao banho, etc. O mau dimensionamento destes bocais tem influência direta no tempo e eficiência de processo, além de comumente resultar em desgaste prematuro dos bocais e na retirada do bico de operação. Este tipo de falha tem sido observado em bicos da Vallourec Brasil. No presente trabalho será apresentada a metodologia de estudos e resultados de análise metalográfica em amostras de um bico de lança usado pela da empresa, além de simulações CFD (Computational Fluid Dynamics) realizadas para se caracterizar o mecanismo de desgaste dos bocais. Estas informações foram utilizadas como base para o redimensionamento dos bocais, objetivando conter os impactos causados pelo desgaste.

Aug 17, 2017

By Renato Luciano de Araújo Menezes

O objetivo do presente trabalho é evidenciar os resultados do incremento de superfície específica obtidos pelo roller press da Usina 3 da Samarco Mineração S.A.. A metodologia utilizada baseou-se em informações de projeto do equipamento e análises estatísticas aplicadas ao processo de prensagem bem como o desenvolvimento de um indicador de eficiência imune às variações de qualidade do minério. Basicamente esse trabalho buscou otimizar as variáveis de processo capazes de gerar melhores resultados de incremento na superfície específica do minério. (Como resultado do trabalho foi verificado um aumento considerável nos resultados de eficiência no incremento de superfície específica).

Aug 16, 2017

By Guilherme Bougleux Michelin Assunção

O projeto visa o estudo da reatividade e da resistência do coque, combustível tradicionalmente utilizado na siderurgia, relacionando às diversas condições presentes no alto-forno. Para a realização da pesquisa, foram utilizadas amostras de coque de uma empresa siderúrgica nacional. O coque foi analisado através dos ensaios Coke Reactivity Index (CRI) e Coke Strength After Reaction (CSR) no Laboratório de Processos Metalúrgicos da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Os testes foram realizados em tempos e temperaturas pré-determinados para simular as diversas zonas percorridas durante a descida do termo-redutor nos altos-fornos. Os resultados mostraram a viabilidade termodinâmica da gaseificação do coque a partir de 900°C, sendo possível calcular a energia de ativação da reação de Boudouard a 1100°C, e a correlação entre CRI e CSR coque.

Aug 17, 2017

By André Kraszczuk

Esse trabalho avaliou a microestrutura e a microdureza do aço inoxidável martensítico AISI 440B nitretado a plasma em reator de fonte DC pulsada, a 480ºC, por 6 horas e pressão da câmara de 3,3 Torr. Foram utilizadas técnicas de difração de raios-X, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microdureza. A camada nitretada apresentou aproximadamente 24 µm de espessura, não tendo sido observada a formação de camada branca, constituída exclusivamente por nitretos de ferro ou de cromo. Entretanto, notou-se, na zona de difusão, a presença de nitretos nos contornos de grão, possivelmente, de cromo. O endurecimento superficial do aço AISI 440B, atingiu valores entre 1417 - 1677 HV0,025, ao passo que o a matriz metálica do aço temperado apresentou durezas de aproximadamente 54HRc.

Aug 17, 2017

By Miguel Araújo Vasconcelos Filho, Ulisses Tetti

In order to determine the influence of the number of increments of the sinter sample on the variability of the chemical composition obtained in Sinter Plant production, a variographic study was carried out. It was performed with two series of samples. The first series was composed of 40 samples with a 6-second interval, with the objective of obtaining the so-called minimum practical error, resulting from the extraction processes of the sample of the conveyor belt and preparation and analysis in the laboratory and the second series composed of 60 samples with a range of 4 minutes, which points to the sample selection error. The results obtained showed that the minimization of the sample selection error occurs for increments spaced in 15 minutes, being in agreement with ISO 3082, but with significantly better results than those currently practiced for intervals between 1hour increments. It was then decided on the suitability of the sampler to allow hourly increments to be collected and on a second opportunity to install a sampling tower with primary and secondary samplers to collect increments every 15 minutes including sample size reduction.

Oct 1, 2019

By Beatriz Araújo Batista

A soldagem é um processo de união que envolve muitos fenômenos metalúrgicos que podem causar problemas práticos se não forem aplicados os princípios operacionais apropriados ao processo. O aço inoxidável ferrítico AISI 410S é uma liga de Fe-Cr que contêm em média 12,5% de cromo, isto melhora a resistência à corrosão, mas em parte sacrifica outras propriedades como a sua soldabilidade. Este estudo foi realizado através da deposição de um cordão de solda em duas chapas de aço AISI 410S pelo processo de eletrodo revestido, variando a energia de soldagem entre eles, onde se calculou a diluição de cada cordão depositado e a composição química da zona fundida de cada chapa. Além disso, foi avaliado através do diagrama de Shaeffler, as microestruturas formadas e os possíveis defeitos susceptíveis mediante os parâmetros utilizados nas chapas. Verificou-se que na chapa onde se aplicou baixa energia de soldagem não ocorreu o risco de defeitos. E na chapa que se aplicou alta energia houve a possibilidade de ocorrer fragilização e fissuração por formação de martensita. Salienta-se que a diluição foi maior nessa condição, mostrando que o controle da diluição em soldas é de grande importância por influenciar na qualidade do cordão de solda.

Aug 17, 2017

By Marcelo de Oliveira Lima

O cenário energético brasileiro nas últimas décadas apresenta períodos de escassez na oferta de energia elétrica. Essa realidade impacta o setor industrial por representar um risco operacional e fortalece a necessidade de aumentar a eficiência energética dos processos. Adicionalmente, a eficiência contribui para a melhoria nos resultados financeiros e minimiza impactos ambientais. Nesse contexto, o uso de iluminação LED se destacou nos últimos anos como alternativa às tecnologias tradicionais. No entanto, inicialmente os preços das lâmpadas e luminárias LED eram proibitivos. Esse trabalho apresenta um histórico do custo dessas lâmpadas em diferentes aplicações típicas à uma empresa siderúrgica e demonstra que atualmente o LED pode ser considerado atrativo em algumas delas. São apresentados também casos de sucesso implantados na AcelorMittal Tubarão, garantindo inclusive melhoria nos índices de iluminamento. Por fim, é apresentado de forma sintetizada o Programa de Eficiência Energética da ANELL que disponibiliza recursos das concessionárias de energia para implantação de projetos, sendo ilustrados exemplos de projetos reais e suas economias de energia utilizando iluminação à LED.

Oct 30, 2017

By Ana Maria Pérez Ceballos

Os aços inoxidáveis duplex e superduplex são caracterizados por uma estrutura bifásica contendo ilhas de austenita precipitadas numa matriz de ferrita. Estes aços possuem boas propriedades mecânicas e boa resistência à corrosão. No entanto, estes aços podem apresentar fragilização por hidrogênio. No desenvolvimento deste trabalho se estudou a difusão e fragilização por hidrogênio de um aço inoxidável superduplex SAF 2507 nos estados como recebido e tratado térmicamente. Para avaliar a influência da microestrutura sobre a difusão do hidrogênio foram realizados ensaios de permeação electroquímica de hidrogênio. Observou-se que o coeficiente de difusão aparente aumenta em função da temperatura de recozimento. A influência de hidrogênio na resistência à fratura do material recozido a 1300°C foi estudada a partir de ensaios de tenacidade à fratura (CTOD). Determinou-se que a resistência à fratura do material diminui consideravelmente quando o mesmo é submetido a uma carga de hidrogênio. A presença de hidrogênio também modificou o mecanismo de fratura do material, observou-se uma fratura completamente dúctil no material que foi testado em ausência de hidrogênio e uma fratura frágil, caracterizada por clivagem, foi observada no material hidrogenado. Determinou-se que a fase austenítica pode ser fragilizada sob certas condições de carga de hidrogênio.

Aug 17, 2017

By Aline Aguiar Lopes

A piora na qualidade dos minérios de ferro tem levado as empresas a adaptarem seus processos a novas condições de qualidade das matérias-primas, surgindo assim a necessidade de desenvolver estudos que auxiliem as tomadas de decisão. Esse trabalho avaliou a influência da qualidade do sínter e da composição da carga metálica na zona coesiva do alto-forno através dos parâmetros de amolecimento e fusão. A importância de se obter informações sobre a zona coesiva se deve principalmente ao fato de nessa região ocorrer a maior parte da perda de carga no interior do alto-forno. Cinco amostras de sínter de qualidades químicas distintas, produzidas nas sinterizações da CSN (Companhia Siderúrgica Nacional), foram selecionadas e caracterizadas para esse estudo. Os ensaios de Amolecimento e Fusão foram realizados no Centro de Tecnologia de Ferrosos da Vale através de um acordo de cooperação técnica entre as empresas. Os resultados obtidos mostraram que as técnicas utilizadas são adequadas para avaliação das propriedades em altas temperaturas, fornecendo dados importantes para a interpretação do comportamento da carga metálica no interior do alto-forno, como espessura e posicionamento da zona coesiva, permeabilidade e redutibilidade da carga, indicando assim, a composição da carga metálica de melhor desempenho para o alto-forno.

Aug 17, 2017

By Pierre Montmitonnet, Yukio Shigaki, Jonatas Mezêncio Silva

A precise roll stack deformation model of a flat rolling mill is crucial for strip profile assessment as it depends strongly on the roll’s deformation. The need for more and more advanced products with stringent both geometrical and mechanical tolerances (e.g., Advanced High Strength Steels – AHSS), with thinner and harder steel strips, demands more advanced simulation models. The present paper addresses assumptions made in Finite Element Method (FEM)-based roll stack models on some important, yet barely discussed features: What is the impact on precision of the simplifications such as symmetry and anti-symmetry? Should roll neck boundary conditions in bearings be considered as fixed or simply supported? In this paper a hybrid model developed by the authors for a general flat rolling mill is used to assess those questions. This model runs much faster (100x in some cases) than a whole-FEM-modeled 6-high rolling mill with the elastoplastic strip deformation, thanks to its simplifications adopted. This model assumes a steady state rolling condition, and the roll stack is modeled with tridimensional finite elements, and the loads are calculated via a slab method adopting a plane strain state for the strip deformation (especially true for thin strips). An industrial 6-high cold rolling mill is modeled and results on the application of symmetries and different boundary conditions on the roll’s necks are presented. It is concluded that the application of symmetries and anti-symmetries for the 6-high rolling mill is possible for thin strips. And the way the necks are modeled does not impact on the final strip shape, though it influences the magnitude of the roll’s displacement. The coupling of the strip with the work roll applied assuming a symmetry plane of the arc of contact has little influence on the strip shape.

Oct 1, 2019

By Ariane Gaspari Oliveira Souza

O Escândio é um elemento do grupo das terras raras que apesar de ser tão abundante quanto metais como o chumbo, raramente é encontrado concentrado nos minérios. A produção de Sc atual é inferior a 10t/ano proveniente do processamento de outros minérios e resíduos e também da recuperação de sucatas. Minérios lateríticos de níquel podem conter até 350ppm de Escândio e os resíduos do seu processamento podem ser ainda mais concentrados. Neste trabalho foi caracterizado um resíduo do processamento de minério de Níquel e avaliado o processo de lixiviação para reocupação do Escândio contido. Os principais componentes do resíduo são Fe, Cu, Ni e Co e o Escândio é da ordem de 1000ppm. A lixiviação do Escândio mostrou-se mais dependente da temperatura do que da concentração de H+ e o processo de lixiviação proposto não foi seletivo para o Escândio sendo necessárias etapas subsequentes para purificação.

Aug 17, 2017

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 Betânia Mendes Sena

Neste trabalho é apresentada a influência de diferentes processos de tratamentos térmicos sobre as microestruturas e propriedades mecânicas resultantes em tubos de um aço sem costura do tipo API 5L. Após tratamentos térmicos, o material foi estudado em três condições diferentes: apenas laminado, normalizado e temperado e revenido, objetivando obter os graus X42R, X42N e X70Q, respectivamente. Ensaios de tração, dureza e impacto foram utilizados para caracterizar o comportamento mecânico dos diferentes graus do aço. Técnicas de microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas para caracterizar as microestruturas resultantes dos tratamentos térmicos e as fractografias dos corpos de prova de tração e impacto. Os resultados mostram que tubos de aço sem costura do tipo API 5L não precisam ser de graus tão elevados quanto os tubos soldados, pois graus intermediários relativos aos tubos sem costura possuem propriedades mecânicas similares aos elevados graus de aço relativos aos tubos soldados, o que evidencia a vantagem da rota de fabricação de tubos sem costura.

Aug 17, 2017

By Breno Totti Maia

Os convertedores BOF, em função das condições operacionais e mesmo de sua localização, sofrem variações de parâmetros cujos seus efeitos sobre o metal líquido nem sempre são considerados. O presente trabalho investigou dois aspectos: a pressão ambiente no interior do convertedor e a temperatura do oxigênio no reservatório estagnante. Os resultados mostram que a temperatura de oxigênio apesar de alterar as propriedades de saída desse gás tem pouca influência na penetração de jato. Já a pressão ambiente do BOF tem grande influência na penetração de jato, e leva um dilema nos dimensionais de bocais de lança relativo aos jatos subexpandidos e sobrexpandidos.

Aug 17, 2017