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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 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 Alberto Pesamosca

The paper presents the results obtained by the AC EAF supplied by Danieli at Kroman Çelik (Gebze-Turkey) after the planned upgrade to 150 ton. The EAF – 7,4 m diameter, based on the full platform standard design - is able to handle a maximum power of 114 MW and is equipped with the most advanced and reliable technology, including module injection system and the Hireg electrodes regulation system. Excellent results were already obtained with 120 heat size in terms of fast start-up and excellent performance figures. After the upgrade, productivity was increased up to 212 t/h, maintaining high process efficiency (365 kWh/t with 32,1 Nm3/t O2).

Jul 30, 2018

By Washington Martins da Silva Júnior

In stamping process, sliding between metal sheet and forming tool leads to wear of tool surface. Maintenance of stamping tools involves polishing the tool edge, or, in case of severe damage, replacement of the tool. Hard coatings have been applied on the stamping tool surfaces in order to reduce the maintenance cost causing a great economic impact in metal work industry. In this work, CrAlSiN coatings were applied by PVD onto SRV2W tool steel. The coating toughness was avaliated by the critical load in scratch tests. The following coating parameters were analyzed: 1- substrate surface finishing process; 2- coating architecture (multilayer or gradient); 3- chemical composition of the coating. AlSi concentration varied from the substrate/coating interface to the surface. Coatings were 3 µm thick. Scratch tests were carried out using a Vickers indenter. The applied normal load was varied from 0 to 13 N for a scratch length of 5 mm. In order to study the effect in the toughness, the substrate roughness was controlled by the finishing process before PVD coating. Samples subjected to polishing presented highest critical loads. Gradient coatings presented higher critical loads than those with a multilayer architecture. Coatings with higher concentration of AlSi near the surface supported higher loads before failure.

Jul 31, 2018

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 Moisés Paulo Teixeira

The use of tailings for the synthesis of new materials is a worldwide concern today. This paper approaches the utilization of tailings of soapstone (steatite) in order to produce ceramics. The results show that the addition of soapstone in a ratio over 20% in the ceramic mass has enhanced the bending resistance of the ceramic samples when they were fired at temperatures of 900°C or 1000°C.

Oct 30, 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 Michael Windhager

UltimaTM rolls have been designed for intermediate and finishing stands of rod and bar and small and medium section mills. The rolls and rings are spun cast, with a highly alloyed working layer and a tough nodular iron core. Microstructure and hardness level can be adjusted over a wide range, which allows us to adapt the rolls to differing rolling conditions. After introducing the UltimaTM concept, this paper will describe the results of UltimaTM rolls achieved in various mill applications, like finish rolling of rebar, and slitting. Special emphasis is given to performance gains when using UltimaTM rolls, compared to standard rolls. This paper also examines the impact of UltimaTM rolls on mill and roll shop productivity.

Jul 30, 2018

By Isabel Ferreira de Barros

O objetivo deste trabalho é investigar o efeito da pulsação de corrente sobre a microestrutura da zona fundida de soldas dissimilares entre o aço inoxidável ferrítico AISI 444 e o austenítico AISI 316L. Chapas dos referidos aços foram unidas pelo processo de soldagem TIG. As soldagens foram realizadas variando-se a frequência de pulsação de 2 a 8 Hz e sem pulsação, mantendo-se constante a energia de soldagem. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica, MEV, EDS e EBSD. Os resultados mostraram haver um efeito da frequência de pulsação sobre a homogeneidade e microestrutura final da zona fundida.

Aug 7, 2018

By Abraão Santos Silva

Juntas soldadas são regiões críticas quanto a fraturas. Neste estudo foi analisada a tenacidade à fratura de soldas de reparo de tubos de mastros de sonda de perfuração de petróleo. Foram escolhidos os tubos principais de sustentação dos mastros. Seções do mastro são corriqueiramente reparados por soldagem TIG de raiz e preenchimento por eletrodo revestido. Estes processos provocam modificações metalúrgicas na zona termicamente afetada da solda, o que pode ter reflexo na tenacidade à fratura dos tubos. Foram produzidos corpos de prova para medir a tenacidade à fratura do metal base e da zona afetada termicamente. Os resultados indicaram que não houve redução de tenacidade a fratura devido as alterações microestruturais da zona afetada e isto foi associado ao procedimento de soldagem multipasses utilizado.

Aug 16, 2017

By Gabriel Burlandy Mota de Melo

Nanopartículas de ferrita de manganês (MnFe2O4) foram dispersas em parafina e as propriedades físicas do compósito resultante foram investigadas por ressonância ferromagnética (RFM). Os resultados mostraram que a dispersão em quantidades moderadas de parafina aumenta significativamente a anisotropia magnética das nanopartículas de ferrita, um resultado que pode ser de interesse para aplicações práticas do compósito.

Oct 30, 2017

By Isabel Ferreira de Barros

O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da frequência de pulsação da corrente de soldagem sobre a microestrutura e propriedades resultantes de solda de chapas finas do aço inoxidável austenítico AISI 316L. Chapas do aço inoxidável AISI 316L foram submetidas à soldagem variando a frequência de pulsação de 2 a 8 Hz, mantendo-se constante a energia de soldagem. Os parâmetros de soldagem foram selecionados de forma a se obter penetração total. Foram realizadas análises das características superficiais. A microestrutura da seção transversal foi avaliada por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. A avaliação da resistência mecânica foi realizada por meio de ensaios de tração uniaxial, dureza e dobramento. Os resultados têm mostrado que variações na frequência de pulsação não atuaram de forma a conferir melhores propriedades mecânicas à junta soldada.

Aug 7, 2018

By Igor Barros Mairinck

Este trabalho consiste num estudo investigativo, no campo teórico, visando levantar informações de processo, modelagem e simulações do sistema de controle da linha de Preparação de Bobinas 1 (PB1), processo em batelada de corte e bobinamento de aços inoxidáveis da APERAM. A partir deste modelo simulado, foi realizada avaliação de desempenho e sugeridas alterações do controle e novos parâmetros do controlador de bobinamento, de forma a contribuir para a melhora do desempenho das malhas de controle e do processo real. Foram analisadas as interações entre os componentes do circuito de controle e os impactos no desempenho global do sistema no domínio do tempo e da frequência. Este conhecimento adquirido propiciou sugestões de melhoria do comportamento do sistema.

Aug 16, 2017

By Davi Alves Marques

Esse estudo estabeleceu uma relação entre textura em Zircaloy-4 para diferentes reduções obtidas por laminação a frio (30% e 50%), temperaturas de recozimento, no intervalo de cinco minutos a uma hora, assim como análise morfológica da microestrutura da liga. Foram realizadas análises da evolução da textura do material através das figuras de pólo e a partir de medidas de micro e macrotextura obtidas por técnicas de Difração de Elétrons Retroespalhados e Difração de Raios-X. Verificamos que a laminação auxiliou o processo de recristalização da liga, além de influenciar uma textura de plano basal paralelo ao plano da liga.

Aug 16, 2017

By Jorge Magalhães Ávila de Paula

A aplicação de materiais metálicos exige que os mesmos sejam submetidos a etapas de conformação mecânica. Estes procedimentos elevam significativamente a densidade de descontinuidades, alterando a morfologia dos grãos, assim como o estado de tensão induzida na estrutura. Os materiais submetidos a processos de conformação, em especial aos de conformação a frio, são submetidos, após a deformação, a um tratamento térmico denominado de recozimento de recristalização, cujo objetivo é recuperar a estrutura e recristalizar os grãos. Neste contexto, estudou-se a viabilidade de aplicação da técnica de calorimetria diferencial (DSC), como ferramenta para a determinação da temperatura de início de recristalização de aços. Para a execução deste trabalho, foram utilizados amostras de aço SAE1010 que foram deformadas a frio e em seguida submetidas a rampas de aquecimento em um equipamento DSC. A técnica de DSC evidenciou apenas o início do fenômeno de recuperação do material. Algumas amostras deformadas foram submetidas a tratamentos térmicos de recozimento de recristalização a 500°C, 600°C e 700°C. A partir da caracterização microestrutural e de ensaios de microdureza, calculou-se os valores de k e n do modelo de Avrami para as amostras tratadas a 600°C e 700°C, obtendo-se após isto a energia de ativação para as deformações de 69,6% (199,5KJ) e 87% (178,4KJ). À 500°C, as amostras não se recristalizaram, confirmando esta temperatura abaixo da crítica para as deformações estudadas.

Aug 16, 2017

By Sandra Lúcia de Moraes

Vários trabalhos voltados a resolução dos problemas da utilização de bentonita no processo de aglomeração de minério de ferro referem-se ao emprego de aglomerantes orgânicos, sendo que os dois tipos principais são os à base de celulose e de poliacrilamidas. Este trabalho teve como objetivo um melhor entendimento da ação de um aglomerante à base de carboximetilcelulose no ganho de resistência mecânica da pelota. Foi avaliada a interação entre a superfície mineral de dois concentrados tipo pellet feed brasileiros e os componentes presentes no aglomerante Peridur de uso comercial. O método proposto e desenvolvido no presente trabalho permitiu comprovar que um mesmo aglomerante atua de maneira diferenciada dependendo do tipo de minério de ferro empregado. Isto reforça a importância do entendimento de como cada produto, utilizado como aglomerante no processo de pelotização, age nos constituintes do minério de ferro para promover o incremento necessário de resistência mecânica das pelotas.

Aug 16, 2017

By Francisco Gil Coury

Ligas Al-Mn-Ce são de grandeinteresse por formaremfases e microestruturasde aplicação promissora, como quasicristais, fase amorfa e ligas cristalinas de alta resistência. Entretanto, pouca atenção foi dada àdeterminação do diagrama de fase desse sistema. Este trabalho apresenta uma avaliação termodinâmica preliminar das fases ternárias Al8Mn4Ce e Al10Mn7Ce2, compostos da região de maior interesse deste sistema:as composições ricas em Al. A avaliação termodinâmica foi feita considerando os dois compostos como fases estequiométricas. A energia livre destas fases foi estimada a partir de dados experimentais obtidos por análise de calorimetria diferencial de varredura, microscopia eletrônica e difração de raios X e as seções isotermas existentes na literatura, empregando ligas obtidas por fusão a arco. Os resultados indicam que foi possível produzir as fases de interesse pela metodologia proposta, e que os parâmetros estimados para a energia livre de ambas as fases permitem reproduzir adequadamente secções isotermas do diagrama ternário em diferentes temperaturas.

Aug 16, 2017

By Amélia de Santana Cartaxo

O objetivo deste trabalho foi analisar a influência causada pelo resíduo de Pedra Cariri após tratamento de calcinação em massas argilosas usadas para produzir tijolos de cerâmica vermelha, visando a melhoria e o barateamento dos produtos cerâmicos produzidos e mostrar outra alternativa de reciclagem desses resíduos. As matérias primas foram beneficiadas e formuladas em função do percentual de pedra cariri, caracterizadas por difração e Fluorescência de raios – X, conformadas, queimadas, sendo posteriormente submetidas a ensaio de flexão, absorção de agua, porosidade. A adição de resíduo propiciou o aumento do módulo de resistência à flexão, conforme maior temperatura. As análises de absorção de agua ficaram no limite e a porosidade diminuiu. A amostra de argila utilizada nesse trabalho demonstrou uma melhora em algumas propriedades devido a adição da pedra cariri calcinada, mostrando assim uma certa viabilidade para sua utilização na fabricação de tijolos de alvenaria, e seu uso sustentável é possível.

Oct 30, 2017

By Cyro Takano

A degradação durante o processo de redução de minérios de ferro é bastante conhecida pelos fenômenos de crepitação e inchamento. Em aglomerados a frio, auto-redutores utilizando cimento como aglomerante, há também degradação pela decomposição de hidratos que conferem resistência a frio, além de aumentar os vazios deixados pelo consumo do redutor. Outro fenômeno que afeta na velocidade da reação de redução é a formação de escória. Esses aspectos são analisados neste trabalho e principalmente em processos de auto-redução.

Oct 30, 2017

By Thiago Pinto Silva, Leandro Rocha Lemos, Luiz Fernando Andrade de Castro

This paper shows an evaluation about effect of dispersant sodium silicate along to limestone, in the form of pulp, on the cold agglomeration process for iron ore sintering. Before that, it was verified the effect of pH, solids content and amount of dispersant on the stability of the system (limestone, water and sodium silicate). It was found that the lower the solids content, the more alkaline pH and the amount of sodium silicate equal to 20 l for each 1t of limestone, was the level of dispersion of the system. The influence of the limestone pulp with dispersant depended on the granulometry of the ore mixture and the type of technological route. For the thinner type (42,8% <0.15mm), the limestone pulp with dispersant reduced the resistance of the adherent layer of the cold agglomerates, regardless of the technological route. However, for the coarser type (24,7% <0.15mm), the limestone pulp with dispersant increased the average size of the aggregates, preserving the resistance of the adherent layer when manufacturing with two intensive mixers in series.

Oct 1, 2019