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By Ronaldo Câmara Cozza

Iron aluminide alloy; Ball-cratering wear testing; Rolling abrasion; Wear volume; Coefficient of friction

Jul 31, 2018

By Wolfgang Oberaigner

Primetals Technologies has always been a driver of innovation in steelmaking, especially by providing sophisticated process expert models for continuous casting machines. This capability is demonstrated by recent advancements in automation solutions that include: DynaPhase, Dynacs 3D, and DynaGap. This state-of-the-art suite of dynamic secondary cooling and soft-reduction packages take into account thermodynamic effects such as shrinkage and phase transitions, and thereby significantly contribute to direct quality improvements during the solidification phase in the continuous casting process. Speed Expert calculates an optimum casting speed for every casting situation, and additionally recommends a strand speed so that the point of final solidification is positioned at the end of a segment for optimum soft reduction. In the case of steel grade changes, the Intermix Expert precisely calculates the chemical properties of the mixed steel, thereby minimizing losses due to deviations from required specifications. The Nozzle Expert is a new model that detects clogged nozzles and broken hoses in secondary cooling systems. The first installations were highly successful and customers are pleased with impressive reductions in maintenance costs and improved steel quality. This paper describes these innovative process automation solutions and gives an overview about the successful results achieved within the first installations.

Aug 16, 2017

By Pablo Bruno Paiva Leão

The present work is based on the characterization of nonmetallic inclusions in Ti stabilized ultra-low carbon steel, produced in a large steel mill. Due to a large incidence of submersed valve clogging in a continuous casting, the study is important in order to know the characteristics of the inclusions which are causing the problem. Total of 24 heats were sampled in the tundish and manually analyzed with a scanning electron microscope. The results revealed that 98.65% of the 3183 inclusions analyzed were solid in steelmaking temperature and 66.54% were alumina. The solid inclusions of alumina have low wettability for the iron bath, showing a high tendency of agglomeration in the submersed valves, affecting the castability. It has been concluded from the results and literature that some alternative measures such as the application of the treatment with calcium, precautions to avoid steel re-oxidation and the total or partial replacement of the pre-deoxidized element; would reduce the obstruction problem.

Oct 30, 2017

By Jesús A. Carlos Cornelio

Since their discovery in 1991 Carbon nanotubes (CNTs) have attracted much interest due to their remarkable mechanical, thermal, electrical, chemical and optical properties. In connection with their mechanical properties, CNTs have been studied in various forms for tribological applications including their use as lubricant additives for oil and water. In this paper the tribological properties of CNTs (SWCNTs and MWCNTs) when used as lubricant additives are studied under rolling-sliding conditions in a twin-disc testing machine. The tests were performed using 5% of creepage and pressures of 0.8 GPa and 1.1 GPa. Used functionalized nanotubes were modified with carboxylic acid ultrasonically dispersed at different concentrations (0.01, 0.05%). The results indicated that the presence of carbon nanotubes leads to a decrease in both friction coefficient and wear rate for both systems studied (oil and water).

Jul 31, 2018

By Mário César Mantovani

Um dos principais problemas enfrentados pelas aciarias é o descarte dos resíduos gerados durante a produção do aço. Além de se pagar pelo descarte em aterros monitorados, ocorre também a perda de elementos de liga, tais como Cr, Ni, Mo, V, etc. O objetivo deste trabalho é estudar a viabilidade de se aglomerar alguns resíduos gerados durante a produção do aço (lama de VOD/VD, poeira de forno panela e carepa de forjaria) na forma de pelotas autorredutoras e adiciona-las ao forno elétrico a arco (FEA). Primeiramente os resíduos foram misturados com finos de coque de petróleo e cimento. Após a pelotização e o período de cura, as pelotas autorredutoras foram fundidas num forno de indução (teste laboratorial), visando avaliar o nível de recuperação dos elementos de liga a partir dos resíduos. O rendimento dos elementos Cr, Ni e Mo variaram de 84% a 99% nos teste laboratoriais. Nos testes industriais envolvendo as pelotas autorredutoras de carepa de forjaria (aço ferramenta H13), os rendimentos dos elementos Cr, Mo e V variaram de 51%-92%, 94%-99% e 27,5%-88%, respectivamente.

Jul 30, 2018

By Denir Paganini Nascimento

O efeito da convecção forçada foi estudado na micro e macroestrutura de lingotes de silício grau metalúrgico obtidos pela solidificação unidirecional a partir da extração de calor por uma base refrigerada em contato com o fundo do cadinho com o banho líquido. Um disco sob rotação foi imerso no silício líquido para promover a convecção forçada. Em lingotes de 100 mm, esta convecção aumenta de 8 para 80 mm o comprimento de uma região de grãos colunares claramente alinhados e livre de intermetálicos, indicando um aumento da macrossegregação. Um modelo de transferência de calor e massa indica que o aumento de transporte de soluto causado pela convecção forçada diminui o super-resfriamento constitucional e, consequentemente, aumenta a estabilidade da interface sólido-líquido plana, sem células ou dendritas. A ausência de células e dendritas pode ter contribuído para a maior macrossegregação de impurezas observada sob efeito de convecção forçada.

Oct 30, 2017

By Kengo Usui

The energy consumption of Iron-making, especially Blast Furnace (BF), is very large. In order to maximize the utilization of limited resource, it is essential to reduce energy consumption and recovering waste energy in BF. This paper introduces energy saving equipment based on NSENGI’s over 80 BF construction experiences since 1963. The first is the technology for the Top Charging System for low fuel-rate operation. One of the important factors to achieve such operation, the burden should be charged uniformly. Since 1974, NSENGI have developed and delivered over 80 Top Charging equipments for such purpose and nowadays, developed new type Top Charging equipment with improvement of charging precision. The second is the technology for Solely BFG Operation in Hot Stove, which means no use of other fuel gas such as LDG, COG. It is realized by high combustibility of NSENGI’s Top-Combustion Hot Stove with Metallic Burners, and large amount of heat recovery of Waste gas Heat Recovery system with heat medium. The third is the technology for effective energy recovery in TRT. With NSENGI’s latest Gas Cleaning System “Multi-Vessel Electrostatic Precipitator" (MVEP), TRT will be able to generate higher electrical energy by approx. 30% than that of wet-type. In comparison with dry bag-type, MVEP allows temperature fluctuation which lead to generate higher electrical energy by approx. 10% NSENGI therefore, will be able to accept and meet your request widely.

Aug 1, 2018

By André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva

Aços inoxidáveis são empregados em várias indústrias. A resistência à corrosão é um fator crítico na sua seleção. A degradação da resistência à corrosão destes aços é influenciada pela precipitação de Cr23C6, que causa a sensitização e favorece outros mecanismos de corrosão. Muitos autores procuram modelar esta precipitação associando a precipitação às medidas de sensitização. Tais modelos dependem de uma premissa ligada ao nível de precipitação, ou de depleção do cromo na matriz, que resulta na sensitização em testes tecnológicos. Assim, são de difícil validação. Este trabalho apresenta resultados da cinética de precipitação de Cr23C6 através da teoria clássica de nucleação e crescimento (software PRISMA) e modelos de difusão (software DICTRA). Curvas TTT simuladas para M23C6 com PRISMA são comparadas com curvas experimentais. Mostra-se que a energia interfacial tem forte efeito na cinética de precipitação do M23C6. O crescimento foi também modelado com DICTRA e supôs que o carboneto cresce no centro de uma esfera. Em certas condições, o inverso do volume desta esfera estima a densidade de núcleos. Os resultados indicam que o valor da energia interfacial é crítico para a simulação e, portanto, para modelar a sensitização nestes aços.

Aug 7, 2018

By Mariana Alves de Carvalho

O desenvolvimento da indústria e a redução do ciclo de vida de eletroeletrônicos aumentam a geração dos chamados resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE). Dentre os REEE, as placas de circuito impresso (PCIs) apresentam um teor de metais em sua composição que as torna importante objeto de estudo visando a recuperação destes metais para fins econômicos e, por conseguinte, impede que sejam dispostos no meio ambiente. O presente trabalho tem por objetivos a caracterização de uma amostra de placa mãe de computadores obsoletos e posterior recuperação dos metais via duas rotas hidrometalúrgicas de lixiviação ácida e lixiviação ácida em meio oxidante. A primeira etapa foi realizada com ácido sulfúrico 2M por 18 horas e a 95°C; a segunda etapa, de lixiviação em meio oxidante, utilizou também o ácido sulfúrico 2M como agente lixiviante, e o peróxido de hidrogênio como agente redutor, por 6 horas e a 95°C. As duas rotas se diferenciaram entre si na proporção sólido-líquido, sendo a primeira de 1:10 e a segunda de 1:20. A rota com proporção 1:20 foi a que apresentou resultado mais positivo, com 100% de lixiviação de Ag, Al, Cu, Fe, Ni e Zn.

Oct 30, 2017

By Gláucio Barros Barcelos

Os sistemas de automação Nível 2 da LTQ da Aperam estão em operação a mais de uma década. Esses sistemas foram desenvolvidos sobre plataforma de hardware Alpha Server DS20E e sistema operacional OpenVMS 7.2. Apesar da confiabilidade da plataforma utilizada, atualmente está descontinuada pelo fabricante, bem como o serviço de suporte ao sistema operacional utilizado que também foi encerrado. Com a evolução da tecnologia Intel, apresentando baixo custo de hardware, suporte, manutenção e desempenho, foi tomada a decisão de migração dos sistemas de automação de Nível 2 da LTQ para a arquitetura de hardware Intel e sistema operacional Linux. Esta migração teve como objetivo a eliminação da obsolescência a que os sistemas estavam submetidos. A migração envolveu uma estratégia que minimiza riscos e reduz modificações necessárias nos sistemas de automação envolvidos. Dessa forma, bibliotecas de funções com funcionalidades semelhantes as disponíveis no sistema OpenVMS foram desenvolvidas. Este artigo descreve todo esforço envolvido na migração dos sistemas e os resultados obtidos.

Aug 16, 2017

By Samuel Filgueiras Rodrigues

An austenitic stainless steel ISO 5832-9 was deformed in a torsion test machine over the temperature range of 1,000°C – 1,200°C and strain rates of 0.05, 0.1, 1.0 and 5.0s-1. The Steel plastic behavior was studied by analyzing the flow curves shapes and using the constitutive equations under the conditions of thermomechanical treatment. The curves initially presented an increase in stress characterized by hardening work, followed by a drop in stress to an intermediate level that reached or not, for certain conditions, the steady state softening. The plastic flow curves of ISO 5832-9 steel displayed in three different ways: (i) Curves with continuous softening presenting plastic instability for low temperatures and high strain rates; (ii) curves type flat, here after the peak there is little variation of stress with strain presenting softening mechanism by higher contribution of dynamic recovery at low temperatures and low and intermediate strain rates; (iii) curves with softening after the critical deformation favored by high temperatures and low strain rates. These behaviors indicate the influence of the stacking fault energy (SFE) and precipitated particles on the softening kinetics of this steel.

Aug 8, 2018

By José Ricardo Nunes de Macedor

Com o crescente zelo ambiental, os polímeros biodegradáveis ganharam importante papel no mercado mundial. Em especial, o amido é um destaque por apresentar preço baixo e alta demanda, contudo possui grande fragilidade mecânica e os seus filmes são muitos hidrofílicos. Outro importante polímero biodegradável é o poli(ácido lático) que possui, alta resistência mecânica e transparência, quando comparado com o amido termoplástico, permitindo sua aplicação em embalagens alimentícias. Contudo, o PLA ainda possui custo elevado, quando comparado ao amido e até commodities, como o PET, PP e PE. Estudos com algodão, material em grande produção e baixo custo, retratam ganhos nas propriedades mecânicas sem perda da biodegradabilidade em compósitos. Assim, este trabalho objetivou preparar, por meio de homogeneizador termocinético KMixer e prensa térmica, placas de compósitos de PLA contendo amido (0, 3 e 5% m/m) e fibras de algodão in natura processadas (0, 10 e 20% m/m). As amostras foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ângulo de contato estático e ensaios mecânicos (módulo de Young, resistência à tração e alongamento na ruptura). As análises mostraram que a adição de fibra de algodão compensa a perda de resistencia à tração ocasionada pela adição de TPS. Tanto a fibra como o amido aumentaram a molhabilidade do compósito.

Aug 8, 2018

By Bernhard Hiebl

Global trends that are constantly challenging the iron and steel producers are related to worsening of the iron ore grades, higher substitution rates of main iron ores to cheaper raw materials due to economic pressure and increased environmental standards. Changing the raw materials in an operating plant can significantly influence the sintering or pelletizing process. Adjusting all process parameters to regain stable and high productive operation takes considerable time and causes production losses. Furthermore changes in raw materials lead to variations in the process gas flows and emission concentrations.Therefore SVAI developed two models for numerical simulation of sintering process and pelletizing process. Amongst others the models are based on Ergun equation and include chemical reactions of the related process. For already operating plants the simulations shall predict changes of the process parameters when raw materials are exchanged or when operational parameters are varied. Furthermore the simulations give advantageous information for the design of green field plants and allow the simulation of different plant configurations.The objective of this paper is to demonstrate what the latest developments are in these numerical simulations and what Siemens VAI is doing to overcome the remaining challenges in this field.

Aug 2, 2018

By José Alberto da Cruz Junior

Aços multiconstituídos têm aplicações voltadas principalmente para o setor automobilístico. Isso porque esses apresentam uma boa combinação de elevada resistência, ductilidade e tenacidade. A elevada resistência desses aços é devida a martensita e aos finos feixes de ferrita bainítica, enquanto que a tenacidade e a ductilidade são atribuídas aos filmes finos de austenita retida presentes entre os feixes. Esses filmes contém uma maior concentração de carbono em relação aos blocos de austenita retida. Uma consequência é que estes se tornam mais estáveis mecanicamente e termicamente. Dessa forma, foi realizada a avaliação do desempenho mecânico de um aço tratado isotermicamente abaixo de Mi e revenidos a 400°C/1 h. Os resultados dos ensaios de impacto mostraram que quanto maior a fração volumétrica da austenita retida maior é a energia absorvida, independente da morfologia desse constituinte.

Aug 7, 2018

By Johne Jesus Mol Peixoto, João Victor Gomes Guimarães Ananias, Itavahn Alves da Silva, Thiago Araújo Santos de Oliveira, Weslei Viana Gabriel, Carlos Antônio da Silva, Salvatore Giuliano PeixotoTropia

O arraste de escória para o distribuidor, durante a drenagem de panelas de aço, tem grande impacto no rendimento metálico, limpidez e produtividade no processo de lingotamento contínuo. Modelamento físico e matemático foram utilizados para o estudo da formação do escoamento tipo vórtice e funil no esgotamento de panelas de aço. Em um modelo em escala 1:6,5 foi avaliada a influência da vazão de drenagem, altura inicial de líquido, temperatura do banho e estratificação da temperatura sobre a altura crítica (Hcr) de formação de vórtice. Para todas as condições experimentais, o valor de Hcr se mostrou crescente com o aumento da vazão, respeitando uma relação linear. Através da técnica de Particle Image Velocimetry – PIV observou-se o desenvolvimento do campo de velocidades sub-superficiais da água durante a drenagem em modelo de acrílico em escala 1:6,5. Os resultados das simulações fluidodinâmicas obtiveram bom acordo com os experimentos físicos, e foram capazes de representar a influência da vazão e da temperatura sobre o valor de Hcr.

Oct 1, 2019

By Walter Valery, Kristy Duffy, Alex Jankovic, Peter Holtham

Hatch’s Mine to Process Optimization projects integrate mining and processing strategies, minimizing operating costs and maximizing overall profit. The methodology involves ore characterization, blast audits, plant surveys, analysis of historical data, and integrated modelling and simulation of mining and processing. Blast designs are tailored according to ore type and the downstream process is optimized for the changed feed. This approach has increased throughput and minimized costs for many operations worldwide. The implementation of this methodology at an iron ore operation that faced challenges with increasing mining strip ratio and ore body mineralogy changes is presented in this paper. The larger stripping ratio increased mining costs and constrained the run-of-mine (ROM) delivery to the process plant. Process performance was affected as the ore mineralogy shifted from predominantly hematite to include greater proportions of magnetite. The project objective was to minimize overall cost per ton mined and processed and maximize profit. Tailoring the blast designs according to ore type and process optimization increased the throughput of all process lines. This provided the potential to shut down one of the five processing line, aligning the mine and plant capacity and significantly reducing the processing costs.

Oct 3, 2019

By Wolfgang Linden

The emerging demands on higher steel grades call for improvements in the operation of production units and a corresponding increase in automated processes, and therefore international steel producers require viable functions. The avoidance of slag carry-over to secondary metallurgy processes is essential for achieving steel grade qualities and reducing alloys in order to compensate slag residues in the downstream unit. The automatic tapping procedure in BOF converters will be supported by the implementation of reliable measurements used in high-end steel plants. Automatic tapping will help to achieve the following: Reduced slag carry-over, improved yield, increased reproducibility, improved working environment and safety and operation with minimum possible crew. The automatic tapping procedure is capable of being implemented in new or retrofitted installations.

Aug 17, 2017

By Anderson Ayres Bittencourt, Sergio Valle Junior

Um dos grandes desafios nos ambientes industriais é o monitoramento contínuo de aplicações de automação. O difícil acesso a redes industriais e os sistemas legados trazem grande complexidade a esta tarefa. Para resolver o problema, a migração destes sistemas e redes para arquiteturas mais novas e integradas é essencial. E essa migração permite o uso de ferramentas antes só conhecidas no mundo de TI para apoiar o processo industrial trazendo clareza e assertividade na análise de falhas, troubleshoot e monitoramento integrado de todos os sistemas. Traremos neste trabalho um esclarecimento de como foi o modelo implementado nas plantas de Tubarão e Vega e diversos detalhes sobre cada componente escolhido com o propósito de prover uma solução fim-a-fim para o monitoramento de aplicações e ativos de Nível 2 e Nível 1 da Automação.

Oct 1, 2019

By José Fagundes Junior, Cleudson dos Santos Rego, Bruno Bastos da Silva Murad, Vitor Borlot Borba

Since the startup in 2002, the Hot Strip Mill at ArcelorMittal Tubarão has increased gradually the coil output as the customers demand new and more resistant dimensionally challenging (thinner and/or wider) steel grades. As a critical feature for customer applications, improvements have been carried out aiming a higher thickness performance and reduction of internal losses while still meeting the more restrict tolerances booked by the customers. This paper presents the recent thickness performance evolution since 2017 and the main actions deployed to improve it.

Oct 1, 2019

By Werner Klein

The utilization of production facilities in an optimum way, with reliable due date fulfillment, reducing raw material and energy consumption, are challenges iron and steel companies are facing in their business every day. By using an APS system such goals can be achieved to increase the competiveness of iron and steel producers. A sophisticated APS supports the overall planning process by applying complex rules based on product and order mix, its production routings with corresponding processing and transport times and resource availability. Specific technological as well as steel grade and energy related constraints are also considered to meet company specific KPIs. A core feature of APS solution is to react online on deviations to plan during the production process. Deviations such as nonconformance of intermediate material attached to an order, sudden production delays, unavailability of important production resources, makes it necessary to update the production plan. In general the task of APS is to support the preferred work-to-order concept, by assigning work-orders to available production facilities along the product specific process route and generate optimized material sequences for critical work centers.

Aug 17, 2017