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By Maritha Andrade, Gustavo Mello, Marco Aurélio Perim, Arthur Quintão Andrade, Joeli Cuzzuol, Eduardo Kuhl

Este artigo apresenta os resultados da utilização da simulação de processos para a análise de alternativas na gestão de tomada de decisão envolvendo a logística de cabotagem (navios e barcaças) para o transporte de bobinas entre duas das unidades da ArcelorMittal (Tubarão e Vega), além da logística rodoviária para armazenagem e abastecimento de bobinas na unidade produtiva de Vega. O estudo, iniciou-se com o mapeamento dos processos e fluxos produtivos afim de identificar os limites iniciais e finais para representação na solução. Foi feita uma avaliação do carregamento e descarregamento das embarcações, retorno das embarcações, processo de carregamento dos caminhões, descarregamento e armazenagem das bobinas nos armazéns, além do abastecimento das bobinas para a produção na unidade de Vega. O estudo possibilitou avaliar a capacidade produtiva do sistema, o dimensionamento dos recursos envolvidos (navios, barcaças, frotas de caminhões, capacidade necessária para armazenagem externa), os gargalos do processo, as restrições e os possíveis cenários como alternativa para alcançar os objetivos desejados.

Oct 1, 2019

By LJ Aspinall, Paulo Sérgio Soares Santiago

Monitorar adequadamente a qualidade da água em sistemas de resfriamento é fundamental para assegurar um bom condicionamento de seus indicadores chave de desempenho: a corrosão, a incrustação, a formação de depósitos e a atividade microbiológica, de forma que as unidades operacionais possam atingir suas metas com relação aos seus respectivos índices chaves de performance do processo industrial. Enquanto a confiabilidade deste monitoramento em antever problemas assume, então, elevada importância, os métodos utilizados até o presente na indústria não têm efetivamente fornecido resultados realísticos pela ausência de troca térmica nos dispositivos usados. A Knew Value desenvolveu e patenteou uma nova tecnologia, o Sentinel, que permite aplicar métodos inovadores de monitoramento on-line, permitindo realizar simulações em condições críticas de velocidade de escoamento e temperatura de película e atingindo excelência em monitoramento de indicadores chaves de desempenho do tratamento químico aplicado em sistemas de resfriamento. O objetivo deste trabalho é apresentar esta tecnologia e casos históricos de desempenho.

Aug 1, 2019

By Marcos Vinícius Fonseca Ferreira

Questões socioambientais têm maximizado a permuta entre o uso de materiais sintéticos para o uso de materiais naturais. A fibra de fique disposta no presente trabalho na forma de tecido, extraída do folha da planta do fique (Furcraea Andina) demonstra grande potencialidade como reforço de compósito polimérico. Nos corpos de prova para os ensaios, as camadas de tecido foram misturadas à resina epoxídica DGEBA/TETA e justapostas sob pressão em um molde retangular metálico à temperatura ambiente por 24 horas. A quantidade de tecido de fique nos corpos de prova gerados, foram de até 5 camadas, cortados a partir das dimensões matriciais, seguindo a norma ASTM D256. Testados e após analisados por microscopia de varredura eletrônica (MEV). Pode-se notar o aumento significante da resistência ao impacto de acordo com o crescimento numérico de camadas fibrosas que reforçaram o compósito. Tal performance pode ser associada ao mecanismo de fratura, gerada da interação entre o tecido de fique e a matriz.

Oct 30, 2017

By Alex Alves

No cenário econômico atual as organizações estão focadas na maximização de resultados para manter a competitividade e posicionamento frente aos acionistas. Isso exige uma busca minuciosa de alternativas logísticas que envolvem toda a cadeia produtiva, desde a aquisição com o menor custo até uma gestão racional dos recursos materiais, consequentemente se exige cada vez mais controle nos processos. Nesse sentido, destaca-se a atividade de recebimento e inspeção de materiais como uma função da administração de materiais, que tem a missão de garantir o abastecimento dos recursos materiais ao usuário na qualidade e tempo necessário. O presente trabalho tem por objetivo apresentar a sistemática de recebimento, controle e liberação de materiais da Companhia Siderúrgica Nacional, partindo de técnicas de recebimento de materiais e inspeção de qualidade, controle de processo através do SAP, lay-out e fluxos para melhoria da qualidade e produtividade do armazém central de recebimento, garantindo a melhoria contínua no processo e níveis de serviço no atendimento ao usuário.

Jul 29, 2018

By Tomaz Fantin de Souza

O processo de trefilação de barras, arames e tubos é amplamente utilizado na indústria metal-mecânica para a fabricação de eixos automotivos, componentes mecânicos, pregos, parafusos, etc. O conhecimento e controle dos parâmetros de processo como coeficiente de atrito, força de trefilação, tensões e deformações pode contribuir para uma melhor qualidade do produto e na realização de um processo menos poluente, que reduza o consumo energético e perdas desnecessárias. Desta forma, este trabalho objetiva analisar e medir a força necessária para trefilar uma redução em área de um processo de fabricação de arames de aço baixo carbono através de uma máquina universal de ensaios Emic® adaptada para a realização do processo e construção de um dispositivo para fixação da fieira . Além disso, este trabalho objetiva indicar o coeficiente de atrito de Coulomb (µ) deste processo utilizando-se o valor da força de trefilação obtida nos experimentos com a utilização da equação teórica de Siebel.

Aug 16, 2017

By Ródnei Abbade Abreu

A UPV é abastecida basicamente por duas fontes de energia elétrica de 60 Hz (maioria das cargas da usina): LIGHT (concessionária - externa) e CTE#2 (interna). A energia externa chega a UPV via sistema de transmissão e distribuição da LIGHT, por esse transporte paga-se uma tarifa de uso do sistema para a concessionária, vale ressaltar que não é comprado energia da LIGHT e sim o transporte da mesma, a energia é comprada de unidades geradoras distantes da UPV. O valor pago pelo transporte da energia é baseado em um contrato de Demanda [MW], que representa um valor máximo que o sistema deve ser capaz de suportar, caso seja solicitado. O objetivo desse trabalho é identificar qual a melhor (menor) demanda a ser contratada pela UPV, de forma a atender os processos produtivos e não ultrapassar o valor contratado (pagamento de multa), para tal foi criado um simulador com base em dados históricos para estimação de demanda a ser contratada pela usina.

Jul 31, 2018

By Rubson Mação Camporez

Estudos recentes indicam que o gasto devido à corrosão nos USA giram em torno de 276 bilhões de dólares por ano, isto significa 3,1% do PIB deste país, tendo a corrosão atmosférica uma importante parcela deste montante. Muitos estudos foram realizados a fim de determinar a agressividade da atmosfera e avaliar os efeitos da corrosão atmosférica nos metais usados para aplicações estruturais. Este artigo tem como objetivo comparar dois ambientes em termos de severidade da atmosfera, assim como sua influência na degradação do aço estrutural ASTM A-572 Grau 50. Toma-se como cenário a planta industrial da Medabil Sistemas Construtivos, localizada em Serra, região metropolitana de Vitória/ES. O estudo foi realizado por meio de monitoramento de perda de massa de amostras expostas deste material e comparação dos resultados com os obtidos através do teste padrão proposto pela American Society for Testing and Materials (ASTM G116, 1999), Wire-on-Bolt Test for Atmospheric Galvanic.

Aug 16, 2017

By José Hugo de Carvalho Souza

Buscando melhorar a detecção das causas de falhas em equipamentos pela equipe no setor de trefilados e ampliados, o tempo de reparo de manutenção, diagnóstico de desempenho dos processos e melhoria na segurança operacional, foi criado um sistema de informação integrado de engenharia de manutenção e processos, com plataforma de carta de controle online e off-line integrada, monitorando aproximadamente quatro mil e trezentas variáveis de processos analógicas e digitais, adicionadas câmeras IP nos processos e desenvolvido um sistema de rastreabilidade de volumes produzidos que garante o correto apontamento de produção da área, minimizando dessa forma as divergências de inventário. A criação da rede integrada, permite unificar as comunicações de automação, possibilitando monitoramento e modificações das lógicas nos PLCs na central da automação, agilizando os diagnósticos e padronizando backups. A partir das implementações e projetos, foi possível aumentar no período de 12 meses em 5,5% a produtividade e otimizar em 2,9% o resultado de interrupção de manutenção dos equipamentos.

Aug 16, 2017

By Bernardo Siqueira

This paper presents a unique stirred milling technology, Outotec HIGmill™, a modern, flexible and energy efficient grinding solution for fine and ultra fine grinding being tested in an industrial scale level. The test was performed at an iron ore pellet producing plant in Sweden (for confidentiality reasons, it will be referred to only as “the client”) where a pilot HIGmill™ unit (HIG25) was installed parallel to a conventional regrind circuit to compare its performance to the existing ball mill. By using a continuous test run procedure and evaluating the parameters of F80, P80, mill shaft rotation speed and power drawn it was determined its grinding capabilities, operational flexibility and energy efficiency. Outotec HIGmill™ outperformed the existing ball mill in the plant proving its capabilities to grinding finer, with steeper particle size distribution (PSD) and much higher energy efficiency. The tests performed showed that, with further refining of its operation, it is capable of consistently deliver the required PSD with up to 30% higher grinding efficiency.

Aug 16, 2017

By Franco de Castro Bubani

Cu-base alloys (Cu-Zn-Al, Cu-Al-Be, Cu-Al-Ni), depending on their composition, have martensitic transformations that can be thermally or mechanically induced between a metastable structure called austenite and one or more metastable structures called martensites. In single crystals, depending on the specific composition of the alloy and the crystallographic orientation of the tensile axis, martensite-martensite transformations can be mechanically induced. The hysteresis associated to these martensite-martensite transitions is usually much greater than the one associated to the austenite-martensite transformation. Thus, martensite-martensite transitions are potential candidates for energy dissipation in a mechanical damper. Possible applications that would benefit from high hysteresis include seismic damping devices, dampers for satellites and the aerospace industry, defense and others. We present pseudoelastic cycling results of alloys submitted to different thermal treatments. Our conclusions highlight the fact that, under certain conditions, Cu-base alloys deliver better damping performance than commercially available SMAs and even the new Fe-base SMAs.

Aug 7, 2018

By Vinícius da Silva Madruga

Os processos de lingotamento contínuo e de lingotamento convencional apresentam diferenças na solidificação dos aços, esse fato tem impacto na distribuição, quantidade e forma de inclusões de óxidos e sulfetos. O objetivo desse trabalho é verificar de que maneira tais diferenças influenciam na distribuição dos sulfetos ao longo do aço solidificado de qualidade SAE 1050. Para isso, 20 amostras foram retiradas de eixos forjados e barras laminadas, produtos conformados de origem do lingotamento convencional e do lingotamento contínuo, respectivamente. As amostras foram analisadas em microscópio ótico e microscópio eletrônico de varredura no modo de análise automatizada de partículas. Através das imagens e de dados numéricos obtidos, foi visto que nas amostras de barra laminada há grande quantidade de sulfetos, se analisada na seção longitudinal, em relação às amostras de eixo forjado. Analisando na seção transversal, foram detectados menos sulfetos devido ao alinhamento dos mesmos. Entre as amostras de eixo forjado, a área ocupada pelos sulfetos é maior no pé do lingote, reduzindo em direção à cabeça, apesar de a cabeça apresentar mais sulfetos. Tais diferenças foram atribuídas à taxa de resfriamento, à seção transversal do produto e ao processo, que variam entre os dois tipos de lingotamento.

Oct 30, 2017

By J. N. Stevens, M. Tulwin, P. J. Lawlor

All metals producers are on an unending search for a competitive advantage. They need to produce in the most cost effective way. Sometimes a new mill might be considered but in this paper we present examples of how this might not always be necessary. A detailed investigation by an equipment vendor who can consider the mill and or plant as a complete entity: mechanics, automation and process control can often find solutions that are both lower cost and can be implemented in shorter time frames.

Oct 1, 2019

By Mariano de Córdova

In this paper, the coke oven life prolongation technology is reviewed from different points of view: blend design; battery heating; operational control; refractory maintenance. A summary of major inspections in critical areas, for the evaluation of the battery conservation situation is presented. A discussion on tools for the diagnostics of the degree of damage is carried out.

Aug 16, 2017

By D. A. Aranda-Regino, C. Gómez-de-la-Garza, J. Ramírez-Cuellar, L. A. Leduc-Lezama

The Pickling Line Tandem Cold Mill (PLTCM) at Ternium’s Pesqueria plant with a 5 stands, 6 high configuration started in 2013. At the time of the start up the work roll specification and grinding practices were stablished following a low risk policy to be able to sustain any start-up associated accident. Once a stable operation has been achieved both these policies are being modified to improve productivity and reduce costs. The specified hardness of the rolls has been increased and efforts are being made to optimize the grinding according to the rolling campaign length and materials. The fatigue damage in work rolls, after rolling and its removal by grinding was followed by hardness measurements made at the end of the rolling campaign and after grinding. Softening of the rolls after rolling was found mainly in final stands to be related to the averaged stress experienced during the campaign, the original roll hardness was recovered after grinding. Hardness evolution was also followed after each grinding step finding that the total amount of grinding could be reduced. The grinding practice was modified accordingly for the first stands and the yield of work rolls in them has improved.

Oct 1, 2019

By Letícia Miranda Alves

Os fluxantes são misturas de minerais que em contato com aço irão fundir e gerar uma escória líquida que irá permitir a troca térmica e favorecer a lubrificação ao longo da interface placa/molde. Durante o processo de lingotamento contínuo de placas parte do filme de escória irá solidificar-se tendendo a formar fases amorfas e/ou cristalinas. O aumento na temperatura de solidificação bem como a formação de camada cristalina reduz a transferência de calor e pode repercutir em uma pele de aço mais fina favorecendo o breakout. Por outro lado, estas condições, como promovem uma solidificação do aço mais cuidadosa reduz a formação de trincas longitudinais a quente, depressões entre outros defeitos. Neste trabalho usando o software Thermocalc® simulou-se a formação de fases para dois tipos de pós fluxantes em função da temperatura. Usando o software FactSage estimaram-se os valores de viscosidade. Através de análise por difração de raios-x, microscopia eletrônica de varredura e análise térmica diferencial, buscou-se estabelecer as relações entre as propriedades e resultados esperados para cada tipo de pó fluxante no processo de lingotamento contínuo de placas.

Jul 30, 2018

By Pedro Cunha Alves, Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Augusto Lachini Pereira, Julio Aníbal Morales Pereira

The capacity of steelmaking slags (CaO-SiO2-Al2O3-MgO) on inclusion removal from liquid steel was investigated through experimental conditions. Laboratory experiments with slag and steel samples (with inclusion population known) were performed using a vertical electric resistance furnace at 1600 ºC. After the melting experiments, slag and steel samples were separated and analyzed regarding their chemical composition and inclusion population evolution. The capacity of slags on inclusion removal was evaluated based on the thermodynamics (solid and liquid phases proportion, phase composition and effective viscosity of slags) calculated using the FactSageTM 7.2. Results indicated that changes in the composition of slags (regarding CaO/SiO2 e Al2O3) presented effects on the steel cleanliness. The total inclusion density decreased in all steel samples and the removal of inclusions by slags shows a tendency to improve as their viscosity decreases (< 0.23 Pa.s).

Oct 1, 2019

By Elton Douglas Heriger Pereira

Refratários de alta alumina apresentam boa refratariedade, elevada resistência mecânica em altas temperaturas, boa resistência à variação bruscas de temperatura sem se romper sendo utilizados em revestimento de panelas e válvulas siderúrgicas devido sua propriedade anfótero e ter aplicações sobre à ação de escórias básicas. Neste trabalho procurou-se avaliar o efeito de adições de 1,5; 3,0 e 4,5%p. de Nb2O5 em refratário de alta alumina, estes obtidos a partir de uma mistura de diversos tipos de alumina, 5,0 %p. ZrO2 nanométrica (TZ-8Y) e agregado de mulita, sinterizados em temperaturas de 1400 e 1600 °C. Como nestes refratários a ZrO2 não surte o efeito de microtrincamento, a formação de fase vítrea a partir de Nb2O5 e a incorporação de agregados ao refratário foram fundamentais nas propriedades obtidas. Foram avaliadas propriedades tecnológicas como densidade e porosidade aparente pelo método de Arquimedes, formação de fases por difração de raios-X e análise microestrutural por microscopia eletrônica de varredura e resistência ao choque térmico.

Oct 30, 2017

By Antônio Adel dos Santos

O controle da temperatura é fundamental no processo de laminação a quente dos aços, motivando a dedicação de esforços em estudos sobre a transferência de calor e na aplicação de melhorias operacionais. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento, os resultados e as aplicações de modelos de cálculo da evolução de temperatura do aço durante a laminação a quente, desde o reaquecimento da placa até o produto laminado e resfriado na forma de chapas. São mostradas formulações matemáticas, métodos numéricos de solução usados, validação dos cálculos e a contribuição dos modelos para o entendimento e melhoria de processo. Todo esse desenvolvimento foi baseado em trabalhos realizados na Usiminas, nos últimos anos, cuja fundamentação teórica, buscada na literatura, foi adaptada e validada de acordo com as especificidades de cada linha. Além disso, os modelos foram implantados como simuladores offline, tornando prática sua aplicação pelos analistas de processo. São mostrados exemplos de cálculo do aquecimento de placas, da evolução térmica das placas nos fornos até a entrada dos laminadores, e da evolução do esboço durante a laminação de chapas grossas.

Jul 30, 2018

By Daniel Wild, Tobias Scheffer, Marvin Laugwitz, Martin Jochum

Leveling is a standard process in the rolling mill to eliminate flatness deviations. The process layout is based on models and the leveling result depends on the accuracy of the material parameters in these models. Even small deviations from the correct assumptions can have a major effect on the final flatness. Thus, after leveling the products may look optically flat, but subsequent to a final cutting process springback occurs due to residual stresses. The objective of this work is to analyze the influence of material parameters and gravity on the flatness after leveling. To evaluate the sensitivity of the process, an FE parameter study is exerted that reveals the influence of fluctuations in material properties in the case that the leveling setup is fixed. Gravity is neglected to not conceal flatness deviations. Examples of this study are rerun in a further step under consideration of gravity to also analyze its influence on the resulting flatness and residual stresses. Finally, to analyze the consequence of the residual stresses, all information of the plate from the previous step are transferred while gravity is suppressed to prompt springback. This study revealed that slight deviations of the material properties can lead to uneven plates in simulations where gravity is not considered. If gravity is taken into account, the unevenness is concealed and the plate seems flat. A springback simulation of the same plate shows that strong residual stresses are still present and would lead to unevenness if e.g. the plate were cut.

Oct 1, 2019

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&amp;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