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By Vander de Angeli

Em 2014 houve necessidade de substituição precoce de Caixas de refrigeração no Alto Forno devido a vazamentos provocados por defeitos de fundição ocasionando perda de produção. Após análise das falhas no componente, a oficina de fundição da ArcelorMittal Tubarão na busca contínua pela excelência na qualidade de seus produtos, propôs o desenvolvimento de um novo projeto de fundição visando atingimento de nível radiográfico = 3 nas caixas de refrigeração conforme critério de aceitação estabelecido na Norma ASTM E272. Para atingir o objetivo proposto foram inseridos no novo projeto itens para melhorar o processo de alimentação e solidificação do metal. Como resultado o novo projeto apresentou melhora significativa na qualidade do componente do sistema de insuflação de ar do Alto Forno atingindo níveis radiográficos que atendam as exigências da Norma.

Aug 16, 2017

By Ramon Santos Corrêa

Com a descoberta de poços de petróleo cada vez mais profundos, as tolerâncias das propriedades mecânicas dos tubos de aço utilizados para este fim estão mais restritas. Somando-se a isso, o mercado pressiona por redução de custos e agregação de valor nos produtos ofertados. Por outro lado, a maturidade de interconexão alcançada pelos sistemas industriais, permitiu a disponibilização de dados mais precisos dos processos e a utilização de ferramentas computacionais avançadas de análise e modelagem de dados. Este trabalho tem como objetivo prever as propriedades mecânicas dos tubos após o processo de revenimento, a partir da composição química do aço, parâmetros dimensionais dos tubos e parâmetros do processo. O acompanhamento on-line da tendência das propriedades mecânicas permitiu uma operação preventiva no forno de revenimento, possibilitando a redução do lead time do processo, visto o tempo médio de 2 dias para o recebimento dos resultados do laboratório. A definição pela utilização das Redes Neurais Artificiais se baseou em trabalhos relacionados ao tema e casos de sucesso aplicados na indústria. Observou-se que os resultados obtidos a partir dos modelos obtiveram índices de assertividade superiores aos de outras técnicas utilizadas para este fim. Além disso, foi possível a criação de um único modelo para cada propriedade mecânica considerando todas as famílias de aço produzidas na Vallourec, facilitando os processos de calibração e sustentabilidade dos modelos.

Aug 16, 2017

By Johne Jesus Mol Peixoto, Itavahn Alves da Silva, João Víctor Gomes Guimarães Ananias, Salvatore Giuliano Peixoto Tropia de Abreu, Weslei Viana Gabriel, Thiago Araujo Santos de Oliveira

O fluxo de aço em um distribuidor de lingotamento contínuo é um dos fatores que ajuda a determinar a qualidade final do aço. O presente trabalho aborda o caso de fluxo assimétrico em um distribuidor de dois veios provocado pelo posicionamento descentralizado da válvula longa, avaliando o efeito de diferentes configurações de barreiras e diques na assimetria, além da influência nos campos de velocidades. Foram realizados testes em modelo físico de acrílico, utilizando água para simular o aço e KCl como traçador para obtenção das curvas de Distribuição de Tempo de Residência (DTR). Simulação computacional e a técnica PIV também foram utilizadas para análise do fluxo. Foi possível verificar que a utilização de barragens e diques melhoraram as condições para a flotação de inclusão, devido ao aumento do tempo mínimo de residência do aço, além da diminuição de zonas mortas e da quantidade de descarte gerada durante a troca de panelas. A utilização de barragens e diques em conjunto foram eficientes para uma melhor distribuição do fluxo na superfície livre do distribuidor, o que também favorece a limpidez do aço.

Oct 1, 2019

By Adriana Amaro Diacenco

This work presents the finite element modeling of Euler-Bernoulli beams constituted of a metallic material, discussing theoretical and numerical aspects. The numerical analysis uses Hermitian interpolation functions and finite elements with two degrees of freedom per node. A numerical simulation will be done for uniform loading considering two kinds beams (steel and aluminum). The paper is organized as follows: introductory comments and numerical simulations to evaluate the static and dynamical behavior of the metallic beams.

Aug 7, 2018

By Fabiano Rodrigues Soares

O Mandril é um dos mais importantes componentes da laminação de tiras, pois trabalha diretamente na qualidade do produto, tanto para o cliente interno quanto para o cliente externo. Para atender a demanda do mercado de Siderurgia e Alumínio para a área de laminação a quente, a frio e linhas de processo, temos a necessidade de entender os conceitos existentes e desenvolver novas formas para aumentar a performance do equipamento, resultando em menores gastos com manutenção e um menor número de tempo parado da linha, culminando em lucro para a empresa. Será apresentado neste trabalho tecnologia em reengenharia e projeto de Mandris, aplicando know how adquirido dentro de vários anos de experiência e ainda contando com o apoio tecnológico de nossos colegas da Alemanha com soluções de excelente qualidade para o cliente. Estas soluções podem ser através de novos materiais, novos revestimentos e novos conceitos de trabalho do equipamento.

Oct 30, 2017

By Julio Cezar de Sousa Zorzi

Aços com teor de Mn entre 15% e 30% apresentam ductilidade excepcionalmente alta para sua elevada resistência mecânica, devido à ocorrência de transformação de fases (efeito TRIP) e/ou à formação de maclas de deformação (efeito TWIP) na microestrutura predominantemente austenítica. A adição de Mn ajuda a manter a austenita até a temperatura ambiente, evitando a sua decomposição após o recozimento aplicado depois da laminação a frio. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da temperatura de recozimento na microestrutura e nos valores de propriedades mecânicas de um aço com 17% de Mn, por meio de simulações piloto das etapas de processamento industrial utilizando dilatômetro e simulador termomecânico do Centro de Pesquisa da Usiminas. Observou-se que o aumento na temperatura de encharque durante o ciclo térmico de recozimento contínuo promoveu a reversão completa da martensita a’ para austenita. Além disso, a alteração desse parâmetro praticamente não afetou o limite de resistência e o alongamento total do aço, embora tenha reduzido significativamente o limite de escoamento.

Jul 30, 2018

By Matheus Teixeira Fraga

É comum o uso de modelos matemáticos no intuito de prever a qualidade do coque, sendo a maioria dos modelos atualmente disponíveis baseada nas propriedades dos carvões. Para este trabalho foram feitas misturas binárias e ternárias de carvões com variados teores de matéria volátil, a fim de se produzir coque em escala laboratorial. A reatividade ao CO2 em termobalança e resistência mecânica em tambores foi avaliada. Dois modelos para previsão de indicadores de qualidade do coque foram avaliados, o modelo aditivo e o modelo de interação. A partir da metodologia desenvolvida em laboratório foi possível produzir, avaliar e comparar coques feitos a partir de diferentes carvões e misturas. O modelo aditivo mostrou uma boa capacidade de prever a reatividade dos coques. No entanto, para os índices derivados dos testes de tambores os valores calculados mostram uma diferença importante em relação aos experimentais, indicando interação dos carvões no processo de carbonização. Nos resultados do modelo de interações, os valores calculados para reatividade e resistência mecânica, se comparados com os resultados do modelo aditivo, mostraram uma melhora na capacidade de previsão da qualidade do coque. O modelo de interações se apresenta como uma ferramenta interessante na seleção e mistura de carvões.

Aug 17, 2017

By Carlos Cristiano Carvalho Teixeira

No carregamento volumétrico de vagões, onde a variância de pesos carregados é relevante, ocorrem grandes limitações operacionais, que vão desde a percepção do volume em carregamento até a capacidade real de controle. Neste contexto, a diversidade de cenários é enorme: velocidades variadas (25% a 80% da capacidade), variação do minério, diferentes tipos de vagões, etc. Maximizar ou atingir o ponto ótimo com repetibilidade leva tempo e experiência. A solução considerou a aplicação intensa e avançada de instrumentação e recursos de automação, obtendo um resultado favorável de elevação da capacidade de controle sobre o peso em carregamento, nas diversas condições operacionais. A metodologia utilizada partiu de uma engenharia conceitual destacando o tratamento de riscos considerando as imprecisões e as técnicas avançadas de controle necessárias. Instrumentos e equipamentos também foram tratados dentro desses riscos, entre eles: balanças, radares 2D, identificação dos tipos de vagões, níveis dos silos, lasers para medições de precisão e para redundâncias, e ainda a simulação para testes do processo. Conclusão: 1. Maior capacidade de controle de peso carregado e menor variabilidade. 2. A imprevisibilidade na variação do material como desafio adicional para os automatismos. 3. Simuladores como diferencial na implantação da solução.

Aug 16, 2017

By Evandro Moraes da Gama

A aglomeração a frio de minérios, rejeitos de mineração, resíduos sólidos, combustíveis, fertilizantes, produtos químicos, farelos de alimentação animal, etc. é um tema de grande relevância para o setor industrial dentro do contexto de crescimento sustentável. Neste trabalho é feita uma descrição da moderna planta piloto de aglomeração a frio de finos de minérios de ferro empregando o disco pelotizador SC-1000 (Haver). Essa unidade piloto pertence ao Centro de Sustentabilidade da UFMG, que está localizado na cidade de Pedro Leopoldo (Minas Gerais, Brasil). Esse tipo de equipamento difere dos discos tradicionais no mercado por agir de forma dinâmica na formação da pelota crua durante o processo de aglomeração a frio. A tecnologia Scarabeus permite o ajuste automático da altura da borda do disco, assim como da inclinação e da velocidade de rotação, mesmo durante a etapa de operação. É também feita uma abordagem sobre a inovadora tecnologia Scarabaeus de discos pelotizadores para plantas industriais de aglomeração de minérios. Ademais, são apresentadas as principais linhas de pesquisa referentes a aglomeração a frio de materiais finos.

Aug 1, 2018

By Luciano França Rocha

A medição online de umidade de finos de minério de ferro sempre foi uma informação muito desejada nas plantas de pelotização de minério de ferro. Controlar a umidade do pellet feed produzido pela unidade de filtragem além de possibilitar maximizar a produção deste setor da planta garante uma maior estabilidade no processo de pelotamento e de endurecimento. Para conseguir entregar esta medição à sala de controle, iniciamos um projeto utilizando a metodologia Design For Six Sigma para desenvolver uma forma de medição desta grandeza. Inicialmente foi feita uma revisão bibliográfica sobre o assunto. Posteriormente, foram realizadas visitas técnicas que eliminaram algumas possíveis tecnologias de medição. Finalmente, foram avaliadas as tecnologias de Absorção de RF e medição por um braço robótico para serem avaliadas. O primeiro teste industrial foi realizado com um medidor de absorção de RF que não apresentou bons resultados. A faixa de interesse de medição é muito estreita (9% a 11% de umidade). Esse fato exige uma boa precisão do equipamento para que a medida tomada do processo seja útil e sua incerteza não ocupe toda a faixa. Como nenhuma das tecnologias de medição online existentes no mercado se mostrou precisa suficiente para a aplicação, a alternativa foi utilizar um braço robótico para coletar, secar e medir a umidade através do método tradicional feito por um robô. Esta última alternativa se mostrou robusta e adequada ao controle de processo da unidade de filtragem, produzindo resultados confiáveis e precisos.

Jul 30, 2018

By Fernando Henrique Gomes de Souza

Techniques which use a spring to supply the bias force to actuator are well adopted since they are inexpensive and simple to construct. In this work it was design an actuator concept using bias-type device technique, which comprises two coils that mutually push against each other to supply the stroke. For the coils springs, it was used a wire of NiTi shape memory alloys (SMA) and a wire of 400 grade maraging steel as construction materials.

Aug 8, 2018

By Valeria Romina Stricker

Acerbrag es una empresa Argentina siderúrgica de 50 años de trayectoria, desde el año 2007 pertenece al grupo Votorantim de origen Brasilero. Se dedica a la elaboración de aceros largos para la construcción. La planta industrial cuenta con un proceso de acería integrado, horno eléctrico, horno cuchara y máquina de colada continua. La materia prima es 100% chatarra, característica que la diferencia del resto de las acerías del país. Debido a esto el enfoque principal de este proyecto es reducir el costo de fabricación mediante un “empobrecimiento” de la carga metálica a partir de la flexibilización de los límites de especificación. Esto implica un mayor control del desempeño de los procesos a fin de detectar posibles desvíos, para ello fue necesario implementar la utilización de herramientas estadísticas y gráficas para su monitoreo. La modificación en el mix de fabricación no muestra una alteración significativa en la composición química y propiedades mecánicas de los productos terminados, situación favorable para la continuidad del proyecto. Se observa además, de la reducción de costo esperada, una ventaja en la operación del patio de chatarra y el proceso de acería y en la utilización de chatarras con altos niveles de residuales tales como Cr – Ni.

Aug 16, 2017

By Anderson William Henrique Satini

A redução do preço de minério de ferro aliada ao aumento das restrições ambientais para licenciamento de áreas para disposição final de rejeito vêm impondo a necessidade de se aumentar a eficiência dos processos de concentração mineral. Dentro desse contexto, realizou-se esse trabalho com o objetivo de avaliar a viabilidade técnica de se flotar o atual rejeito final da planta de flotação da Usina Central de beneficiamento da Mina Casa de Pedra, a fim de aumentar a recuperação mássica e metálica da planta de concentração. Examinando os resultados dos ensaios laboratoriais de flotação, realizados com a amostra do atual rejeito final da concentração, foi possível constatar uma redução de 62% nos teores de ferro do rejeito flotado. Além disso, as análises estatísticas revelaram ser dispensável a dosagem suplementar de reagentes para flotar esse material.

Aug 16, 2017

By Susanne Hahn

The Siemens VAI software model DynaPhase calculates thermodynamic properties depending on the chemical analysis of steel. It can be used online together with Siemens VAI’s secondary cooling model SIMETAL Dynacs 3D which is a unique feature. Offline it can be used to investigate the thermodynamic properties of steel grades and therefore supports the development of new grades. The core of DynaPhase is a substitutional solution model for the Gibbs free energy to calculate multi-component phase diagrams. The parameters of this model are determined by employing the CALPHAD approach. This model is combined with a microsegregation model to account for the interdendritic solidification process. New DSC (differential scanning calometry) measurements of the department of metallurgy of the Mining University of Leoben have been used to improve the DynaPhase database for high Al or Si concentrations. By comparing this experimental data to calculations it has been found that some of the widely used commercial software tools do not describe the ternary system FeAlC for high aluminum concentration correctly. In this paper we will show how thermal properties of high Al grades change with the optimized database and what impact this has on the secondary cooling of continuous casting, e.g. how the solidus point shifts on the strand. Moreover we will show that the online use of DynaPhase has many advantages for the production. Since DynaPhase uses the actual chemical analysis of the steel grade and not just concentration ranges or averaged concentrations it is possible to optimize the cooling strategy during casting for the actual chemical analysis of the actual heat.

Jul 30, 2018

By Karl Kristian Bagger

A construção naval sofreu nos últimos 40 anos várias mudanças de acordo com os diferentes cenários econômicos. O Brasil neste setor chegou a ocupar o segundo lugar na produção mundial, foi fortemente afetado pela crise recente. Diante desta conjuntura as empresas tem que otimizar seus processos visando um aumento na produtividade para se manter competitivas. A atividade da construção naval é complexa, tem várias etapas que geram interferências que muitas vezes impossibilitam trabalhos em paralelo. As chapas de aço que constituem as partes principais da embarcação, as estruturais, devem passar por um tratamento de preparação da superfície que inclui a sua pintura e proteção anticorrosiva, este é um dos processos mais críticos. Esta etapa além de demandar serviços muito especializados há ainda um aspecto agravante o ambiente confinado, que expõe os operários executantes a condições ergonômicas desfavoráveis proporcionando um rendimento baixo afetando diretamente a produtividade do processo. Este estudo realizou uma analise do processo e propôs as alterações nas etapas de fabricação eliminando os problemas proporcionando melhores condições de trabalho dessa forma minimizando o impactos ergonômicos, proporcionando redução de custo e aumento da produtividade.

Oct 30, 2017

By Jackson de Brito Simões

As ligas com memória de forma (LMF) apresentam características funcionais de recuperação de deformações plásticas aparentes e mudança de suas propriedades mecânicas quando submetidas a variações de temperatura, proporcionando um crescente interesse para aplicações de engenharia e originando uma nova maneira de projetar sistemas mecânicos. Nesse contexto, é importante desenvolver novos métodos de fabricação de componentes e dispositivos a partir de LMF. Infelizmente essa fabricação pode ser ainda extremamente complexa e dispendiosa, principalmente para LMF do sistema Níquel-Titânio (Ni-Ti). No final do século XX, a fundição de precisão se tornou uma alternativa eficaz para a conformação de componentes de titânio e suas ligas em aplicações de alta tecnologia. Entretanto, não existem informações da utilização desse processo para fabricação de componentes mecânicos de LMF. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de fundição de precisão para o desenvolvimento de novos, produtos principalmente miniatuadores ativos de LMF Ni-Ti. Para isso, foi realizada a fabricação de diferentes formatos de miniatuadores de LMF Ni-Ti (de composição nominal em peso de 54,9Ni-45,1Ti) pelo processo de fundição de precisão com molde sólido, e ainda sua caracterização térmica e por ensaios não destrutivos. Foram obtidos quatro miniatuadores distintos, nos formatos de minitubo duplo, arruela Belleville, mola e parafuso, com bom acabamento superficial. A presença da transformação de fase característica das LMF foi avaliada por técnicas de calorimetria diferencial exploratória (DSC) e resistência elétrica em função da temperatura (RET) nos quatros tipos de miniatuadores. As técnicas não destrutivas de raios X e tomografia computadorizada foram empregadas para avaliar a qualidade dos miniatuadores produzidos, sendo importantes na detecção da presença de defeitos de processo. Ficou evidente a eficiência do novo processo proposto, porém ainda se faz necessário mais investigações principalmente com relação ao comportamento termomecânico dos miniatuadores obtidos por esse processo.

Aug 16, 2017

By Artur Frederico Fonseca da Cruz, Jael Moutinho dos Santos

The problem of iron ore sticking and premature wear on screening rolls on balling systems is recurrent. The importance of the "screening" function of the roller classifier is fundamental, since in perfect conservation state and operation it is possible to ensure the performance improvement of the most expensive phase in the pelletizing production chain, the thermal processing. The present works target is the identification of possible causes of iron ore adhesion in classifier rollers and develop a methodology to evaluate and quantify the iron ore sticking mechanism on the classifier surface. For this purpose, iron ore and additives were collected at four different pelletizing plants in terms of iron ore origins and process flows, three different rollers were chosen for testing around the adhesive energy at the iron ore mixture/rolls surface interface. As results, it was possible to construct methodologies to evaluate the aggregability, it was observed the importance of "specific moisture" definition and knowledge on the adhesive energy increase, besides presenting the better performance of rolls with tungsten carbide coating than other evaluated.

Oct 1, 2019

By Andreas Jungbauer

Two Arvedi ESP plants going into operation in 2015 will allow a Chinese steel producer to better serve the extremely attractive local and export markets for high-quality, thin-gauge strip products. The energy consumption and the related costs are reduced by up to 45% compared to conventional casting and rolling processes. This also means a major reduction in CO2 emissions. The new plants are designed for an annual production capacity of 2 x 2.55 million tons of high-quality, ultra-thin, hot-rolled strip products with widths of up to 1,600 mm and thicknesses down to 0.8 mm. The project scope also features a comprehensive training and assistance package for plant start-up and operations by personnel from the existing ESP plant at Acciaieria Arvedi SpA, Italy. The plant setup, the trainings and assistance program as well as latest results from the ESP plant in Italy will be presented. While this project is under execution three further ESP lines have been ordered by the same customer summing up now to five ESP lines at the same location.

Jul 30, 2018

By Charles Sóstenes Assunção

A mathematical model of heat transfer and solidification for a continuous casting of round billets was developed. The water flux density of the secondary cooling zone was experimentally measured, using an apparatus in industrial scale with two types of nozzles, flat jet and full cone jet. The profiles of water distribution were applied on the mathematical model. The results showed that the water distribution is not uniform in both longitudinal and angular directions owing to the unevenness of the spray and to the curvature effect of the round billet. This non-uniformity causes important variation of the heat transfer coefficients and superficial temperature of the billet, especially in the first cooling zones, where the temperature is higher. The mathematical model was used to simulate a change of nozzle type in the first cooling zone. The results showed that the heat flux and superficial temperature variations were reduced with a full cone jet nozzle in comparison with the flat jet nozzles.

Aug 16, 2017

By Franz Ramstorfer

Impressões de Baumann são utilizadas amplamente nas aciarias para a avaliação e monitoramento da qualidade interna de placas: em particular a segregação central. A análise e monitoramento da segregação central é uma base importante do monitoramento da condição da máquina de lingotamento contínuo, da otimização dos parâmetros do processo de lingotamento contínuo e da qualidade das placas. Em geral, o tipo e a intensidade da segregação central são determinados através da comparação da imagem real com imagens de referência do padrão aplicado. O presente trabalho foi focado no desenvolvimento de uma ferramenta de análise computacional, precisa e fácil de usar pelos operadores do laboratório de Baumann. O objetivo foi estabelecer uma base padronizada e confiável para o processo de monitoramento da segregação central. A metodologia desenvolvida é baseada em processamento de imagem computacional de uma impressão de Baumann em tons de cinza. Observou-se que a classificação de segregação pode ser realizada com uma precisão excelente através da análise computacional dos dados de imagem da segregação central. O procedimento de classificação foi implementado com a utilização de uma rede neural feed forward.

Jul 29, 2018