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By Thaís Ferreira Marks Brasil Duque

O equipamento utilizado na medição do CWI de Bond também mede uma estimativa da energia de fratura das partículas de amostras de rochas e minérios. Esta medida só pode ser considerada uma estimativa da energia de fratura se, durante o ensaio, o material não é danificado. Em função do procedimento do ensaio de CWI, é possível que as partículas sejam danificadas por impactos sucessivos dos martelos em energias de impacto crescentes. Se houver danificação, a estimativa da energia de fratura será menor do que a energia de fratura real do material. Caso contrário a energia de fratura medida corresponde a energia de fratura mais a energia equivalente a um incremento de 5º do ângulo de impacto. Neste trabalho uma metodologia foi desenvolvida especificamente para avaliar a danificação de partículas de rochas durante o ensaio de CWI. Quatro amostras distintas de rochas/minérios foram testadas. Os resultados mostram que há uma tendência consistente indicando que a danificação ocorre, porém, se de fato as partículas danificam, a magnitude da redução da energia de fratura é baixa ou incipiente.

Aug 17, 2017

By Jörg Thomasberger

Delivering liquid steel to a steel processing unit at right temperature is an important criterion for high production steel shops, but it is surprising how little attention has been paid in the past to manage this vital phase in the steelmaking process-the steel in transit. The ladle running costs, both directly and indirectly, contribute significantly to the cost of steelmaking and should be an area of concern to any high production steel plant. Here we are talking not only of refractory costs or preheating fuel costs, but also cost of extra heating in ladle furnace, additional process delays incurred in delivering steel at right temperature to downstream unit in case proper care is not exercised at upstream unit, and occasional costs of ladle breakout due to inability to judge the residual life of the ladle. This paper emphasizes the need of a comprehensive ladle management system, an aspect which has not been properly addressed in the operations of a steel plant, in improving the productivity of a steel melt shop. Starting with review of present status and the attempts at implementation of ladle tracking in steel melt shop automation system, it looks at components of an exhaustive Ladle Management System (LMS), and finally gives an idea of benefits that will accrue from implementation of such a system in a steel melt shop.

Aug 17, 2017

By Sebastião Raimundo de Jesus Bélem Leitão Filho

A simulação física é uma alternativa no estudo dos eventos durante o processamento termomecânico, sem necessidade de equipamentos industriais, permitindo a realização de projetos de deformações similares as de escala industrial, porém em diferentes condições de atrito e transferência de calor. O objetivo desta pesquisa foi investigar o retardo na cinética de amaciamento estático no aço inoxidável austenitico ASTM F-1586, usado na confecção de implantes ortopédicos. A metodologia aplicada consistiu no cálculo da fração de amaciamento (Xs), após realização dos ensaios de compressão a quente com duplo passe de deformação num dilatômetro, nas temperaturas de 1000 - 1200 oC, taxa de deformação de 1,0 s-1 e intervalos entre passes variando de 1 a 1000 s. Os resultados indicaram que o aço ASTM F-1586 sofre recristalização metadinâmica em deformações maiores que 0,30, onde as curvas Xs vs. t para temperaturas abaixo de 1100 oC apresentaram formação de patamares com atraso na cinética amaciamento, resultante da interação recristalização-precipitação (Fase Z) induzida por deformação no interpasse, sendo menos efetivo quanto maior a temperatura e a deformação.

Oct 30, 2017

By Ricardo Thomé da Cruz

O conhecimento sobre o comportamento do revestimento refratário dolomítico durante a etapa do refino de aço é fundamental para se atender às exigências técnicas de qualidade e o aumento da produção de aço. É particularmente importante que os mecanismos de corrosão dos refratários dolomíticos sejam bem compreendidos, principalmente, em operações de exceção, nas quais as exigências metalúrgicas causem forte dano ao revestimento, prejudicando não somente o desempenho do mesmo, mas também gerando um risco à segurança operacional. Este trabalho visa à caracterização técnica da camada protetora (coating) de silicato dicálcico (C2S), a qual se origina da reação entre as escórias silicosas e os refratários dolomíticos. As amostras de coating foram caracterizadas quanto à composição química, fases formadas e microestrutura. Estudou-se uma panela retirada de operação, por dano aos refratários, retirando-se amostras de diferentes regiões. Em duas amostras, juntamente com o C2S e o periclásio, foi observado à presença de fases à base de silicato de baixa fusibilidade como a cuspidina, indicando que o coating foi atacado por uma escória com elevado teor de fluorita.

Jul 30, 2018

By Joaquim Luiz Monteiro de Barros

Com base na atual situação de restrição de disponibilidade e do custo da energia no Brasil, sistemas tipo Heat Pipe (tubos de calor) tendem a ser cada vez mais utilizados na recuperação do calor dos gases de exaustão nos processos de produção de gusa, para o pré-aquecimento de ar/gás, aumentando a eficiência energética global do sistema e reduzindo o consumo de combustível. Esta tecnologia agrega uma série de vantagens, quando comparada com os trocadores de calor tradicionais, pois possui um design compacto, transferência de calor uniforme em toda a área de troca térmica, alto grau de vedação, de forma a evitar o risco de vazamento e mistura/contaminação entre os fluidos quente e frio.

Sep 25, 2017

By Pedro Cunha Alves, Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Julio Aníbal Morales Pereira, Antônio Cezar Faria Vilela

A limpeza e a reoxidação de um aço SAE 1055 modificado foram avaliadas durante a sua produção em uma aciaria elétrica. Escória A no sistema óxido CaO-SiO2-MgO-Al2O3-CaF2 (CSMA-F) e escórias B e C no sistema óxido CaO-SiO2-MgO-Al2O3 (CSMA) foram analisadas. Duas amostras de aço foram coletadas em ambiente industrial: forno panela e barra laminada. ASPEX Explorer foi utilizado para obter informações sobre as inclusões, organizando-as por composição química, tamanho, densidade e tipo. FactSage v7.2 calculou as inclusões formadas durante a solidificação do aço, fração líquida e sólida das escórias e viscosidade da fração líquida. Após o refino secundário, o tipo mais comum de inclusão encontrada foram os aluminatos de cálcio. Na barra laminada, o espinélio foi o tipo de inclusão mais frequente, indicando um possível produto de reoxidação. Sua formação pode ser causada devido a interação com os materiais utilizados no distribuidor e molde. A redução da temperatura também favorece a formação de espinélios, como demonstrado pelo FactSage. As inclusões de espinélio foram analisadas pelo método Função de Densidade Populacional (PDF), que identificou que as corridas A1, A2, C1 e C2 apresentavam inclusões de espinélio formadas por reoxidação. Uso de escória no sistema CSMA é indicado já que eventos de reoxidação foram diminuídos nas corridas B1 e B2. No entanto, é necessária uma análise mais profunda dos materiais utilizados no distribuidor e molde para melhorar a limpeza do aço SAE 1055.

Oct 1, 2019

By Jean-Paul Simoes

The development of the blast furnace over the last years lead to a substantial increase in production capacity and productivity. This development triggered an evolution of the cooling systems in order to cope with the raising heat loads. The excellent protection of the shell by copper staves allowed blast furnace operators to achieve campaign lifetimes of more than 20 years. However in recent years some blast furnaces have experienced severe wear of the copper staves due to abrasion. The influences of the blast furnace design as well as of the operation conditions on this premature wear have been analysed and the mechanisms leading to the wear will be explained. New developments in the copper stave technology are part of the solution for avoiding premature wear during periods with less favourable conditions. The protection mechanisms made available by the new design extend the inherent protection mechanisms of copper staves to these periods. BFXpert® system is the ideal tool for the monitoring of the process data, the process models and the recommendations given by Sachem® support the operator in choosing efficient operation points. The charging with a Bell Less Top® (BLT) allows an accurate controlling of the blast furnace with regard to the optimization of the gas distribution. High performance operation together with long campaign lifetimes are thus made possible.

Aug 1, 2018

By Mariana Beatriz dos Reis Silva

A influência da temperatura de reaquecimento e do tempo entre passes na evolução microestrutural dos ASTM F138 e ISO 5832-9 durante o processamento termomecânico simulado foram investigados. Ambos os materiais foram reaquecidos a 1200°C e, por comparação, o ISO 5832-9 foi reaquecido a 1250°C. As amostras foram submetidas a simulações de deformações em testes de torção com tempo entre passes de 50 e 5 s. As amostras foram caracterizadas por MO, MET, EDX, EBSD e testes de microdurezas. As curvas de tensão-deformação, a evolução microestrutural e precipitação foram analisadas e correlacionadas com o refinamento de grãos. O aço ISO 5832-9 reaquecido a 1250°C mostrou um comportamento diferente devido a maior dissolução dos precipitados.

Aug 17, 2017

By Joaquim Luiz Monteiro de Barros Júnior

Este trabalho tem como objetivo principal apresentar de forma didática e com um exemplo prático a viabilidade da instalação de turbinas TRT, com a finalidade de gerar energia elétrica em plantas siderúrgicas.

Oct 30, 2017

By Haruki Inami, Takashi Ishida, Kazuhiro Ohara, Hiroyuki Imanari

The highly competitive business environment of the international metals industry is driving demand for more cost-effective operation of steel making facilities, rolling mills, and strip processing lines. Achieving stable operation is vital if the steel industry is to produce high-quality products constantly and productively. In recent years, advances in computer processing speeds, data acquisition rates, and data storage capacity have rapidly led to greater use of the new technologies of big data, analytics, the IoT, and AI by control system designers and process engineers, and the introduction of industrial applications. The “Smart Rolling Mill” solutions for hot strip mills have been developed by our group with the goal of achieving sophisticated, state of the art, and automated operation in steel rolling mills. The various solution engines improve process stability, increase the performance of mill equipment, and provide improved process control. These solution engines are based on extensive knowledge of the rolling process and the associated control systems. Two solution engines in particular are the diagnosis systems for rolling condition and for product quality that contribute to cost-effective operation and lower yield loss. This paper focuses on the diagnosis systems for rolling condition and for product quality in hot strip mills. Advanced information technologies using big data analytics and machine learning are applied to real-time data collected from the automation system that controls operation and the rolling process. We have developed diagnosis solutions for rolling condition and product quality utilizing predictive and clustering diagnosis. Predictive diagnosis prevents serious problems by detecting changes in the state of the plant or in the rolling condition. Clustering diagnosis classifies patterns of fluctuation in product quality trend charts, providing effective tuning guidance for improving product quality. This paper describes these applications with several examples.

Oct 1, 2019

By Jan Lampke

Increasingly pelletizing discs are used for the recycling of dust and sludge. The applied pellet feed is highly variable, for example in terms of chemical composition, grain size distribution and raw density. These raw materials related factors lead to a destabilized pelletizing process, which initially must be homogenized through special mixtures, as well as the use of binders or additives. There are many possibilities to reach stringent restriction of material related target factors. On the one hand it is helpful to be flexible by changing the process parameters of the pelletizing disc. On the other hand, it is necessary to use a material-binder-formulation, which leads to a highly stable pelletizing process. The paper deals with an example of the use of agglomerating device, pelletizing disc, to prepare different dusts and sludges for material recycling. These dusts und sludges are mostly generated in metallurgical processes, e.g. sinterplant, blast furnace and steelworks.

Aug 16, 2017

By Diógenes Albert Gomes

Neste trabalho são apresentados os impactos físicos e mecânicos da reciclagem de insumos refratários compostos por óxidos de magnésio ligado ao carbono, visando à reutilização destes como matéria prima para a confecção de novos tijolos. Os resíduos refratários substituíram, na formulação proposta, 100% massa de MgO utilizado nestes tijolos. O estudo envolveu a confecção dos novos tijolos e a realização de ensaios de caracterização dos tijolos produzidos, através de ensaios físicos. Os resultados mostraram uma porosidade final elevada na condição sem cura, resultando em valores de densidade e resistência inferiores aos dos tijolos produzidos com matérias-primas virgens.

Aug 16, 2017

By Mauricio Monteiro Machado, Neyda de la Caridad Om Tapanes, Ana Isabel de Carvalho Santana, Rodolfo Salazar Perez, Rodrigo Ribeiro Soares, Roberta Gaidzinski

Vasos de pressão são equipamentos empregados nas mais variadas indústrias, sendo responsáveis por significativa parcela do orçamento. Os materiais mais utilizados para a construção de vasos de pressão para a indústria de óleo e gás são as ligas de aço carbono e em alguns casos se justifica o emprego de ligas de aços inoxidáveis. O objetivo deste trabalho foi estudar as características dos vasos de pressão, materiais de fabricação e o custo de aquisição de vasos de pressão por parte da Petrobras. Para o desenvolvimento foram utilizadas duas ferramentas de processamento de dados: a Lei de acesso à informação que permitiu a criação de uma base de dados, e o Planejamento de experimentos que possibilitou avaliar a influência do tipo de material e outras variáveis sobre o preço do vaso de pressão (variável de resposta). Os resultados estatísticos demonstram que, para as faixas analisadas o comprimento entre tangentes (CET) e o Diâmetro (D) possuem uma influência estatística direta sobre a variável de resposta Preço. Finalizando, o estudo conseguiu conciliar aspectos construtivos com os fatores financeiros, sendo de grande valia para os fabricantes de vasos de pressão.

Aug 1, 2019

By Gillian da Silva Crespo

O laser é uma ferramenta flexível e poderosa com muitas aplicações relevantes na indústria, principalmente na área de soldagem. Os lasers de hoje fornecem à indústria de soldagem soluções tecnicas a muitos problemas, e além de substituírem a soldagem convencional já estabelecida, ainda apresentam maior produtividade. O presente trabalho estudou o metal de solda do aço inoxidável duplex UNS S32205 empregado na indústria de petróleo e gás natural, analisando a influência da variação da largura temporal nas características microestruturais do cordão de solda obtido por soldagem com laser pulsado de Nd:YAG. Os resultados mostraram que a dimensão da zona termicamente afetada é extremamente pequena e a microestrutura do metal de solda apresenta menor fração volumétrica de austenita em relação aos processos convencionais.

Aug 7, 2018

By Loyslene Rabelo Fernandes, Tom Depover, Dagoberto Brandão Santos, Davi Silva Alves, Kim Verbeken, Lisa Claeys

Os aços inoxidáveis duplex (AID) possuem boas propriedades mecânicas da ferrita com a resistência a corrosão da austenita. São bastante empregados na indústria petroquímica, de papéis e nuclear. Porém, são suscetíveis à fragilização por hidrogênio (H2). Amostras de AID 2205 foram recebidas na condição de recozimento de homogeneização (1100ºC por 300 s e resfriamento em água). Em seguida, foram laminadas a frio e recozidas a 1100ºC por 2 h e a 850ºC por 24 h. Foram então carregadas com H2. Análises de extração por fusão foram aplicadas para quantificar o hidrogênio no aço. Testes de tração in situ com carregamento de H2 simultâneo foram usados para avaliar a fragilização provocado por esse elemento. Completando as análises de H2, foram construídos espectros de dessorção térmica. A microestrutura foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados (EBSD), difração de raios-x e microscopia eletrônica de transmissão. Na condição envelhecida o foram identificadas as fases sigma, chi e carboneto. O AID apresentou uma redução de ductilidade considerável, alcançando 5% de alongamento já no estado envelhecido. O carregamento de hidrogênio não alterou essa condição. A extração por fusão revelou um teor de hidrogênio na microestrutura de até 50 wppm para a condição recozida, enquanto para a amostra envelhecida foi de 10 wppm. Apesar da alta fração volumétrica de fases intermetálicas e carregamento com H2, as superfícies de fratura foram caracterizadas como microcavidades e intergranulares.

Oct 16, 2019

By Morgana Cristina Arnold

O Pó de aciaria elétrica (PAE) é um resíduo siderúrgico, produzido pela volatilização de metais pesados durante a fusão da sucata no forno elétrico a arco. Os metais volatilizados, entre eles Zn, Pb, Cd, Ni e Cr, são oxidados e subsequentemente solidificados na forma de um pó fino com partículas de dimensão inferior a 10 micrômetros. Este resíduo é classificado como Classe I – perigoso, segundo a norma NBR 10.004/2004, devido às concentrações de chumbo e cádmio acima do limite estabelecido no ensaio de lixiviação. Neste sentido, uma das alternativas para um possível uso deste resíduo seria a tecnologia de Solidificação/Estabilização (S/S) para a imobilização dos metais tóxicos. O PAE atrasa as reações de hidratação do cimento Portland, o que inviabiliza este cimento na tecnologia de S/S. Portanto, este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito do PAE nas características mecânicas e ambientais de argamassas à base de cinzas volantes (CV) e cinzas de casca de arroz (CCA) álcali-ativadas. Foram preparadas argamassas com traço de 1:3 (CV+CCA: areia, 4 granulometrias) e adicionados teores de PAE de 0, 10, 15 e 20% em relação à massa de CV+CCA. Ensaios de resistência à compressão foram realizados nas idades de 7 e 28 dias. Para avaliar a periculosidade do material, análises de lixiviação foram realizadas na idade de 7 dias. Os maiores resultados de resistência à compressão, entre as argamassas contendo o resíduo, foram encontrados para o teor de 20% de PAE.

Aug 16, 2017

By Luiz Alberto dos Santos

Neste trabalho foram usinados CDPs da liga com composição de 50,9 % at de Ni e, em seguida, as amostras foram envelhecidas em temperaturas entre 350-550 ºC, tensões aplicadas de 60 MPa e tempos de 45 e 180 minutos. Além disso, foram realizados também envelhecimento sem aplicação de carga nas mesmas condições de temperatura e tempos para comparação das propriedades, porém acrescentando uma amostra solubilizada a 850ºC durante 1 hora. Posteriormente as amostras foram caracterizadas por DSC para determinação das temperaturas de transformação de fases. Observa-se neste trabalho que o DSC de algumas amostras apresentou tanto no aquecimento quanto no resfriamento dois picos de transformação que pode estar relacionado ao aparecimento da fase R. Além disso, pode ter ocorrido a formação da fase Ni3Ti4, pois ligas com teores acima de 50,6 %at. de Ni são caracterizados pela formação de precipitados ricos em Ni, que pode acarreta na diminuição da concentração de Ni na matriz e aumento da temperatura de transformação. Este trabalho é importante, pois há poucos estudos relacionados com o efeito do envelhecimento sob carga nas propriedades de efeito de memória de forma e superelasticidade da liga NiTi.

Aug 16, 2017

By Peter Grawenhof

In steel mills universal joint shafts, slipper spindles and gear spindles are used to overcome the design- and process- related offset between the axis of the motors and the work rolls. At the roll side the available space for the couplings is limited by the minimum work roll diameter. This leads to extremely high loaded components of the universal couplings especially at the roll side joints. Furthermore modern steel mills continuously strive to roll larger plates and materials with increased strength. This requires drive solutions with even higher torque capacity. For these applications conventional design joints are not sufficient anymore. Even alternative solutions such as hybrid- or offset- designs fall short. Therefore the companies Voith and BUMA Engineering developed together the new GearLink drive concept in close cooperation with the Voestalpine Grobblech GmbH. A completely new combination of universal joints and gear couplings offers an up to now unique solution enabling the use of 1,35- times bigger joint with a 2,5- times higher torque capacity and a 20- times longer lifetime. The GearLink system was first time successfully taken into operation at Voestalpine Grobblech in December 2013 and is up to now working without issue.

Aug 16, 2017

By Thierno FALL

This paper describes the study of the work-roll during the hot rolling process thanks to a 3D model built with the Finite Element Method (FEM). In terms of computational cost, that method needs high resources compared to 1D model which are mostly used. However, the 3D model is built to have a better understanding of the work-roll thermal and mechanical behavior during the hot rolling process. The thermal model shows that the highest temperature reached during rolling are within the range of 500°C and 600°C. The thermal field input used to simulate the mechanical behavior of the work-roll shows a biaxial thermal stress state, in the circumferential and axial planes. However, a peak of radial stress is observed in the backup zone. It did not generate plastic strain but could influence the fatigue behavior of the work-roll.

Oct 1, 2019

By Altemar Dettogne do Nascimento

O colamento de aço no molde (sticker) é uma anomalia de processo de lingotamento, que quando não detectado pelos modelos de prevenção de sticker, pode gerar breakout, o que significa perdas de produção significativas e aumentos de custos de manutenção para recuperação de componentes de segmentos e moldes, além dos riscos de segurança durante a limpeza do aço dentro da máquina e reprocessamento das placas para eliminação de defeitos superficiais. Outro aspecto a ser considerado é a ocorrência de falso alarme de sticker que também gera custos adicionais de produção, aumento de defeitos superficiais nas placas e powder slivers em laminado a quente devido a redução brusca da velocidade de lingotamento. Visando reduzir as ocorrências citadas acima e otimizar o processo de lingotamento, um novo sistema de detecção de sticker foi implantando, em AM Tubarão, nas 03 máquinas de lingotamento contínuo de placas, com uma configuração diferente da que que habitualmente é encontrada no mercado. O sistema é baseado em dois eixos: uma imagem termográfica do molde e um sistema de cálculo bastante avançado. Este trabalho apresenta os resultados deste processo e os ganhos obtidos quanto à redução de alarme falso de sticker.

Oct 30, 2017