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By Mozart Henrique Teixeira

As reservas de minério de ferro da Mineração Usiminas S.A. (MUSA) estão localizadas no extremo oeste do QF e ocupam a porção ocidental da Serra do Curral (Alkmin, 2009 [1]), também chamada Serra Azul e inseridas no Supergrupo Minas / Formação Cauê. Abrangem as Minas Oeste, Central e Leste. Atualmente a classificação geológica industrial adotada pela empresa leva em consideração o teor de ferro, contaminantes e compacidade (granulometria) das rochas. Os minérios são separados em dois domínios litológicos, hidratado e silicoso. Estes domínios apresentam comportamento granulo-químico fortemente heterogêneo tanto lateral como em profundidade (Teixeira, 2015 [2]), este comportamento confere ao planejamento da lavra elevado grau de dificuldade em relação às estimativas de massas e teores no que se refere à separação dos estéreis e minérios. Até novembro de 2015 o Planejamento de Lavra de Curto Prazo utilizava modelos de blocos atualizados mensalmente para a liberação de planos de lavra mensais e estimativas de teores do ROM, porém, ao longo do mês os desvios de teor na alimentação da planta e dificuldades na execução da geometria planejada eram frequentes. Diante disto, com foco na redução destes desvios, passou-se a gerar os modelos de blocos semanalmente para confecção de programações de lavra semanais e diárias com expectativa de liberação de estimativas de massas e teores com maior grau de confiança e melhor previsibilidade das características granuloquímicas dos produtos finais. Para a elaboração dos modelos semanais foram adotados novos métodos nas ferramentas de topografia, amostragem de frentes de lavra e mudança na rotina do mapeamento geológico, que passaram a ser executados semanalmente. Os resultados obtidos foram as reduções de desvios de teores na alimentação dos processos unitários das plantas e na produção de granulados.

Oct 30, 2017

By Rodrigo Ribeiro de Andrade, Túlio César Nogueira, Ed Juarez Mendes Taiss, Nilton José Lucinda de Oliveira

The objective of this study was to determine the effects of an eventual slab central macro-segregation in microalloyed steels with low Mn content (0.80%) and high Nb content (0.08 to 0.10%) on the kinetics of recrystallization of austenite during its rolling, on its critical temperatures, that is, of non-recrystallization (Tnr), start Ar3 and finish Ar1 of ferrite transformation and its response to a simulated industrial thermomechanical processing. The determination of the austenite recrystallization kinetics was made through isothermal double compression tests using a dilatometer, while the critical temperatures were determined through hot torsion tests in a Gleeble® 3800. It was found that austenite recrystallization kinetics, Ar3 and Ar1 temperatures did not present significant changes for the samples extracted both at ¼ of the thickness and at the core of the plate, indicating that, as expected, the central segregation in this type of steel was not intense to the point of affecting this phenomenon. The Tnr values determined for the samples extracted in the core of the plate were, on average, 30°C lower than those obtained from specimens extracted at ¼ thickness, which suggests that a significant portion of the carbonitrides present in the core of the slab are eutectic and coarse, not having completely dissolved during the reheating of the specimens. This occurred despite the fact that the austenitization temperature adopted in this treatment theoretically leads to the total dissolution of Nb, as seems to have occurred in the case of specimens extracted at ¼ of thickness, where carbonitrides have a finer size.

Oct 1, 2019

By Karl Berger, Michael Steinkogler

The evolution in Metal Cutting: Inventors around the world have been successfully developing innovations for decades, but only some of these developments have had „GAME CHANGING“ potential. One of these innovations is the new developed saw blade LINCUT®, a patented changing system that paves the way for a fundamental reorientation of the entire saw blade industry worldwide through a simple and economical concept for rolling mills or heavy forging lines. Cost efficiency starts with the raw material: Circular saws equipped with a standard saw blade are expected to have a necessary 2 percent standstill per year due to required tool changing. The applied technology reduces this unnecessary loss of production by more than 50%. The ROI can therefore be reached faster which immediately lowers your production costs. No matter what material, conventional carbon steel or highly alloyed stainless steel, the coating and shape of carbide plates is perfected for extended tool life up to 25% with increased performance. Due to LINSINGERs own tool-technology-centre in Austria specialized in research and development of tools, constantly expanding R&D activities, best results are achieved in quality and cost efficiency: a (r)evolution in metal cutting.

Oct 1, 2019

By Christian Overhagen

In bar and wire rod mills, rolling procedures featuring three- and four-roll technologies are state-of-the-art to produce high-quality long products. While a rolling model for the three-roll process including an equivalent pass method was already presented by the author, pass design methods are dealt with in the current work. The geometry of the rolled product and roll grooves are described mathematically using functional contours, allowing geometric-numerical methods to be used for manipulation and deformation simulation of the rolled product. For a given pass, the output section is constructed using these methods. Roll force, torque and rolling power are calculated using the mathematical rolling model presented before. Interstand tensions are discussed as influencing parameters on the force, torque and power demands, as well as on the section shape. A mathematical model for the influence of interstand tensions on lateral spread is incorporated in the model. To complete the pass design model, elastic mill stand feedback is considered in terms of a fixed elastic modulus for each rolling stand, the elastic feedback and therefore cross-sectional variation due to elastic mill spring being calculated iteratively from the roll force by application of the Gagemeter equation. The interaction of section height and width faults due to elastic mill spring and spread variations is analyzed in detail and the consequences for the roll pass design are shown.

Oct 1, 2019

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 Daniel Valente Guimarães

Este trabalho tem como objetivo apresentar os resultados alcançados através do planejamento, por meio do agendamento com hora marcada, no processo de expedição de produtos acabados, que estão permitindo a Votorantim Siderurgia atratividade na contratação de veículos, redução de custos e confiabilidade no processo.

Aug 17, 2017

By Tobias Krull

The characterisation of iron ore from a materials handling point of view is paramount in order to provide the best possible design for the desired application and maximise equipment uptime at the lowest possible capital and operational expenditure. Problematic issues in materials handling applications often arise in the iron ore industry due to the high density of the ore as well as the abrasive nature of the product. One of the key issues encountered during the handling of iron ore is excessive wear due to either impact or sliding abrasion. The applications and equipment typically affected by accelerated wear issues are mass flow hoppers, transfer chutes and conveyor belts. These wear issues often result in unplanned down times and loss in production which can lead to a considerable loss in revenue. This paper provides an overview of the best practises in the materials handling characterisation of iron ore and discusses available techniques for the modelling of iron ore in applications where accelerated wear is experienced. The application is illustrated through a number of industry relevant case studies for which engineering design work was undertaken to successfully reduce the wear rates of different materials handling equipment.

Aug 1, 2018

By Jadson Barbosa

Corpos de prova de ferro com diferentes níveis de pureza – um de pureza ultraelevada, dois de pureza elevada e um puro comercial – foram testados mecanicamente com diferentes taxas de deformação no âmbito de um antigo projeto. O objetivo era obter a resistência à tração de cada material e verificar a influência das impurezas e da taxa de deformação nas propriedades mecânicas do ferro de pureza ultraelevada. Para melhor compreender os resultados desses ensaios de tração, uma caracterização microscópica detalhada dessas amostras é realizada através deste trabalho. Para tal, foram analisadas as superfícies lateral e de fratura dos corpos de prova de tração no estereomicroscópio e no Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). O dano foi analisado em seções longitudinais ao longo do eixo de tração utilizando o microscópio óptico; a estrutura dos grãos deformados foi investigada por meio da técnica de microscopia EBSD (Difração de elétrons retroespalhados). Microestrutura, padrão de deformação, orientação dos grãos e as características das superfícies lateral e de fratura são então comparadas quanto ao processo de fabricação, nível de pureza e taxa de deformação.

Aug 17, 2017

By João Batista Ferreira Neto

A escória de aciaria pode ser uma alternativa como mistura para o cimento portland, substituindo parcialmente a escória de alto-forno. Um processo pirometalúrgico tem sido desenvolvido para promover a modificação química da escória de aciaria LD. Os experimentos foram realizados através da refusão de 300 kg de escória de aciaria LD, seguido de sua modificação no estado líquido. Essas escórias foram resfriadas com o uso de esferas metálicas. Análises de fluorescência de raios–X (FRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) das escórias revelaram uma relação entre composição química, condição de resfriamento e a formação de fases cristalina ou vítrea. As amostras de cimento foram obtidas através da mistura de 25% de escória modificada e 75% de cimento Portland, resultando em mais de 280 J/g de calor de hidratação acumulado em 72h, expansão abaixo de 0,1% em ensaio em autoclave e resistências à compressão acima de 42 MPa com 28 dias. O processo mostra potencial para ser aplicado no tratamento de escória de aciaria LD.

Aug 17, 2017

By Benito Barbabela Silva, Michel Garant, Mathieu Dubé

Pellets market challenging scenario has stimulated pelletizing experts to pursue innovative alternatives to process development in order to increase pellets competitiveness vis-à-vis sinter. When it comes to indurating process, pelletizing productivity is still limited and its OPEX inflated by the lower input of carbon into mixes due to quality impairment caused by magnetite formation in pellets core. This obstacle led to the rethinking of carbon distribution strategy within the green balls. To achieve such purposes, COREM through its precompetitive research program dedicated to its members, has proposed the layered pellets®, a two-stage balling technology. Balling in disc and pot-grate tests in COREM’s pilot plant were carried out to proof the concept, support the arising technology and evaluate its potential. According to first results, while CCS strongly improved, tumble and abrasion indexes as well dynamic LTD must be further investigated. Tests on four classes of equivalent carbon content pellets to evaluate layering strategy gave very good perspectives concerning the increase of productivity, and the reduction of fuel consumption and GHG emissions.

Oct 1, 2019

By Bruno Alves Resende

Em julho de 2010, a linha de Tiras a Quente da Usiminas, planta de Ipatinga, passou a operar com um novo sistema de controle para o laminador de acabamento. Assim, foi necessário atualizar o simulador offline de set up do Trem Acabador, utilizado frequentemente pelas áreas técnica e operacional. Para isso, toda a lógica de cálculo e formulações matemáticas do sistema online foram assimiladas e empregadas no novo simulador. Os resultados das simulações, quando comparados com os valores gerados pelo modelo online, mostraram-se bastante confiáveis. Sendo assim, conclui-se que o aplicativo desenvolvido está apto para ser utilizado como uma ferramenta de simulação offline do modelo de controle do Trem Acabador. Os benefícios potenciais do uso do simulador são: (i) aumento da produtividade por meio da redução de paradas da linha, (ii) melhoria da qualidade final do produto, (iii) redução do número de experimentos na produção e (iv) ajuste dos parâmetros dos modelos de controle. No presente trabalho são apresentadas e discutidas as características do desenvolvimento, da apresentação e da aplicação desse simulador.

Aug 17, 2017

By Pedro Gabriel Bonella de Oliveira

O processo usual para elaboração de aços utilizados na indústria de petróleo e gás é a laminação controlada, porém, não é adequado para fabricação de peças de geometria complexa, como juntas e conexões. Nestes casos, o forjamento é a melhor opção, pois permite maior diversidade de conformação. A produção de componentes por esta técnica exige tratamentos de têmpera e revenimento para obtenção das propriedades exigidas em trabalho. O objetivo deste projeto é avaliar o comportamento em tração e a microestrutura de um aço microligado submetido ao aquecimento a 855, 900 e 1000°C. Modelos termodinâmicos de Kasatkin foram utilizados para cálculo das temperaturas de transformação austenítica. Os resultados mostram que o tratamento realizado na zona de transformação intercrítica favorece a formação de uma estrutura bifásica de ferrita e martensita com maiores valores da tensão de escoamento e resistência máxima à tração. Nos tratamentos térmicos realizados em maiores temperaturas há diminuição na resistência mecânica, porém com aumento no alongamento em consequência de uma estrutura composta de bainita e ferrita acicular.

Aug 17, 2017

By Mateus Sotelo Menezes

Uma ferramenta de trefilação deve suportar as altas tensões a que fica submetida durante o processo sem apresentar deformações. Para isso, o projeto da fieira deve iniciar com a escolha correta do material de fabricação e um dimensionamento adequado. Tais fatores podem minimizar a ocorrência de falhas, tanto na fieira, quanto no produto trefilado, assim como diminuir as tensões e desgaste na ferramenta. Portanto, este estudo visa analisar as regiões de uma ferramenta de trefilação industrial que estão sujeitas as maiores amplitudes de tensões ao longo de um processo de trefilação. O método de elementos finitos foi utilizado para simular a trefilação de uma barra de aço utilizando uma ferramenta de carbeto de tungstênio. O perfil da fieira foi inserido no software e então analisado em diferentes etapas ao longo do processo de trefilação e após o seu término. Observou-se a ocorrência de tensões compressivas superiores a 600 MPa na região de trabalho e as maiores tensões trativas foram visualizadas na região de saída, com valores próximos a 200 MPa. A presença de tensões residuais não foi registrada na fieira, como esperado.

Aug 17, 2017

By Eden Santos Silva

Usando os testes de torção a quente isotérmico contínuo e relaxação de tensão determinou-se as curvas de escoamento plástico e de relaxação de tensão, juntamente com a evolução mecânica e microestrutural do aço inoxidável austenítico ISO 5832-9 segundo as condições de deformação expressa pelo parâmetro de Zener-Hollomon (Z). Equações constitutivas foram usadas para avaliar e prever o amaciamento dinâmico. Verificou-se que os níveis de tensões são elevados com alto valor de energia de ativação aparente e descolamento da deformação crítica e de pico para as condições de alto Z. A tensão crítica encontra-se muito próxima do pico de tensão produzindo um retardo no início da recristalização dinâmica. Além do pico vê-se que o estado estacionário de tensões é alcançado para grandes deformações evidenciando um atraso no amaciamento dinâmico. Este comportamento é consequência da moderada valor de energia de falha de empilhamento (EFE), átomos de soluto em solução sólida (Nb, N, Mo) e presença de partículas de precipitados da fase Z (NbCrN) reduzindo a mobilidade das discordâncias e contornos de grãos retardando a cinética de recristalização.

Aug 16, 2017

By Julián Andrés Ortiz González

This work presents a series of experiments of Fatigue Crack Growth (FCG), which are intended to provide evidence about the main parameter controlling this phenomenon, whereas still no agreement about this, since the Paris´ theory is based on the principle that FCG is controlled by the ?K and the Elber´s theory says that the driving force is ?Keff. For the development of the experiments, some DC(T) specimens were machined with two different thicknesses: 2 and 30 mm to perform FCG tests in plane stress and plane strain state, respectively. Besides this, all FCG tests were carried out with a constant ?K e Kmax, measuring the strain with a Strain-Gage bonded on the back face of the specimen and seven Strain-Gages located on the crack growth path. The data needed to measure the crack opening load, and the ?Keff, were collected through a program developed in Labview. Finally, the data post-processing was carried out based on the ASTM standards and several articles of recognized authors in this field, in order to compare the two positions with the experimental data, and this way conclude which is the most consistent theory with the observed behavior.

Aug 16, 2017

By Fernanda Santos da Luz

Nas últimas décadas, houve um aumento da aplicação de fibras naturais lignocelulósicas (FNLs) como reforços de compósitos poliméricos em diversos setores industriais, principalmente no segmento automotivo. Esse crescente interesse em FNLs se deve não somente aos benefícios ambientais, mas também às vantagens técnicas, econômicas e sociais. Dentre as FNLs, destacam-se as fibras de coco e as fibras da folha do abacaxizeiro (PALF) que são produtos residuais do cultivo de suas respectivas frutas e, por isso, possuem baixo custo e são abundantemente disponíveis. As características físicas dessas fibras se diferem bastante, sendo o PALF caracterizado por suas fibras longas e diâmetro equivalente relativamente baixo. O presente trabalho avaliou o desempenho das fibras de coco e PALF em testes de pullout com o objetivo de caracterizar o comprimento crítico e a adesão interfacial dessas fibras na matriz de epóxi. Os resultados mostraram um comprimento crítico 65% maior para a fibra de coco em relação ao PALF, o que indica maior adesão interfacial do PALF com a matriz epóxi e pode ser atribuída a superfície naturalmente mais rugosa do PALF.

Oct 30, 2017

By Ana Carolina Martins Silva

Os aços inoxidáveis dúplex ferríticos-austeníticos fazem parte de uma classe de materiais com microestrutura bifásica, composta por uma matriz ferrítica e ilhas de austenita, com frações volumétricas aproximadamente iguais dessas fases. Essa classe de materiais é caracterizada por apresentar interessante combinação de elevadas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão e, por isso, é considerada bastante versátil, sendo utilizados nas indústrias química e petroquímica, de papel e celulose, siderúrgicas, alimentícias e de geração de energia. Este trabalho objetiva caracterizar as microestruturas do Aço Inoxidável Duplex SAF 2205, revelando as fases que se apresentam após tratamento térmico a 800ºC, em diferentes tempos, estudar a relação entre a dureza do material e a precipitação da fase sigma, além de determinar a cinética de precipitação dessa fase. Após obtidos os dados experimentais, dados de VV e composição de equilíbrio da fase sigma foram obtidos via Thermo-Calc. Ao final do trabalho, os resultados experimentais e de simulação são comparados e conclui-se que a nucleação da fase sigma é por difusão de Cromo na matriz.

Oct 30, 2017

By Daniel Abbott Albertacci, Celso Luiz Moraes Alves, Fernando Paulucio Quinelato

No cenário econômico atual do mercado siderúrgico, otimizações de processo que aumentem o rendimento metálico estão no alvo das empresas competitivas. Além disso, cada vez mais os clientes exigem níveis mais elevados de qualidade e menor índice de recusa. Neste contexto, desenvolver trabalhos que conciliem otimização e garantia de qualidade são prioritários para o negócio. O objetivo deste trabalho é definir o menor descarte de início de lingotamento para aços com aplicações severas com total garantia de qualidade. Foi elaborada uma metodologia específica para avaliação da qualidade dos produtos: placa e bobina laminada a quente. Primeiramente, avaliou-se a quantidade de inclusões não metálicas em placas, o que permitiu determinar o comprimento de descarte mínimo necessário para garantia de qualidade das placas. Posteriormente, análises de inclusões também foram realizadas em bobinas para confirmar os resultados da ação de alteração de tonelagem de descarte. Os resultados mostraram que as placas produzidas após o descarte determinado pelo estudo resultaram em bobinas aptas para atendimento das aplicações, sem nenhuma perda de qualidade.

Oct 1, 2019

By Ricardo Wilson Nastari Denigres Filho

Durante estudos de síntese hidrotérmica (realizada em presença de ácido acético e em autoclave à temperatura de 160oC) com o propósito de obter-se boemita a partir de uma gibsita comercial, observou-se uma morfologia diferenciada nos cristais de boemita obtidos: os mesmos apresentaram-se na forma de placas finas de perfil pseudohexagonal. No entanto, quando a síntese é conduzida nas mesmas condições de temperatura somente em água destilada, a morfologia da boemita formada é a de cristais cúbicos. No intuito de tentar entender o mecanismo do crescimento dos cristais de boemita na presença de íons acetato, foram realizadas novas sínteses, envolvendo o mesmo procedimento de preparação, porém variando os meios nos quais a reação ocorre. A partir de novas sínteses realizadas com acetato de potássio em meio aquoso neutro (pH=7) ou ácido (pH=2), foi observado que a presença do íon acetato no meio reacional é determinante para a obtenção da morfologia lamelar. A estrutura cristalina dos cristais obtidos foi caracterizada por DRX e a sua morfologia foi examinada por MEV.

Aug 8, 2018

By Mariana Xavier Milagre

As tensões residuais são geradas, sobre um material em equilíbrio, após a deformação plástica não uniforme causada por cargas mecânicas, térmicas ou mudanças de fase. Falhas estruturais podem ocorrer por uma combinação dos efeitos das tensões de serviço e das tensões residuais o que torna importante a medição e avaliação de como estas afetam as propriedades mecânicas dos materiais. Neste trabalho investigaram-se os valores médios das tensões residuais da fase austenítica de amostras de aço inoxidável duplex UNS S32304 por técnica de difração de raios-x. Acompanhou-se o comportamento do plano 420 com radiação CuKa (?= 1,5419 A ) em difratometro de geometria Bragg-Brentano. As amostras foram tratadas a 600°C com tempos de encharque de 10 minutos, 20 minutos e 8 horas em atmosfera ambiente e resfriamento ao ar e água do mar. Os resultados foram analisados pelo método do sen²? e indicam que as variações microestruturais e térmicas, relacionadas aos diferentes tratamentos, influenciam o valor médio das tensões residuais da fase em estudo.

Aug 8, 2018