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By Nishit Patel

Development work on the use of plasma torches in blast furnace ironmaking was completed in the 1980s. The technology developers planned to reduce blast furnace coke consumption using electrical energy and large scale coal injection through the tuyeres. Since this time, Westinghouse Plasma Corporation has improved torch reliability with industrial experience in solid-waste-to-energy facilities, as well as metallurgical applications. As coke makes up one-third of the hot metal cost, savings efforts frequently seek to lower coke consumption by increasing process efficiency or replacing coke with cheaper fuels. Alter NRG and Hatch assessed the merits of using plasma torch technology to superheat the hot blast. Coke rate savings, electrical purchase requirements, and a financial analysis to implement the torches are presented.

Aug 17, 2017

By Eduardo Montenegro

Apesar da relevância e interesse do tema de gerenciamento de alarmes na comunidade técnica industrial, observa-se que poucas empresas têm, de fato, implantado e conseguido extrair melhores resultados na eficiência e segurança operacional de suas plantas. O presente trabalho visa, a partir das experiências dos autores em implantação e acompanhamento de vários sistemas de gerenciamento de alarmes na indústria, discutir os principais motivos pelos quais estes sistemas falham em conseguir índices melhores em operação, monitoramento e gestão de alarmes. Além disso, propõe-se neste trabalho que estratégias, práticas e ferramentas sejam adotadas para que se consiga o máximo de benefício operacional ao se implantar e manter tais sistemas.

Aug 16, 2017

By Renata Cristina Alves Elias

A análise por microscopia óptica em quase partículas, obtidas após a aglomeração a frio, é de grande importância para o entendimento do processo de sinterização, pois permite determinar aspectos qualitativos e quantitativos da aglomeração, assim como identificar o arranjo microestrutural entre as partículas nucleantes, aderentes, combustíveis e fundentes das misturas a sinterizar. Neste contexto, foi desenvolvida uma metodologia para preparar e analisar ao microscópio amostras da mistura a sinterizar, visando auxiliar na identificação de relações entre as suas características e os parâmetros de produção e de qualidade do sínter. O método desenvolvido permite determinar a porcentagem de quase partículas, de partículas não aglomeradas e de partículas micropelotizadas em cada amostra. Além disso, permite identificar e medir as dimensões do material (minério, sínter, coque, fundente, quartzo) que constitui o núcleo de cada quase partícula e avaliar o material que não aglomera.

Aug 1, 2018

By Dustin Vickress

The premature failure of copper staves in the lower stack and bosh is frequently the cause for an interim blast furnace repair at great cost to the blast furnace owner. Protective accretions may form on the stave hot face, but when these accretions are lost the staves can begin to deteriorate both due to abrasive wear from exposure to the descending burden materials and due to thermal cracking from exposure to hightemperature process excursions. These mechanisms can lead to failure of cooling passages, which forces blast furnace operators to shut off these channels, accelerating the rate of copper stave wear. Finger cooler technology was developed to extend blast furnace life by restoring cooling to damaged staves. Evidence for their effectiveness is presented herein in the form of experimental test work and conjugate heat transfer (CHT) analysis carried out using computational fluid dynamics (CFD) simulations. These tests demonstrate that under typical blast furnace excursion conditions, a stave fitted with finger coolers will undergo half the temperature rise of a stave fitted with conventional cigar coolers.

Aug 17, 2017

By Jim Belous

Fluid Dynamic Modeling (FDM) was used to develop solutions how to eliminate the fugitive emissions from the meltshop building and to comply with the EPA “6% opacity from the furnace operations” rule. Secondary Emission Control (SEC) system performance was simulated by an inverted 1:96 scale Plexiglas model of the entire meltshop, utilizing the negative buoyancy effects of saline solution in water. Test results show that with the installation of the internal partition wall which separates furnace aisle from the caster aisle, significant improvement of the SEC system is achievable, thereby avoiding large expenditure for the expanding a fume collection system capacity.

Aug 17, 2017

By Walmir Pereira de Amorim Junior

Imersas em um mercado em constante mudança, as empresas têm seguido em uma busca contínua pela melhoria de seus processos. Diante disso, nos últimos 2 anos, o segmento de Aços Planos da ArcelorMittal Brasil vem passando por um processo de transformação, revisitando e reestruturando seus processos internos. Na área de planejamento um dos itens avaliados foi o processo de Planejamento de Vendas e Operações – Sales and Operations Planning (S&OP). O objetivo desse trabalho é a apresentação do novo modelo de S&OP da ArcelorMittal Brasil – Aços Planos, seus benefícios, e ferramentas utilizadas para suportar essa evolução: o SAP Integrated Business Planning for S&OP e a plataforma de colaboração SAP Jam, responsável por orquestrar todo fluxo de S&OP e as interações entre as diversas áreas envolvidas. O novo processo foi baseado nos conceitos existentes na literatura e também é objeto desse artigo. Além disso, no projeto de implementação do SAP IBP e SAP Jam foram utilizadas a Metodologia de Gerenciamento de Projetos baseada nas melhores práticas descritas pelo PMBOK (Project Management Body of Knowledge) do PMI (Project Management Institute) e a Metodologia SAP Activate para a implementação dos produtos. Como resultado da implantação desse projeto, foram obtidos vários benefícios, sendo alguns deles já atingidos e outros a serem capturados após o período de adaptação e estabilização dos processos e ferramentas.

Oct 30, 2017

By Rainer Hüsken

Over the last decades long BOF campaign lives have successfully been established due to improved quality of the refractory material and due to intensive use of slag splashing. On the other hand, steelmakers are more and more faced with elevated phosphorous contents in the hot metal. This phenomenon is a global tendency caused by the increasing pressure to utilize cheaper iron ore sources. In India, iron ore sources have traditionally elevated phosphorous contents. The phosphorous removal challenge calls for using bottom stirring at the BOF converters, as these combined technology of top oxygen blowing and inert gas stirring through the bottom, helps significantly to improve bath mixing and thus in shifting the process towards the optimum metallurgical equilibrium conditions. All this is common knowledge and daily business in the steelmaking shops all over world. Unfortunately, focusing on a long BOF refractory campaign by means of slag splashing and maintaining optimum conditions for high efficient bottom stirring are naturally conflictive aims. Applying slag splashing causes unavoidable bottom built-up which in turn covers or even blocks the bottom tuyeres. Most of the steelmaking shops today are either operating slag splashing without bottom stirring or bottom stirring without slag splashing. Some are trying slag splashing with bottom stirring but mostly only for a certain short period of the whole campaign. Baoshan Meishan Steel is an integrated steel plant, located in Nanjing (China). The plant is operating two BOF shops (3x 150t and 2x 250t), producing various steel grades. Because of the iron ore source used, the hot metal phosphorous content is rather high with up to 2,000 ppm. In order to achieve low phosphorous contents in the molten steel below 200 ppm, Meishan uses the TBM (Thyssen Bottom Metallurgy) bottom stirring technology in both of their steel plants, successfully applying slag splashing and efficient bottom stirring for campaigns up to 10,000 heats. This paper describes the operation procedures, strategies, and the maintenance concept established at Meishan Steel which is suitable to meet both conflicting targets at the same time.

Jul 30, 2018

By Ronaldo Santos Sampaio

This paper call attention to increasing ratio of oxygen depletion from atmosphere besides the global worries about CO2 concentration increase in the atmosphere. It highlights the big mistake in considering Carbon Capture and Storage, CCS, as a way to reduce the increasing concentration of CO2 in the atmosphere. As a hypothetical example it presents an existing pseudo-ecosystem of manufacturing that has real windows of opportunity to increase its share in the global materials production industry, even in highly industrialized countries. As a suggestion and example the author point out possibilities to almost fulfill the proposed simple rules to be considered inside an ecosystem of manufacturing utilizing the production of steel via biomass versus fossil coal. A relevant and difficult rule to be attained in a quasi-ecosystem of manufacture is to be a near zero atmosphere oxygen depletion integrated process. The industrial alternatives that utilizes the actual photosynthesis are the ones that can reach a higher ecosystem of manufacture’s index. It is presented an ideal integrated steelmaking process where the gaseous, liquids and solid residues generated in one part of the system are or can be utilized in the other parts of the same system. A potential ecosystem of manufacture to produce primary iron is illustrated in the paper.

Aug 17, 2017

By Igor Barros Mairinck

Este trabalho consiste num estudo investigativo, no campo teórico, visando levantar informações de processo, modelagem e simulações do sistema de controle da linha de Preparação de Bobinas 1 (PB1), processo em batelada de corte e bobinamento de aços inoxidáveis da APERAM. A partir deste modelo simulado, foi realizada avaliação de desempenho e sugeridas alterações do controle e novos parâmetros do controlador de bobinamento, de forma a contribuir para a melhora do desempenho das malhas de controle e do processo real. Foram analisadas as interações entre os componentes do circuito de controle e os impactos no desempenho global do sistema no domínio do tempo e da frequência. Este conhecimento adquirido propiciou sugestões de melhoria do comportamento do sistema.

Aug 16, 2017

By Allana Cristina Pires Ferreira

O endurecimento secundário de aço rápido AISI M3:2 nome comercial Sinter 23 obtido por uma técnica de metalurgia do pó de sinterização por compactação isostática a quente é objeto desse trabalho de pesquisa. O aço rápido em questão foi austenitizado em banho de sal a 1.140°C, 1.160°C, 1.180°C e 1.200°C, temperado ao ar e revenimento a 540°C, 560°C e 580°C. Amostras do aço rápido foram fabricadas e submetidas ao tratamento térmico acima descrito e submetida a ensaios de dureza Vickers e Rockwell C para a determinação das suas respostas ao tratamento térmico de endurecimento e avaliação do pico de endurecimento secundário através dos resultados de dureza.

Aug 16, 2017

By Mário César Mantovani

The steel for gas turbine compressor discs (26NiCrMoV14.5) requires some mechanical properties like strength, impact, toughness, fatigue, and creep resistance in order to be used in such application. To achieve the properties required for the gas turbine compressor discs, the material should have very low contents of sulfur, phosphorus, antimony, tin and arsenic. The level of cleanliness should also be very high and this is possible by achieving low oxygen content keeping the deoxidation elements like silicon, manganese and even the aluminum in very low percentages. The main problem in refining such steel is to adjust a sufficiently low oxygen content to have a good desulfurization and at same time a good cleanliness without using silicon, manganese or aluminum as deoxidizers. Combination of initial selection material, steelmaking process control, forging sequence and heat treatment cycles can provide uniform mechanical properties throughout the gas turbine compressor discs. Villares Metals SA as a big player on special steels with complex process has been developing this kind of material for several years. The objective of this work is to show the process technology evolution involved in the production of this kind of steel under the discussed preconditions.

Aug 17, 2017

By Valdeci Paula Alvarenga

Os aços alto carbono possuem maior resistência e dureza, e menor dutilidade em relação aos aços baixo e médio carbono. O aço carbono SAE 1070 é um aço plano classificado como alto carbono e possui uma microestrutura predominantemente perlítica. Algumas possíveis aplicações desse aço são: fitas de serra, lâminas para raspagem, lâminas de corte para indústrias agrícolas, entre outros. O processamento desses de aços em toda a cadeia produtiva sempre é desafiadora. O objetivo principal foi caracterizar e melhorar a microestrutura perlítica do aço SAE 1070 laminado a quente produzido na Aperam visando reduzir ou eliminar o custo adicional dos clientes de relaminação durante o processamento em suas linhas de produção. Foi possível através de análises e simulação termodinâmica refinar o grão austenítico e melhorar as propriedades mecânicas do aço SAE 1070 produzido na Aperam e como consequência a melhoria da laminabilidade a frio desse aço.

Oct 30, 2017

By Fernando Santos Souza

Estudos têm comprovado a afinidade e a eficiência do fosfato de cálcio bifásico (BCP) em aplicações médicas e odontológicas, assim como elemento adsorvente para o gás CO2, devido a sua característica de material poroso. O BCP é composto pela combinação entre hidroxiapatita (HA) e beta fosfato tricálcico (?-TCP), na proporção usual de 2/3 de HA e 1/3 de ?-TCP. Trata-se da mistura entre as fases solúvel, ?-TCP, e estável, HA, das biocerâmicas. O BCP é obtido por meio de tratamento térmico (para cristalização) do ACP (fosfato de cálcio amorfo), na mufla, em temperaturas variando de 600 a 1300ºC, por cerca de 24 horas – calcinação. A caracterização e a comparação de amostras amorfas e amostras calcinadas, baseia-se na utilização de aparelhos DRX, MEV, FRX, difração de laser (Cilas) e análise de área superficial (BET). A seguir, na etapa de granulometria, BCP e ACP são peneirados em duas faixas de grãos: menores que 38µm e entre 53µm-38µm. As análises por microscopia eletrônica evidenciam que o ACP possui estrutura semelhante à hidroxiapatita (HA), mas como os seus cristais são muito pequenos, essa fase aparece como amorfa. As análises por DRX indicaram a ausência de impureza cristalina distinguível nas partículas de BCP e a presença de um pico característico de ?-TCP. Sabe-se que a produção de BCP demanda maior gasto energético em relação ao ACP, devido ao tratamento térmico (calcinação).

Aug 8, 2018

By Patrizio Damiano

Competitiveness in Electric Arc Furnace production is pushing steelmakers to increase the throughput at the lowest expenditure. The technological challenge is therefore to operate the existing facilities at their top capabilities and to exploit materials and energy sources at the upmost yield and efficiency. Moreover, seizing the opportunity offered from the price variability of metallic feedstock calls for flexible practices, versatile equipment and tools to rapidly tune the melting profiles without hindering steel quality and equipment lifetime. The innovative Danieli Q-MELT Automatic EAF system addresses these aspects implementing a centralized control system which interacts with multiple technological packages. Each of these cutting-edge technologies focuses on one aspect of the EAF cycle, increasing machine availability and resource efficiency, by means of electrode regulation and foamy slag control, charging optimization, off-gas analysis and closed loop injectors control. Moreover, these modules provide the process supervisor application (Melt Model) with important information regarding the process status, thus allowing the adoption of a unified control strategy. The supervisor implements a robust statistical approach to identify process deviations in real time. The first results and technology perspectives inferred from the field immediately after the start-up are described in this paper.

Oct 30, 2017

By Camila Simon Christ

O desenvolvimento de aços de alta resistência associados à boa tenacidade é uma alternativa para redução de custos na construção e instalação de oleodutos e gasodutos, devido à possibilidade de redução da espessura dos tubos sem que seu desempenho seja afetado. Os aços da classe API (American Petroleum Institute) pertencem ao grupo de aços ARBL (Alta Resistência Baixa Liga) que possuem as combinações desejáveis de resistência à tração, ductilidade, tenacidade e soldabilidade. No processo de laminação a quente o comportamento dos aços está diretamente relacionado aos parâmetros de processamento como temperatura, deformação, taxa de deformação, taxa de resfriamento e tempo entre passes. O controle desses parâmetros é importante na determinação da microestrutura e propriedades mecânicas do material. O objetivo deste trabalho é estudar o comportamento termomecânico do aço API 5L X80M–PSL2 através de ensaios de torção a quente isotérmicos. Através desses ensaios serão determinados a tensão e deformação de pico, tensão e deformação crítica e a porcentagem de amaciamento do material.

Aug 8, 2018

By Vinicius Andres Strey

A estruturação organizacional da rotina operacional em processos de gestão já está consolidada no ambiente de Tecnologia da Informação (TI). O ambiente de Tecnologia de Automação (TA) compartilha características semelhantes à TI, porém implantar processos de gestão no ambiente de TA de uma empresa já existente demanda uma série de ações para garantir que este sistema de gestão está alinhado aos objetivos da organização, que este sistema de gestão está sendo realmente utilizado e sustentável e, principalmente, que este sistema de gestão é aderente aos requisitos da rotina da TA. Os principais retornos sobre o investimento neste tipo de projeto são em termos de organização das atividades e produtividade de pessoal, de disponibilidade dos ativos pela resposta planejada e rápida a falhas e de visibilidade da TA dentro da organização. Este trabalho define as diretrizes para o desenho e implantação de processos de gestão. Estas diretrizes foram empregadas em projetos de Metais e Mineração, como no caso específico do Departamento de Automação e Instrumentação da Samarco Mineração.

Aug 16, 2017

By Douglas Glenn Stalheim

Production of structural hot strip coils in yield strengths up to 700 MPa and higher is increasing worldwide. In addition to requiring higher strengths, structural designs require good formability, toughness and weldability. Toughness and formability come from optimization of ductility properties while weldability comes from lower carbon equivalent alloy designs. The key to the production of optimized cost effective hot strip produced structural coils is to create the correct balance of a proper alloy/processing design to create as fine and uniformly distributed cross sectional grain size as possible. In addition to the creation of the fine/uniformly distributed cross sectional grain size, the correct microstructure needs to be created. In the higher yield strength grades, not only does the grain size/distribution play a role but a proper understanding and control of microalloying precipitation kinetics is required. This paper will present various examples of hot strip alloy designs to produce cost effective hot strip structural coil in yield strengths up to 700 MPa with good ductility and weldability. In addition, steelmaking/casting parameters will be discussed to assure successful production. Optimized reheating, rolling and cooling parameters of these alloy designs will be introduced in an accompanying paper.

Aug 17, 2017

By Letícia Gomes Mathias Netto Lima

Propriedades mecânicas podem ser melhoradas por meio de tratamentos térmicos, isso foi demonstrado por meio de estudos ao longo dos anos. O tratamento criogênico tem demonstrado que pode melhorar as propriedades dos aços temperados e revenidos, ao se reduzir a presença da austenita residual e ao promover a precipitação de microcarbonetos. Nesse contexto o presente trabalho, pretende realizar tratamentos de resfriamento e criogenia, buscando melhorias nas propriedades de aços temperados e posteriormente revenidos. Foram preparados corpos de prova em aços SAE 4140 submetidos a tratamento térmico de têmpera (a 850°C), e após foi realizado o tratamento criogênico (-196°C) ou resfriamento (-82°). E por fim, as amostras passaram pelo processo de revenimento. O tratamento criogênico ou de resfriamento são procedimentos que costumam ser utilizados após o tratamento térmico de têmpera, estes consistem em submeter os materiais a temperaturas muito baixas durante períodos prolongados de tempo. Foi realizado ensaio de tração nas amostras já preparadas, assim foi possível realizar um estudo comparativo sobre as mudanças estruturais, morfológicas e mecânicas de um aço SAE 4140. Para as análises estruturais, morfológicas e mecânicas foram utilizadas técnicas de caracterização como microscopia ótica, difração de raios-X e microdureza.

Aug 16, 2017

By Wolfgang Linden

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

Aug 17, 2017

By Gabriella Cruz dos Santos Roza

Os aços 1Cr-Mo-V forjados são largamente utilizados em rotores de turbinas a vapor, e o seu desempenho em condições de fluência vem sendo melhorado por tecnologias de fabricação. Sendo assim, os fatores metalúrgicos que afetam o comportamento em fluência dessa classe de material vem sendo estudados. O objetivo deste trabalho foi a avaliar as diferenças na microestrutura e nas propriedades mecânicas, a temperatura ambiente, entre amostras de aço 1Cr-Mo-V fundidas em forno elétrico aberto e amostras que posteriormente refundidas no forno a arco elétrico a vácuo (VAR). As amostras foram forjadas a quente e tratadas termicamente em mesmas condições. Para a avaliação das diferenças, foram comparadas as microestruturas nas duas condições e feitas análises de inclusões através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Foram realizados ensaios de dureza e de tração a temperatura ambiente. Os resultados mostraram que a refusão foi eficiente na redução do teor de alguns elementos deletérios e na redução do tamanho e do número de inclusões, sulfetos de manganês e silicatos de manganês, além de contribuir para uma distribuição mais homogênea tanto das inclusões como da microestrutura bainítica apresentada. As medidas de propriedades mecânicas a temperatura ambiente não mostraram alterações significativas na resistência. Porém, houve aumento na ductilidade, manifestado por uma maior redução de área.

Aug 16, 2017