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By Luis Alberto Sfalsin Passos

A aglomeração de minério de ferro para formação de pelotas é um processo dinâmico e seu controle é complexo. No controle manual o operador local é responsável pelos ajustes no processo e o tempo e a proporção de suas atuações dependem da percepção de cada um. Logo, o controle manual do processo é feito de forma individual e não padronizada e frequentemente não atende satisfatoriamente o controle da taxa de crescimento da pelota crua. Este artigo apresenta uma alternativa de controle automatizada, padronizada e otimizada da taxa de crescimento da pelota crua nos discos de pelotização. O “Sistema de Controle Avançado de Processo”, denominado SCAP, consiste em um controle multivariável baseado em ferramentas de controle convencionais e lógica nebulosa, que simula o pensamento humano nas tomadas decisão. As regras foram construídas e fundamentadas em conhecimentos previamente adquiridos por especialistas do processo. Verificou-se após a implantação um aumento do desempenho do processo produtivo. No âmbito das melhorias, destacam-se: redução de pelotas fora da especificação (granulometria), redução do consumo de insumos (agentes aglomerantes, gás natural, entre outros), melhoria na qualidade do produto final e aumento da produtividade.

Aug 1, 2018

By Carolina Conter Elgert

A influência dos parâmetros termomecânicos e da adição de elementos microligantes na relação processo, microestrutura e propriedades de chapas laminadas, do aço DIN 20MnCr5 foi o objetivo de estudo deste trabalho. Os testes foram desenvolvidos em escala piloto, no laboratório de processos metalúrgicos do IPT. Foram testadas variações de composição química, condições de laminação e taxas de resfriamento. Ocorreu alongamento dos grãos austeníticos para os materiais processados por laminação termomecânica e refino de grão e aumento de limite de escoamento para os aços microligados, tanto na condição de laminação convencional, quanto na condição de laminação termomecânica.

Oct 30, 2017

By Fábio Arielo Guastala

Empilhadeiras são equipamentos essenciais na movimentação de cargas em praticamente qualquer ambiente industrial e devem receber atenção especial em caso de falhas, pois podem comprometer operações e colocar em risco a saúde e a segurança de colaboradores. Este trabalho apresenta uma análise de falha dos garfos de uma empilhadeira que romperam durante uma operação rotineira de levantamento de carga. Amostras dos garfos fraturados foram submetidas à análise química, análise macrográfica, micrografia óptica, análises de dureza e microdureza e ensaios de tração e impacto. Além disso, foram analisadas as tensões as quais os garfos estavam submetidos, considerando a carga levantada, a especificação do equipamento e análises de fadiga e de tenacidade à fratura. Dessa maneira foi possível identificar o material dos garfos, suas características e também de que maneira ocorreu a fratura, resultando em recomendações que possam prever e/ou evitar ocorrências desse tipo futuramente.

Aug 16, 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

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 Breno Totti Maia

Os convertedores BOF, em função das condições operacionais e mesmo de sua localização, sofrem variações de parâmetros cujos seus efeitos sobre o metal líquido nem sempre são considerados. O presente trabalho investigou dois aspectos: a pressão ambiente no interior do convertedor e a temperatura do oxigênio no reservatório estagnante. Os resultados mostram que a temperatura de oxigênio apesar de alterar as propriedades de saída desse gás tem pouca influência na penetração de jato. Já a pressão ambiente do BOF tem grande influência na penetração de jato, e leva um dilema nos dimensionais de bocais de lança relativo aos jatos subexpandidos e sobrexpandidos.

Aug 17, 2017

By Antonio Adel dos Santos, Carmos Antonio Gandra, Fabricio Mazola da Silva Paiva, Vicente Tadeu Lopes Buono

Abstract Usiminas Steel Plant in Ipatinga installed an accelerated cooling device named CLC (Continuous On-Line Control) in 2010, enabling it to supply steels produced by TMCP (Thermo Mechanical Control Process) technology. This technology complements the TMCR (Thermo Mechanical Control Rolling), with the inclusion of the accelerated cooling process after controlled rolling. There are various gains in terms of quality and productivity associated to the application of such technology. However, the flatness control for API steel becomes crucial because large thermal stresses may be generated due to thermal heterogeneity during the fast cooling when the austenite phase decomposes mostly into ferrite and bainite. In literature, there is lack of knowledge regarding a full understanding of the relation among cooling conditions and plate flatness. Therefore, this work has focused on the effect of the cooling strategy for API steels, aiming at optimizing flatness and keeping the mechanical properties within the specified ranges. The starting point was dilatometer simulation, where cooling conditions such as start cooling temperature, SCT, finish rolling temperature, FRT, and cooling rate, CR, were changed in order to evaluate their effect on microstructure. Those laboratory conditions supposed to give the best results were transposed to industrial scale, so as to produce experimental lots of plates with five different cooling strategies. It was shown the possibility to find a cooling profile that guarantees the balance between mechanical properties and flatness requirements. The influence of cooling strategy on flatness was explained by the varied heat transfer regimes occurring from hot steel surface to the ambient

Oct 1, 2019

By João Batista Ribeiro Martins, Érica Simões Rodrigues, Ramiro da Conceição do Nascimento Júnior, Marcos Tadeu D’Azeredo Orlando

In order to guarantee the quality of the sinter and process control some measurements are made such as RDI and FeO (Fe2+). However, the behavior of sinter during reduction in the blast furnace is not always understood, when it is analyzed only metallurgical, physical and chemical quality. Therefore, it is necessary to find alternative techniques to understand more this behavior. In this work four experimental trials were performed to obtain sinter samples with different FeO (Fe2+) contents. Optical microscopy was performed to identify and quantify the phases in sinter and to evaluate the magnetic behavior of each one, the Magnetic Susceptibility technique was used. The results obtained between Optical Microscopy, Magnetic Susceptibility and quality parameters were compared and then was identified that Magnetic Susceptibility may be an alternative to help the understanding of sinter behavior in Blast Furnace.

Oct 1, 2019

By Jean Philippe Santos Gherardi de Alencar

O fenômeno de colagem é a formação de aglomerados de pelotas, denominados clusters, devido à sinterização do ferro gerado durante o processo de redução. O resultado disto é a elevação da perda de carga nos reatores de redução direta. Tal fenômeno vem sendo estudado por vários pesquisadores, pois as práticas operacionais dos reatores têm priorizado o uso de temperaturas de bustle gas (BG) cada vez maiores, o que potencializa o aparecimento dos clusters. Uma alternativa para controlar a colagem é por meio de utilização de agentes de coating (AC’s). Em relação às matérias primas utilizadas como AC´s, as questões que surgem agora são as seguintes: Como se comportam os AC’s em temperaturas muito elevadas de BG? Qual seria a maior temperatura possível de BG? A fim de começar a entender a melhor maneira de responder a estas questões foram realizados alguns testes de caráter exploratório e não convencionais para avaliar o comportamento de alguns materiais de coating a elevadas temperaturas de redução. Os resultados destes testes mostraram a possibilidade dos AC’s funcionarem a temperaturas maiores que a de inicio do amolecimento da carga e que, nestas temperaturas, a sua granulometria pode ser parâmetro determinante para seu desempenho. O aprimoramento dos ensaios de simulação do processo de redução em reatores de redução direta é fundamental para responder as questões que se apresentam em relação ao tema.

Aug 2, 2018

By Daniel Mesquita Duarte

A configuração física de equipamento do sistema de desenfornamento do laminador Morgan na unidade Resende, que é preparado para laminação em dois veios, torna o controle de GAP entre barras muito complexo. O sistema de controle original era suscetível a variações, acarretando na limitação do GAP mínimo na entrada do laminador em cinco segundos. Tendo como base as fontes de variação do projeto original, foi desenvolvido um novo sistema de controle que reduziu as variações em até 1700 %, reduzindo o GAP mínimo de cinco para dois segundos. No que tange à questão do GAP mínimo, o novo sistema de controle garante uma tolerância de 0,1 segundo. Este novo sistema pode ser dividido em duas partes: o controle e correção do GAP entre o forno e a primeira gaiola, e a correção de GAP no trem desbastador.

Jul 30, 2018

By Fabiano Almir Barbosa, Eduardo Alves Machado, Felipe Ferreira Cajano, Bruno Rodrigues Henriques

Spring steels are usually classified as medium to high carbon low alloy steels with very high yield strength, enabling the part to return to its original shape regardless of significant bending or twisting. Despite the fact that plain carbon steels are suitable for small springs, larger and high performance springs usually requires alloy steels such as Cr-V or Si-Mn in order to achieve an even microstructure throughout the cross section. Clutch diaphragm spring is a high performance part that requires very good cleanliness and microstructure homogeneity, thus requiring an alloy steel. In this paper was studied, in an industrial scale, the process parameters and critical characteristics for the development of a Cr and V alloyed high carbon sheet steel for the production of clutch diaphragm spring. The steel was characterized throughout the entire process (casting, hot rolling, cold rolling + batch annealing and heat treated) using tensile test, hardness test, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) to assess the mechanical and metallurgical properties of the studied steel. The results have shown the material’s microstructure evolution after each main stage of the process, from a ferrite-bainite/perlite based microstructure as hot band to fully spheroidized as cold-rolled/annealed and then fully martensitic as ready-to-use part.

Oct 1, 2019

By Eustáquio Vieira Júniorr, Dalton Martins Neto, Filipe da Costa Oiveira

O Alto-Forno 2 da Ternium Brasil, no Rio de Janeiro, iniciou sua primeira campanha em 16 de dezembro de 2010. No decorrer de sua campanha, verificaram-se problemas de deslocamento de staves de ferro fundido e deformação dos staves de cobre chamado “efeito banana”, causando a perda da capacidade de refrigeração destes componentes do sistema de arrefecimento. Após a análise dos eventos foram executadas diversas ações para recuperação e preservação do Alto-Forno 2, sendo estendidas também ao Alto-Forno 1. Dentre as ações de preservação para o Alto-Forno 2 foi estabelecido que deveriam ser substituídos os staves danificados e alguns setores da carcaça que apresentavam trincas e deformações, e consequentemente a perda de suas propriedades mecânicas, visando eliminar as interrupções na operação do Alto-Forno 2 para reparos localizados e redução das instabilidades operacionais causadas pela não uniformidade das superfícies dos staves. O trabalho apresenta o detalhamento da técnica utilizada para substituição dos staves, a seleção dos materiais assim como os preparativos operacionais que garantiram o bom desempenho do Alto-Forno 2 nos momentos que antecederam a parada e após seu retorno à operação, mostrando a viabilidade técnica e econômica da atividade.

Oct 1, 2019

By Maurício dos Santos Vasconcelos

Os aços inoxidáveis são normalmente aplicados em ambientes de elevada agressividade devido à combinação de propriedades, tais como resistência mecânica e química. Os aços duplex são um tipo especial de aços inoxidáveis que devido à sua microestrutura bifásica apresentam propriedades que possibilitam sua aplicação em diferentes meios: indústria química, petroquímica, de petróleo e gás, nuclear entre outras. Contudo, devido a condições operacionais e de processo podem acarretar na formação de fases/precipitados (????, nitretos, carbetos etc). A fase sigma (?), é considerada uma das principais responsáveis pela diminuição das propriedades mecânicas e da resistência à corrosão dos aços duplex. Considerando a importância da aplicação dos aços duplex, muitos trabalho podem ser encontrados na literatura acerca da relação entre a temperatura e a precipitação dessas fases,. Dessa forma este trabalho tem como objetivo realizar uma avaliação do efeito da velocidade de resfriamento sobre a microestrutura e a resistência à corrosão do aço duplex em meio ácido.

Oct 30, 2017

By Iara Takehara Chemale

A fim de obter cada vez mais resultados satisfatórios em escala industrial na produção de aços longos, tem-se avaliado constantemente práticas realizadas no processo para se evitar desperdícios devido a defeitos nos produtos. Baseado neste conceito, este trabalho busca analisar melhores controles para otimização do processo de refino secundário, por meio da análise da eficácia na desoxidação e rendimento de liga frente aos parâmetros de agitação por injeção de gases inertes em um aço baixo carbono produzido na unidade Gerdau Riograndense. Através dos resultados obtidos, pode-se afirmar que rendimento de silício é uma ferramenta adequada para prever o nível de oxidação do aço líquido, a influência do desempenho da escória e que parâmetros de agitação por injeção de gases inertes durante o refino secundário tem influência no desempenho do rendimento de liga e da desoxidação do aço líquido

Aug 16, 2017

By Marcus Francisco Gonçalves Mesquita

As mudanças no plano estratégico de uma organização reverberam por todos os seus setores, gerando demandas de alinhamento estratégico. Entre estes setores estão os de planejamento e programação da manutenção. O presente estudo de caso descreve uma iniciativa de alinhamento estratégico realizada pela equipe de planejamento de manutenção da unidade Ubu da Samarco Mineração S/A, uma empresa de mineração e pelotização de minério de ferro, localizada no estado do Espírito Santo. A partir de uma revisão na estratégia corporativa foram derivados a missão, visão e valores da equipe. Esses por sua vez, serviram de base para uma revisão dos processos de trabalho e para a definição de ações de melhoria. Por fim foram estabelecidos indicadores para mensurar a realização da visão. Os resultados apresentados por esses indicadores comprovam que as equipes de planejamento podem obter e demonstrar resultados significativos através de técnicas elementares de planejamento estratégico.

Aug 7, 2018

By Ivan R. Jankov

Nas plantas de sinterização, os sistemas de despoeiramento são comumente instalados para atender os quesitos de proteção ambiental. Estes equipamentos precisam ser modernizados periodicamente devido aos seguintes motivos principais: limites de emissão mais restritivos exigidos pelos órgãos ambientais, mudança do processo que implica na inclusão de novos pontos de despoeiramento, ineficiências de operação e manutenção dos equipamentos, falhas no projeto original do sistema de despoeiramento. Neste artigo, apresentaremos diversas soluções de retrofit/ revamping para exaustão primária da máquina de sinterização, bem como para despoeiramento de sistema de exaustão secundária e de pátio de matéria prima. As vantagens e desvantagens de cada solução serão analisadas utilizando-se experiência de projetos reais do grupo Hamon. Serão apresentadas também as últimas tendências tecnológicas que possibilitam controle de emissão de outros poluentes, tais como de SOx, de metais pesados e de dioxinas/ furanos.

Aug 16, 2017

By Steven George Jansto

The hot ductility behavior of different microalloyed steel chemical compositions was examined simulating the thermal and strain conditions through the straightening or unbending section of the continuous casting machine. All samples were obtained from industrial slab casters ranging from 200 to 300 mm in slab thickness from steel mills throughout the world including China, Brazil, North America and Europe. The slabs were crack-free and hot rolled into prime quality products. No laboratory heats were tested. Although these microalloyed steels exhibit inherently lower hot ductility behavior, as measured by percent reduction in area at elevated temperature, these steels still exhibit sufficient ductility to satisfactorily meet the unbending stress and strain gradients existing in the straightening section of most casters. The majority of the published hot ductility data, as measured by % reduction in area (%RA), were based on laboratory heats and hence, are inaccurate in accessing the propensity for slab cracking on an industrial caster. This situation then results in invalid conclusions for different chemistries. This research has determined the minimum required %RA for crack-free casting is significantly lower than results based upon previously published laboratory generated data. For example, the literature quotes 40% RA minimum for Nb-bearing steels when in fact as low as 10% minimum RA is more than sufficient to assure crack-free casting based upon the extensive testing and analysis performed in this study. Instead of %RA, the measurement of strain energy has been introduced to evaluate hot ductility behavior. It is concluded that strain energy is a better measure of hot ductility behaviour than %RA. There is considerable value in the evaluation of the hot stress and strain curves, process metallurgy parameters and their relationship to slab quality instead of just basing hot ductility decisions on simple %RA measurements.

Aug 16, 2017

By Cintia Guimarães Ferreira

O uso de materiais compósitos possibilitou relevante avanço tecnológico em áreas biomédicas e industriais. As matrizes poliméricas reforçadas por Fibra de Vidro são predominantes em nível comercial devido à facilidade no processo de fabricação. Entretanto, podem apresentar variabilidade intrínseca de propriedades devido a fatores importantes, tais como: não uniformidade e não conformidades relativas ao reforço e matriz. Inspeções visuais identificam defeitos característicos de distorção de fibras, bolhas superficiais e áreas secas de impregnação. Para detectar porosidades, trincas ou delaminações outros métodos são necessários. Este estudo apresenta a técnica de Radiografia Direta (RD) para a inspeção de materiais compósitos. Utilizou-se um detector Flat Panel do tipo silício amorfo (aSi), uma fonte de raios X de potencial constante e uma mesa controlada por Arduino. Foram realizadas radiografias de duas juntas de 4 polegadas de diâmetro nominal de material polimérico reforçado por fibra de vidro. Como resultado, foram detectados defeitos de delaminação, descolamento, trincas e porosidades, que não poderiam ser detectados visualmente.

Oct 30, 2017

By José Francisco Cabello Russo, Denilson Rodrigues de Araújo, Elias Fonseca de Castro, Henrique Dias Gatti Turrer

The Minas-Rio project of the Anglo American group was designed to produce pellet feed from a low-grade itabirite. The comminution circuit has three HPGR’s and two ball mills. This type of circuit, with HPGR (open circuit) followed by ball milling (closed circuit), is called a hybrid circuit. The literature shows this hybrid circuit as being more energy efficient. The main objective of this work was to evaluate the benefits of using the HPGR in the energy consumption of the grinding and regrinding and the secondary objective was to show the impact of the press on mass recovery of desliming and flotation, in view of a possible higher generation resulting from the pressing of the material. The results obtained in this work showed that the HPGR reduced the specific energy consumption in the comminution stages existing downstream of the press, increased the recovery of the flotation and did not decrease the recovery of the desliming stage.

Oct 3, 2019

By Larissa Agrizzi Ronqueti

The effect of coiling temperature on selective oxidation behaviour of binary and ternary iron-based model alloys containing different contents of Si or Mn were investigated by SEM and SIMS. The experiments were carried out with a temperature ranging from 450 °C to 700 °C, under N2-5%H2 gas flow with a Dew Point of -3.3°C, for different durations. SEM images of binary iron-based model alloys revealed a decrease of grain boundary oxidation depth with increasing Silicon or Manganese content. At 530°C and 600°C SIMS results showed no Silicon diffusion toward surface, contrary to the results analyzed for Fe-x%Mn. Tests results and Wagner’s theory application (specific cases Fe-0.2%Si and Fe-0.5%Si) showed that grain boundary oxygen diffusion coefficient “DoGB” is almost 60 to 70 times faster than oxygen bulk diffusion coefficient. These results helped to broaden knowledge of single-element effects on grain boundary oxidation, in addition, will contribute of the future works in new steels with complex alloy compositions.

Aug 17, 2017