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By Ivênio de Oliveira Teixeira

Grelhas constituem o fundo móvel dos setores da esteira sem fim das máquinas de sinterização. Diferentes tipos de materiais têm sido utilizados para a fabricação dessas peças, desde aços resistentes ao calor e inoxidáveis até ferros fundidos de alta resistência, tendo como parâmetro de controle a perda de massa ou redução da espessura das grelhas. A necessidade do aumento do ritmo operacional das sinterizações ao longo dos anos tem levado ao aumento da substituição de grelhas, contrapondo ao aumento da produtividade das sinterizações. Desta forma, a adequação da resistência ao desgaste abrasivo e a minimização de transformações microestruturais em função as condições de utilização dos materiais desses componentes mecânicos têm sido alvo do desenvolvimento de materiais para essa aplicação. Nesse trabalho é discutido o desenvolvimento de materiais aplicados em grelhas de sinterização, visando o aumento da sua vida útil, a partir do melhor entendimento dos mecanismos de degradação e da realização de ensaios laboratoriais de desgaste abrasivo, corrosão a quente e fadiga térmica. Dentre cinco alternativas avaliadas, a concepção de material com matriz ferrítica e adição de elementos químicos formadores de carbonetos mais estáveis a elevadas temperaturas e formação de camada mais aderente de óxidos apresentou melhores resultados, gerando uma perspectiva de aumento da vida útil da ordem de pelo menos três vezes em relação à condição atual.

Aug 16, 2017

By Martin Dirks

Nowadays the sinter cooler often becomes the bottleneck of the sinter production, with outdated equipment leading to low productivity and high operation and maintenance costs. Furthermore valuable energy is simply destroyed in the cooler, which is not compatible anymore with a cost efficient and environmentally friendly sinter production. Paul Wurth has developed and improved two types of coolers, the annular cooler and the shaft cooler which offer flexible solutions to the specific situation of each client. The classic design of the annular cooler was completely revised and is now composed of a rigid ringframe construction as opposed to the traditional design with individual sintering cars, avoiding the typical problems of centering. Additional features of the PW annular cooler are the low air leakage rate and the increased effective cooling surface due to the removal of dead areas. This leads, in addition to the lower weight, to lower operating costs and a smaller space requirement. The shaft cooler stands out with an even smaller space requirement and a lower sinter outlet temperature because of a very long residence time of the sinter inside the shaft. Its development into a pure counter flow cooler aims at maximizing its energy efficiency, as it is designed as a system with a very low demand for cooling air, high air discharge temperatures and highly reduced dust emissions. For both cooler types flexible heat recovery solutions can be offered. These solutions include the supply of hot combustion air to the ignition hood burners and the sinter strand, the production of steam for the clients steam grid or the production of electric energy.

Aug 16, 2017

By Mery-Cecilia Gómez-Marroquín

O presente trabalho trata da formação da ferrita de zinco a partir da mistura e posterior reação solido-solido entre o óxido de zinco e óxido de ferro - Fe2O3 puros em proporções equimolares. A faixa de temperatura onde teve lugar a formação foi entre 1073 e 1373 K. Testes de redução da ferrita da zinco sintética-ZF e pós de aciaria elétrica–EAFD foram realizadas usando misturas de CO e CO2 que variaram entre 50 e 100% CO. Ambos os testes (formação e redução de ZF e EAFD) foram suportados usando técnicas de caracterização física, química, estrutural e microscópica. No caso da redução, foi observado que tanto a temperatura como a percentagem de CO, foram os fatores que, mais afetarem a redução de ferrita de zinco contida no EAFD. A máxima percentagem de redução da ZF foi 85%, para 100% CO, 1373K e 105 min, e 52%, para 50% CO, 1373K e 105 min. Por outro lado, atingiu o 100% para 100% CO, 1273K, em 80.75 min, 60%, para 50% CO a 1373K durante 105 min. no caso da redução do EAFD

Aug 17, 2017

By Mery-Cecilia Gómez-Marroquín

O presente trabalho trata da formação da ferrita de zinco a partir da mistura e posterior reação solido-solido entre o óxido de zinco e óxido de ferro - Fe2O3 puros em proporções equimolares. A faixa de temperatura onde teve lugar a formação foi entre 1073 e 1373 K. Testes de redução da ferrita de zinco sintética-ZF e pós de aciaria elétrica–EAFD foram realizadas usando misturas de CO e CO2 que variaram entre 50 e 100% CO. Ambos os testes (formação e redução de ZF e EAFD) foram suportados usando técnicas de caracterização física, química, estrutural e microscópica. No caso da redução, foi observado que tanto a temperatura como a percentagem de CO, foram os fatores que, mais afetaram a redução de ferrita de zinco contida no EAFD. A máxima percentagem de redução foi 85%, para 100% CO, 1373 K e 105 min, e 52%, para 50% CO, 1373 K e 105 min. Por outro lado, atingiu o 100% para 100% CO, 1273K, em 80.75 min, 60%, para 50% CO a 1373 K durante 105 min.

Aug 16, 2017

By Horacio Destaillat

Desde hace aproximadamente 15 años se encontró por experiencia empírica que se puede “neutralizar” el efecto del plomo sobre la maleabilidad en caliente de cobre proveniente de la refinación térmica de chatarras mediante control de la composición química. Este hallazgo ha resultado de aplicación industrial. Si bien el contenido porcentual de plomo se reduce por refinación convencional y con cierta facilidad hasta 0,02 – 0,03 %, este valor es elevado [1] para laminar en caliente. Bajar el nivel de plomo hasta los valores exigibles por normas, requiere procedimientos especiales y costosos. La técnica cuyo mecanismo aquí se investiga, consiste en ajustar el contenido de plomo y estaño dentro de ciertas proporciones, ya que el balance de estos elementos, permite proceder sin problemas de fisuraciones a la colada y laminación en línea del cobre. Con el control de la composición química del sistema se logra que el plomo y el estaño se adhieran [2] sobre las partículas de eutéctico Cu-Cu2O. Esta disposición micro estructural en borde de grano explica la acción favorable del estaño en la maleabilidad. El procedimiento que aquí se describe no es aplicable a cualquier caso pues no funciona en materiales con contenido elevado de oxígeno (“Tough pitch”) ni en cobres desoxidados. Solamente lo hace en formas de baja sección que hayan sufrido enfriamiento rápido.

Aug 7, 2018

By Tiago Ribeiro Costa

A Praxair é uma das três maiores empresas de gases industriais do mundo, com atuação em mais de 40 países e fortemente atuante na indústria siderúrgica. A Praxair possui experiência para fornecer produtos e serviços para todos os tipos de siderúrgica. Diversas tecnologias desenvolvidas pela Empresa, como o CoJet® (sistema para injeção de jato coerente de oxigênio em fornos elétricos e conversores), Slag Splashing (espalhamento de escória nas paredes de conversores, aumentando a vida útil dos refratários), AOD (processo para produção de aços especiais) e outros, encontram-se em operação comercial atualmente em diferentes partes do mundo. No Brasil, a PRAXAIR é a controladora da White Martins, maior empresa de gases industriais da América do Sul, presente em nove países do continente. Seu portfólio inclui gases atmosféricos, produção de gás carbônico, acetileno, hidrogênio, gases especiais e medicinais, misturas para soldagem, cilindros de aço sem costura, equipamentos para aplicação, transporte e armazenamento de gases. A empresa também opera uma unidade para liquefação de gás natural. Além de tecnologias e processos, a White Martins também pode fornecer soluções e equipamentos para medição, controle e injeção de gases, atendendo às rígidas normas de segurança e padrões de qualidade. O Objetivo deste trabalho é apresentar e discutir sobre a solução para o fornecimento de mistura para atmosfera de fornos de tratamento térmico através de um painel misturador de gases hidrogênio e nitrogênio. Será discutida a operação do equipamento e abordadas às características construtivas.

Jul 31, 2018

By Edgard de Macedo Silva

Aços inoxidáveis duplex apresentam boas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão, mas quando são colocados para trabalhar em altas temperaturas como no processo de soldagem e de tratamento térmico ocorre o surgimento de fases que comprometem as suas propriedades. Dentre elas, a fase sigma (s) é a que apresenta um maior efeito de fragilização por ser rica em cromo e empobrecer a matriz desse elemento, bem como por apresentar dureza em torno de 1000HV. No presente trabalho, uma metodologia não destrutiva, baseada na interação entre densidade de linhas de campo e um aço inoxidável duplex, é apresentada para o acompanhamento da formação da fase s na temperatura de 800°C em um aço envelhecido por até 2 horas. Diferentes intensidades de campo foram geradas por um eletroímã e o fluxo de linhas de campo foi aplicado no material de estudo. A densidade de linhas de campo resultante foi medida por um sensor de efeito Hall. Os resultados foram correlacionados com resultados de microscopia eletrônica de varredura (MEV), dureza e difração de raios-X (DRX) e mostraram que os valores de tensão hall reduziram à medida que a fração volumétrica da fase s aumentou. A formação dessa fase não magnética influenciou no sinal obtido pelo sensor Hall. Existiu uma correlação entre a densidade de linhas de campo resultante e a presença da fase fragilizante, apontando para uma metodologia capaz de acompanhar a formação dessa fase.

Aug 8, 2018

By Lucas Gonçalves Generoso, Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Gerson Evaristo de Paula Júnior, Beatriz Fausta Gandra

A eficiência na redução dos minérios de ferro no alto-forno é governada pela estrutura e permeabilidade das camadas de carga. A zona granular do alto-forno é a região onde a carga mantém a sua estrutura estratificada, decorrente do carregamento, sob a forma de grãos sólidos. Nessa região, as condições de permeabilidade determinam o perfil de distribuição do gás e, consequentemente, a eficiência térmica e química do reator. Na Usiminas, foi desenvolvido um ensaio de permeabilidade que permite avaliar a perda de carga em leitos formados pelas matérias-primas utilizadas nos altos-fornos, buscando as condições mais favoráveis ao fluxo gasoso. A partir deste ensaio, foi possível avaliar cargas compostas exclusivamente por sínter, pelota ou minério granulado, ou ainda combinações binárias entre estes. O sínter apresentou a maior perda de carga, seguido da pelota e do minério granulado. Apesar disso, o sínter foi o material que permitiu maior acréscimo de vazão do gás. Os ensaios realizados indicaram que 5% de material com granulometria menor que 5 mm é o limite para a concentração de finos do sínter, situação em que foi observado acréscimo de aproximadamente 50% na resistência à passagem dos gases para as velocidades correspondentes àquelas dos altos-fornos. O leito de melhor permeabilidade foi formado por 95% de sínter e 5% de pelota, seguido pelo de 100% de sínter, sem diferença significativa entre essas condições. Em geral, a combinação de sínter e pelota é mais benéfica para a permeabilidade do leito.

Oct 1, 2019

By Vitor Guarnier Domiciano

Pre-shaped refractory burner blocks play an important role in reheating furnaces operation and melt shops production since they are responsible for heating the billets/plates so that they reach the temperature required for lamination. This paper presents the main characteristics and properties of a new refractory castable developed for pre-shaped burner blocks, which significantly improved the performance of reheating furnaces burner blocks. Tests carried out in 3 different melt shops have shown that the new refractory castable was able to extend the service life of the refractory burner blocks from 1 year (standard product) to more than 3 years (new castable), showing perfect conditions to continue operating for a longer period.

Oct 30, 2017

By Fabiana Fonseca de Morais

A sinterização é um dos mais importantes e mais antigos processos de aglomeração da indústria metalúrgica. Entender a realidade atual do processo de sinterização e as qualidades requeridas para o sínter é primeiro passo para o desenvolvimento de equipamentos ou processo. Este trabalho visa entender o impacto das diferentes características de minério e resíduos empregados em uma sinterização, seu comportamento na qualidade do sínter e a sugestão de equipamentos para amenizar problemas encontrados. Parâmetros como CaO/SiO2, SiO2, Al2O3 e MgO são avaliados para entender a tendência do mercado e o efeito na qualidade final do sínter. A correta avaliação das necessidades da planta para otimização dos equipamentos a matéria-prima disponível se faz necessário para o melhor resultado no alto-forno. A granulometria da matéria-prima também é um ponto importante a ser analisado. O sinter feed tradicionalmente possui uma maior fração entre 0,7 e 6 mm, uma fração menor entre 0,2 e 0,7 mm e um conteúdo de ultrafino (<0,150 mm) limitado a 15%. Estudos identificam uma tendência do sinter feed com maior conteúdo de sílica e o consequente aumento da utilização de ultrafinos. Como resposta ao incremento de ultrafinos na sinterização as grandes siderúrgicas já estão investindo em equipamentos que minimizem grandes perdas de produtividade, como a instalação do misturador intensivo, utilizado em projetos da Pau Wurth. Outra solução inclui a instalação de uma mini-sinterização dedicada para receber este material mais fino e resíduos. O sínter produzido poderá ser adicionado diretamente no forno e/ou ser utilizado como nuclueante na sinterização grande para aumento de sua produtividade.

Aug 16, 2017

By Thomas Höfler, Michael Auinger, Bernhard Linder

Gas-fired pusher furnaces are commonly used to heat steel slabs before hot rolling. Temperatures well above 1000 °C combined with an oxidizing atmosphere containing H2O, CO2 and O2 result in rapid oxidation of most steel grades. The resulting oxide scale and the chemistry of the metal-scale-interface are major determining factors for the occurrence of hot rolling defects. To better understand these phenomena, lab-scale trials were performed with two different steel grades in an electric tube furnace in the temperature range 1000-1250 °C, using an atmosphere of about 20 % H2O, 7 % CO2 and 3 % O2. Humidification of the gas was achieved by evaporation, using a custom thermostat with standard laboratory glassware. The resulting samples were prepared metallographically, using cold mounting under vacuum with taper section angles, and analyzed using light microscopy and SEM/EDS. The scale structure of the Si alloyed steel was highly dependent on the oxidation temperature due to the formation of eutectic liquid phases of FeO, Fe2SiO4 and FeAl2O4. Below the eutectic temperature, the scale of the Si steel appeared to be made up of three distinct areas: The external scale consisting solely of Fe oxides, the internal scale containing Fe2SiO4 and FeAl2O4, and an internal oxidation zone with SiO2 and Al2O3 in a mostly plain Fe matrix. Comparisons of the experimental results with simulations of the internal oxidation showed good qualitative agreement.

Oct 1, 2019

By Gilmar Zacca Batista

The present work is a part of a comprehensive program that aims to evaluate the girth welding procedures for heavy wall API 5L X65 pipes produced for sour service applications. This article describes the results of toughness, strength and sour resistance of girth welds produced with different welding consumables. The methodology applied included girth welds production with GTAW process for root pass using ER70S-6 consumable and FCAW process for filling passes using E71T- 1CJ and E91T1-GM-H4 consumables. Mechanical tests of Charpy, CTOD, tensile, hardness and stress corrosion cracking were also performed. The E71T-1CJ resulted in a girth weld with tensile and yield strength around 7% lower than the pipe. However, according to the papers analyzed at this study, a value up to 10% of undermatching could be acceptable. The CTOD and Charpy tests showed good toughness and weld metal embrittlement was not observed. The hardness and the stress corrosion cracking tests demonstrated that the consumable ER70S-6 is suitable for sour service. All properties evaluated met the requirements specified by the onshore pipeline standards, showing that the consumables ER70S-6, E71T-1CJ and E91T1-GM-H4 are suitable for the welding of heavy wall X65 pipe with sour service and toughness requirements. If an overmatching is required, the E91T1-GMH4 shall be used to assure a strength overmatching and prevent plastic strain concentration at the weld metal. The results provided by this paper can be used for consumable selection and for welding procedure qualification of pipelines construction when heavy wall API 5L X65 are used for sour gas transportation.

Aug 16, 2017

By Thiago Pinto Silva, Leandro Rocha Lemos, Luiz Fernando Andrade de Castro

This paper shows an evaluation about effect of dispersant sodium silicate along to limestone, in the form of pulp, on the cold agglomeration process for iron ore sintering. Before that, it was verified the effect of pH, solids content and amount of dispersant on the stability of the system (limestone, water and sodium silicate). It was found that the lower the solids content, the more alkaline pH and the amount of sodium silicate equal to 20 l for each 1t of limestone, was the level of dispersion of the system. The influence of the limestone pulp with dispersant depended on the granulometry of the ore mixture and the type of technological route. For the thinner type (42,8% <0.15mm), the limestone pulp with dispersant reduced the resistance of the adherent layer of the cold agglomerates, regardless of the technological route. However, for the coarser type (24,7% <0.15mm), the limestone pulp with dispersant increased the average size of the aggregates, preserving the resistance of the adherent layer when manufacturing with two intensive mixers in series.

Oct 1, 2019

By Gabriel Andrade Medeiros, Christian Brugger, Paul Pennerstorfer, Daniel Fuchshuber, Reinhold Leitnerl

State-of-the-art automation technology enables digitalization of the continuous casting process that goes far beyond conventional automation of industrial production. Primetals Technologies provides a digital twin that combines an intelligent digital representation of a casting machine as well as the casting process and the slabs, blooms or billets that are produced. It allows metallurgists and process engineers to predict the behavior of the involved complex production process and optimize parameters before using them in real production. New steel grades or production processes can be evaluated off-line without any risks to process stability and product quality. Primetals Technologies installs the digital twin with every new installation of a continuous caster optimization system. This paper describes how the setup and simulation possibilities of the digital twin provide numerous benefits by modelling and simulating the casting process. It allows for example the calculation of material properties according to the actual composition, strand surface temperature profiles and dynamic soft reduction before the final point of solidification. An outstanding feature of the digital twin is the replay functionality provided for various models to analyze and further optimize real production situations. The paper also gives an example how usage of the digital twin optimized production at a customer.

Oct 1, 2019

By Miguel Ângelo Menezes, Carlos Alberto Alves Viana

O presente trabalho possibilita o entendimento e a análise dos processos de conformação a quente dos metais. Isto, pela validação experimental do modelo de Johnson-Cook, para descrever o comportamento dos materiais no regime plástico, para grandes deformações, às altas taxas de deformações e nas altas temperaturas. Um entendimento dos parâmetros do modelo, utilizando-se um método analítico numérico simples, rápido e confiável foi desenvolvido anteriormente pela linha de pesquisa em Conformação Plástica dos Metais na UNESP – Campus de Ilha Solteira, obtendo-se as constantes empíricas do modelo referido. É proposto nesse trabalho a validação experimental do método simplificado para determinação dos parâmetros empíricos do modelo de Johnson-Cook através de um ensaio de tração a quente, considerando as propriedades mecânicas dos materiais analisados experimentalmente e/ou de dados de materiais disponíveis na literatura. De maneira geral, os resultados experimentais foram satisfatórios para o aço AISI 1045 à temperatura de 500 ºC, ensaiado à taxa de deformação de 1000 s-1, quando comparados aos resultados teóricos previstos pelo modelo proposto por SCADUTO e MENEZES. Particularmente, foi possível evidenciar erros máximos de 1,33% para o parâmetro n, 13,15% para o parâmetro B, 295,00% para o parâmetro C e 4,14% para o parâmetro m.

Nov 11, 2019

By Walter Mazon, Marcello Rodrigues Cruz, Leandro Carvalhar Maciel

Filtration is the operation of liquid solid separation commonly applied in the mining industry. The use of filtering chemical agents is a technical solution viable for filtering optimization. The present work proposed to evaluate two filtering chemical agents (surfactants) to reduce the final moisture content of iron ore concentrate from Ferrous Resources. The leaf test top feed was done with the FLOTICOR FA 7241 and FLOTICOR FA 16557 products. The foaming profile of the filtrate was also evaluated, once excessive foaming is undesired when using this kind of products. The results showed a reduction in the final moisture of the filter cake. The product FLOTICOR FA 16557 achieved the best results, reducing final cake moisture from 10.4% to 9.8% at the dosagem of 25 g/t, besides presenting a fast kinetics in the foam drainage, presenting itself as a technical alternative for filtration optimization.

Oct 3, 2019

By Marco Túlio Santiago Ferreira, Nilton Carlos Torquato, Washington Pirete da Silva

In 2005, with the significant reduction of iron content in the “Quadrilátero Ferrífero” reserves, Vale began the study of alternatives for the tailings disposal in other structures, that are not tailings dams. In 2011, after bench-scale and pilot-scale tests, it was defined to implement the project "Alternative methods for tailings disposal", including the construction of experimental drainage piles to get mineral and geotechnical process parameters for future projects. The result of this study shows that it is technically possible to replace traditional tailings disposal (dams), to dry stacking, with the proportion up to 20% of ultrafine tailings in the total tailings composition, however, this study is in evolution and the scale of the project / pile is being gradually increased to guarantee a good performance for the mineral and geotechnical process.

Oct 3, 2019

By Flanelson Maciel Monteiro, Yago Lutz Castro Pinto, Marcondes Mendes de Souza, Mauro Froes Meyer

In Potiguar West, in the regions of Vale do Açú, Mossoró, and Chapada do Apodi there are limestone outcrops of about 20 thousand square kilometers (with a thickness ranging from 50 to 400 meters). Limestone is an essential raw material for the manufacture of agricultural products and especially for construction. The rock serves for various productions, among them is used for the production of cement, lime, fertilizers, even ornamental rocks. Thus highlighting the mineral potential in the state of Rio Grande do Norte, as well as its use in the production of various products.

Oct 3, 2019

By Douglas Ferreira Senra

O estudo do retorno elástico dos materiais metálicos constitui alvo de pesquisa há muitos anos, abordando diversos parâmetros relacionados à ocorrência desse problema comum em operações de estampagem de chapas como a quantidade de deformação prévia, o tipo de material e o estado inicial do mesmo em termos estruturais. No entanto, apesar de serem adotados diversos métodos experimentais para exibir a quantidade de deformação que o material exibe de modo indesejado percebe-se a dificuldade de a mesma ser identificada corretamente como, por exemplo, ensaios de dobramento. Diante do exposto, este trabalho apresenta o estudo do retorno elástico exibido pelo aço Dual Phase após ciclos de deformação plástica em cisalhamento cíclico (cisalhamento direto e reverso) em função da quantidade de pré-deformação em cisalhamento direto e da taxa de deformação adotada nos ensaios. Os resultados indicaram o sucesso do uso da técnica de cisalhamento para o estudo do retorno elástico do aço Dual Phase e a influência da quantidade de deformação cíclica e da taxa de deformação no retorno elástico apresentado por esse aço, sendo maior o efeito exibido por esta última variável.

Aug 8, 2018

By Roberto Carneiro da Silva, José Geraldo da Silva Moreira, Eder Quental de Araújo, Patrick Petronio de Castro Andrade

Os fornos de reaquecimento são equipamentos comumente utilizados na indústria siderúrgica para aquecimento de produtos intermediários produzidos pelo processo de lingotamento. A operação correta desses equipamentos pode ser medida através de sua produtividade, seu consumo específico e seu rendimento metálico. Isso se torna ainda mais desafiante quando se trata de fornos multicombustível, e de uma siderúrgica integrada de grande porte como é o caso da Gerdau Ouro Branco, que possui 5 fornos de reaquecimento para atender a 5 diferentes laminações onde a disponibilidade de gases combustíveis é variável para cada forno. Dessa forma, esse trabalho traz uma metodologia de otimização capaz de determinar qual a melhor mistura de combustíveis e Poder Calorífico Inferior do Gás Misto (PCIGM) para operar os fornos de reaquecimento em diferentes situações e necessidades operacionais e de produção.

Aug 1, 2019