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By Paul Riches

Today’s steel producers face the dual challenge of ensuring on-time delivery and ever demanding product requirements, while also running a lean operation. Every day the management of a long rolling plant requires continuous optimization of both operating and business practices. Imagine a long rolling facility, where individual pieces of equipment communicate with each other, where sensor information can be used not only for control purposes but to also monitor the condition of the equipment, where models are used to verify the process is within working limits and the equipment raises alerts to operators when it requires maintenance! Utilizing the ongoing evolution in technology though data collection, communication, internet of things, control techniques and smart sensors, there is now more information available than ever before. The collection and analysis of this information will both advance control and monitoring of plant performance; revolutionizing long rolling mill plants worldwide and optimizing the entire value chain, along with improved and more flexible production.

Oct 30, 2017

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

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

Oct 1, 2019

By Silvando Vieira dos Santos

O emprego de trabalho mecânico em ligas metálicas associado a aplicações de tratamentos térmicos estão entre os principais métodos para se conseguir alcançar aumento de resistência mecânica e manutenção de boa ductilidade. Este estudo busca avaliar a correlação entre deformação a frio, tratamento térmico, microestrutura e propriedades mecânicas da liga Ti35Nb2,5Sn. Para isso realizou-se laminação a frio empregando níveis de redução equivalentes a 70%, 80% e 90%. Em seguida, as amostras foram analisadas por meio das técnicas de microscopia ótica, difração de raios X e microdureza Vickers. Na sequência, tratamentos térmicos de envelhecimento foram aplicados em diferentes tempos para cada nível de deformação e os mesmos parâmetros foram avaliados. Observou-se significativo aumento de dureza após etapa de envelhecimento e as análises por metalografia e difração de raios X evidenciaram a presença de fases metaestáveis na matriz beta..

Oct 30, 2017

By Bruna Silva de Almeida

Tradicionalmente propriedades mecânicas tais como: Limite de escoamento e dureza em processos de laminação a frio são avaliadas antes e após o processo devido a dificuldade de obter estes valores após cada cadeira de laminação. Atualmente são empregadas simulações numéricas, onde inúmeros modelos usam valores de tensões antes e após laminação e obtém-se uma predição destes valores entre cadeiras, normalmente utilizando aproximações ou dados conseguidos em algum laminador piloto. A finalidade deste trabalho foi estudar uma bobina processada de um aço IF, em escala industrial, num laminador de tiras a frio de cinco cadeiras avaliando algumas propriedades mecânicas e correlacionando os aspectos microestruturais das amostras retiradas entre as cadeiras deste laminador. Para o estudo da evolução das propriedades mecânicas do início ao final do processo, foram preparadas amostras para os ensaios mecânicos e para análise das mudanças microestruturais foram preparadas amostras por técnicas de metalografia. O resultado apresentado após estas avaliações mostram o comportamento mecânico diferenciado após cada redução.

Aug 8, 2018

By Luíza Freire Arold

Placas de Circuito Interno (PCI’s) são partes fundamentais de um computador, uma vez que são responsáveis pelo bom funcionamento deste. Porém, seu descartadas em áreas clandestinas, podem causar danos ao meio ambiente e a saúde pública, pois estas placas podem ter na sua composição elementos tóxicos que as tornam perigosas. O presente estudo visa qualificar e quantificar os metais presentes na fração não magnética das PCI’s, a fim de que subsequentes processos de recuperação de metais possam ser aplicados. Para que as análises pudessem ser feitas, as PCIs foram submetidas a etapas de moagem, quarteamento, separação magnética e digestão em água régia. As placas foram moídas em um moinho de martelos, utilizando grelhas de 2 mm. O resíduo cominuído seguiu para a etapa de separação magnética, obtendo-se duas frações, uma fração magnética e uma fração não magnética. Em seguida, a fração não magnética foi quarteada em amostras de 20 ± 5 g. Para realizar ensaio de digestão em água régia, foi escolhida aleatoriamente uma amostra. A digestão foi realizada durante 24 h a temperatura ambiente usando-se uma proporção sólido: líquido de 20:1. O licor obtido nos ensaio de digestão em água régia foi levado para análise química por espectrometria de emissão óptica por indução de plasma (ICP-OES). Os resultados mostraram que as placas de circuito impresso de computadores contêm na sua fração não magnética aproximadamente 60% dos metais da placa de vídeo.

Aug 7, 2018

By Yuri Oliveira Lima, Vitor Furlan de Oliveira, Adriano Gomes de Freitas, Ricardo Borges dos Santos, Luis Alberto Martinez Riascos

O presente trabalho, resultante da parceria público-privada entre a empresa Zeppelin Systems Latin America e a Universidade Federal do ABC, tem por objetivo validar o desempenho em termos de taxa de transporte e consumo energético de um vaso de pressão não convencional, o equipamento atua como alimentador de sólidos industrial para transporte pneumático, desenvolvido para operação de transporte de materiais em fase densa. Calcário é usado como material de deslocamento durante os ensaios no Centro de Testes da empresa, foi verificado que o novo injetor pressurizado tem menores dimensões e complexidade de operação, e possui taxa de transporte e consumo específico efetivo equiparáveis às versões de vasos de pressão convencional.

Aug 1, 2019

By Breno Totti Maia

This work was a continuous and multidisciplinary development. Through studies of the blowing process and its parameters results, evolutions, improvements and adjustments were made on the lance’s hot face with Slagless® technology, as well in the process parameters and mitigating actions of the projection of materials out of the converter. The main results are the increase in the nozzle’s life with a “record mark” of 1785 heats, and water leakage occurrence in the cartridge decreased considerably reaching the mark of one year without any occurrence.

Oct 30, 2017

By Roberto Seno Júnior

O Processo Bayer para a produção de Óxido de Alumínio consiste em dissolver o alumínio presente na minério de alumínio (Bauxita) com soda cáustica à quente. Os resíduos insolúveis são separados por decantação e filtração. Após lavagem deste resíduo para a recuperação da alumina e soda cáustica ele é transferido para áreas de disposição. A Companhia Brasileira de Alumínio produz 420 mil toneladas de alumínio por ano gerando cerca de 2.400 toneladas de resíduo de bauxita por dia. Este resíduo é transferido para uma área de disposição, denominada Palmital, com capacidade de estocagem para mais 9 anos. Atualmente, o Palmital contém cerca de 2 milhões de metros cúbicos de água sobrenadante. Esta água contém alumínio e soda cáustica dissolvidos que podem ser reutilizados na Refinaria de Alumina. Este trabalho estuda formas de reutilização desta água sobrenadante visando aumentar a vida útil do Palmital, ou seja, aumentar o volume disponível para disposição de resíduo de bauxita.

Jul 31, 2018

By Massimilinao Svetina

In 2010 Danieli & C. S.p.A. put into operation a new Pickling Tandem Mill in Cremona (Italy) at Acciaieria Arvedi, the last Pickling line coupled Tandem Cold Mill (PLTCM) in Europe. The plant was tailor-made to suit the specific requirements of this customer; a very broad range of sizes and grades (IF to AHSS as well as DP and TRIP1000) including ultra-thin hot band can be processed, achieving a total capacity of 1.6 Mt/y. The Danieli & C. S.p.A. Turboflo® process was selected because of its proven efficiency and ability to handle ultra-thin gauges at speeds exceeding 400 mpm in the pickling tanks. All the equipment, i.e. pickling section and rolling mills was provided with the last generation of Danieli market-oriented technologies. Danieli & C. S.p.A. - with the support of Arvedi and feedback from the field - is continuously improving its technical design solutions and optimizing plant operations.

Aug 16, 2017

By Cristiane Vilma Rocha Galiazzi

As matérias primas para Alto Forno devem ter qualidade física adequada para melhor controle do processo e estabilidade operacional. A distribuição granulométrica e consequentemente sua estabilidade são importantes, pois interferem na porosidade e permeabilidade no interior do Alto-Forno, criando assim uma condição adequada e específica de marcha com reflexo na estabilidade da produção de gusa. A Sinterização da ThyssenKrupp Companhia Siderúrgica do Atlântico (TKCSA) foi projetada sem britagem secundária, devido à fase de ajustes no processo operacional e baixa produtividade havia dificuldade para controlar a fração grossa do sinter (> 50 mm), impactando na distribuição granulométrica do sinter. Visando reduzir os desvios da qualidade física, estudou-se a melhor relação da altura de camada x velocidade da esteira encontrando um ponto de equilíbrio entre os níveis de produção e qualidade especificada que, juntamente com o início da operação do britador secundário, resultou na garantia da qualidade física do sinter para os Altos Fornos. Este trabalho tem como objetivo apresentar o desenvolvimento e resultados deste estudo.

Aug 1, 2018

By Samuel Vasconcellos

Em plantas de separação do tipo PSA ocorrem oscilações na vazão de ar intrínsecas a este processo, devido à repressurização dos vasos pré-purificadores ser feita em intervalos muito curtos. Por meio da instalação de um buffer tank foi possível tornar a coluna de destilação mais estável, aumentando a produção de líquidos, reduzindo a demanda de energia e otimizando a pré-purificação.

Jul 31, 2018

By Hormando Leocadio Júnior

A otimização operacional no setor de desbaste da Linha de Tiras a Quente da Usiminas, Ipatinga, proporcionou redução do tempo de processamento dessa etapa, criando-se condições para aumento das temperaturas dos esboços na entrada do Trem Acabador (TA). Desse modo, para manutenção das temperaturas de acabamento dos laminados dentro da faixa de controle desejada, seriam necessárias menores velocidades de laminação no TA. Com a finalidade de garantir temperaturas desejadas na entrada do TA, que possibilitem adequadas velocidades, foi desenvolvido um sistema de controle de temperatura de esboço, que é acionado e desligado automaticamente na região inicial (topo), na extensão necessária do esboço. Esse sistema permitirá uma ampla exploração da nova condição de desbaste em menor tempo, com menor variabilidade da temperatura de entrada no TA, prevenindo ocorrências de estiramentos e de carepa, por temperatura alta nos topos e baixas nas bases dos laminados, maior uniformidade de propriedades mecânicas dos produtos, assim como aumento na capacidade produtiva.

Jul 30, 2018

By Marcelo Sousa de Carvalho

Os aços inoxidáveis possuem uma alta aplicabilidade nas indústrias de petróleo e gás, química e de papel e celulose, principalmente, devido à suas características de alta resistência à corrosão e alta resistência mecânica. Neste trabalho, estudos baseadas na técnica dos cinco punções foram realizados para avaliar as características de conformação do aço inoxidável UNS S32304. A metodologia baseia-se na caracterização mecânica do material para mensurar suas propriedades, como limite de escoamento e índice de anisotropia. Seguiu-se com uma análise teórica da estampabilidade do material através da simulação computacional do ensaio de cinco punções. Esta técnica analisa tipos de deformações desde o estiramento biaxial até o embutimento profundo. Esse trabalho apresenta uma análise computacional do comportamento desse material com relação à estampagem para os diversos punções. É apresentado o gráfico da Razão Limite de Estampagem teórica para o UNS S32304 em relação aos cinco punções utilizados e a influência do coeficiente de anisotropia normal nos resultados.

Aug 16, 2017

By Kurt Herzog

State-of-the-art automation information technology and connectivity enables the digitalization of steel production that goes far beyond conventional automation of industrial production. Initiatives have been started around the globe to foster digitalization like IIoT (Industrial Internet of Things) in the US, Industrie 4.0 in Germany or China 2025. Primetals Technologies is actively driving the digitalization shaping the future of steel production. Intelligent combination of sensor technology combined with digital models as well as quality and production planning and control systems leads to new dimensions in product quality and production cost reduction. New diagnostic ways allow intuitive fault tracing or processing to support faster maintenance. Digital assistants support both operation and maintenance using context-oriented or self-learned information.

Oct 30, 2017

By Ramon Fraga Resende

O distribuidor é o último equipamento revestido de refratários em contato com aço líquido e que pode afetar a qualidade do produto. Nesse equipamento, a massa de trabalho é responsável por proteger o revestimento de segurança e evitar a contaminação do aço. Apesar das preocupações em relação ao “pick up” de hidrogênio e consumo de gás, as massas “spray” tem sido uma tecnologia dominante para o revestimento de distribuidor na América do Sul. Nos últimos 20 anos, outras tecnologias entraram no mercado com o objetivo de reduzir a necessidade de água e de gás e aumentar a disponibilidade de distribuidor. Embora essas tecnologias apresentem algumas vantagens, quase 80% das usinas siderúrgicas da América do Sul ainda usam massas “spray”. Isso se deve principalmente aos benefícios como flexibilidade, baixo custo, baixo consumo e alto isolamento térmico. Este trabalho tem o objetivo de discutir as principais vantagens e desvantagens das massas disponíveis no mercado.

Oct 30, 2017

By Dagoberto Brandão Santos, Kairo de Barros Guimarães, Túlio Magno Füzessy de Melo

The effect of the cooling conditions on the microstructure and hardness of a Dual Phase hot-rolled steel 800 MPa strength was investigated. Simulations of the cooling conditions using a dilatometer were carried out from samples of a hot rolled coil with variations of the intermediary temperature from 620 to 740°C, isothermal holding time between 1 and 10 s and coiling temperature between 50 and 400°C. In addition, two CCT (Continuous Cooling Transformation) diagrams were developed to evaluate the effect of the isothermal holding time on the phase transformations of the remaining austenite. It was observed that the intermediary temperature has a strong influence on the kinetics of the phase transformation, as well as the isothermal holding time influences the amount of ferrite formed and, consequently, the final microstructure and hardness of the material. The coiling temperature did not cause significant changes in the amount and morphology of the ferrite, but a gradual replacement of martensite with bainite was observed, which, in addition to the self-tempering effect, contributed to the hardness reduction.

Oct 1, 2019

By J. Bas A. F. Smeulders

Traditional laboratory lubrication tests, including those for cold rolling lubricants often involve measurement of neat oils. To achieve increased levels of test severity, such tests are often carried out at high temperatures and prolonged durations. However, we found that the levels of lubricant degradation and wear in these tests can be much higher than in the field. Moreover, steel rolling is not done with neat oils, but with emulsions, where the presence of water influences film formation, surface chemistry and oil composition in the roll bite. To better approach the situation in the field, and thus to be able to develop rolling oils with improved lubrication performance, several lubrication tests were developed for emulsions: direct measurement of film formation and measurement of Stribeck curves, in which the emulsions can be assessed in terms of their boundary lubrication and elastohydrodynamic behaviour. The key innovation is that also another test method was developed, which focuses on boundary lubrication and wear, and the role of extreme pressure and anti-wear additives. Realistic levels of test severity are achieved in the tribometer by mimicking frictional power intensities and flash temperatures for typical cold rolling or tinplate mills. Test conditions can be adapted according to the mill stand or pass number and other cold rolling process parameters. The emulsions are kept at normal operational temperature. Clear differences could be observed between emulsions of various concentration and composition. The viability of the method is illustrated by a number of field cases, in which a good correlation is demonstrated between the laboratory tests and the performance in a pilot or production mill.

Jul 30, 2018

By Ana Carla de Melo Moreira Campelo

Para elaboração de planos de lavra é necessário que se faça o correto dimensionando da capacidade produtiva dos equipamentos envolvidos nas atividades de perfuração, carregamento e transporte. Esse estudo aborda o dimensionamento da produtividade de transporte para planejamento de curto prazo através da utilização de informações oriundas do banco de dados sistema de despacho e distância média de transporte oriunda da confecção dos planos de curto prazo, tomando como base os avanços de lavra e destinação dos materiais. A fim de chegar em um indicador da produtividade de transporte mais fiel aos resultados que de fato são praticados, foram levados em considerações os dados históricos mais recentes, obtidos por meio de um sistema de despacho e controle dos equipamentos (Dispatch®)... O trabalho proposto foi aplicado na mesma operação onde os dados foram obtidos e obteve resultados satisfatórios, possibilitando o acompanhamento mais detalhado da execução do plano de curto prazo e demonstrou-se passível de ser aplicado, também, para o planejamento de longo prazo. Os dados utilizados são provenientes de uma mina em operação (Cu-Au) situado no norte do Brasil.

Oct 30, 2017

By Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Augusto Lachini Pereira, Antônio Cezar Faria Vilela

A minor change in the chemical composition and temperature affects the slag viscosity, which has a great extent of the physical properties in regarding refining slags. Optimizing those parameters may affect the steel cleanliness. The viscosity measurement process is considered expensive, so the cost-effectiveness does not favor the measures at high-temperatures. Alternatively, it is possible to apply mathematical models or thermodynamic softwares to obtain viscosities for a given range of chemical composition and temperature of slags. The present work contemplates a validation of the experimental data, collected in the literature, with a calculated data and proposes an accurate representation of iso-viscosity curves applied for secondary steelmaking slags, covering the composition ranges: 0–100 wt.% CaO, 0–80 wt.% SiO2, 0–77 wt.% Al2O3 and 0–15 wt.% MgO (CSAM) system at 1500ºC. The viscosity representation fields include fully liquid and a partially liquid slags in the CSAM system and the viscosities were calculated using the FactSage 7.2 (for Liquid Phase) and the Roscoe-Einstein equation (for Phase mixture) for a total of 5976 slags. The preliminary results indicated that there is a great convergence between the calculated and experimental viscosities data, promoting an efficient approximation of the iso-viscosity curves for the CSAM slag system in the high-temperatures.

Nov 1, 2019

By Fernando Lopes Latorre

A cadeia produtiva do carvão vegetal que envolve as etapas de silvicultura, colheita e carbonização, tem passado por diversas mudanças nas últimas décadas. As produtividades volumétricas das florestas de eucalipto no Brasil aumentaram cerca de 4 vezes nos últimos 50 anos. A colheita florestal, nesse mesmo período, partiu de formas extremamente primitivas para máquinas de alta produtividade. Os processos de carbonização também evoluíram, mas sempre no sentido de aumento de produtividade dos fornos, com perda na qualidade do carvão vegetal produzido e sem aproveitamento integral da energia contida na madeira. Nesse contexto, esta etapa do processo chega a seus limites tecnológicos, ambientais e econômicos, ameaçando a sua sustentabilidade. Buscando resolver esse impasse, a Vallourec estudou o processo Lambiotte como base tecnológica para desenvolver seu ambicioso projeto de carbonização contínua com cogeração de energia em substituição ao processo artesanal de fornos retangulares de batelada. Esta tecnologia após vários anos de desenvolvimento demonstrou sua plena capacidade para atender a todos os aspectos demandados atualmente.

Oct 30, 2017