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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 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 Caio Henrique Vidigal

No processo siderúrgico de uma usina integrada são gerados diversos combustíveis como subprodutos, os quais são reutilizados internamente ou mesmo, comercializados. Na ArcelorMittal Tubarão, isso ocorre com o Alcatrão, um subproduto do processo de coqueificação do carvão. No Presente trabalho são descritas melhorias implantadas no Sistema de Carregamento de carretas para comercialização do produto na empresa. Essas melhorias visaram eliminar duas fragilidades do sistema original: o risco de transbordo devido dificuldade de visualização do nível da carreta e o risco de exposição do motorista/operador aos hidrocarbonetos presentes no alcatrão, em caso de deficiência do sistema de exaustão dos vapores gerados e da não utilização correta dos EPIs definidos para a atividade. Para tal, foram realizadas algumas adequações ao processo, com a instalação de uma cabine para operação remota do carregamento e para monitoração do nível das carretas, utilizando um sistema de visão termográfica.

Oct 30, 2017

By Marcelo Macedo Fialho

No processo produtivo de aço, as empresas buscam continuamente a redução do custo de produção. Isto pode ocorrer através de diversas formas, tendo como as principais, o ganho de rendimento, o aumento de produtividade, a redução do homem hora aplicado e a redução do custo de matéria prima. Objetivando reduzir o custo de produção integrado placa bobina, a ArcelorMittal Tubarão busca aumentar o percentual de placas enviadas diretamente do Lingotamento Contínuo de Placas para o Laminador de Tiras a Quente. Os ganhos se dão, em primeiro plano, através da redução da intervenção nas placas aumentando o rendimento de placa e exigindo menos mão de obra para o corte e escarfagem de placa e, em segundo plano, através do aumento da temperatura média de enfornamento, propiciando maior produtividade no laminador de tiras a quente e menor consumo de energia para realizar o pré-aquecimento da placa antes do processo de laminação. Somado a isto, a maior disponibilidade de placas no pátio do LTQ, aumenta a chance de laminação exigindo menos paradas do LTQ e aumentando a produção. Os ganhos estimados com o projeto, apenas no que diz respeito a redução de custo de condicionamento são de 6MUSD/ano.

Jul 30, 2018

By Mateus Costa Corona

A ArcelorMittal Tubarão busca continuamente aumentar a sua produtividade, com isso, é necessário que as áreas de apoio a produção acompanhem este crescimento e sejam capazes de processar todo o volume produzido, sem comprometer a produção, a qualidade dos produtos e os prazos de entrega para os clientes. Os conceitos lean foram aplicados ao processo da Área de Condicionamento de Placas, com foco no aumento da produtividade e redução do lead time de processamento das placas.

Oct 30, 2017

By Francisco de Assis Altera

Os custos com reparos e substituições de peças, que são submetidas a trabalhos que proporcionam desgastes dos mesmos significam elevadíssimos gastos para as empresas. Os testes de campo geralmente são caros, além de necessitarem de um longo tempo para serem completados. A partir do momento que se notou a necessidade do desenvolvimento de materiais com maiores resistências ao desgaste começou a ser feitas várias pesquisas na área de desgaste abrasivo. De acordo com trabalhos realizados, pode-se concluir que existe uma grande variedade de parâmetros que influenciam os mecanismos de desgaste de maneira geral. Neste trabalho estudou-se o coeficiente de atrito bem como a resistência ao desgaste por abrasão em dois tipos de materiais, sendo uma amostra com revestimento de níquel e uma amostra revestida com liga binária de níquel com 7,3% de cobalto. O enfoque principal foi centrado na taxa de desgaste por abrasão, caracterizado pelo atrito de partículas entre dois corpos em contato. Como material abrasivo foi utilizado uma suspensão de diamante com diferentes granulometrias e foram aplicadas cargas diferentes, totalizando oito ensaios. Nestes, foi possível observar que maiores desgastes estão diretamente relacionados com material de maior dureza, abrasivo de maior granulometria e menor carga aplicada.

Aug 16, 2017

By Arcelor Mittal

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Jan 26, 2018

By Kenneth Williams

Economic drives dictate the exploitation of formerly less attractive ore bodies located close to or even beneath the water table. These ores can cause handling problems and expensive downtime of processing equipment due to their increased adhesive characteristics and are colloquially termed as “wet and sticky” ores. In order to gain a better understanding of the causes of poor handleability, experimental test methods for wall and inter-particle adhesion within bulk solids samples were developed and validated. The results confirmed that adhesion of bulk solid to equipment surfaces is mainly governed by capillary pressure. It can therefore be described using the Young-Laplace equation, which implies that adhesion is primarily dependent on the interfacial water between bulk material and the adhesion partner. Accordingly, the governing material parameters of adhesion are its capillarity and permeability, as these two characterize water transport to or from the interface of the adhesion partners. Furthermore a threshold for the classification of a material as wet and sticky based on the measurements of adhesion has been proposed.

Aug 17, 2017

By Diogo de Oliveira Azevedo

No presente trabalho, processos de conformação a frio e recozimento foram aplicados à liga de magnésio ZK60A (Mg-6%Zn-1%Zr) com o objetivo de determinar a cinética dos fenômenos de recuperação e recristalização para permitir o refino de grão. Para tanto, foi desenvolvida uma série de matrizes de conformação para a trefilação incremental de barras circulares da liga ZK60A inicialmente recebida no estado envelhecido (T5), resultando em reduções de 7,8%, 15,4%, 22,6% e 29,4%. Após cada passe de trefilação, as propriedades mecânicas do material foram determinadas. O estudo do recozimento foi realizado em amostras com o máximo encruamento a temperaturas de 400°C, 350°C, 300°C, 250°C, 200°C e 150°C. Pela metodologia aplicada, foi possível avaliar a cinética do processo de recristalização da liga ZK60A e determinar a sua energia de ativação.

Aug 8, 2018

By Rosiane Mary Rezende Faleiro

O carvão vegetal, CV, é o componente individual com maior impacto no custo final de uma usina integrada. Diante desta realidade, foi desenvolvido um processo de carbonização contínua, uma tecnologia moderna que a diferencia das carbonizações tradicionais, permitindo que o CV produzido tenha melhores características físicoquímicas. Sendo assim, o desafio agora é encontrar condições operacionais adequadas para produzir em larga escala a um custo competitivo. Com base nisso, desenvolveu-se este trabalho com o objetivo de avaliar o desempenho de um altoforno, em condições reais de operação e em escala industrial, utilizando dois tipos de carvões (CVs): CV Referência e CV produzido por carbonização contínua (Carboval). Os principais parâmetros operacionais foram monitorados. O CV Carboval apresentou melhores resultados para as análises químicas e granulométrica, melhor permeabilidade no alto-forno e menor consumo bruto, demonstrando sua viabilidade técnica.

Aug 17, 2017

By Demetrius Da Rós Ruy

O lingotamento contínuo é uma das etapas mais importantes na produção de aço, sendo um método rápido e eficiente na fabricação de placas ou tarugos através de processos de resfriamento onde o aço líquido é moldado e solidificado. Contudo, têm sido historicamente observado problemas de processo corrosivo acentuado na câmara de exaustão e na estrutura das máquinas da ArcelorMittal Tubarão. Os mecanismos deste processo corrosivo em máquinas de lingotamento contínuo, em geral, são variados e diretamente relacionados às condições operacionais da máquina, conduzindo a elevados custos de manutenção, diminuição da vida útil das máquinas, causando insegurança e interferindo na qualidade do produto. Este trabalho objetiva descrever as causas principais deste processo corrosivo e mostrar o desenvolvimento de testes que foram conduzidos visando a minimização deste fenômeno na máquina de lingotamento de placas #1 da ArcelorMittal Tubarão no ano de 2017.

Oct 30, 2017

By Stael Lustosa Maciel

As impurezas associadas ao minério de ferro em determinadas porções das minas são elevadas, principalmente os teores de manganês. Assim, vislumbrando o entendimento do comportamento dos minerais portadores de manganês no processo de tratamento via separação magnética, foram coletadas amostras diárias que alimentam o concentrador magnético e que representam o mix das minas do Complexo minerador, nas etapas de alimentação, concentrado e rejeito, por um período de oito meses. Nessas amostras, foram determinadas as granulometrias, análises químicas por faixas e mineralogias. Em uma segunda etapa de trabalho, foram coletadas duas amostras da mina 1 e duas amostras da mina 2, representativas dos materiais impuros, para identificação das fases minerais majoritárias através de difratometria de raios X, pesquisa microestrutural e microanálise química dos portadores de manganês através de análises em MEV-EDS. Os resultados mostraram que o manganês possui duas formas de ocorrência: uma como mineral liberado e a outra como minerais componentes de partículas mistas. Nesta última forma de ocorrência, pode-se obter maior concentração do teor de manganês no produto da separação magnética e/ou perda do elemento ferro para o rejeito, pois as partículas mistas (hematita + manganês) não são atraídas pelo campo magnético.

Aug 17, 2017

By Norbert Asamer

At various stages during the hot rolling process, the different rolled products – blooms, billets, bars, respectively sections, but also slabs or plates – need to be cut. While the cross sections of these products are being reduced during each rolling pass, the lengths are being increased accordingly. Thus, it becomes necessary to cut the products to shorter lengths suitable for the next steps of production by state-of-the-art designed dry abrasive cut-off machines.

Jul 30, 2018

By Diego Berti Salvaro

The morphology, dimensions and chemical composition of tribolayers strongly depend on the pressures and temperatures acting on the contact. They are formed by reactions between the surfaces in contact with each other as well as with the atmosphere, lubricants and possible contaminants. In this paper the influence of test time (180, 500, 1000 and 2500 h) into the formation and characteristics of tribolayers in pairs DLC-stainless steel tested under refrigerant gas R134a atmosphere without presence of lubricating oil was analyzed. The characterization was performed using scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) (morphology and chemical composition) and white light interferometry (dimensions). The tribolayers thicknesses ranged from 100 to 500 nm and they were composed by elements originated from mutual transfers between the tribological pairs as well as oxides, being more pronounced on the stainless steel surface. The results show that the tribolayers are chemically stable (maintained the same composition over time) and the thickness remained stable after a thousand hours of testing.

Jul 31, 2018

By Verônica Scarpini Candido

O conhecimento das características microestruturais de materiais utilizados como constituintes mássicos de cerâmica vermelha é de grande importância para a compreensão das propriedades das peças queimadas. Assim, este estudo tem por objetivo caracterizar microestruturalmente a escória granulada de aciaria proveniente de uma siderúrgica do estado do Pará visando a sua incorporação em argilas para produção de peças de cerâmica vermelha. O resíduo passou pela etapa de beneficiamento e, depois, foi realizada a difração de raios-X (DRX) e fluorescência de raios-X (FRX). Além disso, realizou-se também a análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que hematita, magnetita e wustita são as fases predominantes associadas aos óxidos de ferro. A análise química por FRX mostrou que o resíduo apresenta baixos teores de sílica (SiO2) e alumina (Al2O3), associados a elevados teores de óxidos de ferro e óxido de magnésio. Dessa forma, a caracterização da escória granulada de aciaria mostrou que esse resíduo apresenta-se como um potencial constituinte mássico cerâmico podendo contribuir para a formação de fase liquida durante o que acarretaria em melhoria das propriedades tecnológicas como absorção de água e resistência mecânica.

Oct 30, 2017

By Gergö Rimaszéki

Due the fast growing of pig iron and steel in the last years associate with some mineral resources changes (Hematite?Itabirite), has been checking the sinter feed degradation. The typical sinter feed (0.15;-6.3 mm) has become limited and the rapid growing production resulted in more and more fine ore (< 150 µm) availability in the market. The sinter plant operators are facing several new challenges since the mixing and granulation- and the sintering behavior of the fines containing mixtures often differs from the traditional sinter feed´s behavior. The utilization of fines in the sinter plants might increase the process water consumption required for the mixing and granulation process or even the solid fuel consumption, which effects the operational cost of the plant significantly. The current study presents an overview about Outotec´s laboratory facilities and competence regarding the mixing and granulation of fines in different equipments. The usage of high intensity mixers (HIM) – vertical and horizontal as well – showed to be the most effective, based in cold agglomeration tests in small scale, in case of fine ore handling. Permeability and particle size distribution curves are used to evaluate and demonstrate the efficiency of the different equipments. Outotec´s ”Know-How” with the different type of mixer and the modern laboratory facilities provide an excellent opportunities to optimize the mixing and granulation procedure and utilize up to 100 % pellet feed

Aug 17, 2017

By Eduardo Spinelli Oliveira

Devido à possibilidade de se remover quantidades muito pequenas de material de cada vez, a ablação seletiva por laser tem se mostrado um método muito eficaz para remoção de finas camadas de materiais depositados sobre um substrato. Neste trabalho, um laser de femtossegundo foi utilizado para remoção de um filme fino de nitreto de titânio (TiN) depositado sobre um substrato de carboneto de tungstênio (WC), configuração comum em pastilhas de usinagem mecânica, objetivando fornecer um método eficiente para tal processo. Os limiares de ablação do filme e do substrato foram determinados, evidenciando a problemática do trabalho, remover um filme com limiar maior que o substrato. Um sistema de controle de espectrometria de emissão atômica induzida por laser (LIBS) foi testada, com a intenção de controlar em tempo real, a espécie do material ablacionado, mostrando-se muito eficiente. Os parâmetros do laser bem como da varredura de usinagem ainda estão sendo testados para definir a viabilidade do processo.

Aug 17, 2017

By Steferson Ferreira de Oliveira

Desenvolvido nos últimos anos, o processo NDE, vem se tornando uma maneira promissora de usinar e nitretar simultânea a superfície de materiais metálicos. A Usinagem por Descargas Elétricas (EDM) é um processo de usinagem não convencional que tem grande potencial em aplicações de engenharia de superfície, ao melhorar a resistência superficial do material por meio de tratamentos termoquímicos, como por exemplo, a nitretação. Propriedades como: baixa densidade, boa resistência à tração (comparável à de muitos aços ligados) e excelente resistência à corrosão, possibilitam a aplicação do titânio e suas ligas nas indústrias aeroespacial, naval, química e automotiva e ainda no campo da medicina. Porém, raramente são usados como peças sujeitas ao deslizamento, devido a sua devido à sua baixa resistência aos mecanismos de desgaste abrasivo e adesivo e alto coeficiente de atrito. O tratamento termoquímico de nitretação pode solucionar esta restrição. Além de aumentar a resistência ao desgaste, o nitreto de titânio melhora a biocompatibilidade de suas ligas. O objetivo deste trabalho foi estudar a camada nitretada na liga de titânio Ti6Al4V por meio do processo de Nitretação por Descargas Elétricas (NDE), usando como fluído dielétrico solução de água deionizada e ureia granulada, como fonte de nitrogênio. Uma máquina de EDM por penetração foi utilizada no processo. Cobre e grafite foram utilizados como materiais dos eletrodos ferramenta. Foi avaliada a usinabilidade da liga Ti6Al4V com solução de água e ureia, relacionada aos parâmetros: taxa de remoção de material (TRM), taxa de desgaste (TD) e desgaste volumétrico relativo (DVR) para eletrodo de cobre e de grafite. Para caracterizar a camada nitretada foram realizadas microscopia óptica e medição de microdureza Vickers. A formação de nitretos na superfície foi avaliada por meio de difração de raio-x. Imagens metalográficas da seção transversal da superfície mostraram a formação da camada nitretada, devido ao ganho no valor da dureza. Os parâmetros relacionados à usinagem apresentaram valores que indicam um melhor desempenho quando se usa eletrodo ferramenta de cobre em relação à grafita. Nitretos de titânio foram observados no difratogramas da amostras nitretadas por NDE.

Oct 30, 2017

By Marcelo Fernandes Mercier

A presença de inclusões nos aços está diretamente associada à sua limpidez, sendo que os diferentes tipos de inclusões não-metálicas podem prejudicar desde o processo de fabricação e conformação até as propriedades finais do aço exigidas para a sua aplicação. As inclusões se formam e se modificam ao longo do processo produtivo, e estão relacionadas principalmente às técnicas de refino secundário e lingotamento contínuo. Neste trabalho será desenvolvido um método de cálculo para a adição de CaSi em função do seu rendimento, nível de oxidação, composição química e temperatura do banho, objetivando atingir a “janela líquida” do aço. Espera-se que o cálculo da quantidade de CaSi a ser adicionada (atualmente utilizase uma taxa fixa) nos aços durante o processo de rinsagem, conduza, com mais segurança, a obtenção de inclusões líquidas e consequentemente uma melhor limpidez do produto.

Aug 8, 2018

By Douglas Glenn Stalheim

The demands for improved mechanical properties in hot rolled long products are increasing as the expectations of global Standards and construction designer’s increase. Cost constraints limit the excessive use of expensive alloys to meet these expectations. In addition, depending on the mill, equipment can limit what can be realized to meet the increasing expectations. The most effective way to meet the increasing expectations for improved mechanical properties of optimum strength and ductility is through producing steel with as fine as possible uniform cross sectional grain size in the “as-rolled” condition. The best solution to the development of this fine and uniform cross sectional grain size is to develop a cost effective alloy design coupled with proper metallurgical process control implemented into an existing mill’s equipment capability and layout. In other words, properly bringing together alloy, metallurgy, process control and existing equipment capabilities to develop an optimum product that can meet the increasing demands of the construction designer. This paper is designed to give a solid understanding of the production and metallurgical requirements to achieve a grain size in “as-rolled” long products that is as fine as possible within the limitations of the process and production parameters of the individual plant.

Jul 30, 2018