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By Luke A. Balzan

Access to information is a key component for making improvements to any process. This is particularly true for all aspects of the iron mining and steelmaking process. The ability to make rapid control decisions can significantly influence process outcomes, including ensuring product specification, mining quality, transportation limits, upgrade factors, waste bypass and direct shipping, among many others. While traditional laboratory methods provide feedback for such processes, having access to analysis results in real-time can lead to positive reactive and predictive control decisions to be made rapidly, leading to significant improvements throughout the process. Scantech has been designing, manufacturing and supplying technological products to the minerals industry since 2002 to enable the availability of such realtime information to a mine or plant, with the benefits being enjoyed by a wide range of operators. This paper provides a summary of the available technologies used in the iron ore and steel industries, as well as providing a case study of their use at an Australian site, and a description of the potential benefits of a range of analysis equipment.

Aug 17, 2017

By Eduardo Macedo Junior

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de uma nova especificação para a Linha de zincagem numero 3 (LZC#3) da Companhia siderúrgica nacional (CSN), de grande demanda e aceitação, alta produtividade e foco nos requisitos do cliente que tangem qualidade superficial e características metalúrgicas (resistência mecânica) em aços para atendimento do mercado Norte-americano. Este novo produto tem como característica o ciclo de recozimento com velocidade alta para obtenção de microestrutura 100% encruada na saída do equipamento e limites de escoamento e resistência acima de 500 MPa. A combinação dessas características do produto junto com as características do processo tornou a especificação “ASTM-A653MSS80CL1” um grande desafio para garantir qualidade superficial sem comprometer as propriedades mecânicas especificadas assim como a integridade do equipamento. O baixo custo de produção associado a alta produtividade desse produto fazem da especificação “ASTM-A653M-SS80CL1” um produto de extrema importância para a estratégia adotada pela CSN, mantendo dessa maneira sua competitividade no mercado Norte-americano e garantindo capacidade máxima de produção do seu equipamento em tempos de retração do mercado interno.

Aug 17, 2017

By Bruno Alves Resende

Em julho de 2010, a linha de Tiras a Quente da Usiminas, planta de Ipatinga, passou a operar com um novo sistema de controle para o laminador de acabamento. Assim, foi necessário atualizar o simulador offline de set up do Trem Acabador, utilizado frequentemente pelas áreas técnica e operacional. Para isso, toda a lógica de cálculo e formulações matemáticas do sistema online foram assimiladas e empregadas no novo simulador. Os resultados das simulações, quando comparados com os valores gerados pelo modelo online, mostraram-se bastante confiáveis. Sendo assim, conclui-se que o aplicativo desenvolvido está apto para ser utilizado como uma ferramenta de simulação offline do modelo de controle do Trem Acabador. Os benefícios potenciais do uso do simulador são: (i) aumento da produtividade por meio da redução de paradas da linha, (ii) melhoria da qualidade final do produto, (iii) redução do número de experimentos na produção e (iv) ajuste dos parâmetros dos modelos de controle. No presente trabalho são apresentadas e discutidas as características do desenvolvimento, da apresentação e da aplicação desse simulador.

Aug 17, 2017

By Saulo Brinco Diniz

O presente trabalho buscou explorar a influência de um tratamento térmico de ressolubilização, realizados com distintos tempos (70, 80 e 90 minutos) a uma temperatura de 510ºC, na microestrutura e na dureza de uma liga de alumínio 7475- T7351. Para verificar a influência destes tratamentos térmicos foram utilizados um durômetro (fabricante EMCOTEST, modelo Duravision 300) e um microscópio óptico (Olympus, modelo GX51). Após os resultados obtidos, pode-se evidenciar que a liga de alumínio em estudo sofre um envelhecimento natural (a temperatura ambiente), e dentre os tempos de encharque estudados, 70 minutos é o tempo que possivelmente obtém-se a maior ressolubilização dos precipitados.

Aug 17, 2017

By Rafael Pereira Ferreira

O objetivo deste trabalho consiste em caracterizar o comportamento termomecânico do aço inoxidável austenítico AISI 316L a partir dos parâmetros de encruamento (h), recuperação dinâmica (r) e recristalização dinâmica (n, t0,5). Na parte inicial das curvas de escoamento plástico a relação sc/sp = 0,92 é relativamente alta, sendo um indicativo que o amaciamento promovido pela DRV é intenso, corroborado a moderada EFE, ?sfe = 66,86 mJ/m2. Na segunda parte das curvas vê-se que há um atraso na cinética de amaciamento dinâmico com maior valor para t0,5 e menores valores do expoente de Avrami n, devido à competição entre os mecanismos DRV-DRX

Aug 17, 2017

By Jorge Luís Coleti

A siderurgia mundial vive um momento de excesso de oferta, com isso as empresas necessitam reduzir custos por meio da melhora de processos e/ou através da substituição por matérias primas alternativas às convencionalmente utilizadas. Este trabalho trata justamente deste tópico e busca substituir a fluorita por outra fonte de fluxante, neste caso, o óxido de boro. Neste trabalho o óxido de boro foi adicionado a escórias sintéticas num banho de aço à 1600°C. Foram realizados testes com proporções de 3%, 5% e 7% de óxido de boro na composição das escórias. A fusão foi realizada em atmosfera inerte de argônio em um forno de resistência de dissiliceto de molibdênio. Amostras de aço foram removidas periodicamente a cada 5 minutos até os 25 minutos de experimento. Estas amostras foram analisadas em um espectrômetro de infravermelho. Os resultados indicam a viabilidade técnica para a aplicação do óxido de boro como substituinte da fluorita.

Aug 17, 2017

By Mariana Carla Mendes Rodrigues

The present study deals with the effects of strain rate on the functional behavior of NiTi thin wires. The samples, in the austenitic condition at room temperature, were mechanically cycled 20 times by loading up to 6% strain followed by complete unloading, at 25°C. Four different quasi-static strain rates were assessed: 1x10-4, 1x10-3, 1x10-2 and 5x10-2s-1. The functional properties are described by means of critical stress to induce martensite, stress at maximum strain, energy dissipated per cycle and residual strain. The sensitivity of repeated cyclic deformation to strain rate is also analyzed in terms of phase stability. The results show that the fluctuation in the loading plateau, due to non-homogeneous transformation, increases with increasing strain rate. During cycling, it is observed that higher strain rates result in lower critical stress to induce martensite after the 5th cycle. However, the stress at maximum strain is higher at high strain rates, regardless the number of cycles. The accumulation of residual strain also increases with the strain rate due to the higher applied stress. During unloading, both the elastic deformation of stress-induced martensite and the reverse transformation seem to overlap at high strain rates. The dissipated energy behavior changes between the 1st and 20th cycle. No martensite is stabilized after training, but the intensity of the X-ray diffraction peaks of austenite increases with strain rate, as a result of stress relaxation.

Aug 17, 2017

By Shibu John

Rising energy demand and steadily decreasing quality of raw materials due to the global resource depletion are great challenges to the steel production today. The FINEX® Process has been developed jointly by POSCO, Korea and PRIMETALS Technologies Austria, to provide the iron making sector with the capability to lower hot metal production costs, environmental pollutions and to increase the flexibility in terms of operation and the choice of raw materials. FINEX® is a new technology combining a gas-based reduction in a series of fluidized bed reactors and a reduction smelting in a melter gasifier. Commenced in April 2007, the first 1.5Mtpa commercial plant has demonstrated the competiveness as an alternative iron making route. Another 2.0 Mtpa, third generation FINEX® (3G) plant was recently installed at POSCO, Pohang Works and has been operating satisfactorily since its blow-in in January 2014. Based on the well-proven plant concept, new process features, the highly competitive production costs and environmental advantages, the FINEX® Process can be considered as a competitive alternative to the conventional blast furnace iron making route.

Aug 17, 2017

By Bruno César Calazans de Andrade

No processo de produção de aço o maior volume de custo está na carga metálica, que é composta pelo gusa líquido produzido nos altos fornos e a sucata metálica oriunda dos descartes de processos produtivos da indústria. Visando atingir o custo ótimo de produção, foi definida uma produção dos altos fornos menor que a média histórica da empresa, e a compra de placas no mercado como complemento para suprir a demanda da laminação. Desta forma a otimização da utilização do gusa líquido se tornou primordial para o aumento da produção de placas, redução do custo de produção da metalurgia e consequentemente redução da necessidade de compras de placas no mercado. Com este novo cenário foi necessário aumentar a utilização de sucata pesada e reduzir o tempo de preparação de caixas para garantir a carga no peso e tempo necessário para atendimento dos conversores. As ações tomadas possibilitaram a redução do gusa na carga metálica de 84% para 82% atingido o resultado proposto redução de custo e aumento de produção de placas.

Aug 17, 2017

By Cyro Takano

A tecnologia de autorredução apresenta um grande potencial por apresentar características de alta velocidade de redução e de eficiência energética, resultando em economia de energia e em alta produtividade na produção de metal primário. Têmse dois processos consolidados de aglomeração. A utilização de cimento como aglomerante, com cura a frio que formam hidratos que conferem resistência, apresenta problema principal de sofrer degradação às temperaturas na faixa de 800 a 1000 °C, devido à decomposição dos hidratos. O outro processo é o de utilização das propriedades do carvão de alta fluidez e tratá-lo termicamente para que sirva de redutor e aglomerante. Este processo não é o de cura a frio, porém diminui consideravelmente a quantidade de escória em comparação com a utilização de cimento. O objetivo deste trabalho é o de analisar, na literatura técnica, os aglomerantes alternativos e iniciar os ensaios para verificar os comportamentos de resistência mecânica, principalmente a quente. Em função dos resultados a etapa seguinte será a de projetar um processo que seja compatível com resistência mecânica a quente. A análise resultou em sugestões para os ensaios. Os resultados preliminares, com utilização de bentonita e ácido bórico estão indicando resistência a quente das pelotas melhores que as obtidas com a utilização de cimento.

Aug 17, 2017

By Douglas Glenn Stalheim

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

Aug 17, 2017

By Everton Azola de Mattos

A Retomadora de Minério 342-RE-001 da Anglo American é um equipamento fundamental para a homogeneização do minério, porém este equipamento apresentava problemas de performance operacional desde início da operação da Planta Industrial de Barro Alto. Em agosto de 2015, as equipes de Engenharia e Manutenção realizaram um levantamento de todas as intervenções feitas no equipamento desde o início da operação em 2012, classificando estas intervenções em seis grupos, utilizando as ferramentas da metodologia Lean Six Sigma. Desta forma, foi possível realizar o Retrofit da roda de caçambas, manutenção geral nos rastelos, trucks e na lógica de automação que eram os sistemas que mais impactavam na estabilidade e disponibilidade física do equipamento.

Aug 17, 2017

By Yasser Ghobara

Phosphorus is a problematic impurity that has challenged steelmakers for decades. Steel producers have developed specific technologies to eliminate phosphorus prior to and during steelmaking. These process technologies reduce phosphorus to various degrees and increase the cost of making steel. The state-of-the art dephosphorization technologies are described and operating costs compared for each of the established technologies. Costs are discussed in terms of price penalties for high P iron ore and selling premiums for low P steel. From this, strategies to control P in a cost effective manner are described.

Aug 17, 2017

By João Paulo Meneguelli Campos

O objetivo deste trabalho foi validar o modelo proposto por Kasuya et al para prever as durezas máximas da zona termicamente afetada (ZTA) em juntas soldadas de um aço com médio teor de carbono através de ensaios empíricos. Para isto, se faz necessário o cálculo da energia de soldagem, quando foram testados modelos apresentados por Marques e Modenesi e também o modelo proposto por Perdigão. As juntas soldadas foram produzidas usando chapas de aço SAE 1045 com espessura de 12,7 mm como material base, chanfro de 70º e arame sólido do tipo ER70S-6. Para mudar as condições de resfriamento das juntas soldadas, foram testadas variações nos parâmetros de soldagem, tais como: energia de soldagem, taxa de resfriamento e temperaturas de pré-aquecimento e interpasses. Foram feitos experimentos com e sem pré-aquecimento e testados pós-aquecimento e alívio de tensões. As amostras da zona fundida e da ZTA tiveram as durezas medidas e foram analisadas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Em linhas gerais, os resultados empíricos para a dureza na ZTA seguem a mesma tendência prevista pelo modelo de Kasuya et al, mas observam-se desvios na proporcionalidade validando a equação parcialmente para o material estudado. Também foi possível constatar que para o cálculo da energia de soldagem são adequados os modelos propostos por Perdigão e Marques e Modenesi.

Aug 17, 2017

By Artur Frederico Fonseca da Cruz

Com a necessidade urgente e constante de aumento da competitividade no cenário atual da mineração, mostra-se fundamental o desenvolvimento constante de novos parâmetros de processo combinados a uma estratégia de manutenção focada não só na disponibilidade dos ativos, e sim no desempenho dos equipamentos. No que tange ao processo de pelotização neste trabalho foi dado foco especificamente na configuração de perfis de queima no forno de grelha móvel, onde foram testados quatro perfis e fixado o perfil nº 04 otimizado via sistema de otimização de processo para níveis de produções diferentes, equilibrando qualidade e consumo específico de gás natural, no período anterior e posterior à parada fria. A partir daí foram analisados parâmetros de qualidade, produção e processo, comparando-os entre antes e após a parada fria. Foram registradas melhoras nos índices de qualidade e redução de aproximadamente 13,50% do consumo específico de gás natural e 10,80% de redução no consumo específico de energia elétrica de ventiladores por níveis de produção.

Aug 17, 2017

By Túlio Moreira Campos

A tecnologia da Prensa de Rolos se encontra cada vez mais presente em circuitos de cominuição na indústria mineral. No caso de minérios de ferro itabiríticos, essa tecnologia está sendo aplicada de forma pioneira no projeto Minas-Rio, atualmente em fase de ramp-up. O trabalho compara o desempenho das Prensas de Rolos do circuito Minas-Rio sob diferentes condições de operação em relação às previsões obtidas pelos três principais modelos matemáticos disponíveis na literatura: Morrell / Lim / Shi / Tondo (1997), Torres & Casali (2009) e Dundar et al. (2013). A comparação foi realizada considerando o ajuste dos modelos a um caso base, sendo os demais testes simulados a partir dos parâmetros ajustados para esse. A comparação entre os modelos foi realizada com base nas previsões de potência consumida, capacidade e distribuição granulométrica do produto. Em geral, foram obtidas boas previsões da distribuição granulométrica do produto com os diferentes modelos, embora o modelo de Morrell / Lim / Shi / Tondo tenha superestimado a finura do produto em alguns dos testes. Além disso, foi observada uma boa correspondência entre a potência experimental e a simulada para os três modelos na maioria dos testes industriais. Entretanto, a capacidade prevista pelos modelos de Morrell / Lim / Shi / Tondo e Torres & Casali foi subestimada em todos os casos em relação aos valores experimentais.

Aug 17, 2017

By Silvio de Carvalho Sabença

Um forno a arco elétrico é um tipo de forno industrial que usa uma corrente elétrica alternada para produzir calor. Estes equipamentos servem como uma alternativa para os altos fornos tradicionais, e desempenham um papel importante na produção de aço. Em um forno de arco elétrico, a corrente elétrica passa através dos eletrodos de grafite, do aço e de outros metais, o que resulta na produção de aço de modo mais rápido e eficiente. A queda de tensão no arco é, praticamente, proporcional à distância entre o eletrodo e a carga. O eletrodo corresponde ao polo positivo (+) e a carga o negativo (-). Em corrente alternada os pólos, positivo e negativo, trocam de posição a cada meio ciclo da tensão de rede. Sob condições de arco, forma-se, no eletrodo e na carga, uma finíssima camada altamente ionizada devida a uma altíssima concentração do campo elétrico nestas zonas. No forno o arco se extingue quando a corrente se anula e reacende, quando a tensão volta a crescer. Devido a constantes quebra de eletrodo foi montado o grupo de trabalho com objetivo de reduzir o consumo dos eletrodos, otimização do consumo de energia, redução do Power On, aumento da potência média e redução nas quebras de eletrodos. Esta implantação foi extremamente importante pois o mesmo está garantindo a continuidade operacional, de forma segura e confiável, de um dos equipamentos mais importantes para a produção de aço na Usina.

Aug 17, 2017

By Gustavo Henrique Bolognesi Donato

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de critérios objetivos para a garantia de validade da mecânica da fratura elasto-plástica monoparamétrica, utilizando o parâmetro integral J como descritor dos campos de tensões, deformações e deslocamentos à frente de um defeito do tipo trinca. O mais importante na vertente monoparamétrica da mecânica da fratura é garantir que os campos de tensões no corpo de prova laboratorial sejam comparáveis com os existentes em uma estrutura real para cujo projeto as propriedades retiradas do corpo de prova serão utilizadas (conceito este denominado similitude). Para estabelecer critérios objetivos para a existência de similitude, esse trabalho comparou os campos de tensões obtidos de estruturas de referência sob alta triaxialidade de tensões (MBL) com aqueles obtidos de corpos de provas de mecânica da fratura em escala de laboratório. A matriz de análise permitiu a determinação dos limites de deformação M para geometrias C(T), SE(B) e SE(T) de diversas configurações e para uma faixa de propriedades de material característica de aços estruturais aplicáveis a vasos de pressão e dutos. Os resultados demonstram a baixa restrição à plasticidade de corpos de prova SE(B) e SE(T) com trincas rasas e os efeitos de profundidade de trinca e espessura nos resultados de M. Ainda, alguns comportamentos inesperados foram evidenciados, como no caso em que (para condições particulares de profundidade de trincas) corpos de prova mais finos apresentaram maior restrição a plasticidade do que amostras mais espessas. Sendo assim, o trabalho oferece uma base objetiva para que a similitude seja garantida nas avaliações de integridade estrutural baseadas na mecânica da fratura elasto-plástica suportada pela integral J, seja com seus valores críticos (Jc) ou curvas J-R.

Aug 17, 2017

By Breno Totti Maia

O BOF, Basic Oxygen Furnace, ou convertedor LD, é o processo mais utilizado industrialmente para o refino primário do ferro gusa atualmente. Para aumentar a produtividade do BOF deve-se diminuir o tempo de cada ciclo de operação, especialmente o tempo de sopro aumentado a taxa de descarburação. Durante o sopro do convertedor existem três etapas. A segunda etapa do sopro a taxa de descarburação é alta e constante sendo o fator limitante é a disponibilidade do oxigênio no banho e determina o tempo de sopro. Assim para aumentar a descarburação pode-se melhorar a interação do jato de oxigênio com o banho, configurando o convertedor. Estudando o sopro combinado em um modelo fisíco de um convertedor LD de 220t, foi testado diferentes bicos de lança com um sopro de 160Nm3/h de vazão e vazões de 4Nm3/h e 6Nm3/h nas ventaneiras. Através dos testes pode-se observar que aumentando o número de furos no bico o jato teve menor penetração, maior área de agitação e as projeções tiveram menor altitude, já a injeção pelas ventaneiras aumentou a penetração do jato e diminuiu as projeções. Foi calculado também valores para a constante K para cada configuração, assim é possível prever a penetração do jato industrialmente.

Aug 17, 2017

By Ricardo Tadeu Meneses Sodré

O mercado siderúrgico vive nos últimos anos um de seus maiores desafios de toda história. As empresas buscam, a todo instante, formas de redução de custo visando a manutenção da operação dos seus ativos. A gestão eficiente de estoques é parte fundamental para a redução de custos e garantia da segurança das operações da empresa. Para a classificação da criticidade dos sobressalentes não existe um critério claro e bem definido. Outro ponto importante é que sobressalentes realmente importantes podem não estar contemplados no estoque. O trabalho estabelece um modelo para melhorar a gestão de sobressalentes na ArcelorMittal Tubarão incluindo a correta identificação dos sobressalentes críticos, a priorização desses sobressalentes com foco no que deve ser comprado imediatamente e o que podemos postergar, a reclassificação dos sobressalentes de manutenção quanto a sua criticidade e à criação de alternativas para gerenciar e manter nos estoques os sobressalentes realmente críticos e dispor/criar alternativas para os sobressalentes não críticos. Essa nova metodologia foi aplicada como piloto na Linha de Acabamento e Linha de Tesoura da ArcelorMittal Tubarão indicando ganhos expressivos.

Aug 17, 2017