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By Patrícia Mundim Campos Faria

The process of particle size reduction by grinding is inherently inefficient and involves high capital and operating costs. In particular, ball milling is one of the important unit operations in the iron ore pelletizing process. The mill product, due to its physical properties, determines the efficiency of subsequent stages of classification, filtration and pelletizing, thus impacting the quality of iron ore pellets. The work demonstrates the application of the population balance model in the optimization of a full-scale ball mil circuit grinding pellet fines with the aim to evaluate the optimal solids concentration to improve iron ore pellet quality. Initially, detailed experimentation was carried out in a 25.4 cm diameter batch mill and a relationship for mill scale-up using a linear population balance model in wet grinding systems was established. The selection and breakage parameters and the specific selection functions were determined for pellet feed iron ore. It was possible to identify the non-normalizable nature of the breakage functions of the ore studied, which were modeled properly. Afterwards, as a result of incorporating the specific selection functions and breakage functions into the linear population balance model, it was possible to predict product size distributions in the pilot and plant scale mills (0.416 and 5.18 m diameter, respectively) from data obtained in the 25.4 cm diameter mill. Finally, with this scale-up procedure it was possible to appraise the plant scale optimization via laboratory scale grinding mill tests. The effects of changing percent solids were assessed in order to improve the industrial mill performance and the optimal value should be in the range from 76 to 80%.

Aug 1, 2018

By Deisi Vieira

Nas aciarias que operam com forno elétrico a arco (FEA) existe o interesse de garantir uma maior estabilidade ao arco elétrico para almejar uma menor distorção no sistema elétrico, consequentemente, uma redução no consumo de energia elétrica. A prática da escória espumante no refino primário do aço líquido melhora consideravelmente a eficiência da transferência de energia do arco elétrico para a carga e promove um menor consumo do refratário, entre outras vantagens. Além disso, a espumação da escória aumenta a estabilidade do arco elétrico, por reduzir o total de distorção harmônica (THD) entre as fases do FEA. No presente trabalho foram coletadas informações de composição química da escória e parâmetros elétricos de 156 corridas de um FEA, de um padrão de carga específico. Com os dados de composição química pode ser determinado o teor de FeO e basicidade da escória espumante que propiciaram uma redução do THD e no consumo de energia elétrica do FEA. Calculou-se o índice de espumação das escórias. O aumento do índice de espumação proporcionou a queda do THD. A redução do THD mostrou uma redução da energia elétrica consumida na etapa de refino do FEA.

Aug 16, 2017

By Charles Henrique Xavier Morais Magalhães

Os Aços Inoxidáveis Duplex possuem uma estrutura constituída basicamente por ferrita e austenita na proporção aproximada de 50%. Este trabalho estudou a influência da temperatura de um tratamento térmico na morfologia e fração de ferrita e austenita no aço UNS S32304. Os tratamentos térmicos realizados consistiram no aquecimento das amostras, desde a temperatura ambiente até a temperatura de 1250°C, seguido de um resfriamento lento em um segundo forno estável em uma determinada temperatura. As amostras permaneceram neste segundo forno por um intervalo de tempo necessário para que suas temperaturas atingissem exatamente um valor desejado, sendo então imediatamente retiradas e resfriadas em água a 20°C para preservar a estrutura resultante do ciclo térmico aplicado. As amostras foram metalograficamente preparadas, atacadas e analisadas com o auxílio de um microscópio ótico. As frações de fases medidas por MO se aproximaram dos resultados obtidos por simulação utilizando o software Thermo-Calc. A morfologia das fases variou significativamente com a diminuição da temperatura de tratamento, uma vez que a austenita se mostrou mais fragmentada nas temperaturas mais baixas, porém o bandeamento não deixou de existir na estrutura.A transformação da ferrita em austenita se mostrou fortemente dependente do tempo.

Aug 16, 2017

By Daniel Hiroshi Taira Anese

O objetivo desse trabalho consiste no estudo do grau de sensitização do aço UNS S31803 envelhecido a 700ºC por ensaios de reativação potenciodinâmica de duplo loop (DL-EPR). Para isso corpos de prova do aço em estudo foram solubilizados a 1175ºC e envelhecidos a 700ºC em tempos entre 10 min e 360 h. Corpos de prova metalográficos foram utilizados para caracterização microestrutural que foi realizada por meio de técnicas de estereologia quantitativa a partir de imagens de elétrons retroespalhados e análises magnéticas usando o ferritoscópio. Os ensaios DL-EPR foram conduzidos em solução 2M H2SO4 + 0,5M NaCl + 0,01M KSCN à 30ºC em amostras polidas. Observou-se que o comportamento eletroquímico do aço UNS S31803 possui forte influência da microestrutura, já que o grau de sensitização (GS) aumenta com o aumento do tempo de envelhecimento, devido à formação de fases intermetálicas que empobrecem as regiões adjacentes em Cr e Mo.

Aug 7, 2018

By Ângelo Siqueira da Silva

Este trabalho teve por objetivo avaliar o potencial gratifizante de adições de alumínio, em conjunto com inoculante a base de silício, diretamente no fundo do basquete antes do basculamento da panela de metal líquido no basquete da máquina centrífuga, a fim de produzir tubos centrifugados de ferro fundido nodular de matriz majoritariamente ferrítica. Amostras extraídas da ponta e cabeça dos tubos, sem e com distintas adições de alumínio, foram submetidas a tratamentos de recozimento (1050, 1000 e 900ºC), a fim de serem analisadas por meio de análise microestrutural e dureza Brinell. De acordo com os resultados obtidos a incorporação de alumínio ao ferro fundido foi mais efetiva para a incorporação de 1,7% de Al no ferro fundido, permitindo obter um ferro fundido nodular de composição ligeiramente hipereutética, com adequada grafitização e matriz 100% ferrítica, mesmo nas condições testadas com menor temperatura de encharque (900ºC) no recozimento, e com dureza dentro das especificações para a aplicação.

Aug 16, 2017

By Andrea Zanon

Slitting processes have been used for many years to increase the productivity of smaller diameter deformed bars, without making major investments in the rolling mill. This technology is used mainly for the production of reinforcing bars (7-20 mm diameter), but successful applications exist also for round bar production. The multi-slitting process enables to produce up to 5 bars starting from one billet, thus increasing the productivity of the smaller products. Danieli Morgårdshammar, world leader in the supply of rolling mills for long products, has been a front-runner in slitting technology since its first applications and has recently developed, first in the world, the technology to produce 5X8mm rebar. This process has been recently applied in BRSM steel, a company based in Bangladesh which is a worldwide benchmark for slitting technology performances. This paper presents the necessary modifications which need to be considered when developing a 5-strand slitting project (and multi-strand slitting projects in general), as well as the results obtained at BSRM Steel when the process was implemented in 2016, the first rolling mill in the world rolling 5X8 mm slit rebars.

Oct 30, 2017

By Sebastien Flament

More and more Hot Strip Mills are facing defects on their products that lead to a rejection of complete product batches by their customers. Several of those defects are induced by excessive work roll degradation. This paper is focussed on the understanding of work roll corrosion and oxidation mechanisms in a hot strip mill. Several laboratory trials (Hot rolling simulator, cyclic oxidation) have highlighted important factors influencing corrosion of work rolls as well as helping the understandings of oxidation of a work roll in the roll bite and along the roll circumference in a stand. The attention is focussed on several elements present in water used in HSM for direct roll cooling (e.g. chloride, bactericides, sulphates, phosphates) and their effect on roll surface degradation. The second part of this paper is focused on the understanding of work roll oxidation along the roll circumference. The effects of roll composition, roll temperature, water composition and water temperature have been studied in order to understand the oxidation/corrosion mechanisms in a HSM.

Aug 16, 2017

By Jetson Lemos Ferreira

A necessidade de redução de espessura de componentes automotivos para atender a demanda por veículos mais leves, aliada ao aumento da complexidade geométrica das peças, tem exigido a utilização de aços de maior resistência e com boa conformabilidade. No entanto, a baixa capacidade de flangeamento dos aços de alta resistência limita a aplicação destes materiais em peças de geometrias mais complexas. O método de corte dos blanks tem influência decisiva na capacidade de flangeamento desses aços, que é avaliada em laboratório por ensaios de expansão de furo. Foi avaliado o efeito da folga de corte por cisalhamento e da qualidade da superfície de bordas puncionadas na capacidade de expansão de furo de aços Interstitial Free, High Strength Low Alloy e Dual Phase. Os resultados indicaram que para o aço IF, folgas entre 10% e 20% da espessura e que propiciaram bordas de corte dos tipos 2 e 3, segundo a classificação do ASM Handbook, foram as que geraram maior expansão de furo. A maximização da flangeabilidade foi conseguida para as folgas de corte de aproximadamente 15% (bordas de corte tipos 3 e 4) para os aços DP e em torno de 20% (bordas tipos 2 e 3) para os aços HSLA.

Jul 30, 2018

By Tamilis Rodrigues Braga

Embora a indústria de fundição recicle toda espécie de sucata metálica, usada como matéria-prima no processo, é uma grande geradora de resíduos sólidos, devido, principalmente, à elevada quantidade de areia empregada no processo. As fundições precisam adotar alternativas que minimizem o descarte das areias. A reciclagem interna, por meio da recuperação mecânica, se estabelece como uma opção com benefícios econômicos e ambientais. Neste trabalho foi avaliada a influência da utilização da areia de cura a frio recuperada nas propriedades mecânicas do molde e no acabamento do fundido. Verificou-se que é possível a utilização de até 50% de areia recuperada no processo de moldagem, mantendo propriedades adequadas de desempenho.

Oct 30, 2017

By Marcos Daniel Gouveia Filho

Poço de visita (PV) é uma estrutura de redes coletoras de esgoto onde há a interligação dos fluxos de esgoto. Atualmente a maioria dos PVs em utilização é feito de anéis pré-moldados de concreto; concreto armado; e alvenaria (com blocos de concreto ou tijolos cerâmicos). Devido ao material de sua composição é facilmente sujeito a degradação, ao sofrer desgaste acabam liberando areia, acarretando vários problemas no equipamento de tratamento e no próprio tratamento do esgoto, além dos transtornos públicos ocasionado pela sua falha. Visando solucionar esses problemas, melhorar a qualidade e condições de tratamento de esgoto, busca-se implementar poços de visita produzidos de polietileno, material polimérico com características apreciáveis para essa finalidade, por exemplo seu caráter inerte, peso, resistência e vida útil. Como a estrutura é um protótipo, a influência de defeitos em sua integridade estrutural ainda não se encontra estabelecida. Neste trabalho investiga-se a concentração de tensões em sua estrutura e a influência de defeitos na concentração de tensões, através do método não destrutivo de emissão acústica e simulação computacional.

Aug 8, 2018

By Jorge Luiz Ribeiro de Oliveira

A indústria siderúrgica na América do Sul tem sido desafiada desde a crise econômica mundial do final de 2008, como as demais siderúrgicas ao redor do mundo. O cenário de continua degradação das matérias primas, em especial o minério de ferro e a necessidade de reduzir custos, considerando que cerca de 70% do mesmo está relacionado à produção de gusa, atuando em direção oposta, torna este desafio maior ainda. Operar um Alto Forno com elevadas taxas de injeção de carvão (mais que 180 kg/t de gusa) e baixo taxa de combustíveis (menor que 490 kg/t de gusa), considerando a elevação da taxa de geração de escória devido a matéria prima em degradação (~300 kg/t de gusa) torna-se obrigatório ter estabilidade operacional por meio de boas práticas operacionais suportado por adequado sistema de manutenção centrado em confiabilidade (RCM). Este trabalho objetiva mostrar como a ArcelorMittal planta de Tubarão está enfrentando esta situação, visando atingir os objetivos citados anteriormente.

Aug 16, 2017

By Bruno Serafim Parra

O novo laminador de tiras a quente da Usiminas, instalado na usina de Cubatão em 2012, tem como diferencial o alto nível de automatismo para fornecer bobinas com melhor qualidade. Dentre os modelos matemáticos de controle existentes no laminador, apresenta-se o Automatic Profile Flatness Control (APFC), responsável pela medição de planicidade e controle de perfil das bobinas. Através da resposta do medidor de planicidade e do medidor de perfil na saída do trem acabador, o modelo utiliza informações gerais do laminador para gerar uma resposta dinâmica e eficiente da forma do material durante seu processamento. O modelo utiliza ferramentas dedicadas para o controle de forma, como o sistema de pair cross, que é o cruzamento voluntário dos cilindros entre tiras, o sistema de roll shift, responsável pela movimentação longitudinal dos cilindros entre tiras e o roll bender, este dinâmico, trabalhando na deformação dos cilindros. Desde o início da laminação comercial, o desempenho da planicidade do material apresentou evolução significativa na nos índices de qualidade e produtividade do laminador.

Aug 16, 2017

By João Filipe Cavalcanti Leal

São apresentados e discutidos os resultados da caracterização de concretos nanoestruturados do sistema Al2O3-SiC-C para canal de corrida. Foram avaliadas três composições, denominadas A, B e C, ligadas por sílica coloidal. Os corpos de prova para determinação das propriedades físicas e químicas foram moldados em escala laboratorial com auxílio de forma metálica. O concreto A foi desenvolvido por um fabricante nacional. O concreto B é o concreto A modificado, ou seja, contém uma fase extra. O ajuste da composição A visou adequar as propriedades desse concreto às variáveis de processos da Usiminas. Os resultados de testes laboratoriais indicaram que o concreto modificado (B) apresentou desempenho compatível ao do concreto C, tradicionalmente utilizado na Usiminas. As principais vantagens dessa geração de concretos ligados por sílica coloidal são bombeamento estável e reduzido tempo de secagem.

Aug 1, 2018

By Lionel Loïc Limol

Polymeric materials, such as polyurethanes and rubbers, are widely used in the mining industry because of their moderate cost and excellent mechanical properties. Such polymers have been used mainly in transportation (conveyor belt systems and pipes coatings) and screening, for their appreciable abrasion wear resistance. Studies revealed the complex influence of test parameters, such as grit size and applied normal load, on the abrasion wear process for polymers. In this study, the abrasive wear behavior of several polyurethanes and rubbers were investigated at room temperature according to a rotary drum abrasion method (DIN 53516). Wear tests were carried out at 26 cm/s test speed and load value of 5 N and 10 N. Corundum paper grit varying from 60 to 400 mesh were used as an abrasive surface. After each test the mass loss of the pin was recorded and the wear rates were calculated from wear volume. The wear surfaces were investigated by scanning electron microscopy.

Jul 31, 2018

By Edo Engel

Hot Blast Stove Technology has been developed to such an extent that low cost hot metal production for over 30 years without major repairs has become achievable, making the decision for a campaign length between 5 to over 30 years a design choice for the plant owner/operator. Some of the earlier examples of designs capable of such long campaign lengths are currently close to the 50th year of their running campaign. These examples are found especially in Europe and North America. Along the duration of these campaigns, repairs to subsystems such as burners, hot blast outlets etc. may be required. Depending on a plant’s up and down stream production capacities, the repairs may have to take place in the shortest possible time frame to minimize production loss. This article discusses an approach for intermediate repairs, executed while keeping the majority of the system at operating temperature.

Oct 30, 2017

By Cristina da Paixão Araujo

O planejamento de lavra de curto prazo tipicamente confia em amostras obtidas de furos de desmonte em uma operação de lavra a céu aberto. Essas amostras podem conter grande erro de amostragem. O objetivo deste artigo é avaliar o impacto do erro de amostragem na recuperação de lavra. Para comparação, foi utilizado banco de dados Walker Lake exaustivo considerado como a distribuição real dos dados. A metodologia consiste na obtenção de amostras a partir dos dados exaustivo, em um espaçamento regular de 5x5 m. Em seguida, o erro de amostragem foi adicionado às amostras. Posteriormente, as amostras foram utilizados para estimar os blocos e classifica-los como minério ou estéril. Quatro cenários com amostras com 0%, 10%, 20% e 30% de erro relativo. A recuperação de lavra de cada cenário é comparada com a real distribuição dos dados. Além disso, o erro de classificação do bloco é avaliado para os quatro casos. Os resultados mostram que problemas na amostragem e no protocolo de preparação de amostras pobres afetam a curva teor tonelagem e a classificação dos blocos em minério e estéril.

Aug 8, 2018

By Rossano Augusto Pilon Nunes

A pelotização é um dos processos desenvolvidos para permitir utilização dos finos (pellet feed) nos reatores de redução. O produto gerado denominado ‘pelota’ possui alto valor agregado e características físicas e metalúrgicas próprias. Dentro das características físicas temos as trincas que são defeitos internos e/ou superficiais que prejudicam o desempenho das pelotas nesses reatores. O estudo visou investigar as variáveis que mais contribuem para geração das trincas e em que etapa do processo a geração é mais significativa. A investigação avaliou duas usinas de pelotização de Tubarão, na geração de trincas e comparou as principais variáveis de processo segundo a literatura. Esta avaliação se deu em escala piloto utilizando um forno tipo pot-grate e mostrou forte influência das etapas de secagem descendente e pré-queima. O trabalho foi de suma importância para uma atuação mais direcionada em um futuro teste industrial.

Oct 30, 2017

By Edo Engel

Blast furnace No. 3 at Zaporizhstal in Zaporozhye is rebuilt in 2016-2017. The Ukrainian company is targeting increased production and availability, mainly through the use of new technology. Zaporizhstal awarded a contract for a new Top Charging Unit to Danieli Corus, after comparing all available technologies. Reliability of the chosen charging device is pivotal, since long outages may be required for maintenance/replacement jobs, which strongly affects the availability of the blast furnace. This article describes the Top Charging Unit including DANCU (Danieli Charging Unit) - a robust hydraulic system. The main focus employed by Danieli and Danieli Corus during the development of this system has been availability and maintainability of equipment. This chute type charging unit has only few major moving parts, none of which is complex or vulnerable. The article also describes the main challenges of the project at Zaporizhstal, such as the use of hot sinter.

Oct 30, 2017

By Michaela Böberl

State of the art sinter coolers are working based on the cross flow cooling principle. Thus, only a part of the thermal energy can be used for heat recovery application. The other part of the cooling air is brought unused to the environment. Furthermore, environmental regulation regarding dust emission and intelligent usage of exergy are getting stronger. Therefore, Primetals Technologies developed sinter coolers based on the counter flow principle. The cooling air passes the sinter bed in counter-flow direction enabling a direct heat transfer from the hot sinter to the air. The exhaust gas temperature can be maximized by using the total heat of the hot sinter. Due to the possible usage of the total exhaust gas amount, diffusive dust emission is reduced to zero. Two types of counter flow coolers are in the portfolio of Primetals Technologies. One type is based on a stationary shaft, in which the hot sinter is charged. The flow of the hot sinter is in vertical direction from top to bottom, in counter direction than the cooling air. The second type is a circular hopper cooler. The hot sinter is charged on top of a moving bed. At the bottom of the bed the sinter is discharged. The cooling air flows also from the bottom to the top, following the counter flow principle. Depending on the requirements, one of the two counter flow cooler types can be chosen for optimized and efficient cooling of hot sinter..

Oct 30, 2017

By Marcos Figueiredo Nicolau

O fluxo de produção da VSB contempla um alto-forno a carvão vegetal e uma aciaria elétrica. Para melhor sincronizar a programação do alto-forno (AF) e a do forno elétrico (FEA) é importante ter um conhecimento prévio de quais corridas do FEA usarão gusa líquido. Foi desenvolvido este projeto visando auxiliar na tomada de decisões da programação do AF e do FEA, a partir de uma simulação da logística de movimentação das panelas de gusa em cenários pré-determinados. Dentre as respostas que podem ser obtidas por essa contribuição técnica destacam-se: o número mínimo de panelas que devem ser utilizadas no circuito, quantas e quais corridas do forno elétrico serão atendidas com gusa líquido e a contribuição de cada meio de transferência de calor para a perda térmica total.

Aug 1, 2018