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By Jedson Alessandro Damasceno

Atualmente, a maioria dos pátios utilizam recuperadoras com roda de caçambas para remover o minério das pilhas de estocagem. Tipicamente, estas máquinas são operadas manualmente, com todos os movimentos controlados por operadores, o que faz com que o processo seja totalmente dependente de sua experiência, tornando difícil manter o processo em operação ótima. Para alcançar uma melhor performance, foi implementado um sistema automático que controla todos os movimentos de recuperação. Um importante desafio encontrado durante a construção dessa solução foi a de estimar a taxa de recuperação em tempo real, uma vez que esta informação é essencial para o algoritmo que controla o movimento de giro da máquina. Uma medição real dessa taxa está disponível, mas, a balança localizada na lança fica distante da roda de caçambas. Em outras palavras, a medição real está disponível com um grande atraso (aproximadamente 13 segundos). Este delay é inaceitável para o algoritmo de controle que necessita de uma medida em tempo real da taxa de recuperação na roda de caçambas. Diante disso, foi necessário implementar um sensor virtual. Este sensor foi implementado usando um sistema neuro-fuzzy para estimar a taxa de recuperação em tempo real utilizando outras variáveis disponíveis, tais como a pressão na roda de caçambas e medidas de penetração obtidas por radares. As estimativas obtidas ficaram muito próximas dos valores reais, e este sensor pôde então ser utilizado pelo algoritmo de controle.

Aug 17, 2017

By Kengo Usui

The energy consumption of Iron-making, especially Blast Furnace (BF), is very large. In order to maximize the utilization of limited resource, it is essential to reduce energy consumption and recovering waste energy in BF. This paper introduces energy saving equipment based on NSENGI’s over 80 BF construction experiences since 1963. The first is the technology for the Top Charging System for low fuel-rate operation. One of the important factors to achieve such operation, the burden should be charged uniformly. Since 1974, NSENGI have developed and delivered over 80 Top Charging equipments for such purpose and nowadays, developed new type Top Charging equipment with improvement of charging precision. The second is the technology for Solely BFG Operation in Hot Stove, which means no use of other fuel gas such as LDG, COG. It is realized by high combustibility of NSENGI’s Top-Combustion Hot Stove with Metallic Burners, and large amount of heat recovery of Waste gas Heat Recovery system with heat medium. The third is the technology for effective energy recovery in TRT. With NSENGI’s latest Gas Cleaning System “Multi-Vessel Electrostatic Precipitator" (MVEP), TRT will be able to generate higher electrical energy by approx. 30% than that of wet-type. In comparison with dry bag-type, MVEP allows temperature fluctuation which lead to generate higher electrical energy by approx. 10% NSENGI therefore, will be able to accept and meet your request widely.

Aug 1, 2018

By Douglas Glenn Stalheim

Hot strip structural steel coil used in construction, engineering, transport, structural applications and other applications are widely used in yield strengths from 300 – 700 MPa. However, structural design engineers are now not only requiring various strength levels but also other mechanical properties, primarily good formability, toughness and weldability. To produce a balanced approach to a cost effective structural steel, hot strip coil requires an understanding of utilization of an optimized alloy composition designed for the layout/equipment capabilities of a given hot strip mill to produce the desired metallurgy for optimum mechanical property performance. The term “cost effective” does not just focus on alloy design, but also ease of overall processing from steelmaking, casting, rolling and cooling, stable mechanical properties with a statistically normal distribution, no downgrades/rejections and a product that the end user recognizes as being superior to others. The desired metallurgy is simply understanding what will be the optimum microstructure and cross sectional grain size/distribution needed to meet the mechanical property requirements. This paper is a follow up paper that previously described optimum base alloy designs along with steelmaking/casting processing considerations and will focus on proper reheating, rolling and cooling metallurgy/processing strategies to produce quality cost effective hot strip structural steel coil.

Aug 17, 2017

By José Gonçalves Pacheco Júnior

A caldeira de recuperação de calor de gás de coqueria, denominada caldeira 22, foi submetida à inspeção e reparo conforme os dispostos na NR13 em função de falhas repetitivas que levaram a uma perda repentina de nível de água no tubulão de vapor da Caldeira. O equipamento foi inspecionado levando em consideração técnicas qualitativas e quantitativas de inspeção de equipamento, o que gerou a possibilidade de especificar o reparo. Através do reparo foi possível liberar a caldeira para produção de vapor. Com os dados da inspeção foi realizada uma análise de falha por um grupo multidisciplinar com objetivo de determinar a causa raiz dos modos de falhas detectados durante a inspeção do equipamento: espessura de isolamento térmico inadequado e operação inadequada após detecção de vazamento de água no equipamento. Ações de controle foram definidas e replicadas para as outras caldeiras dessa coqueria. Assim sendo a caldeira 22 está operando em segurança conforme especificação do projeto e com os reparos preventivos já determinados.

Oct 30, 2017

By Ygor Pereira de Lima, Iana Costa Carvalho, Marcelo Henrique Prado da Silva, Talita Gama de Sousa, Andrey Mariano dos Santos, Paulo Davi Borges Esteves, Rodolfo da Silva Teixeira, Andersan dos Santos Paula

Durante muitos anos, as ligas convencionais foram base para o desenvolvimento de novos materiais metálicos, com propriedades melhores que as até então conhecidas. No entanto, na última década, as Ligas de Alta Entropia (LAE) trazem uma nova abordagem para a produção de materiais avançados, com excelentes propriedades e potencial para diversas aplicações. Em particular, as ligas do sistema Al-Co-Cr-Fe-Ni também se destacam por promoverem uma classe de LAE de baixa densidade e têm sido foco de inúmeros estudos no meio acadêmico atual. O presente artigo traz um estudo de otimização da preparação metalográfica da liga AlCo2Cr2FeNi2, a partir de 3 rotas diferentes de polimento e suas análises via microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de Raios X (DRX). Além disso, foram avaliadas as modificações estruturais da liga em função de um tratamento térmico de solubilização (1050 ºC por 1 hora seguido de resfriamento em água). Os resultados das análises demonstraram a rota de polimento eletrolítico promissora para a caracterização da LAE em questão e a análise conjunta dos resultados de DRX e MEV, somado ao confronto com a literatura, permitiram identificar as fases presentes e suas modificações microestruturais em função do tratamento térmico.

Oct 24, 2019

By Manoel Farias Martins

A utilização de antracito na produção de pelotas de minério de ferro é uma prática utilizada pelas mineradoras para reduzir custos com combustíveis e melhorar a qualidade física do produto. Objetivando uma melhor compreensão dos efeitos ocasionados pela adição de carvão na mistura (pellet feed moído e aditivos) sobre a resistência a compressão das pelotas queimadas, foram confrontados os resultados dos ensaios de resistência à compressão obtidos através da rotina de ensaios da mineradora VALE SA, com as seguintes variáveis: percentual em massa de carbono (%C fixo), porosidade e granulometria do antracito. Com a elevação de carbono, observou-se a redução nos valores da resistência à compressão, sobretudo, nas pelotas de redução direta. No que diz respeito à porosidade, a resistência à compressão das pelotas aumentou com a diminuição dos poros no interior das mesmas. Analisou-se também a granulometria do carvão, todavia, constatou-se que a mesma não teve influência significativa sobre os resultados da resistência à compressão.

Oct 30, 2017

By Jean-Philippe Houde

The Blast Furnace Campaign lifetime is highly depending on the wear progress of the hearth lining. This progress is monitored in general through single and double thermocouples at the cold side of the lining. This type of monitoring becomes ineffective as soon as heat resistance will be formed in the refractory lining. Paul Wurth’s monitoring system, consisting of MTP-Sensor and Heat Flux Probes, is able to identify such heat resistances to give a true hearth lining wear. Since last year Paul Wurth is also able to install safely those MTP-Sensor and Heat Flux Probes on running blast furnace without salamander tapping, thanks to a newly developed cooled core drilling device. Blast Furnaces that are equipped with Paul Wurth’s monitoring system have optimized their campaign lifetime as they received right information upon the true wear lining such as detection of heat flux transfer failure, detection and monitoring of brittle layer or detection of hot spot.

Aug 16, 2017

By Luiz Antônio da Silva

Este trabalho tem como objetivo apresentar os resultados do procedimento de geração de energia elétrica adicional a geração econômica na CTE2 com gás natural, visando a redução de custo no grupo CSN.O estudo foi efetuado através da avaliação dos preços do mercado de curto prazo de energia elétrica e análise do processo de geração da planta, aos quais permitiram diagnosticar as melhores praticas e definir a melhor configuração operacional.Os resultados apresentados foram significativos para as condições de operação, o que representa redução do custo de energia elétrica para o grupo CSN e aumento da segurança operacional da planta da CTE2.

Jul 31, 2018

By Eric Schaub

Hot Blast Stove Systems are an important equipment of a Blast Furnace plant. During the last years, performance requirements and operation practice for the Hot Blast Systems have changed and have a big influence on the Blast Furnace operation. Therefore it is necessary to keep the Hot Blast System in proper condition in order to maintain the production capacity of the Blast Furnace. It is important for operators to know the condition and relevant constrains of a Hot Blast Stove Plant. Assessing its condition on a regular basis, especially in advance of a Blast Furnace relining is therefore advisable. Considering the individual condition of the Hot Blast Stove Plant, improvements in operation, but also specific and dedicated repairs might be implemented. Design improvements can be implemented as well during such repairs. This paper will describe some of these design improvements, will illustrate their implementation in new hot blast stoves but will also describe repair methods for existing stoves. In addition new developments became popular during the last decade, like the so called Dome Combustion Stoves, which was invented already 30 years ago in Western Europe. Paul Wurth’s development in this regard will be discussed in this paper as well.

Oct 30, 2017

By Isabella Faria da Cunha Peixoto

O emprego das ligas NiTi proporcionou a fabricação de instrumentos endodônticos com diferentes desenhos de lâminas cortantes. Este estudo investigou a relação entre as características geométricas destes instrumentos e a força apical necessária para inseri-los em canais artificiais em blocos de acrílico. A força apical foi registrada através de um dispositivo de bancada de testes. Dez instrumentos de cada tipo ES, Mtwo, ProFile GT, ProFile GTX, K3, RaCe e PTU F1 foram testados a uma velocidade de 300 rpm e um torque de 5 Ncm com um movimento vertical de 17 mm de comprimento. Os dados foram comparados por análise de variância (a = 0,05). Avaliação geométrica e dimensional mostrou que o instrumento K3 tem a maior área de seção transversal, seguido por PTU F1 e GT. Os ângulos helicoidais menores de RaCe, ES e GTX podem ter contribuído para os baixos valores de força apical encontrados. Maiores valores de força apical foram determinados nos instrumentos GT, K3 e PTU F1 em relação à RaCe, ES e GTX. Foi observado que a força apical exercida durante o preparo do canal está diretamente relacionada à área de seção transversal e aos valores dos ângulos helicoidais dos instrumentos.

Aug 16, 2017

By Heloíza Döering Gasparin

Os efeitos de elevadas temperaturas e do tempo de exposição sobre as propriedades mecânicas de um ferro fundido cinzento hipoeutético foram avaliados em amostras de dois ferros fundidos da classe FC300, de mesma base, com diferentes percentuais de molibdênio. Ensaios de tração até ruptura a quente foram realizados em corpos de prova com diâmetro de 10 mm, usinados de um pino bruto de 30 mm de diâmetro. Os ensaios foram realizados a frio (temperatura ambiente) e a quente (200°C, 300°C, 350°C, 400°C, 450°C, 500°C e 550°C). Os tempos de exposição a elevadas temperaturas, após homogeneização térmica do material, foram de 0, 60, 90 e 120 minutos. As amostras com maior percentual de molibdênio (0,27% em peso) apresentaram melhores propriedades mecânicas para todas as condições ensaiadas. De acordo com a literatura a redução na resistência mecânica com a elevação da temperatura é atribuída à ocorrência de decomposição da perlita, como resultado da difusão do carbono vindo da cementita às lamelas de grafita, que é o responsável pelo aumento da quantidade de grafita no material. As análises metalográficas evidenciam a ocorrência deste fenômeno. Aumentos no tempo de exposição a temperaturas elevadas também contribuíram para a degeneração da perlita.

Aug 7, 2018

By Marlon Rosa de Gouvêa

Atualmente, o processo de globalização tem colocado as indústrias de praticamente todo o mundo, frente à necessidade de trabalharem com altos níveis de produtividade, sendo este, fator determinante de sobrevivência de muitas delas. O conceito de se fazer mais com menos se tornou uma das pautas principais do mundo moderno. Neste contexto, a simples redução da mão-de-obra não necessariamente significa maior produtividade. Se esta não estiver aliada à melhor qualificação profissional desta mão-de-obra e, principalmente, à maior eficiência dos processos industriais, dificilmente será possível se obter a desejada mudança de patamar na produtividade industrial. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo a apresentação de um sistema de suporte às equipes de manutenção e operação, denominado SMDO (Sistema de Monitoramento e Diagnóstico Online), que atua diretamente no prognóstico e diagnóstico de falhas.

Jul 30, 2018

By Rafael Masulck Santos

Este trabalho tem o intuito de correlacionar as principais variáveis dos processos de Recozimento em Caixa e Laminação de Encruamento com as características magnéticas de aços Laminados a frio para fins elétricos de grãos não orientados destinados às aplicações “totalmente processadas” e “semi processados”. Foram utilizadas diferentes temperaturas e tempos de encharque, e posteriormente distintos passes de redução no processo de Encruamento. As microestruturas resultantes das variações dos parâmetros de processo foram analisadas e correlacionadas com as características magnéticas obtidas por ensaio Epstein.

Aug 17, 2017

By Felipe da Silva Siqueira, Aline Cristine Lemos Duarte, Weslley Luiz da Silva Assis, André Luiz Moraes Alves, Guilherme Dias da Fonseca, Paulo Rangel Rios, Daniel Gomes de Souza dos Santos

Com o aumento da complexidade dos materiais metálicos, duas ou mais fases produto podem nuclear simultaneamente durante uma transformação de fase. A nucleação de novos grãos pode ocorrer por saturação de sítios ou por taxa constante. Neste contexto, esse trabalho busca estudar a influência da transformação simultânea com nucleação por taxa constante de duas fases produto na cinética, na microestrutura e na distribuição do tamanho de grão em uma região tridimensional. A efeito de comparação, também foi realizado o estudo de reações em que uma fase nucleia por saturação de sítios e a outra fase, por taxa constante e ambas iniciam sua transformação no instante inicial, de forma simultânea. Os resultados obtidos computacionalmente foram comparados às equações analíticas, apresentando ótima concordância entre os modelos. Foi observado que parâmetros microestruturais como tamanho médio de grãos e morfologia das interfaces podem auxiliar o pesquisador a identificar o tipo de nucleação, seja por saturação de sítios, seja por taxa constante.

Nov 8, 2019

By Eleir Mundim Bortoleto

A finite element modeling approach was developed to study adhesion phenomena during the unidirectional contact between a two-dimensional plane-strain square and a flat slab. Surfaces were metallic or ceramic, different pairs of materials were analyzed and their adhesion was considered by means of a FORTRAN subroutine (DLOAD), which was connected with commercial finite element code Abaqus and provided surface attractive forces based on the Lennard-Jones interatomic potential. Adhesive loads were considered both during approximation and separation of the surfaces. During the separation step, material transfer between surfaces, due to adhesion, was modeled by means of damage initiation and propagation at the flat slab. The parameters considered in the simulations were normal load, chemical affinity and system size and the different conditions were analyzed by comparison of the interaction forces during approach and withdrawal. This work also presents detailed descriptions of: (i) the evolution of energy dissipation due to adhesion hysteresis, (ii) the formation-growth-breakage of adhesive junctions and (iii) the evolution of stress distribution during the process. Results have indicated that chemical affinity between the bodies in contact is more relevant for adhesion than the applied load. Besides, smaller asperities are less prone to promote adhesive wear, but they may be subjected to high stress concentration effects.

Jul 31, 2018

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 Rafael Duclou Rito

Com temperaturas altíssimas atingidas, os fornos são equipamentos responsáveis pelo aquecimento de materiais na produção de tubos sem costura. Assim, o investimento requerido de um forno em bom funcionamento é quase todo em combustível. Este trabalho foi desenvolvido objetivando a qualidade dos produtos e a otimização dos períodos em que o forno não produz. Durante os períodos citados, o forno é desligado ou mantido a uma temperatura menor que a de operação. Estudando a transferência de calor, principalmente no refratário, é possível analisar a melhor prática em situações improdutivas. Portanto, foi desenvolvido um simulador da temperatura dos refratários ao longo do tempo do forno em questão, sendo possível espelhar parâmetros reais para encontrar o controle de temperatura ótimo do forno, em que a temperatura da atmosfera interna é a principal entrada no programa. Termopares foram instalados ao longo das paredes refratárias para que o modelo fosse validado e aprimorado. Paralelamente, pontuou-se a relação dos materiais enfornados com as medições dos termopares, a fim de encontrar uma temperatura ideal de enfornamento. Os resultados foram positivos e permitem o uso de artifícios de refinamento dos resultados.

Oct 30, 2017

By Laurent Dorel, Sebastien Maillard, Afchine Nasserian, Jean-Paul Faure

Surface quality monitoring is primarily implemented in the last steps of steel manufacturing before shipment to the end user. However, an increasing trend for also addressing this topic in the upstream stages, such as hot rolling plant, is tackled by Primetals Technologies to give steel producers the key to a global optimized yield management, and efficient “lessons learned” processes. After the last developments of SIAS Next Gen platform, including High Resolution and Near Infra-Red, some site results will be exposed on the very specific high constraints lines such as ESP Endless Strip Production and Plate Mills, and highlights the related most interesting aspects for our customers.

Oct 1, 2019

By Matheus Sexto Alexandre Pereira

Controle e centralização de informações referentes ao processo industrial são imprescindíveis e considerando-se que na cadeia de suprimento o maior valor agregado costuma estar na produção, faz todo sentido investir em sistemas que possibilitem a otimização do fluxo, controle e qualidade do processo. O novo Sistema de Controle de Panelas (SIPAN) implantado na CSN permitiu monitorar em tempo real todo o ciclo operacional utilizando novas tecnologias de desenvolvimento de software web, além de melhorar o gerenciamento, comunicação com outros sistemas e rastreabilidade de todo o processo. O sistema implementado conseguiu melhorar a qualidade de informação para a equipe tornando mais rápida e assertiva a tomada de decisão.

Jul 30, 2018