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By Marcelo Rebellato, Leonardo Silvestre, Zhang Yongqing, Felipe Bastos, Zhang Weiqiang

This work reviews the new version of GB1499.2-2018 Chinese national standard and specification, which governs the production of high-strength reinforcing hot rolled ribbed bars in China. In addition, it discusses the main concerns from Chinese rebar makers that might affect production and application of Nb-bearing rebars, like reheating temperature required to dissolve given niobium additions, the promotion of bainite microstructure and continuous yielding, as well as Nb strengthening effects. Through extensive investigation involving both thermomechanical laboratory simulations and industrial trial, the existing state and effects of Niobium along the reheating, rolling and cooling are illustrated. At the end, optimum processing conditions have been established to produce high strength rebars for the specified requirements. The adoption of new process conditions reflected in an amount of about 20.0 million tons of Nb-bearing rebar being produced in China in 2018 with required tensile properties and microstructure, and helped rebar makers to reduce production costs considerably. Based on production data, Niobium demonstrated positive strengthening effect for high strength rebars, in particular for small diameter rebars with earthquake resistant performance. What is more, the results of the research enrich the knowledge of the application of Niobium in steels when TMCP rolling is not used.

Oct 1, 2019

By Pedro Cunha Alves

A cada ano a demanda por aços limpos aumenta, tornando o controle de inclusões cada vez mais importante. Durante o refino secundário de aços, ocorrem a eliminação de impurezas, ajuste da composição química e ajuste da temperatura do aço líquido. A remoção de inclusões não-metálicas geralmente ocorre nessa etapa, sendo realizada pela escória. Neste trabalho, foi definido um planejamento de experimentos para que numa segunda etapa, os conhecimentos obtidos possam ser comparados e transferidos para a prática industrial. Inicialmente, foi feita uma revisão da literatura sobre experimentos realizados em fornos de laboratório com amostras de aços e escórias focados na remoção de inclusões. Depois de analisados diferentes arranjos experimentais propostos, alguns trabalhos selecionados foram analisados com respeito às inclusões e às escórias presentes. Finalmente, no planejamento proposto, definiu-se que os experimentos serão realizados em forno resistivo com passagem de argônio. As amostras serão fundidas em cadinhos de MgO na temperatura de 1600ºC e, após 90 minutos nesta temperatura, as mesmas serão resfriadas em água. Alguns parâmetros que poderão ser estudados são a população de inclusões, viscosidade efetiva da escória, teor de oxigênio total e composição de inclusões ao longo do tempo.

Oct 30, 2017

By Thiago Guimarães Teixeira

Produtos químicos são os ingredientes essenciais para os processos de tratamento de águas e efluentes. A GDU consome mais de 30 produtos químicos diferentes utilizados em suas 17 estações de tratamento de água e efluentes distribuídas em toda a Usina Presidente Vargas (UPV). A gestão dos estoques dos produtos químicos, acompanhada do consumo padrão de cada um, contribuem para a garantia da qualidade da água tratada e no custo de tratamento de cada ETE. Por outro lado, a falta ou a deficiência de um sistema de gerenciamento acarreta em descontroles dos parâmetros de qualidade da água e aumenta custos por imprevisibilidades no processo, podendo inclusive causar danos aos processos clientes. O grupo em conjunto implantou um sistema de gerenciamento visual dos estoques de produtos químicos em cada área de sua responsabilidade, pois foi evidenciado muitas ocorrências de descontrole da qualidade da água devido à falta de produtos químicos na área, e como consequência, elevados pedidos de produtos químicos em emergência. A principal ação tomada para a implantação desse sistema de gerenciamento de produtos químicos foi estabelecer, por meio de gráficos de controle, um sistema de gerenciamento visual, permitindo conhecer, acompanhar e prever o consumo e data de novos pedidos. Dentre os benefícios da implantação deste trabalho, podemos citar: a) Efetivação dos pedidos de produtos químicos com antecedência; b) Entregas programadas na data de necessidade, com estabelecimento de nível de estoque de segurança de produto nas áreas; c) Redução do número de solicitações de produtos químicos em emergências; d) Envolvimento dos operadores nos consumos e controles de estoques de produtos químicos, através do sistema de gerenciamento; e) Parâmetros de qualidade da água estabilizados; f) Redução do risco de interferência nos clientes por má qualidade da água; g) Redução de desperdícios; h) Custos evitados com transportes e multas ambientais.

Aug 17, 2017

By Konrad Krimpelstätter

The need for more effective and flexible roll-gap lubrication technologies in hot and cold rolling mills is steadily increasing due to ever-greater requirements placed on the rolling process and the final products. In particular, the rolling of high-strength steels poses enormous demands for both the rolling mill and the coolant/lubricant to be used. The presented paper focuses on two innovative technologies for highly efficient roll-gap lubrication for hot and cold rolling, which were developed utilizing extensive knowledge and expertise about the tribological interactions in the roll-gap. The advanced work-roll lubrication package (A-WRL) for hot rolling and ESP mills is using specially designed mixer-nozzle units to mix the water/oil emulsion very close to the nozzles to minimize the risk for contamination and clogging. The nozzles are quickly exchangeable and are optimized to ensure uniform lubricant distribution, high plateout efficiency and minimum oil consumption. This eco-friendly solution does not require any chemical additives or cleaning agents and significantly reduces electrical energy consumption and work-roll wear. The roll cooling system on mill entry and exit side remains switched-on, which is of vital importance especially for highperformance hot strip mills. Minimum Quantity Lubrication MQL® represents a new generation of roll-gap lubrication technologies for cold rolling, which applies minimum amounts of pure rolling oil finely atomized with pressurized air directly onto the work roll surface. This allows controlling the oil film thickness depending on actual process and product parameters, providing increased lubrication flexibility, significant improvement of strip surface cleanliness through reduction of strip wear. MQL® was successfully installed and tested on two industrial tandem cold rolling mills in Europe. Advanced WRL and MQL® represent Primetals’ latest technologies that feature a robust and reliable system comprising standardized interfaces and flexible communication options. Both packages can easily be integrated into existing or new hot strip mills, ESP lines or cold mills.

Aug 17, 2017

By Stefan Wahlund, Tom Adams, Mats Söder, Zhi Zhang

By applying high-end rolls with utmost performance and superior surface quality, hot strip mills can be further optimized. Operations in the mill have been also waiting for improved roll solutions that can minimize required roll changes which impact production efficiency. Limitations are usually due to the low performance and surface degradation of the rolls in the late finishing stands (F5 – F7). VICTURATM is the most recent developed grade for rolls utilized in the late finishing stand at Union Electric Åkers (UEÅ). These rolls have been tested and applied in mills all over the world. A significant improvement over the enhanced ICDP rolls has been observed. Hot strip mills are realizing improved operating efficiency and Total Cost of Ownership (TCO) through the transition of their entire roll inventories to these break-through products.

Oct 1, 2019

By Enir da Silva Fonseca

Este trabalho tem como objetivo principal analisar os dados obtidos através dos ensaios a flexão em 40 corpos de provas cerâmicos preparados de acordo com a NBR 13818:1997 e aplicar uma probabilidade estatística para cálculo da resistência à fratura. O modulo de resistência à flexão para a ruptura de cada corpo de prova foi calculado de acordo com a fórmula apresentada no anexo C da norma citada, e aplicada posteriormente no lote à estatística para distribuição de Weibull. Os resultados obtidos não apresentaram uma variação significativa na resistência mecânica à flexão para os corpos de provas sem umidade em relação aos submetidos à imersão em água.

Aug 16, 2017

By Jheison Lopes dos Santos

Sistemas de blindagens multicamada têm sido estudadas pela sua ótima capacidade de proteção, devido à combinação de diferentes materiais que constituem seus componentes. A primeira camada é constituída por um componente cerâmico, cujo objetivo principal é fragmentar o projétil, dissipando grande parte de sua energia. A camada intermediária compreende tecido de aramida ou matriz polimérica com fibras naturais, que também dissipa energia tanto do projétil quanto do cerâmico e opera retendo os fragmentos cerâmicos. Neste trabalho, pela primeira vez, o sistema cerâmico Al2O3-Nb2O5-LiF tem seu comportamento dinâmico avaliado balisticamente. Este composto cerâmico foi submetido a impactos balísticos de projéteis 7,62 mm, para testar este cerâmico do primeiro componente de um sistema de blindagens multicamadas. Os resultados obtidos mostraram que a adição de LiF ao composto cerâmico Al2O3-4%p. Nb2O5, sinterizado a 1.300 ºC, obteve desempenho comparável ao obtido por Al2O3-4%p. Nb2O5 sem LiF, sinterizado a 1.400 ºC. Os resultados revelaram que, ao serem submetidos a esses impactos balísticos, apresentaram valores comparáveis aos esperados de pressão e de velocidade de partícula na interface de impacto projétil-cerâmico. Dessa forma, a adição de fluoreto de lítio ao composto cerâmico alumina-nióbia possibilitou a redução em 100 ºC na temperatura de sinterização, sem comprometer o desempenho balístico e exibindo parâmetros de choque comparáveis, e redução de custo.

Oct 30, 2017

By Steven George Jansto

The hot ductility behavior of different microalloyed steel chemical compositions was examined simulating the thermal and strain conditions through the straightening or unbending section of the continuous casting machine. All samples were obtained from industrial slab casters ranging from 200 to 300 mm in slab thickness from steel mills throughout the world including China, Brazil, North America and Europe. The slabs were crack-free and hot rolled into prime quality products. No laboratory heats were tested. Although these microalloyed steels exhibit inherently lower hot ductility behavior, as measured by percent reduction in area at elevated temperature, these steels still exhibit sufficient ductility to satisfactorily meet the unbending stress and strain gradients existing in the straightening section of most casters. The majority of the published hot ductility data, as measured by % reduction in area (%RA), were based on laboratory heats and hence, are inaccurate in accessing the propensity for slab cracking on an industrial caster. This situation then results in invalid conclusions for different chemistries. This research has determined the minimum required %RA for crack-free casting is significantly lower than results based upon previously published laboratory generated data. For example, the literature quotes 40% RA minimum for Nb-bearing steels when in fact as low as 10% minimum RA is more than sufficient to assure crack-free casting based upon the extensive testing and analysis performed in this study. Instead of %RA, the measurement of strain energy has been introduced to evaluate hot ductility behavior. It is concluded that strain energy is a better measure of hot ductility behaviour than %RA. There is considerable value in the evaluation of the hot stress and strain curves, process metallurgy parameters and their relationship to slab quality instead of just basing hot ductility decisions on simple %RA measurements.

Aug 16, 2017

By Pedro Sampaio Cotta

O mercado de Siderurgia no Brasil vive um momento de pressão causado pelas quedas dos preços internacionais e agravado por fatores internos como a redução no consumo, aumento do custo de energia e tributação elevada. Tendo em vista que, ao menos no curto prazo, não há perspectiva de melhoria, as indústrias do setor se mobilizam para adequar a esta nova realidade. A sobrevivência em um cenário de alta competitividade é garantida reduzindo custos de produção e manutenção e buscando aumentar a produtividade sem, entretanto, expandir a capacidade produtiva. Para atingir estes objetivos as indústrias focam em pequenas melhorias operacionais, com investimentos em pequenas modernizações e otimizações de processos existentes, em detrimento de grandes investimentos em expansões. Neste contexto observa-se um aumento na relevância do software de automação, que surge como alternativa para realização de melhorias, pois possuem custo relativamente baixo em comparação com reformas a nível mecânico e podem proporcionar ganhos importantes de eficiência e qualidade. Este artigo apresenta um estudo da utilização de metodologias ágeis de desenvolvimento de software para realização de melhoria contínua em processos industriais. Como exemplo de aplicação é apresentado o trabalho de otimização do software de automação de um laminador de alumínio com foco no aumento de sua taxa de utilização. A meta foi buscar um ganho de produtividade garantindo os mesmos padrões de segurança originais dos equipamentos e com impacto mínimo nas atividades produtivas.

Aug 17, 2017

By Eduardo Reis de Oliveira

As ligas fundidas de Alumínio são uma excelente opção para substituir os materiais convencionais devido às suas excelentes propriedades mecânicas. Assim, o uso destas ligas nas indústrias aeroespacial e automobilística estão em uso crescente. As propriedades mecânicas finais das peças são muito dependentes da macro e microestrutura, que são resultantes do processo de solidificação. Portanto, o controle dos processos de solidificação de ligas permite maximizar as propriedades mecânicas de um componente mecânico. Os parâmetros de processo que podem interferir na estrutura final de uma liga são amplos. Tem-se como exemplo: composição da liga, taxa de resfriamento, modo de extração de calor, condições de fusão e tratamento do metal líquido e temperaturas envolvidas durante a fundição. O objetivo deste trabalho foi estudar uma liga binária de Al-Mg usando a técnica solidificação unidirecional. As macroestruturas e microestruturas obtidas foram correlacionadas com parâmetros térmicos tais como: velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (?). E os espaçamentos dendrítico secundários (?2) com a microdureza HV. A composição da liga analisada foi Al-Mg com 3% de Mg e com patamares de superaquecimento (?TV) variando em 20, 40 e 60ºC.

Oct 30, 2017

By Carlos Guimaraes, Jefferson Klug, Raquel Verona, Pablo Leão, Miguel Arcanjo Almeida, Carlos André Ruy Carneiro, Marcos Daniel Gouveia

O cenário de perda de produção devido a quebras de sequência por obstrução em aços acalmados ao alumínio com tratamento com cálcio apresentava-se crítico para a Aciaria. Foram realizados ajustes técnicos nos processos de refino primário e secundário através da implementação de ações para redução do consumo de alumínio, ajuste da composição química da escória de panela e ajuste do procedimento de adição de cálcio. A mensuração dos indicadores que suportaram o resultado final foi através de gráficos ternários de escória, contagem de inclusões, analise de oxigênio total, analise da distribuição química de inclusões via MEV/EDS, janela de lingotabilidade e alumínio dissolvido. O desenvolvimento do projeto alcançou uma consistente redução do índice de obstruções aliados ao aumento da limpidez e qualidade dos

Oct 1, 2019

By Thiago Pinto Silva

Este estudo teve como objetivo investigar o efeito da substituição da dolomita por magnesita como fonte de MgO no processo de sinterização. Em testes realizados em escala piloto, observou-se que a utilização de magnesita eleva a resistência mecânica do sínter. A diferença de resistência foi decorrente da formação de uma solução sólida entre magnésio e ferro durante a sinterização. No caso da dolomita, que é fonte tanto de cálcio quanto de magnésio, a solução sólida Mg-Fe promove o encapsulamento do cálcio no seu interior, o que dificulta a formação das fases mineralógicas que promovem o endurecimento do sínter. Assim, a participação do cálcio na formação das fases ligantes é inibida, limitando a resistência mecânica obtida. A magnesita, por sua vez, não apresenta cálcio em sua constituição, sendo esse elemento adicionado via calcário. Dessa forma, o efeito do encapsulamento do cálcio não ocorre, havendo grande disponibilidade desse elemento para a formação de fases ligantes, permitindo a obtenção de níveis mais elevados de resistência mecânica do sínter. Portanto, a substituição da dolomita pela magnesita mostrou-se viável, desde que a granulometria seja similar à da dolomita, com grande potencial de melhora produtiva da sinterização industrial.

Oct 30, 2017

By Anna Carolina Cerqueira Neves

Atualmente, materiais alternativos têm sido pesquisados, sendo os compósitos dematriz poliméricas reforçados com fibras naturais um desses tipos de materiais. Ofato que torna as fibras naturais uma ótima opção são suas vantagens ambientais eseu relativo baixo custo. No caso do eu eucalipto, este também possui um altocultivo no Brasil. Além disso, as fibras naturais apresentam características deinterface com a matriz polimérica que favorecem as propriedades mecânicas pelaestrutura do compósito. Esse presente trabalho analisa as propriedades de tração docompósito de matriz poliéster reforçado com a incorporação de fibras de eucaliptoem 10,20 e 30% em fração volumétrica, que foram preparados alinhando as fibrasnas matrizes e curadas por 24 horas em temperatura ambiente, por volta de 25ºC.Os corpos de prova foram testados numa máquina Instron e os resultadosmostraram um aumento na resistência à tração conforme o aumento do volume defibras incorporadas.

Aug 17, 2017

By Fabiana da Silva Santos

O presente estudo fez uso de uma liga de NiTi, rica em Ni, elaborada em um forno de fusão por indução a vácuo - VIM e posteriormente refundida em fornos de arco elétrico com eletrodo não consumível de tungstênio – VAR. Com base nos resultados de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) / Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), foi possível observar a heterogeneidade composicional/ típica de fundido por processo convencionais, as inclusões de TiC e Ti4Ni2O provenientes da fusão no forno VIM, e o refinamento microestrutural e manutenção da sua composição original com uso de cadinho de cobre e câmara/atmosfera dos fornos VAR.

Oct 30, 2017

By Mónica P. Arenas

Aços austeníticos resistentes ao calor apresentam propriedades mecânicas que permitem seu uso em altas temperaturas e pressão, sendo frequentemente utilizados em fornos de reforma e pirolise. Devido às severas condições de operação danos de carburização podem ser induzidos. No presente trabalho foram analisados corpos de prova provenientes de fornos de reforma que apresentaram baixos níveis carburização. Com a finalidade de desenvolver uma metodologia que permita detectar e separar diferentes níveis de carburização, foi projetado, simulado e construído um sensor magnético constituído por um yoke e um sensor Hall. De acordo aos resultados obtidos, concluiu-se que o sensor permitiu determinar confiavelmente o nível de carburização em ligas austeníticas que estiveram expostas a diferentes temperaturas de operação.

Oct 30, 2017

By Uwe König

Traditionally quality control of iron ore sinter, its raw materials and raw mixtures has relied on time-consuming wet chemistry. The mineralogical composition that defines the properties is often not monitored. XRD analysis in combination with Rietveld quantification and statistical data evaluation using Partial Least-Square Regression (PLSR) has been successfully established to determine the mineralogical composition and process parameters such as the FeO (Fe2+) content and basicity of iron sinter within an analysis time of less than 8 minutes per sample. Both methods take the full XRD pattern into account and can be simultaneously applied on the same measurement. In addition the Rietveld method was used to quantify the phase content of raw mixtures to monitor the composition of blending beds.

Aug 16, 2017

By Jéssica Dornelas Silva

Diferentes mecanismos podem atuar e governar a deformação plástica de uma liga metálica. Estes mecanismos são fortemente dependentes de características como composição química, estrutura cristalina e energia de falha de empilhamento. Com o objetivo de se avaliar o comportamento do aço inoxidável duplex UNS S32304 quando submetido a esforços trativos e considerando a importância desta informação durante a conformação mecânica, este trabalho estudou a influência da taxa de deformação sobre as principais propriedades mecânicas medidas no ensaio de tração. Para a realização deste estudo, corpos de prova de tração foram usinados a partir de chapas do referido aço laminado a frio com espessura final de 2,5mm. Cada conjunto de 3 corpos de prova foi submetido às taxas de deformação de 7x10-4 s-1, 7x10-3 s-1 e 4x10-2 s-1. Por meio da análise dos resultados, observou-se uma diminuição na ductilidade e um aumento no limite de escoamento com o aumento da taxa de deformação. Entretanto, o limite de resistência não variou de forma significativa nas diferentes taxas estudadas.

Aug 17, 2017

By Raimison Bezerra de Assis

Ferritas são compostos cerâmicos que apresentam propriedades magnéticas, sendo estas dependentes da sua estrutura cristalina. Dentre as ferritas, a do tipo Ni-Zn é uma das mais promissoras, em virtude da microestrutura e das propriedades magnéticas deste material. Este trabalho teve como objetivo analisar a microestrutura e propriedades magnéticas da ferrita Ni-Zn dopada com íons (TR) Sm3+. A ferrita Ni-Zn-Sm foi obtida pelo método dos precursores poliméricos, a partir da dissolução do ácido cítrico, nitrato de ferro, nitrato de níquel, nitrato de zinco, nitrato de samário e etilenoglicol. A resina obtida foi pirolisada a 350°C/2h com taxa de aquecimento de 10°C/min. e calcinada a 650°C/3h com taxa de aquecimento de 10°C/min. O material resultante foi caracterizado por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e magnetometria de amostra vibrante (VSM). Os resultados mostraram a formação de fase única da ferrita Ni-Zn-Sm, com partículas aglomeradas e características magnéticas de material macio "soft", com baixa coercividade (0,189 kOe) e magnetização de saturação (47,699 emu/g).

Aug 8, 2018

By Rayane Sonda Cassel Bielefeldt

As TRC (tensões residuais compressivas) induzidas por shot-peening (SP) podem ser relaxadas e redistribuídas sob cargas cíclicas mecânicas, térmicas e termomecânicas. O objetivo desta pesquisa é avaliar a redução da TRC por SP através da difração de raios-X fast in-situ (DRXin-situ) na superfície do aço SAE 4140 durante tempo (t) de patamar de t [s] = 54000 em três diferentes temperaturas (T) de T [K] = 423,16; 523,16 e 623,16. É investigada a relaxação de TRC por cargas térmicas, mantendo as amostras, previamente tratadas por SP, em um forno com diferentes temperaturas de patamar, enquanto são medidos os valores de TR ao longo do t. Foi construída uma câmara de vácuo acoplada a um difratômetro de raios-X. Obteve-se 100 % cobertura por SP, as TRC aliviaram com o aumento da temperatura de patamar e o tempo. A maior variação de TRC ocorreu nos primeiros minutos de ensaio, no restante do tempo a TR permaneceu constante. A macrodureza superficial e FWHM das amostras diminuíram com o aumento da temperatura de patamar ao longo do tempo. A macrodureza superficial das amostras e FWHM são maiores após o tratamento de SP, antes do aquecimento. O FWHM reduziu ao longo do tempo com mesmo comportamento da queda da TRC, correspondente e proporcional à redução da TRC. A energia de ativação do processo, calculado pela função Zener-Wert-Avrami não foi coerente com a autodifusão do Fe-a. Logo, é recomendada a repetição para verificar o resultado. Com base nos dados obtidos, se pode concluir que esta pesquisa possui relevância industrial.

Oct 30, 2017

By Luiz Alberto Pereira Campbell

No processo de laminação a quente um dos fatores que afetam sua produtividade são os arrebentamentos de tira que ocorre no trem acabador, provocando paradas de longa duração, desvios de material e exposição do homem ao risco de acidentes. Dentro das causas responsáveis pelo arrebentamento de tira está o lascamento de cilindros de trabalho que é causado por trinca geradas na superfície do cilindro durante o processo de laminação. O objetivo deste trabalho é identificar as possíveis causas dos lascamentos de cilindros de trabalho, propondo ações para reduzir as ocorrências utilizando o método solução de problemas. Após análise dos dados foi identificado que as ocorrências de falhas superficiais tinham forte correlação com as tensões de contato entre os cilindros de trabalho e o cilindro de encosto, foi realizado então um estudo com objetivo de verificar se as tensões de contato entre os dois cilindros poderiam estar relacionadas com os lascamentos. O método do estudo consistiu em simular diferentes perfis no cilindro de encosto (cilindro flat e com coroamento positivo) e diferentes caimentos (comprimento e altura) para obter os menores carregamentos possível. A condição de perfil e caimento com o menor carregamento foi testada no laminador para verificar na prática se houve a redução dos lascamentos. Os perfis e os caimentos testado permitiram uma redução significativa de ocorrência de lascamento de cilindros. A metodologia empregada para analise mostrou-se eficaz, podendo ser aplicada em outros laminadores para identificação de causas de falhas.

Aug 17, 2017