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By Geovane Viturino da Silva, Jeziel de Melo Canedo, André Wulff Hirano, Maxwell Pereira Cangani, Luiz Henrique Curado Ribeiro

With the deterioration of the quality of the iron ore, the new conditions of quality of the raw materials (mainly sinter feed) were adapted to their processes, resulting in the need for changes in the chemical quality of the sinter for blast furnaces in the Ternium Brazil, without changing the parameters of chemical, physical and metallurgical quality. Due to the change in this scenario, there was a great impact on the quality of the fine iron ore this year in 2019, due to which the work ranges of sinter MgO and B2 were currently modified to minimize these impacts in the blast furnaces of Ternium Brazil. This work aims to minimize the effects of the sinter worsening, with the reduction of the sinter MgO and B2 bands, with an increase of 2% in the mixture yield and FeT elevation in the range of 1.6% in the sinter product.

Oct 1, 2019

By Thomas Germershausen

Worldwide BOF-based steel plants are faced with demanding environmental requests and rising energy costs. For cleaning of primary gases from the BOF the scrubbing technology is worldwide adapted. For wet-scrubbers there is a direct relation between pressure loss and achievable clean gas dust content. Subsequently main energy consumers within Gas Cleaning Plants are the driving fans. To evaluate actual performance and to identify optimization measures extensive field measurements at existing Gas Cleaning Plants were performed. The operational results from various BOF plants worldwide will be presented and benchmarked. As a conclusion, advanced control strategies for reduced energy consumption and lower environmental impact were developed and implemented.

Jul 30, 2018

By Getúlio da Silva Abreu

O objetivo geral foi produzir e caracterizar a microestrutura de um compósito abrasivo nanoestruturado no sistema D-Si, via sinterização cíclica de alta pressão e alta temperatura (HPHT). A sinterização cíclica em alta pressão e alta temperatura de compósitos foi feita a partir de uma mistura de 70% diamante e 30% de Si como ligante, o qual foi moído por moagem de alta energia sendo então partícula nanométricaso. A sinterização foi realizada por 1 a 4 ciclos de pressão (P) de 7GPa- 4GPa e temperatura (T) 1600°C-300°C, para um tempo (t) de 1min. As análises de difrações de raios X mostraram a ocorrência, além do diamante, de SiC, FeSi e grafite. As análises de MEV e EDS mostraram uma distribuição uniforme dos cristais de diamante na matriz de SiC. A análise da região de fratura das amostras mostrou que todos os cristais de diamante foram abrangidos pelo ligante, ou seja, a liga formada a partir da interação de carbono e de silício. Finalmente, conclui-se que esta pesquisa aprimorou a técnica de produção de MCDs para uso futuro em bits de brocas de perfuração de poços de petróleo.

Aug 16, 2017

By Jean-Paul Simoes

The development of the blast furnace over the last years lead to a substantial increase in production capacity and productivity. This development triggered an evolution of the cooling systems in order to cope with the raising heat loads. The excellent protection of the shell by copper staves allowed blast furnace operators to achieve campaign lifetimes of more than 20 years. However in recent years some blast furnaces have experienced severe wear of the copper staves due to abrasion. The influences of the blast furnace design as well as of the operation conditions on this premature wear have been analysed and the mechanisms leading to the wear will be explained. New developments in the copper stave technology are part of the solution for avoiding premature wear during periods with less favourable conditions. The protection mechanisms made available by the new design extend the inherent protection mechanisms of copper staves to these periods. BFXpert® system is the ideal tool for the monitoring of the process data, the process models and the recommendations given by Sachem® support the operator in choosing efficient operation points. The charging with a Bell Less Top® (BLT) allows an accurate controlling of the blast furnace with regard to the optimization of the gas distribution. High performance operation together with long campaign lifetimes are thus made possible.

Aug 1, 2018

By Dyego Monteiro de Souza

This study compares the wear resistance of specimens lubricated with biofluids or mineral oil. Tribological studies were performed by ball-cratering test. In these tests were used as lubricants epoxidized soybean oil, castor oil and mineral oil. The specimens used were untreated and nitrided AISI 4140, while a steel ball AISI 52100 was used as a counterbody. In order to analyze the results obtained, the worn volume was calculated and the characterization of the crater, after the test, was made using optical microscopy and SEM. Wettability was also measured for the different surface condition and lubricants. As expected both specimens showed a smaller volume worn when lubricated with mineral oil due to inherent properties of this type of lubricant. Among the vegetable oils studied, the castor oil showed a better performance in the lubrication of the specimens untreated while on the nitrided specimen have shown less wear when lubricated with epoxidized soybean oil, indicating a difference in the efficiency of oils, as lubricants, depending on the surface conditions of the mechanical components.

Jul 31, 2018

By Flávio Beneduce Neto

As trincas a quente ou de solidificação em peças micro-fundidas em superligas a base de níquel podem ser um item importante no índice de perdas em componentes específicos. O aparecimento desse defeito está ligado fundamentalmente à quantidade de líquido interdentrítico nos últimos estágios da solidificação e, principalmente, ligado à composição química desse líquido. Há duas ligas amplamente utilizadas na produção de rotores para turbo-compressores ou turbinas para a geração de energia: o Inconel 713C e o Inconel 713LC. A diferença entre estas duas ligas é essencialmente o teor de carbono. Curiosamente, a liga LC tem uma maior tendência ao aparecimento de trincas de solidificação. O presente trabalho procura identificar as diferenças de comportamento na solidificação dessas duas ligas através da termodinâmica computacional e ligar essas diferenças no aparecimento das trincas. Os resultados indicaram que os teores de Zr e Nb do líquido remanescente da solidificação são muito superiores na liga LC causados pelo atraso na precipitação dos carbonetos tipo MC nessa região que deve ser a fase que aumenta a resistência mecânica da área. O correto balanceamento da composição química da liga em relação aos elementos citados permitiu que o índice de perdas por trincas de solidificação caísse para níveis próximos a zero.

Aug 8, 2018

By DIEGO RAFAEL MONTEIRO DINIZ

Os processos de recebimento, armazenamento e distribuição de combustíveis em grandes empresas mineradoras necessitam de um controle robusto e eficaz de todas as operações, uma vez que representam elevado custo por tonelada de minério produzida e expedida. Para tanto, a automatização dos processos que envolvem combustíveis é necessária, capaz de promover redução de custos, aumento de produtividade, confiabilidade e precisão nos dados e melhorias nas condições de trabalho na gestão e operação em combustíveis. Foi aplicada uma análise descritiva de um estudo de caso de um projeto de automação para esta finalidade implantado na empresa VALE S/A. Foi feita uma avaliação sistemática dos recursos, equipamentos e tecnologias necessárias a completa automação e integração dos processos que envolvem combustíveis e os ganhos alcançados após a implantação.

Oct 30, 2017

By Anivaldo Chevane, Leonardo Xerinda, Rogério Sendela, Andre Vilanculos

Moatize Coal Mine is located in Tete Province, in centre of Mozambique. The deposit contains Gondwana allochthonous coals, and has a large amount of mudstone and siltstone banding. Phosphorus levels in the coal can be high which impacts the use of the coals in steel making where phosphorus is considered a contaminant. The Chipanga seam in the Moatize deposit shows considerable variability, vertically within the seam and laterally across the deposit. The data available from the exploration work indicates that the phosphorus is predominantly present as Apatite but the Crandallite minerals also are significant. The concentration of phosphorus varies with coal particle density with the highest phosphorus levels found for the mid density coal which also shows the highest likely levels of apatite or fluorapatite. Crandallite minerals show higher potential concentrations in the Lower density coal..

Oct 3, 2019

By Marco Antonio Meggiolaro

Notches are preferential sites for fatigue and for environmentally assisted cracking (EAC) initiation. Semi-empirical notch sensitivity factors have been used for a long time to quantify notch effects on fatigue design. Recently, this concept has been mechanically modeled using techniques which properly consider the notch tip stress gradient influence on the fatigue behavior of mechanically short cracks. This model properly calculates such values from the basic fatigue resistances of the material, its fatigue limit and crack growth threshold, considering the characteristics of the notch geometry and of the loading, without the need for any adjustable parameter. Such criteria to estimate notch sensitivity and tolerable short cracks on fatigue have been extended to EAC conditions and verified by proper tests. In its simplest version, the criterion for the maximum tolerable stress under EAC conditions uses the resistances to crack initiation and to large crack propagation and the characteristic short crack size under EAC, considering the crack size and stress intensity factor. Moreover, the tolerance to short cracks under fatigue and under EAC conditions can be unified in an extended Kitagawa-Takahashi diagram, a new and potentially very useful tool for material selection tasks.

Aug 8, 2018

By Foluke Salgado de Assis

O presente trabalho tem como objetivo analisar as propriedades em blocos de cerâmica vermelha. O diferencial e originalidade em relação ao que já existe em termos científicos são as evidencias de que gradientes de umidade são mais significativos em secagem rápida o que provoca a presença de tensões residuais, como também em termos da porosidade em temperaturas de queima diferentes e conformação sob condições de presença e ausência de vácuo na produção dos blocos. Nestes casos, danos estruturais como trincas, deformações e fraturas podem surgir no produto final ou durante o carregamento de serviço devido à diminuição dos valores de resistência mecânica. Os resultados evidenciam que corpos de prova submetidos à secagem rápida em comparação a secagem lenta, bem como a diminuição da temperatura de queima e ausência de vácuo durante o processo produtivo, decrescem a propriedade mecânica citada..

Oct 30, 2017

By Priscilla Messias Pereira, Wellington Bonelar dos Santos, Alex Dalapicola Veronez, Maurício do Santos Rocha Junior, Leandro Resinentti Zanon

The pelletizing process allows inputs to be added to the mixture resulting in better control of the physical, chemical and metallurgical characteristics desired by the pellet. Anthracite is incorporated as input of the pellets as an alternative form of fuel, making the burning more homogeneous, "from the inside out", benefiting the physical resistance of the burned pellets and aiming to reduce the cost of natural gas during the stage of hardening. However, the amount of anthracite should not exceed an optimum value, which may cause an adverse effect on the physical quality of the pellets. Hence, it is very important an accurate control of the coal dosage. Based on that, the present study presents the implementation of a control using advanced control system that applies, using linear regression of historical data, the optimum relationship between anthracite and ore (respecting the physical quality of the pellets during processing in pelletizing furnaces). After the implementation of this control, it was possible to adjust the anthracite dosage automatically, measured in percentage of fixed carbon in the mixture, when the process is able, thus reducing the specific consumption of natural gas.

Oct 1, 2019

By Bruce V. Kiefer

A modernization project was undertaken by Kroman Celik Sanayii A.S. in order to improve their product quality, consistency and shape of the coil package, reduce maintenance and delays in rod mill, thereby increasing utilization and productivity. The project involved installation of a new Morgan Intelligent Pinch Roll and High Speed Laying Head, modifications to the existing controlled cooling conveyor, plus replacing the coil reforming station. The new pinch roll and laying head were to provide better control of the ring formation and consistency of the coil on the conveyor, while reducing delays on the conveyor. Changes to the controlled cooling conveyor included installation of new nozzle decks and Optimesh air distribution system along with re-arrangement of existing fans in order to improve both cooling rates and uniformity of cooling. This paper explains details and features of the newly-installed equipment technology. Resulting product and process improvements are presented, including increased tensile strength and uniformity, reduction in delays on the conveyor and reform tub, plus improvements in coil quality.

Oct 30, 2017

By Jorge Madias

Neste trabalho se leva a cabo uma revisão da literatura sobre defeitos em beam blanks. O foco é no mecanismo de formação e as soluções propostas para diminuir sua ocorrência. Os defeitos superficiais incluidos são as trincas longitudinais e transversais, bleeding, pinholes e escória. Os defeitos internos levados em conta são os blowholes, as trincas centrais e as trincas nas pontas das abas. A revisão incluie as técnicas utilizadas para pesquisar os defeitos: caracterização metalográfica, CFD, modelagem termodinâmica e termomecânica, etc. As medidas adotadas estãorelacionadas a mudanças no sistema de lingotamento (por exemplo o design da vâlvula submersa), design do molde, mudanças e regulação do resfriamento secundário, suporte dos veios.

Oct 30, 2017

By Juciane Maria Alves

O aço inoxidável austenítico metaestável 304L, aço TRIP, é suscetível à transformação de fase austenita-martensita (??a’) induzida por plasticidade, a intensidade desta transformação é influenciada pela temperatura. Devido a isto, o objetivo deste trabalho foi induzir a transformação (??a’) através da laminação à temperatura criogênica, mais próxima da temperatura Mi do material. Para avaliação da transformação de fase utilizou-se a técnica de difração de raios-X e os resultados mostraram a obtenção de amostras 100% martensíticas. Devido à suscetibilidade deste material sofrer transformação (??a’) por deformação plástica avaliou-se a influência da preparação metalográfica (via polimento mecânico, químico e eletrolítico) sobre às análises quantitativas. O polimento eletrolítico se mostrou a forma mais promissora às análises quantitativas, pois permitiu a quantificação de pequena fração volumétrica de austenita retida.

Oct 30, 2017

By Estevesson Ferreira Miqueletti

Neste trabalho, tiras de cobre foram laminadas para se obter tubos aletados. As variáveis importantes ao sucesso do projeto foram: a) a temperatura de tratamento térmico e b) a largura da tira. Tiras largas resultaram em pouca união, levando a escolha de tiras menos largas. Temperaturas altas também resultaram em baixa união. A melhor condição foi tiras de 100 mm de largura e 500°C de tratamento térmico.

Aug 16, 2017

By Gilson Teixeira Cornélio

O presente trabalho tem como objetivo aumentar o desempenho dos cilindros de trabalho utilizados para laminação de tiras a frio. A motivação deste é a busca por competitividade do processo de laminação por meio da redução de seus custos e que neste caso será focado no consumo de cilindros, ferramenta que afeta diretamente no custo final do produto laminado. Para atender a esse objetivo foram conduzidas três atividades no laminador de tiras a frio da CSN, dedicado a produção de material para indústria automobilística, as quais foram: i) investigação detalhada do comportamento do cilindro durante sua aplicação o que consiste em identificar as principais causas de consumo dos cilindros que prejudicam seu desempenho. ii) desenvolver o processo de fabricação dos cilindros Villares Rolls para que possam oferecer as propriedades mecânicas adequadas para as causas de consumo. iii) fabricar cilindros para teste e avaliar seu desempenho no laminador, investigando-os para identificar pontos de melhoria. Os resultados indicam que as mudanças propostas e realizadas nos cilindros atendem às solicitações durante sua utilização no laminador uma vez que seu desempenho tem sido 22% superior quando comparado àquelas praticadas atualmente.

Jul 30, 2018

By Edilson Alves Maranhão, Willi Anton Buehler, Andrea Pezza

O processo de vácuo é a solução típica aplicada quando é hora de atualizar o nível de qualidade do aço de uma aciaria existente. A instalação do novo Tanque de Desgaseificação à Vácuo (VD) de 135t no Canadá e do novo RH de 150t na planta integrada no México para a produção de tubos de alta qualidade na América do Norte é um exemplo típico disso. A nova instalação inclui o mais recente conceito de design para este tipo de equipamento: operações totalmente automatizadas e menor impacto ambiental são os principais aspectos do projeto. A solução de bomba mecânica a seco continua sendo a melhor abordagem de investimento e custo operacional para a tecnologia de vácuo. Os principais aspectos do design da planta são descritos neste documento. O desgaseificador a vácuo VD é responsável pela melhoria das performances metalúrgicas, especialmente em termos de nitrogênio, remoção de hidrogênio e nível de pureza do aço. O processo a jusante e os resultados estão estritamente ligados aos desempenhos do desgaseificador a vácuo. O monitoramento de processos através da linha completa é uma prática padrão para obter uma melhoria efetiva da qualidade do produto. Os desempenhos metalúrgicos do desgaseificador a vácuo VD são analisados e comentados neste trabalho.

Oct 1, 2019

By Guilherme Vitor de Araujo, Igor Cuzzuol dos Santos, Loyslene Rabelo Fernandes, Gustavo Henrique Sousa, Athos Fernandes Araujo

O desenvolvimento de nanopartículas magnéticas vem recebendo bastante atenção de pesquisadores devido a sua potencial aplicação em diferentes campos tecnológicos, principalmente em microeletrônica e medicina. A magnetita nanoparticulada é particularmente atraente para estas finalidades, pois apresenta comportamento superparamagnético, biocompatibilidade e resistencia à oxidação. Neste estudo foi avaliado a síntese das nanopartículas pela coprecipitação. Para isso foi observado a influência da razão molar de Fe+2/Fe+3 e da variação de concentração de NaOH na nucleação e precipitação das partículas. Sendo possível, determinar os melhores parâmetros para obtenção das mesmas e garantindo as suas propriedades. Para a constatação estrutural, a caracterização das amostras foi realizada por difração de raios X (DRX). A razão molar de Fe+2/Fe+3 se mostrou uma variável importante, em razões muito pequenas o resultado obtido foi goetita, enquanto a síntese a partir da razão 0,5 observou-se apenas a magnetita. E a variação da concentração de OH- teve influência no tamanho das partículas nucleadas, no qual menores partículas foram obtidas em meios mais básicos.

Oct 6, 2019

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 Gisele de Araujo Rocha

A boemita é importante na preparação de catalisadores, adsorventes, revestimentos, alumina e materiais derivados de alumina quando porosidade e resistência mecânica são desejadas. Sob condições hidrotérmicas foram preparadas boemitas a partir de 3 precursores diferentes: de uma gibsita comercial, e de pseudoboemita fibrilar e de monohidróxido diacetato de alumínio, ambos sintetizados em laboratório. A síntese foi realizada em autoclave mantida à temperatura de 160oC, em diferentes tempos de envelhecimento térmico. Ao final do tempo de síntese, as dispersões foram secas ao ar, à temperatura ambiente. A diferença nos materiais sólidos de partida pode ter alguns efeitos na morfologia final do cristal de boemita, sendo esse o objetivo desse trabalho. A estrutura cristalina dos cristais obtidos foi caracterizada por DRX e a morfologia foi examinada por MEV.

Aug 8, 2018