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By Douglas Glenn Stalheim

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

Aug 17, 2017

By Fernanda de Lima Menezes

O biodiesel, obtido a partir de um éster e um álcool na presença de um catalisador, é produzido pela reação de transesterificação e tem como coproduto a glicerina. A produção de biodiesel da Petrobras Biocombustível tem, em uma de suas etapas, a lavagem dos produtos para remoção do catalisador básico, metilato de sódio, por meio da reação de neutralização com ácido clorídrico. Devido a essa prática, a glicerina obtida é acidificada e contêm resíduos de cloretos, o que leva à corrosão localizada dos aços utilizados em determinados pontos do processo de produção. Dessa forma, o presente trabalho avaliou a resistência à corrosão do aço austenítico 317L e do aço lean duplex 2304, em meio de glicerina acidificada contendo cloretos. Todas as medidas foram conduzidas a 64ºC, visando simular as condições de operação da empresa. Para o estudo em questão, utilizou-se as técnicas de potencial de circuito aberto (OCP), polarização potenciodinâmica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises mostraram que o aço AISI 317L obteve menor potencial de pite que o SAF 2304, logo foi menos resistente. Por meio do MEV foi possível confirmar a presença dos pites, sendo que as cavidades presentes no aço AISI 317L foram mais numerosas e profundas que as observadas no aço SAF 2304.

Jan 16, 2018

By Willian Facundes

Algumas qualidades de aço UltraBaixo Carbono têm exigido teores de fósforo cada vez mais baixos. Quando se obtém teor de fósforo fim de sopro no convertedor acima dos níveis exigidos pelo cliente, faz-se necessário realizar um retrabalho na corrida ou promover desvios, utilizando-a em aços para outras aplicações. Para reduzir ainda mais o teor de fósforo durante o vazamento do aço do convertedor para a panela desenvolveu-se uma escória sintética desfosforante a ser utilizada quando o teor de fósforo não atende ao especificado no fim de sopro. Foram comparadas corridas com utilização da escória sintética e corridas utilizando somente cal. Obteve-se um aumento de 28,2 pontos percentuais na taxa de remoção de fósforo durante o vazamento com a utilização da escória sintética. Diante dos resultados obtidos, o produto foi aprovado para utilização na Aciaria 2 da Usiminas Ipatinga

Aug 17, 2017

By André Santos Caires de Sousa

As equipes de manutenção das pontes de Vega não possuíam uma ferramenta de armazenamento de dados de longo prazo, que permitisse analise de falhas e a avaliação das condições operacionais necessárias à manutenção preditiva. Com essa deficiência, as condições de ocorrência de paradas não programadas eram favorecidas. Fazia-se necessário uma ferramenta que permitisse o desenvolvimento de aplicações mais sofisticadas para monitoramento de equipamentos das Pontes Rolantes, além de que todo diagnóstico realizado era localmente na ponte e com as informações atuais (posteriores ao evento ocorrido). Após a implantação os ganhos foram satisfatórios, reduziu-se o tempo de atendimento das ocorrências, a planta se adequou ao padrão mundial de Prevenção de Fatalidades do grupo ArcelorMittal, reduzindo o trabalho em altura, exposição do executante ao risco, custo de manutenção e quantidade de paradas não planejadas, além de suportar o foco na manutenção preventiva e preditiva.

Oct 30, 2017

By Geovane Viturino da Silva, Diogo Costa, Paulo Eduardo Marcelino, Alan José Santos De Almeida, Marco Antônio dos Reis, Deilton de Oliveira

A utilização de coque como combustível em Altos Fornos é necessária, apesar das restrições ambientais e dos custos envolvidos. Para diminuir a quantidade de coque utilizado no processo, são adotadas medidas como a injeção de hidrocarbonetos, dentre os quais, o carvão pulverizado, que é comprovadamente um bom substituinte parcial do coque carregado nos Altos Fornos. A injeção de carvão pulverizado (pulverized coal injection - PCI) propicia um maior retorno econômico, quando utilizado no processo de fabricação do ferro-gusa, pois permite uma maior capacidade da taxa de injeção ao se comparar com o emprego de óleos, gases e outros substituintes. No processo da injeção de carvão, conforme o objetivo do presente trabalho, se faz necessária uma baixa variabilidade (relação da taxa de carvão real com o set point pedido). A utilização da metodologia (Six Sigma) foi de fundamental importância para as principais ações adotadas, e trouxeram como principais resultados, estabilidade nos processos de moagem e injeção, bem como a redução do desvio da taxa de injeção de 16% para 10%, gerando uma economia para a Ternium BR.

Oct 1, 2019

By Luciano Lellis Miranda

Este trabalho apresenta os principais conceitos de Indústria 4.0 e discute os benefícios do emprego de alguns de seus mecanismos na construção de um sistema integrado de gestão de energia, em especial a utilização das tecnologias de big data (ou megadados, em português). A tese defendida neste trabalho – a possibilidade de se produzir grande valor a partir da abundância de dados de medição de consumo, de produção e de estados dos equipamentos, tipicamente encontrada em ambientes industriais – é demonstrada através do caso concreto da empresa Aperam South America, em sua planta de Timóteo, MG. Os resultados apresentados neste trabalho ilustram, qualitativamente, os potenciais retornos apurados no desenvolvimento de um sistema com as características descritas.

Aug 17, 2017

By Rodrigo Cesar de Miranda

A importância de descrever o processo de beneficiamento por um modelo matemático tem sido apresentada por vários pesquisadores. O principal benefício é o controle e a otimização do processo dentro de uma situação industrial. O modelo seria capaz de prever determinada variável de controle do processo a partir de dados conhecidos. Assim, a simulação dinâmica representa um marco no campo da otimização de processos minerais. Essa tecnologia de simulação tem uma ampla aplicação no estudo de processos, o que permite a obtenção do seu conhecimento e domínio operacional. Além disso, possibilita melhores definições nas etapas de projeto, além de realizar uma análise de confiabilidade mais realista. O presente trabalho consiste em realizar uma análise de confiabilidade, através da simulação dinâmica, para entender como as paradas não-programadas influenciam a produção de uma planta de beneficiamento de ferro. Ainda, visa entender o desempenho fenomenológico dos equipamentos de acordo com a entrada de diferentes tipos de minérios e também como são suscetíveis a condições climáticas.

Aug 17, 2017

By João Paulo Melo Silva

No beneficiamento de itabiritos pobres (%Fe˜44,0) um dos principais desafios para as usinas de tratamento é a produção de concentrado dentro das especificações de qualidade e com menor custo. Nas usinas de beneficiamento a moagem é a operação unitária com o maior custo. Além disso, a moagem secundária é a operação unitária na qual a granulometria do concentrado é adequada às especificações para a etapa de flotação cleaner e para o transporte em mineroduto. Dessa forma, o aumento da eficiência energética no circuito de remoagem permite reduzir os custos e aumentar a eficiência do circuito de flotação cleaner. Amostragens de rotina e testes de bancada realizados com amostras coletadas no concentrador I indicaram oportunidade de aumentar a eficiência energética (kWh/t) da remoagem e reduzir a granulometria na alimentação da flotação. Com esse objetivo, foram realizadas alterações no circuito de remoagem do pré-concentrado da flotação mecânica do concentrador I da Samarco. Essas alterações consistiram em moer todo o pré-concentrado em circuito fechado reverso e não mais em dois estágios, sendo um em circuito aberto e outro em circuito fechado. Essas alterações realizadas no circuito permitiram aumentar a eficiência energética do circuito de remoagem, reduzir o consumo energético em 9,3% e adequar as granulometria e grau de liberação para a etapa subsequente de flotação.

Aug 16, 2017

By Michael Brandner

HSM can be divided into different groups such as Conventional HSM with Roughing stands and HSM without Roughing stands = Mills with just finishing stands. The roll requirements for different stands are quite different. In Roughing stands the temperature of the slab is very high. Therefore the resistance against thermal wear/fatigue is the most dominating factor. Today mostly Chrome Steel, Semi HSS and HSS rolls are applied. A comparison and evaluation of such rolls will be described. In the finishing mill the tendency/wish is to use HSS rolls in all the stands. The grade HSS is defined by at least a certain amount of carbide forming elements such as V, W, Mo, Nb etc. The matrix and other precipitations can be adjusted according to the need and situation in the mill. In the pre-finishing stands the HSS is already well introduced. In the last finishing stands the original HSS tended to stick and the cobble rate increased. New development decreased the problem and gave some very promising results. In the last finishing stands beside the high performance a higher resistance against incidents is needed. Solutions in this direction including e.g. residual stresses and special core material will be discussed. Proper testing and grinding procedures can avoid losses and reduce the TCO. Data sourcing and evaluation in regards of rolling and grinding is the key for the optimization of the TCO. Several examples and comparison between different applications will be given in detail and explained. Future possibilities will be discussed as well as results of latest trials in mills.

Aug 17, 2017

By Rodolfo Arnaldo Montecinos de Almeida

As escórias de forno elétrico a arco (FEA) têm diversas funções, entre elas a melhoria da eficiência energética através do fenômeno da espumação. Por isso o estudo das escórias é de suma importância nos FEA’s. Um dos fatores que determina a qualidade da espumação e a sua eficácia é presença de partículas sólidas na escória. A saturação de MgO é extremamente importante, pois além de garantir partículas sólidas garante também a compatibilidade química para minimizar o consumo do refratário. Neste trabalho, foi feito o estudo da saturação de MgO para escórias no sistema CaO-SiO2-FeO-MgO-Al2O3, onde avaliou-se a influência que a basicidade binária, os teores de FeO e do Al2O3 tem sobre o mesmo. Foram feitos diagramas ternários, onde viu-se as diferenças que os teores de Al2O3 tem sobre os campos líquidos e as demais fases presentes. Foram feitos os diagramas de saturação isotérmicos (ISD’s) encontrando os mesmos pontos de dupla saturação quando comparados com os diagramas ternários. Fez-se uma validação dos ISD comparando a posição de diferentes corridas com a energia elétrica consumida. Quanto mais próxima a corrida está da linha de saturação menor será seu consumo energético.

Aug 16, 2017

By Danielle Duarte Bernardi

A ArcelorMittal Aços Planos América do Sul, unidade de Tubarão (AMT), desde o início de operação tem os recursos hídricos como uma das questões centrais nas estratégias de sustentabilidade e estabilidade operacional para sua produção. A gestão hídrica da AMT, dentre outras ações, garante que 95% de toda a água captada na usina venha do mar e retorne sem entrar em contato direto com nenhum outro material. A utilização de água de reuso de efluentes internos resulta em menor necessidade, apenas 5%, de consumo de água doce. O investimento contínuo em reusos internos e a eficiência dos sistemas permitiu em 2014 um índice de recirculação de água doce na AMT de 97%. No início do ano de 2015, o Estado do Espírito Santo declarou estado de alerta devido ao prolongamento da estiagem e consequente redução das vazões dos principais rios do Estado. Mais uma vez empenhada em garantir a preservação dos recursos hídricos, a AMT implantou novas ações, em caráter emergencial, para reduzir a captação de água doce. São ações voltadas à otimização do processo, novos reusos de efluentes, além da eliminação de perdas. Os esforços resultaram na redução expressiva do volume de água doce utilizado na AMT chegando a reduzir o consumo específico de 3,9 m³/t de janeiro de 2015, para 2,9 m³/t em fevereiro de 2015.

Aug 16, 2017

By Milson de Andrade Júnior

A central termoelétrica número 1 (CTE#1) da Companhia Siderúrgica Nacional possui duas caldeiras em operação denominadas 8 e 9 com capacidade total de produção de vapor de 200 Toneladas por hora. Estas caldeiras fornecem vapor para os turbo geradores e turbo sopradores da CTE#1, além de vapor de processo para a Usina Presidente Vargas (UPV). As caldeiras entraram em operação em 1982/83 e seus sistemas de controle e instrumentação eram totalmente pneumáticos. Ao longo do tempo foi surgindo dificuldades para reposição e manutenção dos componentes pneumáticos, motivo pelo qual se iniciaram os estudos para substituição deste sistema. Em 2009 teve início um projeto para substituição do controle pneumático por um controle microprocessado feito por PLC redundante trabalhando com um supervisório scada e para substituição das malhas de instrumentação pneumática por instrumentação em rede fieldbus. A substituição completa dos componentes pneumáticos foi concluída em 2012. O novo sistema implantado trouxe diversas melhorias na performance, confiabilidade, segurança operacional e ergonomia. Este trabalho apresenta as causas que motivaram o projeto em questão, a metodologia utilizada para a sua implantação e os resultados alcançados com a aplicação de tecnologia moderna para controle e instrumentação de caldeiras.

Jul 31, 2018

By Sérgio Fernando Nunes

No presente estudo foi realizada uma investigação da influência do teor de hematita especular, percentual e granulometria da carga circulante do pelotamento nos parâmetros de qualidade física das pelotas cruas e queimadas de minério de ferro da Samarco Mineração. Preliminarmente foram executados testes exploratórios em escalas de laboratório e industrial objetivando avaliar o melhor teor de umidade, área superficial específica do pellet feed e carga circulante do pelotamento. Após essa fase exploratória, foi feito o projeto de experimentos dos ensaios de pelotamento e de queima no pot grate, empregando três fatores em dois níveis com ponto central e réplica. A resistência á compressão a úmido e a seco, diâmetro médio e bulk density, foram os parâmetros de qualidade física avaliados para as pelotas cruas. A resistência á compressão, índice de tamboramento e abrasão, porosidade e bulk density, foram os parâmetros de qualidade física avaliados para as pelotas queimadas. O atributo percentual de pelotas nucleadas queimadas também foi avaliado. Concluiu-se que a mineralogia, granulometria do pellet feed e composição da carga circulante influenciam fortemente na qualidade física das pelotas cruas e queimadas.

Aug 1, 2018

By Edwan Anderson Ariza Echeverri

O aumento das exigências para reduzir o consumo de combustível e aumentar a segurança dos passageiros tem estimulado o desenvolvimento da nova geração de aços de alta resistência. Esses objetivos tornam-se atingíveis com a redução do peso dos componentes de aço do veiculo, pelo uso de chapas mais finas e resistentes, mas não menos dúcteis. Com esse propósito, no presente trabalho pretendeu-se analisar os efeitos de diferentes rotas de processamento: estampagem a quente, têmpera e partição e o inovador processo que combina a deformação a quente com a têmpera e partição. Os ciclos térmicos foram projetados para obter a maior fração de austenita retida, além de ferrita e martensita. Para cada amostra tratada, amostras de tração de tamanho reduzido foram extraídas de amostras previamente tratadas em simulador termomecânico avançado Gleeble 3S50. A microestrutura foi analisada por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Com o novo processo combinado acredita-se que seja possível atingir uma boa associação de propriedades para a nova geração de aços de alta resistência pela transformação da austenita retida metaestável em martensita induzida por deformação, contribuindo para a absorção de energia durante impacto.

Aug 16, 2017

By Beatriz Fausta Gandra

A preservação do refratário do cadinho é fator determinante para o prolongamento da vida útil de altos-fornos. Assim, o presente estudo teve por objetivo avaliar o efeito da variação da composição química do gusa (silício, manganês e enxofre) sobre o bloco de carbono do cadinho, com foco na obtenção de informações que permitiram inferir sobre a viscosidade e a tensão superficial do gusa. Isto foi realizado por meio de análises via microscopia de aquecimento e ensaios para determinar a penetração de gusa em bloco de carbono a altas temperaturas. Os resultados indicaram a tendência de elevação do ângulo de contato entre o gusa e o bloco de carbono a partir do aumento do silício e do enxofre no gusa. Por outro lado, verificou-se que o ângulo de contato reduz com o aumento do manganês no gusa. Dessa forma, o gusa contendo maiores teores de silício e enxofre penetrou de forma menos significativa no bloco de carbono, enquanto que o gusa com altos teores de manganês penetrou de forma mais intensa no bloco de carbono. Esses resultados permitem estabelecer faixas de controle da composição química do gusa, em consonância com as necessidades de preservação dos altos-fornos e de sua estabilidade operacional.

Oct 30, 2017

By Mateus Alves Segundo Paulino

A espumação de escória pode ser definida como sendo o aumento na espessura da camada de escória que ocorre devido à evolução de bolhas de CO(g) durante a operação do forno elétrico a arco. Um dos maiores benefícios obtidos com a espumação da escória no forno elétrico a arco é a diminuição dos custos com eletricidade. O presente trabalho tem por objetivos estudar por meio da termodinâmica computacional alguns tópicos do sistema quaternário CaO-SiO2-FeO-MgO (CSFM) importante na siderurgia pela conexão com o tema espumação de escória, que são: (i) composições de saturação das fases sólidas ‘MgO’ e ‘CaO’ e (ii) a viscosidade efetiva de um ponto particular deste sistema.

Aug 7, 2018

By Marcos Daniel Gouveia Filho

A análise das séries temporais no domínio da frequência é tradicionalmente feita estudando-se o espectro de potência obtido através da transformada de Fourier. O teorema de Fourier diz que se pode expressar uma função periódica como uma soma de uma constante e de uma série determos de senos e co-senos, onde as frequências associadas com essas funções são múltiplos inteiros (harmônicos) da frequência fundamental. A análise de ondaletas é capaz de revelar aspectos de dados que faltam em outras técnicas de análise de sinal, aspectos como tendências, pontos de degradação, descontinuidades em derivados mais altas, e de auto-similaridade. Além disso, porque proporciona uma visão diferente de dados do que aqueles apresentados por técnicas tradicionais, a análise de ondaletas muitas vezes pode comprimir ou retirar o ruído de um sinal sem degradação apreciável. Nesse contexto, os sinais de emissão acústica provenientes da deformação por tração uniaxial em amostras de polietileno foram analisados e caracterizados, resultando em clara distinção entre os sinais provenientes dos regimes de deformação elástica e plástica.

Aug 16, 2017

By José Hugo de Carvalho Souza

Buscando melhorar a detecção das causas de falhas em equipamentos pela equipe no setor de trefilados e ampliados, o tempo de reparo de manutenção, diagnóstico de desempenho dos processos e melhoria na segurança operacional, foi criado um sistema de informação integrado de engenharia de manutenção e processos, com plataforma de carta de controle online e off-line integrada, monitorando aproximadamente quatro mil e trezentas variáveis de processos analógicas e digitais, adicionadas câmeras IP nos processos e desenvolvido um sistema de rastreabilidade de volumes produzidos que garante o correto apontamento de produção da área, minimizando dessa forma as divergências de inventário. A criação da rede integrada, permite unificar as comunicações de automação, possibilitando monitoramento e modificações das lógicas nos PLCs na central da automação, agilizando os diagnósticos e padronizando backups. A partir das implementações e projetos, foi possível aumentar no período de 12 meses em 5,5% a produtividade e otimizar em 2,9% o resultado de interrupção de manutenção dos equipamentos.

Aug 16, 2017

By Antônio César Freitas, Lucas Machado Barbosa de Faria

Este trabalho descreve o funcionamento do sistema automático desenvolvido para realizar o posicionamento de vagões durante a troca de rodeiros, que opera no Centro de Troca de Rodeiros – CTR, localizado nas instalações da empresa Vale em São Luís do Maranhão. O posicionamento de composições com até 110 vagões e com precisão de centímetros, resguardando a folgas entre vagões, é um desafio na rotina de manutenção. Para superar esse desafio foi desenvolvido um sistema automático para posicionar as composições de vagões, que utiliza medição baseada em tecnologia laser, com precisão de centímetros, e que atualiza continuamente a distância entre um rodeiro e o ponto correto de parada, possibilitando assim o posicionamento de rodeiros.

Oct 1, 2019

By Márcio Nascimento Cunha

O aço inoxidável ferrítico 409 é um aço suscetível a grande quantidade de inclusões. Determinar a origem das inclusões não é uma tarefa fácil e o conhecimento dos processos que fazem parte das etapas de produção do aço aliados a um bom método de caracterização são pontos importantes na identificação da origem das inclusões e solução de problemas de qualidade. A proposta deste é trabalho caracterizar inclusões no aço AISI 409 em todas as etapas de produção na Aciaria utilizando técnicas de microscopia e análise química. Amostras do aço líquido e escória foram retiradas em cada etapa de produção. Análises de composição química do aço e escória foram realizadas através de espectrometria de energia dispersiva de raios X (EDS). As inclusões no aço foram examinadas através de um microscópio óptico com analisador de imagem, quantificadas e caracterizadas em termos de composição química no MEV-EDS. Os resultados mostraram que a composição química das inclusões modifica de acordo com o tratamento em cada etapa de processo e a condição de limpidez da corrida é afetada após adições de Ti no Forno Panela e no distribuidor do lingotamento contínuo.

Aug 16, 2017