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By Eduardo Amado Marconato

Na usina siderúrgica de Cubatão da Usiminas, o forno de reaquecimento de placas do LTQ2 utilizava como gás combustível a composição de gases de coqueria, alto forno e natural. A partir da interrupção da produção das áreas primárias (Redução e Aciaria) em Cubatão, o equipamento precisou ser adaptado para uso exclusivo do gás natural como gás combustível. Além das adequações feitas nos sistemas de controle de combustão foram adotadas ações para redução do consumo de combustível como desenvolvimento de novos procedimentos de acendimento do forno, reduzindo o número de queimadores ligados visando aproveitar melhor o calor gerado pela combustão do gás natural. O sistema de combustão foi reconfigurado, permitindo reduzir a temperatura da zona de pré-aquecimento e o tempo de permanência no forno, com isso a economia alcançada no consumo térmico superior a 7%.

Oct 30, 2017

By Rafael Kogake

A termoelétrica de cogeração é responsável pela produção de 2 produtos, eles são vapor de processo e energia elétrica. O vapor de processo tem uma capacidade de produção de 90 t/h, atualmente tem uma produção em média de 65 t/h para fornecer aos consumidores da usina, a energia elétrica tem a capacidade de produzir 200 MWh, atualmente tem uma produção em média de 155 MWh, como o consumo interno do complexo siderúrgico é de 138 MWh médios, a energia elétrica excedente cerca de 17 MWh médios é fornecida para o sistema elétrica nacional, gerando uma receita para empresa com a venda de energia elétrica. A termoelétrica teve um papel importante para o início das operações do complexo siderúrgico pois para as áreas começarem a produzir era necessário o fornecimento de vapor de processo e energia elétrica.

Oct 30, 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 Weslei Viana Gabriel

Utilizando um sistema composto por solução aquosa e óleo como substitutos do metal e da escória, respectivamente, foram realizadas simulações físicas e matemáticas em molde de beam blank, de maneira a avaliar efeito da diferença de densidade entre os fluidos, viscosidade do óleo, velocidade de lingotamento e profundidade de imersão da válvula submersa. O aumento da velocidade de lingotamento resulta em aumento da velocidade na interface, bem como a oscilação da superfície livre. Para a densidade de solução aquosa igual a 1000kg/m3 observou-se entranhamento de óleo a partir da velocidade de 0,98m/min. Ao se aumentar a densidade da solução para 1170 kg/m3 não se observou entranhamento em nenhuma das condições estudadas..

Oct 30, 2017

By Michael McDonald

The cold-rolled steel output of cold-rolling mill (CRM) complexes are sometimes constrained by their batch annealing facilities (BAF). This paper examines a cost-effective solution to increasing capacity and quality of the BAF thereby making additional capacity available for CRM output. The solution involves applying a structured system of scheduling and operation to the BAF, using a proven level-2 software model. The system presented has been applied to a wide variety of BAF with all the leading furnace brands. Whether using traditional HN atmosphere or 100% hydrogen, peak performance can be achieved when using a properly configured, on-line, physical thermodynamic model. Given that it is not practical to place a thermocouple in each coil that is being annealed, various methods have historically been used to estimate the time required to properly anneal all the coils in the charge. This paper examines how the latest technology, in wide use throughout the USA, uses a physical thermodynamic model to shorten average cycle times, thereby increasing productivity and reducing energy consumption. The paper also examines the benefit of building thermodynamically balanced charges to further optimize the BAF operation and improve quality consistency by decreasing mechanical property variations.

Jul 30, 2018

By Leandro de Arruda Santos, Lorena Isabela de Oliveira Ribeiro, Jéssica Dornelas Silva, Pedro Damas Resende, João Victor Lucas Amim, Suzanny Cristina Soares Martins, Vicente Tadeu Lopes Buono

Ligas com memória de forma de NiTi são frequentemente submetidas a esforços cíclicos durante suas aplicações, o que pode acarretar em fratura por fadiga. Entretanto, o comportamento em fadiga destas ligas ainda não é completamente compreendido. Neste trabalho foi realizada uma avaliação das propriedades mecânicas de fios superelásticos, antes e após tratamento térmico, por meio de ensaios de ciclagem mecânica uniaxial após submissão a diferentes frações da vida em fadiga por flexão. O tratamento térmico foi realizado a 400°C por 30 min, seguido de resfriamento em água. As fases foram identificadas por meio de difração de raios-x e as temperaturas de transformação foram determinadas por análise calorimétrica diferencial. Os resultados obtidos mostraram que fios austeníticos apresentaram comportamento superelástico durante toda sua vida em fadiga. Entretanto, o acúmulo de danos pôde ser notado como um aumento na tensão máxima atingida durante a ciclagem mecânica após ensaios até diferentes frações da vida em fadiga. Os fios tratados, por outro lado, passaram por deformações elásticas da martensita, caracterizando comportamento similar ao de fadiga de alto ciclo de materiais convencionais. Nestes fios, as tensões máximas atingidas se estabilizaram, indicando que o acúmulo de danos é desprezível se comparada aos fios superelásticos.

Oct 31, 2019

By Leandro de Arruda Santos, Lorena Isabela de Oliveira Ribeiro, Jéssica Dornelas Silva, Pedro Damas Resende, João Victor Lucas Amim, Suzanny Cristina Soares Martins, Vicente Tadeu Lopes Buono

O objetivo do presente estudo foi avaliar a resistência à fadiga de duas ligas de NiTi diferentes sob condições de teste controladas por deformação a 25°C por meio de testes de fadiga por flexão rotativa. Além disso, as propriedades mecânicas, térmicas e estruturais dos fios foram caracterizadas por ensaios de DSC, DRX, MEV/EDS e tração. Os resultados revelaram que ambos os materiais são superelásticos à temperatura ambiente e, portanto apresentaram composição basicamente austenítica de sua matriz. Os resultados de ensaio de tração são condizentes com a caracterização térmica e estrutural, pois os materiais apresentam recuperação total de forma após ciclos de carga e descarga em tração. Ambos os materiais são ricos em titânio, um deles apresenta camada de óxido superficial enquanto o outro apresenta acabamento superficial. Apesar das propriedades similares a amostra 1 apresentou média de 77 ciclos até a falha, enquanto a amostra 2 resistiu a 1827 ciclos..

Oct 25, 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 Francis Welington Moraes da Cruz

O sistema de despoeiramento primário da Aciaria da thyssenkrupp CSA é um equipamento complexo utilizado durante o sopro no conversor para captação, limpeza e resfriamento dos gases. Estes gases são indiretamente resfriados em uma caldeira de recuperação de calor quase vertical de grande altura. Em seguida passa por resfriamento direto (resfriador evaporativo) com injeção de água e vapor, onde há uma decantação das partículas maiores. Em seguida os gases penetram no precipitador eletrostático, onde é retirada quase a totalidade do pó restante. Um ventilador de grande potência faz a exaustão destes gases, através da caldeira, resfriador evaporativo e precipitador eletrostático, para em seguida comprimi-los para a chaminé ou para o último resfriamento dos gases antes do envio para o gasômetro. A chaminé possui um queimador piloto que queima o monóxido de carbono (CO) transformando-o em dióxido de carbono (CO2). Do gasômetro, os gases podem ser fornecidos para outras unidades da usina onde é consumido como combustível. O objetivo deste trabalho foi aumentar a energia do gás BOF (Basic Oxygen Furnace), através de um conjunto de ações, visando à redução de emissão de gás CO2, redução de consumos de gás natural e aumento da geração de energia.

Jan 16, 2018

By Angelo dos Reis Magalhães

Brazilian companies have adopted in recent years new management practices to remain competitive. Specialized consulting in asset management progressively creates or adapts new techniques in order to increase availability and reduce manufacturing costs, maximizing profits. New engineering concepts were acquired and implemented by executives in all business segments. Techniques, such as FMEA, RCM, LCC, Pas 55, Reliability studies by Monte Carlo simulations, among others, have become increasingly recognized as important tools to enhance managerial performance. Besides these techniques, this study suggests the importance of adequate structuring of a lubrication program, as a critical success factor for the reliability of any asset. Through a case study developed with a company in the mining sector, this work proposes the development of a master plan for lubrication based on three pillars: People, Equipment and Management system. Practices and care with lubricants, hydraulic fluids and coolant, until its point of application, shall be evaluated to ensure a correct contamination control and a high level of assets availability. This discussion sheds light onto other benefits of this process, including occupational health and safety; ergonomics; environment and sustainability.

Jul 31, 2018

By Luana Araújo Batista

Na produção de tiras de aço laminadas a frio, o material é encaminhado para linhas de recozimento e decapagem de bobinas. Geralmente, essas linhas de produção possuem sistemas de lavagem para remoção do óleo de laminação e outras impurezas da superfície da tira. Porém, em algumas situações de processo ou por limitações técnicas, o óleo da superfície não é totalmente eliminado. Neste trabalho foi avaliada a influência do óleo de laminação na superfície do aço inoxidável AISI 430 durante o recozimento após laminação a frio. A motivação deste estudo surgiu da necessidade de compreender o fato das amostras oleadas deste aço apresentarem martensita após o recozimento, o que não ocorre para amostras recozidas sem óleo. Para os ensaios foram utilizados dois fornos mufla e diferentes concentrações de oxigênio na atmosfera, sendo utilizados termopares acoplados em todas as amostras. Foi comprovado que a presença de óleo na superfície da tira acelera a taxa de aquecimento e aumenta a temperatura final da tira em aproximadamente 100°C quando comparada às amostras não oleadas para o ciclo estudado.

Aug 16, 2017

By Eduardo Vitral

The present study focuses in the simulation of pattern formation by ion beam sputtering on a material surface. This process is responsible for the appearance of unexpectedly organized patterns, such as ripples, nanodots and hexagonal arrays of nanoholes. A numerical analysis of preexisting patterns is proposed to investigate surface dynamics, based on a model derived from a Kuramoto-Sivashinsky anisotropic equation, in a two dimensional surface with periodic boundary conditions. While deterministic, its highly nonlinear character gives a rich range of results, making it possible to describe accurately different patterns. A finite-difference semi-implicit splitting scheme is employed on the discretization of the governing equation. Simulations were conducted with realistic coefficients related to physical parameters (anisotropies, beam orientation, diffusion). The study dealt with a random and a monomode 1D structure initial condition in order to understand how the shape and wavelength of the initial pattern evolve with time. Ripples and hexagonal patterns were observed in the results, being physically consistent with the phenomenon. Moreover, the Method of Manufactured Solution has been used as verification of the developed numerical scheme.

Aug 16, 2017

By Steven G. Jansto

Carbon content and continuous casting parameters affecting solidification behavior, such as super heat, mold level fluctuation, heat transfer, fine grain chill zone depth and other process solidification parameters directly influence the surface and internal quality of the steel strand. The carbon content, resultant fine grain chill zone depth, the equiaxed-columnar transition zone and the strain energy are the primary drivers that govern hot ductility behavior. These factors influence the propensity for crack formation during the unbending section in the continuous casting process. Elements such as microalloys exhibit secondary or tertiary root causes for crack formation and are not the primary crack formation root cause. This solidification research identifies that the traditional hot ductility as measured via the percent reduction in area (%RA) at elevated temperature grossly overstates the minimum ductility required to assure crack-free casting of microalloyed steels. The strain at the ultimate tensile strength exhibits a very high correlation coefficient with strain energy while an extremely low correlation coefficient is exhibited with %RA.

Oct 30, 2017

By Camila Peres Massola

Este trabalho avaliou o efeito da corrosão no desgaste de bolas de aço e de ferro fundido branco de alto cromo durante a moagem de minério de ferro, através de ensaios eletroquímicos e de desgaste em moinho de laboratório. Foi feita uma alteração no modo tradicional de realização do ensaio de polarização potenciodinâmica, utilizando polpa de minério de ferro a 70% de sólidos (em peso) no eletrólito. As curvas de polarização obtidas foram compatíveis com os resultados de desgaste, de modo que as curvas correspondentes aos metais na condição mais ativa estavam associadas às menores taxas de desgaste nos ensaios de moagem em laboratório, demonstrando que os ensaios de polarização realizados podem ser utilizados como indicativo do comportamento do metal na moagem de minério de ferro. Verificou-se que, nas condições avaliadas, o efeito da corrosão não foi significativo no desgaste dos corpos moedores, tanto de aço quanto de FFBAC.

Aug 16, 2017

By Gilvandro Bueno

Atualmente, diferentes tipos de vedações laterais de rolos, usados para limitar o efeito de borda em prensas de rolos “High Pressure Grinding Rolls (HPGR)” se encontram disponíveis. O presente trabalho comparou dois métodos usados na vedação lateral: as placas laterais (cheek plates) e as flanges, essas últimas colocadas em um dos dois rolos, a partir de simulações usando o Método dos Elementos Discretos "Discrete Element Method (DEM)", com acoplamento dinâmico multicorpos (Multibody dynamics ou MBD). Como resultado das simulações foram obtidos os perfis de força compressiva ao longo do rolo, assim como a proporção do fluxo mássico de alimentação que é projetado fora da zona de compressão durante a prensagem. As simulações mostraram que ...do HPGR usando o DEM + MBD se apresentam como uma ferramenta muito útil para visualizar o melhor modelo de vedação de modo a minimizar o efeito de borda durante o processo de prensagem.

Oct 30, 2017

By Breno Totti Maia

Para uma boa operação das lanças de oxigênio para convertedores BOF é necessário existir uma boa condição de refrigeração, devido à agressividade existente no ambiente, onde ela fica exposta a condições de alta radiação, gases a alta temperatura e, algumas vezes, com o aço líquido. Para uma boa refrigeração, basicamente são necessários uma boa qualidade de água e condições adequadas de vazão e pressão. Mas somente esses fatores podem não garantir o desempenho adequado às condições de escoamento da água, devido à complexidade geométrica do bico da lança. Esse artigo tem como objetivo apresentar um estudo comparativo de escoamento da água, na parte crítica de uma lança que é o bico, destacando a importância da geometria interna do bico na troca térmica do equipamento. Serão apresentados os resultados comparativos, onde se observa que otimização do escoamento interno no bico da lança aumenta a vida útil do equipamento.

Jul 29, 2018

By Flávia Vieira Braga

O efeito da temperatura de deformação a quente na textura cristalográfica de um aço inoxidável ferrítico AISI 430 estabilizado ao Nióbio foi estudado por ensaios de torção a quente. A laminação de acabamento em laminador Steckel foi simulada utilizando diferentes faixas de temperatura, buscando promover o amaciamento por recristalização. Após cada ensaio, as amostras foram temperadas até a temperatura ambiente objetivando a análise das microestruturas geradas. Foram também realizados ensaios de torção interrompidos visando avaliar a ocorrência da recristalização entre passes. A técnica de EBSD foi utilizada para analisar a microestrutura das amostras ensaiadas, a textura formada e o tamanho de grão. Foi observado que a de temperatura de simulação que mais favorece a ocorrência da recristalização estática está entre 900 e 840 ºC e o tamanho de grão resultante é menor em tais condições. A textura de torção obtida está em concordância com a literatura.

Aug 16, 2017

By Adriane Lopes Mougo

O efeito de escala é um fenômeno que ocorre durante o microfresamento e trata da relação entre o raio da aresta de corte, a espessura de corte e a microestrutura da peça. O aço superduplex UNS S32750 é um importante material usado na indústria petrolífera que pode ser destinado futuramente para a fabricação de microsensores e microatuadores. No entanto, ainda não existem publicações voltadas para a microusinagem deste aço, seja na análise das forças de corte, na vida útil da ferramenta ou na integridade da superfície usinada. O presente artigo trata do estudo da rugosidade de superfície e da formação de rebarbas após o microfresamento do aço superduplex, considerando diferentes níveis de velocidade de corte e de avanço da ferramenta. A análise dos resultados é realizada considerando que este aço possui microestrutura composta por grãos das fases ferrita e austenita com diferentes taxas de recuperação elástica.

Oct 30, 2017

By Fernanda Moreno Rodrigues

A adição de elementos microligantes para o controle do crescimento do grão austenítico vem sendo largamente utilizada nas últimas décadas. O Nióbio é tido como o elemento mais importante deste grupo, pois produz precipitados finos na matriz que ancoram os contornos de grão, retardando o seu crescimento. O presente trabalho avalia o efeito do Nióbio no tamanho do grão austenítico do aço VEX, um aço ferramenta para trabalho a quente utilizado para extrusão de alumínio. O estudo baseou-se na comparação entre duas composições químicas, uma sem Nióbio e outra com microadição de 0,02%. Ambas foram caracterizadas microestruturalmente e quanto à tenacidade. O tamanho de grão foi avaliado após austenitização entre 980°C e 1.200°C. Os resultados mostram que a adição de Nióbio é efetiva no refino de grão em elevadas temperaturas, o que é relevante para a aplicação industrial do aço em questão.

Aug 7, 2018

By Ygor Amadeo Sartori Regados

Um modelo para prever a formação da macrossegregação em ligas metálicas binárias foi proposto e implantado a partir das equações macroscópicas de conservação de massa e espécies químicas, resolvidas numericamente em forma adimensionalizada através do Método dos Volumes Finitos para a realização de uma análise paramétrica, na qual se verificou o efeito de parâmetros de processo como o gradiente e a velocidade de solidificação, além de parâmetros do material como o coeficiente de partição de soluto. A análise paramétrica indicou condições nas quais a macrossegregação induzida pela macrodifusão se torna considerável, convergindo para sistemas com interface plana, enquanto altas velocidades de solidificação tornam esse efeito desprezível, aproximando o sistema do perfil de solidificação de Scheil para a fração de sólido. O efeito da reação eutética também foi avaliado, indicando sua influência na formação da segregação de soluto e na estabilidade da interface sólido-líquido planar.

Aug 16, 2017