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By Jose Maria Rodriguez-Ibabe, Ronaldo Antonio Neves Marques Barbosa, Douglas Glenn Stalheim

Major costs in the production of both flat and long commodity grade structural steel products include alloy, labor and energy. Flat and long commodity grade structural steels such as ASTM A36, ASTM A527Gr50, S235, S275, S355 and other equivalent world societal standards represent over 500 million annual tons worldwide. These simple commodity grades consist of a minimum of three base common alloying elements, carbon, manganese, silicon and then can be supplemented with microalloying elements of either vanadium or niobium. Since 2016 raw material costs for two of the five alloying elements in these commodity grade structural steels, FeMn and FeV, have risen significantly and/or have become volatile making it difficult to maintain stability in profitability for these commodity grades. For steel plants producing hundreds of thousands and in some cases over a million tons annually of these common structural steel grades because of the significant alloy cost increase for Mn and V alloy additions has squeezed profitability of these grades. These grades typically represent the base loading for cost controls in most all steel plants and hence a significant cost increase or volatility in two of the five elements used for these grades having a negative effect on overall production costs. However, with a proper strategy for alloy designs working in conjunction with the mills existing processing capabilities to achieve the desired end metallurgy/mechanical properties, alloy costs and operational efficiencies can be realized.

Oct 1, 2019

By Manfred Hackl, Sergey Bragin, Alois Seilinger

The demand for hot rolled strip is growing in multiple ways. To remain competitive, new and existing mills must meet arisen challenges in the best possible way. The production of hot strip is a key element of steel production. Since close to half of all steel produced is hot-rolled to strip, mills require maximum throughput and availability combined with geometrical precision and the ability to create optimum material properties. Today there is a clear trend in developing new steel grades with high-strength and improved formability, like 3rd generation AHSS (Advanced High Strength Steels), as well as a trend to produce thinner and wider gauges. This trend challenges hot strip mills because it requires new technologies which provide more flexibility in metallurgical treatment during the rolling process. In order to meet and promote these trends Primetals Technologies is currently working on different concepts and solutions. One example is the development of a new mill stand technology Flex-HI HOT which allows to adapt the last finishing mill stands by efficiently switching from 4-high to a 6-high mode with small work roll diameter based on production needs. Another solution is to apply a permanent 6-high rolling stand at the end of the finishing train. A smaller work roll diameter allows to achieve higher specific thickness reductions and deformation rates resulting in significant thinner hot-strip gauges with valuable metallurgical benefits. The developed solution concepts with technological and metallurgical benefits will be presented in this paper.

Oct 1, 2019

By Wolfgang Linden

One of the most important factors in successful electric steelmaking is the continuous observation of the process and the reaction to it. Traditional electric arc furnace control uses mainly direct controls which are based on the electric power input. Not considering the furnace conditions will necessarily lead to suboptimal operation in terms of energy consumption and productivity not fully utilized.The ARCCESS FEOS (Furnace Energy Optimization System) includes the simultaneous control of the transformer tap, impedance operating point, reactor tap, burner and carbon injection, and DRI charging control. FEOS has proven in practical operation benefits of high melting yields, no interruptions through switch offs in borderline temperature area, rapid reaction, reproducible and efficient electrical energy input and short power-on times.

Jul 30, 2018

By Thiago Pinto Silva, Leandro Rocha Lemos, Luiz Fernando Andrade de Castro

This paper shows an evaluation about effect of dispersant sodium silicate along to limestone, in the form of pulp, on the cold agglomeration process for iron ore sintering. Before that, it was verified the effect of pH, solids content and amount of dispersant on the stability of the system (limestone, water and sodium silicate). It was found that the lower the solids content, the more alkaline pH and the amount of sodium silicate equal to 20 l for each 1t of limestone, was the level of dispersion of the system. The influence of the limestone pulp with dispersant depended on the granulometry of the ore mixture and the type of technological route. For the thinner type (42,8% <0.15mm), the limestone pulp with dispersant reduced the resistance of the adherent layer of the cold agglomerates, regardless of the technological route. However, for the coarser type (24,7% <0.15mm), the limestone pulp with dispersant increased the average size of the aggregates, preserving the resistance of the adherent layer when manufacturing with two intensive mixers in series.

Oct 1, 2019

By Jan Bak

Rourkela Steel Plant (RSP), which is operated by the Steel Authority of India Limited (SAIL), was inaugurated in 1959 and was the first Integrated Steel Plant in the public sector in India. In 2013, RSP commissioned their No. 5, 4060 m³ Blast Furnace, India's largest. It was built as a turn-key project by a consortium consisting of Danieli Corus and Tata Projects Ltd. and is entirely based on the technology and know-how of Danieli Corus. The new Blast Furnace is the key element of an expansion program that doubles the plant's production capacity and with much of the existing ironmaking capacity reaching the end of its technical and economic life span, it enables RSP to meet existing as well as growing demand for its products. This article discusses how this greenfield Blast Furnace was built in an existing and operating Integrated Steel Plant. It covers the accommodation of land, planning of the new installation to fit the available plot as well as the updated logistical lay-out of the plant. Technical details of the installation are presented, including their consequences for RSP's environmental performance and new perspectives for campaign planning.

Aug 2, 2018

By Miguel Ângelo Menezes, Carlos Alberto Alves Viana

O presente trabalho possibilita o entendimento e a análise dos processos de conformação a quente dos metais. Isto, pela validação experimental do modelo de Johnson-Cook, para descrever o comportamento dos materiais no regime plástico, para grandes deformações, às altas taxas de deformações e nas altas temperaturas. Um entendimento dos parâmetros do modelo, utilizando-se um método analítico numérico simples, rápido e confiável foi desenvolvido anteriormente pela linha de pesquisa em Conformação Plástica dos Metais na UNESP – Campus de Ilha Solteira, obtendo-se as constantes empíricas do modelo referido. É proposto nesse trabalho a validação experimental do método simplificado para determinação dos parâmetros empíricos do modelo de Johnson-Cook através de um ensaio de tração a quente, considerando as propriedades mecânicas dos materiais analisados experimentalmente e/ou de dados de materiais disponíveis na literatura. De maneira geral, os resultados experimentais foram satisfatórios para o aço AISI 1045 à temperatura de 500 ºC, ensaiado à taxa de deformação de 1000 s-1, quando comparados aos resultados teóricos previstos pelo modelo proposto por SCADUTO e MENEZES. Particularmente, foi possível evidenciar erros máximos de 1,33% para o parâmetro n, 13,15% para o parâmetro B, 295,00% para o parâmetro C e 4,14% para o parâmetro m.

Nov 11, 2019

By Douglas Ferreira Senra

O estudo do retorno elástico dos materiais metálicos constitui alvo de pesquisa há muitos anos, abordando diversos parâmetros relacionados à ocorrência desse problema comum em operações de estampagem de chapas como a quantidade de deformação prévia, o tipo de material e o estado inicial do mesmo em termos estruturais. No entanto, apesar de serem adotados diversos métodos experimentais para exibir a quantidade de deformação que o material exibe de modo indesejado percebe-se a dificuldade de a mesma ser identificada corretamente como, por exemplo, ensaios de dobramento. Diante do exposto, este trabalho apresenta o estudo do retorno elástico exibido pelo aço Dual Phase após ciclos de deformação plástica em cisalhamento cíclico (cisalhamento direto e reverso) em função da quantidade de pré-deformação em cisalhamento direto e da taxa de deformação adotada nos ensaios. Os resultados indicaram o sucesso do uso da técnica de cisalhamento para o estudo do retorno elástico do aço Dual Phase e a influência da quantidade de deformação cíclica e da taxa de deformação no retorno elástico apresentado por esse aço, sendo maior o efeito exibido por esta última variável.

Aug 8, 2018

By Tiago Ribeiro Costa

A Praxair é uma das três maiores empresas de gases industriais do mundo, com atuação em mais de 40 países e fortemente atuante na indústria siderúrgica. A Praxair possui experiência para fornecer produtos e serviços para todos os tipos de siderúrgica. Diversas tecnologias desenvolvidas pela Empresa, como o CoJet® (sistema para injeção de jato coerente de oxigênio em fornos elétricos e conversores), Slag Splashing (espalhamento de escória nas paredes de conversores, aumentando a vida útil dos refratários), AOD (processo para produção de aços especiais) e outros, encontram-se em operação comercial atualmente em diferentes partes do mundo. No Brasil, a PRAXAIR é a controladora da White Martins, maior empresa de gases industriais da América do Sul, presente em nove países do continente. Seu portfólio inclui gases atmosféricos, produção de gás carbônico, acetileno, hidrogênio, gases especiais e medicinais, misturas para soldagem, cilindros de aço sem costura, equipamentos para aplicação, transporte e armazenamento de gases. A empresa também opera uma unidade para liquefação de gás natural. Além de tecnologias e processos, a White Martins também pode fornecer soluções e equipamentos para medição, controle e injeção de gases, atendendo às rígidas normas de segurança e padrões de qualidade. O Objetivo deste trabalho é apresentar e discutir sobre a solução para o fornecimento de mistura para atmosfera de fornos de tratamento térmico através de um painel misturador de gases hidrogênio e nitrogênio. Será discutida a operação do equipamento e abordadas às características construtivas.

Jul 31, 2018

By Willye Bonfá de Lima

Esse trabalho apresenta aspectos da estratégia utilizada na otimização da Função de Bloqueio de Paralelismo, que é relevante à operação segura do Sistema Elétrico da ArcelorMittal Tubarão. O Bloqueio de Paralelismo assegura que as manobras de fechamento de disjuntores críticos no sistema de média tensão (13,8 kV) sejam feitas sem colocar o Sistema Elétrico da empresa em condições que apresentem risco operacional ou instabilidade elétrica.

Aug 16, 2017

By Matheus de Lima Vieira

Os vergalhões são produzidos por meio do processo de laminação a quente. No processo em estudo há duas rotas distintas de produção. Previamente ao processo de laminação a quente, uma rota utiliza a etapa de reaquecimento via forno, e a outra utiliza o produto semi-acabado de aço vindo diretamente do processo de solidificação. Ao estabelecer um comparativo entre as rotas, as microestruturas obtidas apresentam algumas diferenças. O objetivo desse trabalho é avaliar como as diferenças entre as microestruturas influenciam na resistência à corrosão por cloretos. Para isso foram realizados ensaios de polarização potenciodinâmica anódica e espectroscopia de impedância eletroquímica em solução de NaCl, simulando os efeitos do íon Cl- presente na atmosfera marinha. A partir das curvas obtidas nos ensaios eletroquímicos, foi possível observar que as propriedades de corrosão são semelhantes para ambos os processos.

Oct 30, 2017

By Igor Hector Rodrigues Silva

Aços inoxidáveis duplex (AID) são materiais estruturais potencialmente aplicáveis em ambientes marinhos, sujeitos a altas pressões e taxas de corrosão. A precipitação de intermetálicos nesses aços, sobretudo a fase sigma (?), podem comprometer o desempenho estrutural de componentes em aço duplex. Deste modo, o objetivo deste estudo é investigar propriedades físico-químicas do aço duplex 2205, para aplicações na indústria offshore. Para tanto, foram realizadas análises microestruturais baseadas em imagens de microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica (MEV), ensaios de corrosão acelerada por imersão, microdureza Vickers (HV) e difração de raios-x (DRX) para verificar a presença de fase sigma. São observados como resultados uma microestrutura bifásica característica, um processo corrosivo uniforme discreto e ausência de fase sigma no material como recebido indicando grande potencial de aplicação na indústria offshore.

Aug 7, 2018

By Leandro Seixas Bicalho, Raphael Alcantara da Costa, Pedro Martins de Almeida Rollo, Eduardo Tres, Anderson D. Thomazini

Usual pelletizing process requires the use of iron ore within a given range of particle size. The pelletizing plants often have comminution circuits composed of ball mills and roller presses to meet the granulometric parameters. Aiming at the partial removal of grinding operations and elimination of wet ore processing, the present study evaluated the pelletizing of two samples of ore with lower surface area: (1) sample with only one passage into the roller press (specific surface area of 997 cm²/g) and (2) “in natura” sample as fed to the pelletizing plant (specific surface area of 450 cm²/g). These experiments were conducted with the use of bentonite and the products E/PE MIN 070/19 and E/PE MIN 090/19, made available by Clariant for this purpose. The results indicated that conventional bentonite is not efficient for coarse particle agglomeration. On the other hand, the products E/PE MIN 070/19 and E/PE MIN 090/19 achieved good performance. Considering a sample with only one passage into the roller press it was possible to form pellets similar to those produced in the conventional process.

Oct 1, 2019

By Leonardo Araújo Peruch, José Fagundes, Henrique Carneiro Pinto, Marco Túlio Costa, Nayara Coutinho, José Fabiano Martins Assunção

The objective of this project was to increase the hot charge by reducing reheating energy consumption and raising the productivity of ArceloMittal Tubarão's hot strip mill by changing the HSM’s schedule process with optimization of the relocation process of slabs after HSM’s chance with focus on slab temperature in reheating time. The project began with the revision of metallurgical rules for the relocation of materials, definition of criteria temperature setting (hot / cold), definition of restrictions of the process and review of modus operandi scheduling process. With the implementation of the process / system it is expected to achieve a 10% increase in the hot charge index in slabs reheating furnaces and increase productivity of the ArcelorMittal Tubarão hot strip mill

Oct 3, 2019

By Luiz Flávio Pereira Costa

O espessamento de lamas no processo de beneficiamento de minério de ferro é de fundamental importância para a recuperação de água de processo, pois 75% da água é recuperada nesta etapa. Além disso, a qualidade da mesma interfere diretamente no bom desempenho das demais etapas do processo, principalmente na etapa de flotação. Vários são os parâmetros que interferem para obtenção da clarificação ideal do overflow, como: pH, dosagem de coagulantes e floculantes, percentagem de sólidos na alimentação, etc. O pH pode ser considerado o mais importante, pois a partir dele é que se determina as dosagens de coagulante e floculante referentes ao ponto ótimo de coagulação reduzindo assim os efeitos negativos na etapa de flotação. O teste de sedimentação em proveta é uma forma simples e rápida de realizar uma análise da velocidade de sedimentação e clarificação da água frente a diferentes combinações dos parâmetros citados. A Samarco resgatou e implementou na rotina dos operadores da área de espessamento a realização de testes de sedimentação em proveta com o objetivo de reduzir o tempo decorrente de coleta de material, envio ao laboratório e espera pelos resultados. Após a implementação dos testes na rotina operacional, observou-se motivação da equipe em redução de custos, embasamento teórico e assertividade na tomada de ações, diminuição de incidência de eventos de má clarificação da água overflow e diminuição do consumo de floculante em cerca de 30%.

Aug 16, 2017

By Lucas Gonçalves Generoso, Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Gerson Evaristo de Paula Júnior, Beatriz Fausta Gandra

A eficiência na redução dos minérios de ferro no alto-forno é governada pela estrutura e permeabilidade das camadas de carga. A zona granular do alto-forno é a região onde a carga mantém a sua estrutura estratificada, decorrente do carregamento, sob a forma de grãos sólidos. Nessa região, as condições de permeabilidade determinam o perfil de distribuição do gás e, consequentemente, a eficiência térmica e química do reator. Na Usiminas, foi desenvolvido um ensaio de permeabilidade que permite avaliar a perda de carga em leitos formados pelas matérias-primas utilizadas nos altos-fornos, buscando as condições mais favoráveis ao fluxo gasoso. A partir deste ensaio, foi possível avaliar cargas compostas exclusivamente por sínter, pelota ou minério granulado, ou ainda combinações binárias entre estes. O sínter apresentou a maior perda de carga, seguido da pelota e do minério granulado. Apesar disso, o sínter foi o material que permitiu maior acréscimo de vazão do gás. Os ensaios realizados indicaram que 5% de material com granulometria menor que 5 mm é o limite para a concentração de finos do sínter, situação em que foi observado acréscimo de aproximadamente 50% na resistência à passagem dos gases para as velocidades correspondentes àquelas dos altos-fornos. O leito de melhor permeabilidade foi formado por 95% de sínter e 5% de pelota, seguido pelo de 100% de sínter, sem diferença significativa entre essas condições. Em geral, a combinação de sínter e pelota é mais benéfica para a permeabilidade do leito.

Oct 1, 2019

By Cyro Takano

A degradação durante o processo de redução de minérios de ferro é bastante conhecida pelos fenômenos de crepitação e inchamento. Em aglomerados a frio, auto-redutores utilizando cimento como aglomerante, há também degradação pela decomposição de hidratos que conferem resistência a frio, além de aumentar os vazios deixados pelo consumo do redutor. Outro fenômeno que afeta na velocidade da reação de redução é a formação de escória. Esses aspectos são analisados neste trabalho e principalmente em processos de auto-redução.

Oct 30, 2017

By Jéssica Vicente Luiz, Rayander Martins Pimenta, Everton Pedroza dos Santos

The Hybrid Pelletized Sinter (HPS) is a agglomeration process that involves the combination of conventional sintering and pelletizing techniques and can be used with the purpose of obtaining improvements in the agglomeration stage of iron ore, and one of the great advantages of the process is the use of a wide particle size range of the ore. In this way, the superfines of low-cost ores, which are improper in sintering, can be used in the HPS process for the formation of the quasi-particle. The use of HPS with the sintering plants of the industries presented throughout the study, enabled an increase in productivity, decreased fuel utilization and reduced slag formation in blast furnaces. Thus, the present study aims to present a review of the literature on the Hybrid Pelletized Sinter (HPS) process and its main characteristics, as well as the results obtained by the companies that adopted the process.

Oct 1, 2019

By Augusto Pereira de Sá

Modelagens física e matemática foram utilizadas para avaliar os efeitos da geometria e parâmetros operacionais, tais como a vazão e distribuição de gás de agitação, além do nível de aço líquido no processo de mistura e formação de olho em panelas de aciaria. A influência de propriedades físicas, viscosidade e densidade, de escória e metal foi avaliada em um modelo físico, também empregado para medir a distribuição espacial das velocidades através de técnica PIV. São apresentadas correlações para o cálculo da abertura do olho e o efeito de frenagem da escória de topo é demonstrado.

Jul 30, 2018

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 Mariana Sizenando Lyrio, Weslley Luiz da Silva Assis, Harison da Silva Ventura, Gabriella Maria Silveira de Sá, Paulo Rangel Rios, Ana Gabriella Conceição dos Santos

A nucleação em contornos de grão é uma das mais importantes na maioria dos metais utilizados em engenharia. Um exemplo clássico é a nucleação de ferrita no contorno de grão austenítico, mas este tipo de nucleação também é predominante na recristalização. Nesse trabalho, simulações computacionais são realizadas de modo a estudar a transformação de fase nos contornos de grãos equiaxiais e nos contornos deformados. Os grãos equiaxiais são representados por poliedros de Poisson-Voronoi e os grãos deformados por elipsoides de diferentes razões de aspecto. Os resultados são comparados como os modelos analíticos de JMAK e CAHN. A microestrutura final não é visivelmente afetada pela razão de aspecto dos poliedros predecessores. Todavia a cinética de transformação dos grãos recristalizados é significativamente alterada.

Nov 9, 2019