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By Paula Maria Gomes Cunha Leão, Flávio de Castro Dutra, Fabrício Vilela Parreira, Silvio Maranha

In the iron ore beneficiation, tailings are inherent in the concentration processes to which the ores are subjected for the production of commercial products. The large generation of tailings has been motivating the study of technological alternatives for its reuse, with the development of processes that contemplate the concentration of fine ore particles present in the tailings, such as the reintroduction of these particles in the process of manufacture of the iron and steel itself, through the agglomeration techniques such as briquetting. The aim of this article is to study the technical feasibility of the production of iron ore tailings and coking coal briquettes for use in reduction reactors, through a systematic review of the literature on agglomeration, briquetting and self-reduction processes, covering the main variables that influence the production of high quality briquettes, such as binders use, binder behavior of coking coal, coal granulometry, iron ore and coal proportion, compacting pressure and temperature of thermal treatment and the effects of these variables on briquettes final properties.

Oct 1, 2019

By Lucas Gonçalves Generoso, Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Mauro Vivaldino Fernandes, Gustavo Serrano dos Santos, Gustavo Alexandre da Costa Manso

O Alto-Forno 3 da Usiminas iniciou sua atual campanha em 1999. Projetada para durar 15 anos de operação, previa-se uma produção de 41 Mt de gusa. A partir de 2008, iniciaram as avarias mais significativas no sistema de refrigeração, possibilitando a entrada de água e os consequentes distúrbios operacionais. Buscando estender a atual campanha até 2021, a Usiminas realizou, dentre outras atividades de preservação, duas trocas de staves, em 2015 e 2018. Neste trabalho, são apresentados o planejamento e os principais procedimentos relacionados à parada operacional do alto-forno para a segunda troca de staves, com foco nas atividades operacionais que permitiram a redução do nível da carga até 25,1 metros em relação ao stock line. Destacam-se os cuidados e o êxito no abaixamento de carga até o nível das ventaneiras e a metodologia de troca de staves adotada. Por fim, a previsão de extensão da campanha em 7 anos, possibilitará atingir uma produção acumulada de 53,5 Mt, superando em 12,5 Mt o valor projetado.

Oct 1, 2019

By André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva

O sistema ferro-oxigênio alumino tem sido investigado há muitos anos em função de sua importância para a indústria do aço. Uma grande fração de todo o aço plano produzido é de aço de baixo carbono acalmado ao alumínio, não apenas pelo baixo conteúdo de oxigênio residual em solução que pode ser obtido mas, também, pela importância do alumínio residual na formação de AlN, ferramenta importante no controle de estrutura e textura obtidas. O sistema Fe-O é relativamente bem compreendido e quantificado, da mesma forma que o sistema Fe-Al. Entretanto, há discrepâncias significativas na quantificação do comportamento do sistema Fe-Al-O havendo, ainda, bastante controvérsia com respeito a equilíbrios importantes. Assim, o objetivo deste trabalho é (a) realizar uma revisão crítica dos experimentos e avaliações termodinâmicas principalmente do equilíbrio Al-Fe-O–Al2O3 (b) avaliar os métodos atualmente usados para descrever este equilíbrio e (c) apresentar recomendações sobre os dados, com base em sua confiabilidade e consistência.

Aug 16, 2017

By Alim Ullah

The paper discusses the necessity of upgrading low-iron containing ores, giving as an example, NML-Tata Steel Project in the Quebec-Labrador region of Canada. As cooling of pellets is generally a bottle-neck in most pelletizing plants, examples are given of the methods used to improve cooling in the existing plants and a simple, low-cost alternative, tested on a pot-grate system, is presented. The procedure described is applicable to sinter plants also. The trends in iron and steel production worldwide are then given, as well as the reasons for the increase in steel production by the Electric Arc Furnace (EAF) route. The stoichiometric and thermodynamic requirements for producing iron, irrespective of the process, are explained. The different ironmaking processes, especially the Direct Reduction (DR) ones are briefly discussed, outlining recent improvements made to some of them. The pros and cons of producing cooled DRI and Hot-Briquetted Iron (HBI) are given with predictions made for their future growth. An alternative to cold-briquetting of DRI fines is also discussed. Highlights of an ironmaking processes which is at the laboratory/pilot plant stage are given.

Aug 1, 2018

By Douglas Valentim Fernandes Neves

O aço inoxidável austenítico 316 (316 SS) é um dos materiais metálicos mais utilizados em aplicações médicas devido à combinação de propriedades mecânicas e do baixo custo. No entanto, desgaste e corrosão estimulam mudanças permanentes no tecido humano que podem levar à perda do implante. O desenvolvimento de recobrimentos biocompatíveis e estáveis, que apresentem propriedades mecânicas adequadas, e que não sofram ruptura ou delaminação durante o uso, é uma solução muito promissora para melhorar o desempenho do 316 SS como biomaterial para implantes. Neste trabalho, uma liga intermetálica FeAlCr, que tem apresentado propriedades adequadas para a aplicação como biomaterial, foi utilizada como recobrimento sobre um aço inoxidável 316 de grau médico. O revestimento foi obtido utilizando-se a técnica magnetron sputtering por corrente contínua. Os parâmetros de deposição, como distância substrato - alvo e pressão de gás argônio foram mantidos fixos em 50 mm e 5 mTorr, respectivamente. As amostras foram preparadas com os seguintes valores de potência de sputtering: 50 W, 75W, 100 W e 150 W. A adesão dos filmes foi analisada por teste de scratch, enquanto a espessura e a taxa de deposição foram analisadas por perfilometria ótica. As características estruturais foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura com EDS.

Aug 8, 2018

By Antonio Fabiano de Oliveira

The aim of the present research work is to study the influence of hard chrome covered skin pass cold rolling rolls using 2D/3D surface topography, i.e. roughness characterization. The common stochastic structure Shot Blast Texturing (SBT) does not meet all requirements related to the production line regards to the finished product. The Hard Chrome layer, applied on these SBT rolls, can improve the sheet surface quality and is of fundamental interest mainly for those steel mills that do not have another alternative to new surface structures such as those that may be provided by the EDT, LT, EBT, etc. methods. The function of the generated surfaces, obtained by these different methods is going to influence the tribological properties during the subsequent forming processes. On the other hand, they can increase the product final cost or require large investments to obtain such surfaces. The results here presented are in accordance with other recently published research work, showing that there is a relationship between these parameters, and that further detailed studies are needed.

Aug 17, 2017

By Pedro Augusto David Machado

The hot metal produced in small blast furnaces runs with a highly heterogeneous charcoal. The result is a significantly higher hot metal chemical composition variation, especially for the silicon content, which varies from 0.4 to 1.5% in Mini Blast Furnaces - MBFs, designed to feed an EAF and/or a BOF. These MBFs operate with frequent variation in their productivities to feed preferably only one of the steelmaking reactors, that is, EAF or BOF. The hot metal suitable amount, chemical composition and temperature, to be delivered at the steelmaking vessel, become the major concerns in the integrated operation MBF to EAF or BOF. In order to cope with those undesirable frequent variations, a solution has been proposed based on the existing technologies of oxygen jets and ladle refining techniques adapted to a hot metal ladle or to a Torpedo Car. The proposed technique is not only able to adjust hot metal temperature and chemical composition, but it also generates the adequate conditions for refinement from P and S, as well as “cleaning” hot metal ladles and Torpedo Cars by melting pig iron skulls. Therefore, this new technique development results in high hot metal yield, an adequate chemical composition and bigger campaign of hot metal ladle.

Aug 17, 2017

By Christoph Sedivy

Industrie 4.0 is slowly but surely arriving in the melt shops. Furnaces are being equipped with more and more sensors, digital models are increasing the degree of automation, and information is being shared between different aggregates within the plant. Because the electrode control system plays a key role in electric steelmaking, it naturally assumes an important position in the melt shop’s Industrie 4.0 strategy. In addition to reliable, state-of-the-art core regulation functionality, monitoring and reporting tools and the ability to communicate with other equipment are also required. Therefore, the latest generation of our electrode control system, the Melt Expert, was developed based on Industrie 4.0 design principles. Intelligent plant condition diagnostics, performance monitoring, and user-defined reporting are essential modules in this new system. With these functionalities, electrode control systems are developing into the information and control center of the furnace. A newly developed software app brings most relevant process information to mobile devices. This feature allows steelmakers to keep an eye on the performance of their equipment anytime and anywhere. This paper describes the new features of the electrode control system and shares our customers’ operational experience. Our focus is on the practical aspects of plant status monitoring, KPI reporting, and diagnostic functionality as well as the improvements achieved.

Oct 30, 2017

By Francois Mignard

With a limited global steel production growth, automotive application market shows interesting volumes and trends especially in emerging countries. The recent period has again enabled Siemens VAI to confirm a position amongst leading suppliers of new plants serving high-end steel production in particular for unexposed and exposed automotive material. With a series of recent plant references in operation and under construction, relevant answers to such sustained level of performances are highlighted along the downstream processes. Designed for a wide range of applications, Siemens VAI processing lines includes advanced technological and state-of–the art equipment, among them, Solid state laser welder, Pickling Tunnel tanks, Skin pass mill and Tension leveller, Side trimmer with dynamic width adjustment, and new generation of Automatic surface inspection systems. With a continuous aim of driving improvements, Siemens VAI has also developed Global Quality Monitoring solutions notably through advanced software which provide just-in-time warnings and assist steel makers in the daily operation of their lines. As lifecycle partner, Siemens VAI offers solutions and services in metallurgical expertise from metallurgical modelling, through physical simulation on rolling, annealing and galvanizing processes, and enables Siemens to accompany our customers along with their project definition till fulfilment of highest market requirements.

Jul 30, 2018

By Laurent Dorel, Sebastien Maillard, Afchine Nasserian, Jean-Paul Faure

Surface quality monitoring is primarily implemented in the last steps of steel manufacturing before shipment to the end user. However, an increasing trend for also addressing this topic in the upstream stages, such as hot rolling plant, is tackled by Primetals Technologies to give steel producers the key to a global optimized yield management, and efficient “lessons learned” processes. After the last developments of SIAS Next Gen platform, including High Resolution and Near Infra-Red, some site results will be exposed on the very specific high constraints lines such as ESP Endless Strip Production and Plate Mills, and highlights the related most interesting aspects for our customers.

Oct 1, 2019

By Theodore James Kurela

Analysis of adverse technical issues has traditionally relied on a snapshot of the state of the operation complemented with both the melt shop’s archived data and eyewitness accounts of adverse events. The GrafTech ArchiTech System is helping EAF shops solve problems faster by combining continuous analysis of information with statistically based alerts of process deviations. After one year of system implementation, a number of cases have been detected and communicated to melt shops worldwide. The objective of this paper is to examine a few of these cases; the early detection, statistical analysis, deviation reporting and the resulting countermeasures implemented.

Aug 17, 2017

By Jan Lückhoff

The introduction of the EAF Quantum furnace by Primetals Technologies represents an important milestone in the field of electric steelmaking during the last 15 years. In this process the latent and chemical heat of the off-gas generated during a melting process in an EAF is used to pre-heat scrap in an integrated shaft prior the melting of the scrap in the vessel. Combining proven own technologies, Primetals EAF Quantum enables nearly continuous process, cutting down idle times and enhancing availability for production. The essential benefits will be shown in this Paper.

Aug 16, 2017

By Kenneth Williams

Cargas a granel, incluindo finos de minério de ferro, devem ser embarcadas de acordo com as diretrizes acordadas entre os membros da Organização Marítima Internacional (IMO). Uma medida de segurança crítica é o Limite de Umidade Transportável (TML), exigido para cargas do Grupo A (cargas que têm tendência à liquefação). Diversos acidentes com navios envolvendo finos de minério de ferro da India, cuja causa suspeita-se ser a liquefação da carga, trouxeram à atenção o tema do TML de finos de minério de ferro. Um trabalho extenso de pesquisa foi desenvolvido pelos principais produtores de minério de ferro da Austrália e do Brasil para dar suporte à IMO no desenvolvimento de normas para o embarque desse tipo de material. Com essa finalidade, mineradoras patrocinaram o projeto AMIRA P1097, que foi conduzido pela TUNRA Bulk Solids (TBS) e o Centre for Bulk Solids and Particulate Technology (CBSPT), CSIRO e a Universidade de Auckland, com a gestão do projeto sendo feita pela Creative Process Innovation, a fim de estabelecer uma abordagem modificada de testes de TML específica para finos de minério de ferro. Esse estudo deu suporte aos resultados dos testes e conclusões do Technical Working Group do IMO, que publicou suas conclusões e descobertas em Setembro de 2013.

Aug 16, 2017

By Clarissa Hadad de Melo, Jean André François Dille, Rosa Maria Sales da Silveira, Rafaella Martins Ribeiro, Leonardo Sales Araujo, Luiz Henrique de Almeida, Alessandra Vieira Guimarães

Este trabalho tem por objetivo investigar o efeito do Y na precipitação da fase δ na superliga de níquel 718 e correlacionar a caracterização microestrutural com a precipitação/dissolução das fases, por análise térmica. As ligas A, B e C solubilizadas e superenvelhecidas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, com o auxílio de EDS para identificar as fases presentes nas ligas. A caracterização microestrutural foi corroborada com técnica de calorimetria diferencial de varredura. Resultados mostraram que a adição de Y influencia no tamanho de grão e consequentemente na fração de δ precipitada. A adição de Y modificou a cinética de precipitação de δ, que variou de acordo com o teor de ítrio adicionado.

Oct 13, 2019

By Mário César Mantovani

Um dos principais problemas enfrentados pelas aciarias é o descarte dos resíduos gerados durante a produção do aço. Além de se pagar pelo descarte em aterros monitorados, ocorre também a perda de elementos de liga, tais como Cr, Ni, Mo, V, etc. O objetivo deste trabalho é estudar a viabilidade de se aglomerar alguns resíduos gerados durante a produção do aço (lama de VOD/VD, poeira de forno panela e carepa de forjaria) na forma de pelotas autorredutoras e adiciona-las ao forno elétrico a arco (FEA). Primeiramente os resíduos foram misturados com finos de coque de petróleo e cimento. Após a pelotização e o período de cura, as pelotas autorredutoras foram fundidas num forno de indução (teste laboratorial), visando avaliar o nível de recuperação dos elementos de liga a partir dos resíduos. O rendimento dos elementos Cr, Ni e Mo variaram de 84% a 99% nos teste laboratoriais. Nos testes industriais envolvendo as pelotas autorredutoras de carepa de forjaria (aço ferramenta H13), os rendimentos dos elementos Cr, Mo e V variaram de 51%-92%, 94%-99% e 27,5%-88%, respectivamente.

Jul 30, 2018

By Bernardo Martins Braga

O desgaseificador RH é um reator de refino secundário bem estabelecido. Nesse equipamento, gás inerte é usado para promover a circulação de aço entre a panela de aciaria e uma câmara de vácuo. A predição correta da dispersão de gás na perna de subida do RH é importante para a modelagem confiável do processo. O presente trabalho estudou a penetração de gás na perna de subida do RH por meio de modelos físico e matemático. No estudo, foram considerados apenas um ou dois bicos injetores e vazões de gás, por bico, entre 5l/min e 50l/min. Para as condições com um bico injetor, os resultados das duas abordagens mostraram boa concordância qualitativa. Já para as condições com dois bicos injetores, a concordância só foi satisfatória para vazões de até 30l/min por bico. Adicionalmente, os resultados obtidos indicaram que o problema de penetração de gás em modelos matemáticos de desgaseificador RH identificado na literatura está relacionado com erros numéricos e não com falhas na modelagem da física do problema.

Aug 17, 2017

By Piotr Pajaczkowski

Hydro generators installed in Itaipu Binacional power plant with 824/737 MVA rated output power (50/60 Hz) belong to the largest ones in the world. Among many unique features the generators are equipped with the largest hydrodynamic thrust bearings ever built (external diameter 5200 mm, axial load equals approximately 3600 t). This paper is an attempt to propose a new thrust bearing design with the use of the state-of-the-art technologies and simulation techniques that demonstrate a reduction of friction power losses generated by the thrust bearing. This paper is divided into two parts. Within the first one the original thrust bearing design which was implemented in the generators is described. Related calculation results based on a thermo-elasto-hydrodynamic (TEHD) calculation software used by Alstom will be presented. A comparison between measurement results gathered in the 1980’s is given. In the second part a potential solution of a more beneficial bearing design is described. The proposed thrust bearing design modification is an implementation of Alstom’s PolypadTM coating. This modern polymer (PEEK) coating material has already been used by Alstom in projects around the world for many years. This coating allows pushing the operating parameters limits toward higher temperatures and lower oil film thicknesses far beyond the limits known for the conventional bearing materials.

Jul 31, 2018

By Alexandre Aparecida Morais

No Lingotamento Contínuo de Planos (placas de aço) o número de corridas realizadas em um único distribuidor é um indicador de performance operacional de enorme relevância para a sustentabilidade do processo. Ligados ao desempenho deste indicador estão os resultados de índices como produtividade, redução de custos, segurança e qualidade. Buscando melhorar este indicador a ArcelorMittal Aços Planos América do Sul – Unidade Tubarão iniciou no final de 2012 um projeto multisetorial subdividido em vários subprojetos satélites para aumentar o número de corridas em um único distribuidor visando obter ganhos nos índices técnicos descritos anteriormente. A proposta de meta oriunda deste projeto visava aumentar em no mínimo 70% os valores médios de corridas em um único distribuidor no Lingotamento Contínuo de Placas, o que representaria ganhos superiores a 1,2 milhões de dólares por ano. Neste trabalho é apresentada a metodologia definida para o projeto com suas respectivas etapas, o resumo de alguns subprojetos de sustentação e os resultados que já foram atingidos.

Aug 16, 2017

By Ana Paula Domingos Cardoso

A indústria automobilística é um dos maiores mercados para aços de aplicações de conformação criticas, exigindo contínuo desenvolvimento de novos materiais e tecnologias. Dentre estes, destaca-se o revestimento metálico (GA) que é composto por diferentes fases Fe-Zn com boas propriedades de aplicação, mas o seu comportamento em processos de conformação é sensível à fragilidade das fases intermetálicas, podendo resultar na fragmentação por powdering. A presença da fase ? na superfície é prejudicial à tribologia do revestimento, pois eleva o coeficiente de atrito, a ausência desta fase pode significar transformação excessiva e maior fragilidade do revestimento, reduzindo a resistência ao powdering. A aplicação de filmes de pós-tratamento de pré-fosfatização sobre o GA, com ganhos de conformação através da redução do coeficiente de atrito, tem sido desenvolvido pela ArcelorMittal. Este trabalho objetiva avaliar a tribologia e resistência ao powdering de diferentes condições de superfície do revestimento. A evolução do coeficiente de atrito é determinada por ensaios de desgaste, além de ensaios de powdering e análises metalográficas via MEV-EDS para avaliação do pós-tratamento.

Aug 7, 2018

By Alessandra Savazzini dos Reis

A indústria de cerâmica vermelha brasileira consome 10,3 bilhões de toneladas de argila ao mês para produção de telhas e blocos. Uma alternativa para tornar o setor mais sustentável ambientalmente é a incorporação de resíduos na massa argilosa. Na própria olaria são gerados resíduos, tal como, o resíduo de massa cerâmica crua originado na etapa de conformação das peças. Este trabalho visa caracterizar o resíduo de massa cerâmica crua para incorporação na massa argilosa usada em cerâmica vermelha. O resíduo de massa cerâmica crua foi caracterizado através de ensaios de FRX, DRX, calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria, limites de Atterberg e distribuição de tamanho de partículas. Corpos de prova foram conformados, secos à 110ºC e queimados à 900ºC em forno industrial e foram submetidos a ensaios de absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente e resistência à flexão. Os resultados evidenciam que as propriedades cerâmicas avaliadas nos corpos de prova atendem aos valores das argilas-padrão brasileiras para uso em cerâmica vermelha.

Aug 16, 2017