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By Augusto Andrés Torres Toledo

Na mineração a céu aberto, na etapa de planejamento a curto prazo são desenhados constantemente polígonos usados no planejamento de produção, onde geralmente o processo de desenho é manual, demandando o tempo e esforço dos planejadores. Os polígonos gerados no planejamento de curto prazo devem apresentar a menor variabilidade possível entre eles, para que as restrições da planta de processamento sejam atendidas. Desenhar polígonos de curto prazo de forma automática, sequenciar todos os blocos de minério em cada polígono, e conectar um polígono a outro é o foco deste trabalho. Para isso, foi feito uso de algoritmos genéticos e dinâmicos, desenvolvidos em linguagem de programação Python e operacionalizados no software geoestatístico SGeMS. Gerou-se múltiplas iterações para cada um dos avanços individuais de blocos de minério, gerando regiões ou polígonos, e selecionando as regiões de menor variabilidade de teores. As funções de distribuição de probabilade dos teores de cada avanço foram comparadas a função da distribuição de teores global do corpo de minério, os resultados mostram que os polígonos possuem distribuições semelhantes à distribuição de referência, então foi possível sequenciar os blocos de forma operacional garantindo quasi-estacionaridade dos parâmetros.

Oct 30, 2017

By Piotr Kula

Vacuum carburising with pre-nitriding (PreNitLPC® technology) involves feeding ammonia during the charge heating stage before carburising. The purpose is to restrict the growth of grain in the surface layer of the carburised steel. The article presents the influence of nitrogen on restricting austenite grain growth during vacuum carburising and on mechanical properties (fatigue strength, impact resistance) of layers that underwent such treatment in comparison with traditional carburising methods.

Aug 16, 2017

By Patrick E. Connell

During the ABM Conference of 2015 the latest design and process features of the new 3-roll RSB® generation were presented together with a unique Size Control System SCS® for a real time closed loop control to produce an extraordinary quality SBQ – day in, day out. In the past two years, Kocks has focused on improving the repeatability of the rolling process and developed technology to enhance the performance of its equipment. These developments include Fast Remote Control (FRC), Stands Adjustable Under Load (AUL) implementation of closed loop Size Control System (SCS), and finally a state of the art laser Gauge (4D Eagle) that pulls all of these developments into a complete package of quality. Gauges used in the past generally operated with the “shadow” measuring system. The latest gauge developments are based on the “light section” method. This method is more suitable to provide real time measurement parameters of the rolled bar. Placed close to the last rolling stand, the “light section” gauge is capable of measuring around the complete diameter with a clear definition of the bar stage in relation to the axes of the rolls. It is also capable of making these measurements using a very high measurement frequency. Following requirements of the market, requiring the highest gauge measuring frequencies which display the bar in the most accurate way even at the highest rolling speeds, the “4D Eagle” gauge was developed. This paper describes all the process features and parameters of this impressive and unique newly developed gauge as well as the other described technical improvements.

Oct 30, 2017

By Julio Cesar Correa de Oliveira

O processo de lingotamento contínuo em uma aciaria elétrica é responsável pela solidificação do aço líquido proveniente das ações de fusão e refino no forno elétrico a arco, e ajuste de composição química no forno panela. Tal processo é crítico, pois, há eclosão de defeitos que estão associados às etapas anteriores como também da própria solidificação. Alguns destes defeitos são: trincas, romboidade, segregações, porosidade, dentre outros. Tais defeitos podem vir a desclassificar o tarugo quanto a sua qualidade, o que prejudica o volume e custos da produção, afeta consideravelmente a distribuição de material para a laminação e diminuindo a produtividade. Dentre os defeitos expostos no texto, porosidade foi classificada como uma das principais causas, na desclassificação do tarugo. O artigo a seguir analisou o fenômeno de nucleação do defeito, de forma a desenvolver ações corretivas, por meio de ferramentas de gerenciamento. O resultado alcançado através das medidas tomadas permitiu a redução de defeitos, na ordem de 50%.

Aug 15, 2017

By Jörg Thomasberger

Delivering liquid steel to a steel processing unit at right temperature is an important criterion for high production steel shops, but it is surprising how little attention has been paid in the past to manage this vital phase in the steelmaking process-the steel in transit. The ladle running costs, both directly and indirectly, contribute significantly to the cost of steelmaking and should be an area of concern to any high production steel plant. Here we are talking not only of refractory costs or preheating fuel costs, but also cost of extra heating in ladle furnace, additional process delays incurred in delivering steel at right temperature to downstream unit in case proper care is not exercised at upstream unit, and occasional costs of ladle breakout due to inability to judge the residual life of the ladle. This paper emphasizes the need of a comprehensive ladle management system, an aspect which has not been properly addressed in the operations of a steel plant, in improving the productivity of a steel melt shop. Starting with review of present status and the attempts at implementation of ladle tracking in steel melt shop automation system, it looks at components of an exhaustive Ladle Management System (LMS), and finally gives an idea of benefits that will accrue from implementation of such a system in a steel melt shop.

Aug 17, 2017

By Pedro Cunha Alves, Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Augusto Lachini Pereira, Julio Aníbal Morales Pereira

The capacity of steelmaking slags (CaO-SiO2-Al2O3-MgO) on inclusion removal from liquid steel was investigated through experimental conditions. Laboratory experiments with slag and steel samples (with inclusion population known) were performed using a vertical electric resistance furnace at 1600 ºC. After the melting experiments, slag and steel samples were separated and analyzed regarding their chemical composition and inclusion population evolution. The capacity of slags on inclusion removal was evaluated based on the thermodynamics (solid and liquid phases proportion, phase composition and effective viscosity of slags) calculated using the FactSageTM 7.2. Results indicated that changes in the composition of slags (regarding CaO/SiO2 e Al2O3) presented effects on the steel cleanliness. The total inclusion density decreased in all steel samples and the removal of inclusions by slags shows a tendency to improve as their viscosity decreases (< 0.23 Pa.s).

Oct 1, 2019

By Pierre Montmitonnet, Yukio Shigaki, Jonatas Mezêncio Silva

A precise roll stack deformation model of a flat rolling mill is crucial for strip profile assessment as it depends strongly on the roll’s deformation. The need for more and more advanced products with stringent both geometrical and mechanical tolerances (e.g., Advanced High Strength Steels – AHSS), with thinner and harder steel strips, demands more advanced simulation models. The present paper addresses assumptions made in Finite Element Method (FEM)-based roll stack models on some important, yet barely discussed features: What is the impact on precision of the simplifications such as symmetry and anti-symmetry? Should roll neck boundary conditions in bearings be considered as fixed or simply supported? In this paper a hybrid model developed by the authors for a general flat rolling mill is used to assess those questions. This model runs much faster (100x in some cases) than a whole-FEM-modeled 6-high rolling mill with the elastoplastic strip deformation, thanks to its simplifications adopted. This model assumes a steady state rolling condition, and the roll stack is modeled with tridimensional finite elements, and the loads are calculated via a slab method adopting a plane strain state for the strip deformation (especially true for thin strips). An industrial 6-high cold rolling mill is modeled and results on the application of symmetries and different boundary conditions on the roll’s necks are presented. It is concluded that the application of symmetries and anti-symmetries for the 6-high rolling mill is possible for thin strips. And the way the necks are modeled does not impact on the final strip shape, though it influences the magnitude of the roll’s displacement. The coupling of the strip with the work roll applied assuming a symmetry plane of the arc of contact has little influence on the strip shape.

Oct 1, 2019

By Andrea Donadon

This article introduces the Danieli Total Asset Management System, which involves 360 degrees service methods and equipment. Danieli Condition Monitoring System and Danieli Torque Monitoring System are fundamental to evaluate the conditions of the working components in heavy duty transmissions. The first one monitors the vibrations and the lubrication fluid conditions with the purpose to identify the presence of malfunctions, by detecting any variation of the signals from the standard values. The second one monitors the transmitted torque for each spindle and gearbox, with the aim of detecting any anomaly in torque distribution and magnitude, and evaluating the residual life of the mechanical parts, on the base of a dedicated fatigue damage algorithm. All these features are useful in avoiding serious damages to machines, facilities and people, but allow also planning the maintenance and overhaul activities with efficiency, in order to achieve the best plant availability and reliability. The data analysis is made by the IntelliCMS software, which interfaces with plant and Danieli operators and includes the possibility to cooperate by remote connections, simplifying service activities and support. All these features allow providing new full service programs, where the client is totally supported in maintenance, overhauls and substitutions. This is the best way to ensure the most efficient, high quality and reliable after sales assistance.

Aug 16, 2017

By Antonio Augusto Gorni, Kenji Camey, José Herbert Dolabela da Silveira

Recently several studies have been developed on the use of microalloyed steels with low Mn content (below 1%) in the controlled rolling of heavy plates for the manufacture of pipes. However, this novel concept of alloy has peculiarities in its thermomechanical processing. Lower Mn contents should lead to the acceleration of NbCN precipitation kinetics during rolling, leading to a reduction in the soluble Nb content in austenite that delays its recrystallization by drag effect. This fact, plus the heavy and fast passes applied under virtually isothermal conditions in a heavy plate rolling mill with high power, increases the risk of partial recrystallization during the finishing stage of the controlled rolling, since strain hardening of austenite becomes significant and the interaction between precipitation and recrystallization is increasingly delayed. The objective of this study was to analyze the evolution of mean flow stress during the finishing stage of controlled rolling in these low Mn, high Nb microalloyed steels, in order to better understand the metallurgical mechanisms acting during this process and identify conditions that allow full compliance with the requirements of this product class.

Oct 1, 2019

By José Divo Bressan

Present work examines material surface damage by cavitation erosion of metals or the wear phenomenon from water bubbles collapse near the metallic surface. Material surface damage by cavitation erosion is due to wear mechanisms of liquid micro-jets impingement and shock waves. Experimental cavitation in tap water was investigated, using the proposed new design of compact rotating disk equipment. In this device, a rotating disk with cavitation inducers and specimens fixed on it ran in tap water to provide cavitating flow at constant high speed of 47.9 m/s similar to service conditions in pumps and propellers. Two types of cavitation inducers in the rotating disk were investigated: through-holes and pins. Carburized cast iron, aluminum, brass and bronze specimens were tested in this device. The cavitation damage mechanisms were observed by scanning electron microscope. Surface damage in the specimens was measured by mass loss and plotted in graphs of mass loss versus running time. After 25 hours testing, the specimens surface showed pitting formation and mass loss. All specimens presented surface damage: pit diameter size was about 100 or 150 to 300 micron. In aluminum specimen, damages by burned pit formation and plastic deformation could be seen, however, the mass loss was lower than the expected, possibly due to alumina film formation. Present equipment had quite good test reproducibility when compared with results from literature.

Jul 31, 2018

By Afonso Cardoso da Silva, Romeu Thomaz Viana Jr, Emanuelle Garcia Reis, José Herbert Dolabela da Silveira

The Gerdau Ouro Branco Mill, three years after the implementation of its new plate mill, has started to develop high complexity products. The plate mill’s learning curve has been increasingly challenging since products are being developed to their highest grades. This work aims to present the first results of the development of steels of the strength class of 510 MPa produced by TMCP (Thermomechanical Controlled Processing) followed by accelerated cooling. These results show the potential and advantage of the accelerated cooling process regarding to obtain products of high mechanical strength and high toughness, associated with a low equivalent carbon.

Oct 1, 2019

By Shian Jia

Ultrasonic Stirring Technology (UST) is used in this study to manufacture Al-based nano-composites. Ultrasonic cavitation plays an important role in refining the microstructure, dispersing the nanoparticles and breaking up clusters of nanoparticles. In this paper, 6061/A356 alloys and Al2O3/SiC nanoparticles are used as the matrix alloys and the reinforcements, respectively. The nanoparticles were inserted into the molten alloy and dispersed by ultrasonic cavitation and acoustic streaming. A previously developed multiphase Computational Fluid Dynamics (CFD) model was used to study the cavitation and the nanodispersion phenomena during ultrasonic processing of these alloys. A comparison between the mechanical properties of the as-cast 6061 and 356 alloys and nano-composites has been performed.

Aug 16, 2017

By Marcos Paulo da Silveira, Carolina Conter Elgert, Messias Prado de Almeida, Rafael Stella Galdino

Microalloyed steels have been intensely studied as an alternative to increase strength by grain refinement and/or precipitation hardening. Long steel products have a wide range of opportunities to apply well-defined principles of controlled rolling (CR) in order to increase strength and toughness with reduced costs. To evaluate the effect of microalloying elements as Nb and Ti with thermomechanical treatment, three conditions were tested: DIN 16MnCrS5 with hot rolling (HR), DIN 16MnCrS5 with Nb and CR and DIN 16MnCrS5 with Nb+Ti and CR. Austenitic grain size, obtained by direct quenching after rolling, has shown a decrease 32% with Nb addition, and 29% when Nb and Ti was added. Controlled rolling generated higher grain refinement and pancacked grains near the surface. When comparing ferritic grain size, controlled rolling plus niobium and titanium additions resulted in significant reduction of 35%. Yield strength increased 15% with microalloying and CR and more than 270% in impact toughness, even at -40°C.

Oct 1, 2019

By Aline Silva Magalhães

Nas últimas décadas a crescente demanda por carros mais seguros, econômicos e menos poluentes exigiram das montadoras, siderúrgicas e comunidade científica investimentos na pesquisa e no desenvolvimento de novos materiais, tais como os aços avançados de alta resistência. Dentro deste contexto, neste trabalho foi realizada a análise da microestrutura e das propriedades mecânicas de um aço bifásico na condição inicial e submetido a tratamentos térmicos com aquecimento na região intercrítica e resfriamento brusco. Foram analisadas a proporção dos constituintes na microestrutura e as propriedades mecânicas por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura, de difração de raios X, dureza e de tração. Observou-se, em geral, que o aumento da temperatura intercrítica levou a uma elevação da fração de martensita e, consequentemente, influenciou de forma a aumentar os valores de dureza, resistência mecânica e diminuir a ductilidade.

Aug 16, 2017

By Rodrigo Rangel Porcaro

Juntas soldadas por centelhamento (flash butt welding) de trilhos de aço do tipo intermediário foram caracterizadas mecânica e estruturalmente. Além disso, ensaios preliminares de dilatometria foram aplicados ao metal base e correlacionados ao processo de soldagem. Os resultados indicam que o metal base atendeu aos requisitos da Norma AREMA (2013). A microestrutura de toda a região soldada é formada por perlita e os ciclos termomecânicos provocaram significativas alterações no tamanho das colônias perlíticas e na sua morfologia, com destaque às mudanças de espaçamento interlamelar em toda a junta e início de esferoidização na região de transformação parcial. Como consequência das alterações morfológicas da perlita, a microdureza foi significativamente reduzida na região de transformação parcial e refino de grãos. A taxa de resfriamento média após o processo de soldagem foi estimada a partir dos ensaios de dilatometria.

Oct 30, 2017

By Mariana Carla Mendes Rodrigues

Os aços ferramenta para trabalho a frio são utilizados em diversas aplicações em decorrência de propriedades como elevada estabilidade dimensional, alta resistência ao desgaste e elevada temperabilidade. Tais características estão diretamente associadas à microestrutura do material, isto é, à quantidade, à distribuição, ao tipo e à morfologia dos carbonetos presentes e à quantidade de martensita revenida e austenita retida. Neste contexto, no presente trabalho foram caracterizados mecanicamente e microestruturalmente quatro aços ferramenta para trabalho a frio empregados na fabricação de cilindros de laminação a frio. Para isso, amostras foram retiradas dos próprios cilindros e foram realizadas análises de dureza, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva e espectroscopia de emissão atômica por plasma. De acordo com resultados, uma comparação entre as propriedades dos aços foi conduzida visando concluir qual deles é o mais adequado para a referida aplicação.

Aug 16, 2017

By Marcus Novaes Motta

O modelo utilizado como base para elaboração deste trabalho, foi desenvolvido com os dados coletados no start up da planta de desfosforação de gusa líquido, fornecida pela TECNOSULFUR S/A, localizada em Sete Lagoas - MG a Siderúrgica CISAM, localizada em Pará de Minas – MG. Esse modelo prevê de forma precisa a quantidade de agente desfosforante necessário para o tratamento de desfosforação de ferro gusa, considerando o teor de fósforo final objetivado e levando em consideração o fósforo, silício e temperatura iniciais. O objetivo deste trabalho é testar esse modelo em outros reatores que possuem processos de desfosforação, tais como: desfosforação de aço em convertedores e fornos elétricos. Inicialmente foram coletados dados de desfosforação de algumas publicações para verificação de viabilidade desse trabalho e como o modelo se mostrou eficiente, futuramente ele será testado em algumas empresas e se necessário será ajustado.

Aug 16, 2017

By Thiago Cesar de Souza Pinto

Os teores de umidade (U) presente no minério de ferro, após o processamento mineral, se torna uma dificuldade para seu transporte marítimo à medida que este teor ultrapassar os limites de TML (Transportable Limit Moisture). O presente trabalho teve por objetivo a identificação dos mecanismos de secagem em concentrados de minério de ferro tipo sínter feed em unidade experimental de secador de bandejas em escala de laboratório. São apresentados e discutidos resultados em que os mecanismos identificados se revelam como água livre superficial e capilaridade, para a faixa de umidade de interesse (13&lt;U&lt;6%). Uma regressão não linear foi realizada identificando o peso das variáveis em estudo, permitindo assim um modelamento dos resultados de redução de umidade. O modelo apresentou boa aderência aos resultados experimentais com desvios menores que 10% entre os dados previstos e observados.

Aug 16, 2017

By Marcelo Fernandes Mercier

A presença de inclusões nos aços está diretamente associada à sua limpidez, sendo que os diferentes tipos de inclusões não-metálicas podem prejudicar desde o processo de fabricação e conformação até as propriedades finais do aço exigidas para a sua aplicação. As inclusões se formam e se modificam ao longo do processo produtivo, e estão relacionadas principalmente às técnicas de refino secundário e lingotamento contínuo. Neste trabalho será desenvolvido um método de cálculo para a adição de CaSi em função do seu rendimento, nível de oxidação, composição química e temperatura do banho, objetivando atingir a “janela líquida” do aço. Espera-se que o cálculo da quantidade de CaSi a ser adicionada (atualmente utilizase uma taxa fixa) nos aços durante o processo de rinsagem, conduza, com mais segurança, a obtenção de inclusões líquidas e consequentemente uma melhor limpidez do produto.

Aug 8, 2018

By Renan Celestino Silva Santos

O presente estudo trata da análise de falha de um cabo de aço utilizado em grua de construção civil. Para a análise da falha foram feitas metalografia, microdureza, análise dimensional e análise por microscopia eletrônica de varredura. Também foram feitos ensaios de tração, a fim de determinar a diminuição da resistência mecânica em decorrência de diminuição de área do cabo. A análise em campo detectou a presença de um dispositivo de acionamento do motor da grua que mantinha contato com o cabo e foi o responsável pela falha. Os resultados demonstraram que todos os fios estavam desgastados. Na maioria dos fios foi detectado aspecto de fratura plana frágil. A análise metalográfica e de microdureza não indicaram nenhum defeito metalúrgico nos cabos. Os resultados do ensaio de tração indicaram a diminuição significativa da resistência mecânica devido à redução de seção dos fios.

Aug 16, 2017