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By Johan PEERS, François DUMORTIER

Today, solutions to optimize Capital Expenditure (CAPEX) & Operational Expenditure (OPEX) for small capacity Cold Rolling Mills (CRM) as well as for high capacity CRM are available, as extensively described by various Original Equipment Manufacturers (OEMs) & steel makers. A suitable solution for small capacity CRM is to start with a single stand reversing mill (up to 400 ktpy, depending on product mix), which can then be expanded into a twin stand mill (up to 900 ktpy, depending on product mix). The main drawbacks in conventional practice are the off-gauge length in single stand set-up and the long downtime of the mill during the erection of the second stand. For higher productions CRM, it is common practice to directly select a new Pickling Line Tandem Cold Mill (PLTCM), with a high CAPEX. Is there an in-between solution that would allow to start with limited output and CAPEX, without jeopardizing the ultimate expansion goal (1.2 to 2 mtpy), for which PLTCM is the best techno-economical choice? In the absence of a solution, JOHN COCKERILL developed an integrated solution that limits the CAPEX in the first phase of development, without crippling affecting future endeavors through an easy and economically sustainable expansion into a PLTCM, without long production downtime. The solution consists of first installing a twin stand mill, expandable into a tandem mill thanks to a smart design of the line. It is therefore possible to limit the production to 900 ktpy in the first phase of the project and then convert the mill into PLTCM in the second phase to increase the production from 1.2 to 2 mtpy, depending on the market trends and financial capabilities. In summary, JOHN COCKERILL has developed a smart new layout in reversing phase combined with a brand new rolling strategy to optimize productivity and limit off-gauge, compared to conventional solutions (patents pending). In addition the layout enables an easy conversion to tandem mill without high over investments, which is more sustainable financially than the initial purchase of a PLTCM. Long downtimes to allow for capacity extension, detrimental to this phase-by-phase approach, are also avoided. Technical and process description of the new layouts and rolling strategies, together with CAPEX & OPEX descriptions of the phases are detailed in this paper.

Oct 1, 2019

By Elton Douglas Heriger Pereira

Refratários de alta alumina apresentam boa refratariedade, elevada resistência mecânica em altas temperaturas, boa resistência à variação bruscas de temperatura sem se romper sendo utilizados em revestimento de panelas e válvulas siderúrgicas devido sua propriedade anfótero e ter aplicações sobre à ação de escórias básicas. Neste trabalho procurou-se avaliar o efeito de adições de 1,5; 3,0 e 4,5%p. de Nb2O5 em refratário de alta alumina, estes obtidos a partir de uma mistura de diversos tipos de alumina, 5,0 %p. ZrO2 nanométrica (TZ-8Y) e agregado de mulita, sinterizados em temperaturas de 1400 e 1600 °C. Como nestes refratários a ZrO2 não surte o efeito de microtrincamento, a formação de fase vítrea a partir de Nb2O5 e a incorporação de agregados ao refratário foram fundamentais nas propriedades obtidas. Foram avaliadas propriedades tecnológicas como densidade e porosidade aparente pelo método de Arquimedes, formação de fases por difração de raios-X e análise microestrutural por microscopia eletrônica de varredura e resistência ao choque térmico.

Oct 30, 2017

By Flanelson Maciel Monteiro, Yago Lutz Castro Pinto, Marcondes Mendes de Souza, Mauro Froes Meyer

In Potiguar West, in the regions of Vale do Açú, Mossoró, and Chapada do Apodi there are limestone outcrops of about 20 thousand square kilometers (with a thickness ranging from 50 to 400 meters). Limestone is an essential raw material for the manufacture of agricultural products and especially for construction. The rock serves for various productions, among them is used for the production of cement, lime, fertilizers, even ornamental rocks. Thus highlighting the mineral potential in the state of Rio Grande do Norte, as well as its use in the production of various products.

Oct 3, 2019

By Isabel Ferreira de Barros

O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da frequência de pulsação da corrente de soldagem sobre a microestrutura e propriedades resultantes de solda de chapas finas do aço inoxidável austenítico AISI 316L. Chapas do aço inoxidável AISI 316L foram submetidas à soldagem variando a frequência de pulsação de 2 a 8 Hz, mantendo-se constante a energia de soldagem. Os parâmetros de soldagem foram selecionados de forma a se obter penetração total. Foram realizadas análises das características superficiais. A microestrutura da seção transversal foi avaliada por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. A avaliação da resistência mecânica foi realizada por meio de ensaios de tração uniaxial, dureza e dobramento. Os resultados têm mostrado que variações na frequência de pulsação não atuaram de forma a conferir melhores propriedades mecânicas à junta soldada.

Aug 7, 2018

By Andreas Cestonaro

Roll grade evolution in plate mill applications is traditionally following the development in hot strip mills. New grades normally find their way into service only after being successfully implemented in hot strip production. The majority of the plate mills worldwide are using work roll grades that have been invented before the 1980’s. But today the demands in the mills are pushed by sophisticated product mixes and longer rolling campaigns. The result of this development is a higher wear rate on the work rolls and as a consequence roll hardness is increased and advanced roll materials are used. The backup rolls are also affected by this. The wear rate is higher and the mechanical impact in terms of contact pressure and work hardening is increasing. This paper outlines the results of the roll grade development at Gontermann-Peipers and introduces new materials for work and backup rolls for plate mills.

Jul 30, 2018

By Marco Túlio Santiago Ferreira, Nilton Carlos Torquato, Washington Pirete da Silva

In 2005, with the significant reduction of iron content in the “Quadrilátero Ferrífero” reserves, Vale began the study of alternatives for the tailings disposal in other structures, that are not tailings dams. In 2011, after bench-scale and pilot-scale tests, it was defined to implement the project "Alternative methods for tailings disposal", including the construction of experimental drainage piles to get mineral and geotechnical process parameters for future projects. The result of this study shows that it is technically possible to replace traditional tailings disposal (dams), to dry stacking, with the proportion up to 20% of ultrafine tailings in the total tailings composition, however, this study is in evolution and the scale of the project / pile is being gradually increased to guarantee a good performance for the mineral and geotechnical process.

Oct 3, 2019

By Steferson Ferreira de Oliveira

Desenvolvido nos últimos anos, o processo NDE, vem se tornando uma maneira promissora de usinar e nitretar simultânea a superfície de materiais metálicos. A Usinagem por Descargas Elétricas (EDM) é um processo de usinagem não convencional que tem grande potencial em aplicações de engenharia de superfície, ao melhorar a resistência superficial do material por meio de tratamentos termoquímicos, como por exemplo, a nitretação. Propriedades como: baixa densidade, boa resistência à tração (comparável à de muitos aços ligados) e excelente resistência à corrosão, possibilitam a aplicação do titânio e suas ligas nas indústrias aeroespacial, naval, química e automotiva e ainda no campo da medicina. Porém, raramente são usados como peças sujeitas ao deslizamento, devido a sua devido à sua baixa resistência aos mecanismos de desgaste abrasivo e adesivo e alto coeficiente de atrito. O tratamento termoquímico de nitretação pode solucionar esta restrição. Além de aumentar a resistência ao desgaste, o nitreto de titânio melhora a biocompatibilidade de suas ligas. O objetivo deste trabalho foi estudar a camada nitretada na liga de titânio Ti6Al4V por meio do processo de Nitretação por Descargas Elétricas (NDE), usando como fluído dielétrico solução de água deionizada e ureia granulada, como fonte de nitrogênio. Uma máquina de EDM por penetração foi utilizada no processo. Cobre e grafite foram utilizados como materiais dos eletrodos ferramenta. Foi avaliada a usinabilidade da liga Ti6Al4V com solução de água e ureia, relacionada aos parâmetros: taxa de remoção de material (TRM), taxa de desgaste (TD) e desgaste volumétrico relativo (DVR) para eletrodo de cobre e de grafite. Para caracterizar a camada nitretada foram realizadas microscopia óptica e medição de microdureza Vickers. A formação de nitretos na superfície foi avaliada por meio de difração de raio-x. Imagens metalográficas da seção transversal da superfície mostraram a formação da camada nitretada, devido ao ganho no valor da dureza. Os parâmetros relacionados à usinagem apresentaram valores que indicam um melhor desempenho quando se usa eletrodo ferramenta de cobre em relação à grafita. Nitretos de titânio foram observados no difratogramas da amostras nitretadas por NDE.

Oct 30, 2017

By Maria Auxiliadora Mendes Aguiar

O sistema de flotação de minério de ferro consagrado no Brasil desde 1977 é a flotação catiônica reversa, na qual deprimem-se os minerais-minério de ferro e flota-se a ganga silicática. Em termos de reagentes, o amido é utilizado como depressor de minerais de ferro e a amina como coletor de quartzo e espumante. Teoricamente, espera-se que o aumento da dosagem de amina eleve a flotabilidade do quartzo. Entretanto, a realidade industrial tem mostrado um comportamento contrário. Este fato tem sido explicado pela formação de clatratos - termo utilizado para denominar o composto molecular formado pela adesão das moléculas de amina no interior das moléculas de amido, que resulta na depressão do quartzo. Em laboratório, a avaliação da flotabilidade de minerais puros pode ser feita através de ensaios de microflotação em tubo de Hallimond modificado. O objetivo do presente trabalho é verificar a flotabilidade do quartzo utilizando-se diferentes dosagens de amina e amido. Para isso, ensaios de microflotação em tubo de Hallimond modificado foram realizados em faixa de pH entre 6 e 12. Identificou-se a dosagem de reagentes que favoreceu a formação dos clatratos.

Aug 1, 2018

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 Iara Takehara Chemale

A fim de obter cada vez mais resultados satisfatórios em escala industrial na produção de aços longos, tem-se avaliado constantemente práticas realizadas no processo para se evitar desperdícios devido a defeitos nos produtos. Baseado neste conceito, este trabalho busca analisar melhores controles para otimização do processo de refino secundário, por meio da análise da eficácia na desoxidação e rendimento de liga frente aos parâmetros de agitação por injeção de gases inertes em um aço baixo carbono produzido na unidade Gerdau Riograndense. Através dos resultados obtidos, pode-se afirmar que rendimento de silício é uma ferramenta adequada para prever o nível de oxidação do aço líquido, a influência do desempenho da escória e que parâmetros de agitação por injeção de gases inertes durante o refino secundário tem influência no desempenho do rendimento de liga e da desoxidação do aço líquido

Aug 16, 2017

By Etiene Pereira de Andrade

Em decorrência de índices de emissão de poluentes cada vez mais restritivos, de programas de incentivo à eficiência energética e do uso de fontes de energia renováveis, a indústria automobilística se renova e desenvolve tecnologias que permitam redução de massa dos veículos conciliada a bom desempenho estrutural e em serviço. Nesse contexto pode-se destacar o processo de Tailor Welded Blank (TWB). Esse processo permite que se reduza o número de reforços empregados no veículo, bem como a necessidade de um maior número de etapas de manufatura. Este estudo trata da caracterização das fraturas observadas em chapas obtidas pelo processo de TWB, para aplicação em portas laterais de veículos, quando submetidas à operação de estampagem profunda. Para a identificação da causa raiz foram realizados os ensaios de tração (de forma qualitativa, buscando apenas definir a região de falha), embutimento e análises metalográficas usando microscópio óptico (MO) microscópio eletrônico de varredura por feixe de elétrons (MEV). Os resultados indicaram que a fratura ocorreu na zona termicamente afetada, e não na zona fundida. Verificou-se, ainda, que a fratura ocorreu por esforços de tração simples, gerados pelo processo de estampagem do componente.

Oct 30, 2017

By Anna Carolina Cerqueira Neves

Synthetic fiber has been gradually replaced by natural fiber, such as lignocellulosic fiber. In comparison with synthetic fiber, natural fiber has shown economic and environmental advantages. The natural fiber presents interfacial characteristics with polymeric matrices that favor a high impact energy absorption by the composite structure. However, until now little has been evaluated about the hemp fiber incorporated in polymeric matrices. This study has the purpose of evaluate the impact resistance of this kind of epoxy matrix composite reinforced with different percentages of hemp fibers. The impact resistance has substantially increased the relative amount of hemp fiber incorporated as reinforcement in the composite. This performance was associated with the difficulty of rupture imposed by the fibers resulting from the interaction of hemp fiber / epoxy matrix that helps absorb the impact energy.

Aug 16, 2017

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 Emanuelle Garcia Reis

Este trabalho apresenta as mais avançadas tecnologias do equipamento de resfriamento acelerado e têmpera direta da linha de laminação de chapas grossas da Gerdau Ouro Branco. O laminador de chapas grossas possui um conjunto de técnicas de última geração para controle de forma (Bending, Shifting e Smart Crown) integrado ao modelo matemático que define o esquema de passes ótimo em função das propriedades mecânicas objetivadas no produto final. Isso permite obter chapas grossas de aços microligados em várias classes de resistência mecânica de 600 a 1.200MPa e de boa tenacidade a -60°C.

Oct 30, 2017

By Leonardo Semedo de Mattos Siqueira, Renata Ferreira Muller

The Granulometric Ratio (RG) is one of the most important indicators related to the pelletizing product. Through it, it guarantees good permeability of the bed of pellets, optimization of the thermal cycle and, thus, better results of physical quality and consumption of the energy matrix. To guarantee this indicator, it is necessary that the processes of agglomeration of pellets, classification of raw pellets and screening of burned pellets are under control of certain parameters and with a level of stability assured.

Oct 1, 2019

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 Fernanda Santos da Luz

As partículas de sínter (PSs), retidas no precipitador eletrostático dos estágios de sinterização em uma planta de aciaria, foram incorporadas até 20% em peso na argila caulinítica para produzir cerâmicas vermelhas porosas melhoradas utilizadas na construção civil. As amostras foram preparadas por prensagem uniaxial e depois sinterizadas a 750, 900 e 1050°C, que são temperaturas típicas para produção de tijolos, blocos e telhas. Após o processamento, foram avaliadas as propriedades mecânicas e microestruturas relacionadas à porosidade dessas cerâmicas. Os resultados revelaram, pela primeira vez, como a porosidade pode ser associada à melhoria da resistência da cerâmica vermelha processada a temperaturas típicas para produção de tijolos, blocos e telhas. Observou-se também a melhoria dos isolamentos acústico e térmico devido à porosidade dessa cerâmica.

Oct 30, 2017

By Piezanowski Ludivine

With the aim to reduce the hot metal production cost, ArcelorMittal Gent decided to integrate more ores with finer particle size distribution in the raw material mix for the production of blast furnace sinter. As a consequence of such an increase of finer material in the sinter raw mix, the sinter machine productivity and the quality of the sinter are affected. In order to compensate this impact, modern granulation technology can be employed. Within this context, ArcelorMittal Gent has invested in a vertical intensive mixer. The equipment was placed before the existing drums, with a function of “mixer”, whereas the drums are fully optimised for the nodulizing process. The paper presents the results of the industrial operation during the commissioning phase of the new equipment. Gradually increasing the proportion of fine material in the sinter raw mix has made it possible to compare the performances of the old system using drums for mixing and pelletizing with the new system using an intensive mixer combined with a nodulizing.

Aug 1, 2018

By Evandro Moraes da Gama

A aglomeração a frio de minérios, rejeitos de mineração, resíduos sólidos, combustíveis, fertilizantes, produtos químicos, farelos de alimentação animal, etc. é um tema de grande relevância para o setor industrial dentro do contexto de crescimento sustentável. Neste trabalho é feita uma descrição da moderna planta piloto de aglomeração a frio de finos de minérios de ferro empregando o disco pelotizador SC-1000 (Haver). Essa unidade piloto pertence ao Centro de Sustentabilidade da UFMG, que está localizado na cidade de Pedro Leopoldo (Minas Gerais, Brasil). Esse tipo de equipamento difere dos discos tradicionais no mercado por agir de forma dinâmica na formação da pelota crua durante o processo de aglomeração a frio. A tecnologia Scarabeus permite o ajuste automático da altura da borda do disco, assim como da inclinação e da velocidade de rotação, mesmo durante a etapa de operação. É também feita uma abordagem sobre a inovadora tecnologia Scarabaeus de discos pelotizadores para plantas industriais de aglomeração de minérios. Ademais, são apresentadas as principais linhas de pesquisa referentes a aglomeração a frio de materiais finos.

Aug 1, 2018

By Livia da Silva Mello

O objetivo deste trabalho é demonstrar que a utilização da Metodologia Six Sigma e ferramentas de controle estatístico e gestão, são eficazes para controle processo, redução custos e estabilização de processos em geral. O coque dentre os custos variáveis do Circuito Polimetálicos, representa o maior custo para a unidade de Juiz de Fora e a oportunidade em otimizar sua utilização, foi identificada a partir do levantamento de dados e benchmark realizado. Observou-se que a média do consumo específico de coque grosso + coque fino no Forno Waelz, em 2012 era em média 360 Kg/t de pó de aciaria (PAE) tratado estava muito superior a outras empresas que utilizam a mesma tecnologia para tratamento de resíduos. Definiu-se então como meta do projeto atingir 210Kg/t PAE até 2014. Passando por todas as etapas de um projeto Six Sigma: Definir, Medir, Analisar, Melhorar e Controlar, todas as ações realizadas garantiram uma melhor performance da variável: consumo específico de coque, uma média acumulada em 2013 de 212,3 Kg/t PAE e 181,5 Kg/t PAE em 2014 proporcionando um custo evitado de R$ 11,6MM para a unidade.

Sep 25, 2017