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By Zirlene Alves da Silva Santos

O desgaste abrasivo é o principal responsável por quebras de equipamentos e, como consequência, paradas não programadas para manutenção; pois causa a perda progressiva de material das partes móveis em contato e movimento relativo. O presente estudo analisa o desgaste abrasivo na superfície do rolete de carga dos transportadores de correia. Para a análise foi utilizado o equipamento abrasômetro do tipo roda de borracha conforme norma ASTM G65. Os procedimentos de ensaio contemplaram: o corte de quatro corpos de prova de aço 1020, limpeza, pesagem - utilizando balança de precisão, avaliação superficial com rugosímetro e ensaio de dureza. Dois corpos de prova foram revestidos com a tinta Laranja Munsell 2,5YR6/14m, para simular as condições de campo. Em seguida, foi realizado ensaio no abrasômetro ASTM G65; utilizando o procedimento “A” previsto na norma ASTM G65 - classificado como desgaste severo com carga de 130N. Logo depois, foi calculado o volume de material perdido e a taxa de desgaste. Os resultados obtidos nos ensaios possibilitaram concluir que, o desgaste predominante na superfície dos roletes de carga é o abrasivo por 3 corpos, em função, principalmente, do transbordo de minério do processo. A superfície do corpo de prova, sem revestimento, apresentou uma perda de material que compromete a vida útil do rolete e da correia. Já, na amostra revestida, foi possível observar que o desgaste abrasivo por três corpos ocorre, mas é reduzido consideravelmente; isso pode ser explicado pela diminuição da rugosidade superficial.

Oct 30, 2017

By Paul Riches

Today’s steel producers face the dual challenge of ensuring on-time delivery and ever demanding product requirements, while also running a lean operation. Every day the management of a long rolling plant requires continuous optimization of both operating and business practices. Imagine a long rolling facility, where individual pieces of equipment communicate with each other, where sensor information can be used not only for control purposes but to also monitor the condition of the equipment, where models are used to verify the process is within working limits and the equipment raises alerts to operators when it requires maintenance! Utilizing the ongoing evolution in technology though data collection, communication, internet of things, control techniques and smart sensors, there is now more information available than ever before. The collection and analysis of this information will both advance control and monitoring of plant performance; revolutionizing long rolling mill plants worldwide and optimizing the entire value chain, along with improved and more flexible production.

Oct 30, 2017

By Gajraj Rathore

With the advent of modern HRM ( Hot rolling mills) with capacities beyond 5 Million tons with corresponding enriched CRM (Cold Rolling Mill) capacities, the throughput per hour exceeds invariably beyond 50 coils per hour making it possible to manage, track, handle, transport, store and dispatch inevitably with an automation system supplemented by corresponding software and hardware. This is true with respect to the production of Cold rolled Annealed, Galvanized, Continuously Annealed, Galvalume, CRGO, CRNGO and Colour coated coils which need total care in handling, tracking and dispatch. Understanding the above needs precisely JSW, Vijayanagar, India, has rightly gone in for a total automatic Yard management system and ASRS wherein the coils are handled as much as possible automatically in cradles without any damage insuring the receipt of coils to the customer as was produced. This CRM 2 has been commissioned and is operating with maximum automation with least manpower and max productivity with assured quality and safety. Pesmel OY Finland had the opportunity to Design, Supply and Commission this system which is first in the country and this technical paper analyses the above project as a case study enlisting the sound technical aspects as well as emphasis on the techno economics with assured ROI (Return on investment) and enhanced efficiency.

Aug 16, 2017

By Luiz Flávio Pereira Costa

O quartzo contido no concentrado, medido pelo teor de SiO2, é um dos principais itens de controle de qualidade do concentrado produzido em usinas de beneficiamento de minério de ferro. Nas usinas de beneficiamento da Samarco Mineração S/A o processo de concentração é realizado em etapas de flotação reversa de quartzo. São utilizadas tanto células mecânicas quanto colunas de flotação. A especificação do concentrado final produzido na usina de beneficiamento é obtido em uma etapa de flotação em colunas (3 colunas; 3,6mX14m). Com o objetivo de melhorar a performance desta etapa de flotação em colunas foram identificadas algumas oportunidades de melhoria, a saber: substituição dos spargers por slan jet; redistribuição e reposicionamento dos borbulhadores; substituição de chapéu chinês e do distribuidor de polpa equalizando a alimentação das colunas; otimização dos parâmetros de processo (vazão de ar e camada de espuma); realização de testes de flotação em bancada com amostras do fluxo que alimenta as colunas variando a dosagem de coletor. Nos testes em bancada uma éter-amina foi utilizada como coletor de quartzo. Os testes de bancada mostraram a possibilidade de reduzir o teor de SiO2 no concentrado de forma significativa aumentando a dosagem de coletor até 75g/t. A partir das modificações no sistema de aeração, distribuição da alimentação das colunas e com a adição de coletor, a taxa de redução de SiO2 passou de 20% para 40%.

Aug 16, 2017

By Luciana Pirone de Oliveira

O cobre é encontrado na natureza na forma de óxidos ou sulfetos e sua obtenção na forma metálica é usualmente alcançada através da pirometalurgia e eletrólise. Em ambos os processos há, além do gasto com energia, a geração de grande quantidade de passivos ambientais. Neste contexto a redução via plasma de hidrogênio se apresenta como uma alternativa promissora, pois valores significativos de carga metálica podem ser obtidos em temperaturas inferiores aos processos usuais e tendo como resíduo apenas vapor de água. Neste trabalho procurou-se investigar a influência do fluxo de hidrogênio na eficiência da redução do Cu2O por plasma de hidrogênio em baixa temperatura. Os experimentos foram realizados em reator de plasma pulsado CC nas vazões de 100, 200, 300 e 400 cm3/min, com temperatura constante de 300°C por 1h e pressão de 4Torr. A eficiência da redução foi determinada através de um balanço de massa e as análises dos produtos da redução foram feitas por difração de raios-x (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados parciais ratificam a redução a plasma como nova rota para a produção de cobre metálico e demonstram que as variações do fluxo de hidrogênio têm pouca influência na eficiência da redução.

Aug 8, 2018

By Maria Vianna Rigatto

Nesse trabalho, foram realizados ensaios de abrasão do tipo roda de borracha em um aço ASTM A242, com o intuito de verificar se a orientação do desgaste em relação à da laminação influencia no comportamento em desgaste do material. Estes ensaios foram executados seguindo a norma ASTM G65-16. Todas as amostras foram fresadas e lixadas para a realização dos ensaios, além de limpas com acetona para medição da massa tanto antes quanto depois do ensaio de desgaste. Utilizando a massa perdida após o ensaio e considerando um possível desgaste da roda de borracha, foi calculado o volume perdido nos ensaios. Além disso, foi medida a microdureza do aço, nos sentidos transversal e longitudinal à laminação, bem como analisadas as microestruturas nos respectivos sentidos antes e depois dos ensaios de desgaste. Os resultados mostraram que a orientação do desgaste em relação à orientação de laminação possui influência na taxa de desgaste e que no sentido transversal à laminação essa taxa foi 9,6% menor que no sentido longitudinal.

Oct 30, 2017

By José Lucio Gonçalves Junior

A simulação laboratorial do desgaste é fundamental para o desenvolvimento de pesquisas que objetivem otimizar revestimentos e modificações superficiais utilizados em cilindros de laminação reais. Este trabalho objetivousimular laboratorialmente os mecanismos de desgaste em cilindros de laminação a frio. Para tanto, foram feitas réplicas metalográficas dos cilindros de trabalho antes e após campanhas de laminação normais. Foram utilizadas amostrasde aço VC10 temperadas, texturizadas e cromadas. Para reproduzir os mecanismos de desgaste,foram utilizados cilindros e esferas de aço AISI 52100 como contracorpos em ensaios de deslizamento alternado, com cargas normais de 51,01 e 100,06 N para contracorpos cilíndricos e 31,39; 51,01 e 100,06 N para contracorpos esféricos. Os resultados obtidos com contracorpos cilíndricos, carga normal de 100,06N e tempo de ensaio de 5h e contracorpo esférico, 29,4 N foram os que melhor reproduziram as tendências de alteração de topografia de superfíciesencontradas nas réplicas dos cilindros após uso. Após, realizou-se a análise tribológica dos pares, constatando-se que a utilização de contracorpo cilíndrico não remove completamente a camada de cromo duro, permitindo assim ver diferenças de comportamento tribológico em função da posição sobre a trilha e a análise experimental da evolução das tribocamadas formadas.

Aug 16, 2017

By José Marcelino dos Reis

Com o empobrecimento das jazidas minerais, os novos projetos industriais e as expansões das atuais usinas de tratamento de minério de ferro, em sua grande maioria, têm sido concebidos/ adaptados para processar itabiritos pobres para produção de pellet feed. Neste contexto, a otimização dos processos já existentes e/ou a implantação de projetos mais eficazes, são medidas fundamentais para a redução do teor de ferro no rejeito; consequentemente, maximiza-se a produção e a vida útil da jazida, além de reduzir os custos operacionais. O processo de flotação reversa de minério de ferro da usina de concentração de Brucutu responde por expressiva parcela de produção, sendo constituído por quatro estágios de concentração: rougher, cleaner, recleaner e scavenger. O concentrado final é produzido no estágio recleaner e o rejeito final no estágio scavenger, cujo teor médio atual é de 18% Fe. Objetivando reduzir o teor de Fe no rejeito scavenger da flotação para teores próximos a 10%, foi realizada uma série de testes exploratórios em bancada em diferentes faixas de pH, com adição de soda caustica e/ou amido gelatinizado. Os resultados obtidos em escala de bancada se mostraram bastante satisfatórios apresentando considerável ganho de recuperação mássica/ metalúrgica, o que motivou a realização de um projeto para viabilizar a implementação desta proposta.

Aug 1, 2018

By José Adilson de Castro

In the integrated steel industries the sintering process plays an important role furnishing raw material to the blast furnace. In this work, a computational simulation of the sinter process is developed that is able to predict the most important phenomena within the sintering bed. The model is based on the multi phase concept with multiple components described by conservation equations of each component coupled with the momentum, chemical reactions and heat transfer. The model validation was carried out comparing the model predictions with averaged industrial data and local temperature measurements within the sinter strand. The model predictions presented good agreement with the averaged values measured on the industrial sinter process.

Aug 2, 2018

By Maurilio Pereira Gomes

The aim of this work was to heat treat and characterize sintered valve seat inserts (VSI). The powder metallurgy route was the only way found to substitute cobalt and lead, used in the VSI original alloy, due to their high cost and toxicological effect, respectively. The studied VSI was obtained with AISI M2 high-speed steel powder mixed with iron powder and other additives such as manganese sulphide, graphite, zinc stearate, carbides and copper, which was added by metallic infiltration. All the VSI were air quenched and double tempered, for one hour each, at seven different equidistantly temperatures, ranging from 100 °C up to 700 °C. The physical and mechanical properties were evaluated by means of the VSI apparent density, apparent hardness and crush radial strength. The chemical composition was determined through gas analysis, for the light elements such as carbon and sulfur, and energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry for other elements. Microstructural characterization was performed with the support of scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. Regarding the VSI final application, the best results were achieved with the inserts air quenched and double tempered at 600 °C.

Oct 30, 2017

By Rudolf Hubmer

In October 2013 JSW Steel decided to place an order to Primetals Technologies Austria (former Siemens VAI Metals Technologies) for the installation of a comprehensive Level 2 process optimization system for more than 20 existing production facilities of various suppliers. For SMS-I new L2 systems are provided for two hot metal pretreatment stations, three hot metal desulphurization stations, three ladle furnaces, two 1-strand slab casters, a ladle tracking system as well as a shop supervisory system. Additionally the existing L2 system for one 1-strand slab caster is being upgraded in the course of the project. In SMS-II new L2 systems for the 7 hot metal desulphurization stations, 4 ladle furnaces, 1 new RH vacuum degasser, ladle tracking system and a shop supervisory system are supplied. Despite of the challenging time schedule the commissioning of the single facilities started within less than 12 month after contract effectiveness. The installed Level 2 process optimization systems together with the achieved results are described in this paper.

Aug 16, 2017

By Alexsander Orrico Marchesi

Este trabalho foi realizado com o objetivo de identificar os motivos das trocas prematuras dos segmentos da máquina de lingotamento contínuo 1 da ArcelorMittal Tubarão e indicar propostas de engenharia para aumentar a sua confiabilidade e disponibilidade operacional . A metodologia utilizada foi a estratificação dos dados históricos, coletados no sistema informatizado de manutenção da empresa (SIM), para identificar, classificar e analisar as causas das trocas prematuras realizadas. A partir disso, baseado em conceitos de engenharia de manutenção, foram utilizados métodos de análises de falhas, como Diagrama de Pareto, Brainstorming, Diagrama de Ishikawa e Matriz Esforço x Impacto para elaboração de propostas de plano de ação modelo 5W1H visando à eliminação dos problemas.

Aug 7, 2018

By Ananda Moreira Vaz Ourique de Avila

Ferritic stainless steels have been used in the making of high and intermediate temperature operation solid oxide fuel cells (SOFC) interconnects, replacing the ceramic materials. However, at high temperatures, on the order of 700-850 0C, these steels can present significant oxidation and degradation processes, promoting increased electrical resistivity and corrosion losses that result in contamination of the electrodes and reducing the performance and the useful life of the SOFC. Thus, the knowledge on kinetics of oxidation/corrosion of these steels and their relationship with the microstructural transformations are of great importance. In this study, samples of ferritic stainless steels AISI 430, AISI 441 and Crofer22APU® were tested for oxidation at high temperature (800 0C) for long periods of time (up to 3,600 hours) and mass gains were monitored allowing the determination of the oxidation behaviors of these steels. Additionally, the microstructural characteristics of the samples before aging (corrosion-oxidation test) and after various oxidation times were evaluated by optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM), as well as by micro chemical elemental analysis (EDS) and X-ray diffraction (XRD) phase analysis. Electrical characterization allowed determination of electrical area-specific resistances (ASR) characteristics of the systems studied, thus relating the electrical and oxidative behaviors of steels evaluated.

Aug 7, 2018

By Eleir Mundim Bortoleto

A finite element modeling approach was developed to study adhesion phenomena during the unidirectional contact between a two-dimensional plane-strain square and a flat slab. Surfaces were metallic or ceramic, different pairs of materials were analyzed and their adhesion was considered by means of a FORTRAN subroutine (DLOAD), which was connected with commercial finite element code Abaqus and provided surface attractive forces based on the Lennard-Jones interatomic potential. Adhesive loads were considered both during approximation and separation of the surfaces. During the separation step, material transfer between surfaces, due to adhesion, was modeled by means of damage initiation and propagation at the flat slab. The parameters considered in the simulations were normal load, chemical affinity and system size and the different conditions were analyzed by comparison of the interaction forces during approach and withdrawal. This work also presents detailed descriptions of: (i) the evolution of energy dissipation due to adhesion hysteresis, (ii) the formation-growth-breakage of adhesive junctions and (iii) the evolution of stress distribution during the process. Results have indicated that chemical affinity between the bodies in contact is more relevant for adhesion than the applied load. Besides, smaller asperities are less prone to promote adhesive wear, but they may be subjected to high stress concentration effects.

Jul 31, 2018

By Alessandro Martinis

The performance requirements for modern steelmaking facilities are ever more stringent, as customers and markets are continuously pushing for technologies which allow having high quality steel produced in an economic and sustainable way. In the details, this paper has the aim to present the excellent results obtained by integrated steel plant where an EAF is fed with high quality hot ENERGIRON DRI. The recent technology developments, combined with the affirmed basic process design, contributed to further maximize the energy of the DRI, reaching the EAF at temperatures above 600°C with a carbon content up to 3.5%, as confirmed by plant data. These improved input material characteristics resulted in reduced electrical energy consumption and increased liquid steel production.

Aug 16, 2017

By Diogo Tenório dos Santos

This property has been studied to characterize the strength a metallic material exhibits when it is machined so it can be regarded as its typical behaviour. As such, it may even be considered as an intrinsic material property. It is usually measured by an index called Coppini index, which is expressed by the ratio between the removed mass of a cutting tool caused by wear when it is used for machining and its initial one for a certain set of machining parameters. In this investigation, the tests were therefore conducted by an established set of parameters, namely feed rate, cutting and depth rates, in which the same wear mechanism took place in both ferrous alloys: AISI 4140 and AISI 316 steels. They were chosen based upon their increasing ordinary machinability indexes. The initial and final mass of the cutting tool were measured by an analytical scale with 0.01 mg precision. Cylindrical rods of 50-mm diameter were machined and the CI indexes showed a remarkable difference between them: 0.080 for the first steel and 0.049 for the second one, i.e., AISI 316 steel presented better machinability than the first one. It was then possible to conclude that this method presents good results in terms of both reproducibility and adequacy for machine shop conditions and it may be applied in a foreseeable future, mainly for metallic materials that have rather low machinability indices.

Jul 31, 2018

By Juliano Cesar Cecilio

O trabalho surgiu mediante a necessidade de reduzir o custo na compra de anéis de laminação em 50% do que é praticado atualmente. Os anéis de laminação utilizados atualmente no 1º passe de laminação do laminador de perfis leves são anéis fabricado de aço ferramenta D2 e tem um custo alto para serem fabricados. No processo de laminação de perfis leves utilizamos cassetes onde são alocados esses anéis e para realizar a laminação de cantoneiras faz-se necessário a montagem de 4 anéis bi-partidos no eixo superior e 2 anéis bi-partidos no eixo inferior totalizando 6 anéis por cassete, além de reservas que temos que garantir para a realização de trocas por desgaste por laminação. Para o processo de fabricação de barra chata utilizamos 2 anéis de mesa lisa 1 no eixo superior e outro no eixo inferior, além de reservas para possíveis trocas. Tendo em vista o alto número de anéis que devemos ter para nosso processo resolvemos desenvolver esses anéis a partir de cilindros sucatas de um dos laminadores de nossa unidade, de modo a reaproveita-los e com isso eliminar a compra dos anéis de aço ferramenta D2. Após o desenvolvimento realizamos o teste com os cilindros do laminador DEMAG da unidade de Barra Mansa e os anéis apresentaram performance muito semelhante ao dos que utilizamos atualmente. Com isso todos os cilindros no final de vida útil do laminador de Barra Mansa são nos enviados para passar pelo processo de usinagem serem reutilizados.

Jul 30, 2018

By Mark Gilliam

Control of true steel level in the tundish during casting is desired in order to maintain the correct pressure head and thus provide a stable flow to the mold. Also the control of tundish draining prevents slag carryover and can increase yield at each end of cast sequence. At Steel of West Virginia (part of the SDI Group), it was understood that to be able to measure the true steel running level and control the drain level at the end of casting would be a great benefit during production at their three strand billet caster. This paper sets out to show how an evaluation process was started to find the best method to determine steel level in the tundish and to prevent the steel level dropping low enough to allow slag to enter the mold. Also how the decision was taken and a real time molten steel measurement system was installed and by utilizing the resulting data in the process, how slag in the mold was removed as an issue, how lost production was reduced and how consistent steel level has provided constant casting speeds and improved stream integrity, all leading to realized quality improvements. Other areas discussed within the paper will be the training of operational staff, the difficulties to be overcome when first installing new equipment and how these teething problems were cured by close co-operation between the steel plant and the equipment suppliers. In conclusion the paper will discuss the production improvements achieved, production cost savings at the plant and how the generated data was integrated into the plants process control system.

Aug 16, 2017

By José Flávio Viana, Alexandre Alvarenga Palmeira, Darlan Rodrigues Azevedo

O processo de dessulfuração do ferro gusa é uma etapa de grande importância para a fabricação do aço. Diante da necessidade cada vez mais exigente de aplicações nobres, dos aços, faz-se necessário o desenvolvimento e estudos buscando maior eficiência e custos operacionais otimizados para melhores resultados deste processo. O carbureto de cálcio é um insumo utilizado como matéria prima dos agentes dessulfurantes. Através do microscópio de varredura e o EDS, buscou-se estudar e entender o mecanismo de reação do carbureto de cálcio no processo de dessulfuração do ferro gusa líquido, sendo realizado o estudo no Laboratório de Ensaios e Análises em Materiais - LAMAT do SENAI de Itaúna – MG, em conjunto com o setor de pesquisa e desenvolvimento da Tecnosulfur S/A.

Oct 1, 2019

By Charles Sóstenes Assunção

A mathematical model of heat transfer and solidification for a continuous casting of round billets was developed. The water flux density of the secondary cooling zone was experimentally measured, using an apparatus in industrial scale with two types of nozzles, flat jet and full cone jet. The profiles of water distribution were applied on the mathematical model. The results showed that the water distribution is not uniform in both longitudinal and angular directions owing to the unevenness of the spray and to the curvature effect of the round billet. This non-uniformity causes important variation of the heat transfer coefficients and superficial temperature of the billet, especially in the first cooling zones, where the temperature is higher. The mathematical model was used to simulate a change of nozzle type in the first cooling zone. The results showed that the heat flux and superficial temperature variations were reduced with a full cone jet nozzle in comparison with the flat jet nozzles.

Aug 16, 2017