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By Ernst Lindemann

The SMS group has developed the ultrasound technology “HD scan” for inspection of the internal quality of as-cast products. This method of sample analysis requires less preparation work and is safer than the current, most common technique of etching and/or sulphur printing. Furthermore, this technology offers a three-dimensional view into the sample of the cast product and thus more representative information for a better quality evaluation. The internal quality evaluation can be performed automatically and objectively by software based on clear statistical methods. A quantitative centerline segregation rating can be assigned to each sample, based on the size and distribution of segregates detected by the unit. Internal crack statistic (length, position, orientation, etc.) and narrow side profile can also be measured. Grain macrostructure can also be visualized which allows for a potential optimization of casting parameters like strand cooling, soft reduction or electromagnetic stirring. The accuracy of the new method was proven by parallel metallographic investigations of more than 100 samples of different steel grades and sample shapes. Automatic defect evaluation and classification was compared against macroetching results. It was found that HD scan identified more defects and the visualization of the macro structure could be performed in more cases than with macro etching. All tests, comparisons, further developments and analyses for various steel producers and steel treatment companies have been conducted at the HD scan unit, located at the SMS group headquarters in Düsseldorf, Germany (Figure 1). Based on the results, SMS group has designed a unit which can be used in industrial scale.

Aug 17, 2017

By Alberto Pesamosca

The present work analyzes the latest results achieved in scrap based EAFs in terms of application of chemical energy, starting from the observation that the general trend is a reduction of oxygen utilization. Consequently a review is needed about criteria for evaluation of melting process efficiency and equipment design. If from one side the maximization of productivity remains one of the major goals, from the other side some aspects of present market situation, included price of raw materials, are requiring the maximization of process yield. Based on achieved performance figures of selected plants and theoretical considerations, the effect of chemical energy input intensity is analyzed focusing on transformation cost, productivity and total energy input. The effect of present practices with lower oxygen utilization is considered also in terms of global CO2 emissions. Finally, the latest Danieli concepts and technological tools for optimization of chemical input are presented.

Aug 17, 2017

By Luiz Antônio da Silva

Este trabalho tem como objetivo apresentar os resultados do procedimento de geração de energia elétrica adicional a geração econômica na CTE2 com gás natural, visando a redução de custo no grupo CSN.O estudo foi efetuado através da avaliação dos preços do mercado de curto prazo de energia elétrica e análise do processo de geração da planta, aos quais permitiram diagnosticar as melhores praticas e definir a melhor configuração operacional.Os resultados apresentados foram significativos para as condições de operação, o que representa redução do custo de energia elétrica para o grupo CSN e aumento da segurança operacional da planta da CTE2.

Jul 31, 2018

By Paulo Paranhos Gonçalves Filho

O trabalho apresenta as etapas e resultados obtidos através do projeto de adequação da iluminação de Usinas de Pelotização da VALE no Complexo de Tubarão em Vitória - Brasil utilizando tecnologia LED (Light Emitting Diode). Foi elaborado um estudo luminotécnico das usinas, assim como levantamento in loco para elaboração do projeto de adequação e substituição das luminárias LED. Houve também um estudo da tecnologia e busca por tipos de luminárias que melhor atenderiam cada área especificamente. Foram feitas medições de potência instalada e iluminância das principais áreas das usinas para posterior comparação com os resultados alcançados. Nas áreas onde a tecnologia LED já foi implantada foi obtida uma redução de 45% em média no consumo de energia elétrica do sistema de iluminação. Verificou-se também um incremento de até 11 vezes no nível de iluminância além da redução das intervenções por parte da manutenção para substituição e/ou melhora da iluminação. A viabilidade da utilização da tecnologia LED foi confirmada pela redução de custo com energia elétrica, redução de manutenção do sistema de iluminação e aumento da iluminância na área com o consequente aumento de segurança no trânsito de pessoas e execução de atividades.

Aug 2, 2018

By Rafael Abreu Fraga

Em qualquer novo investimento, o desafio é ter um projeto com uma fábrica com flexibilidade para produzir uma ampla gama de produtos de alto valor agregado para atender a demandas futuras dos setores de energia, naval, construção e equipamentos pesados. O emprego de equipamentos robustos com elevado nível de automação é fundamental para isso. Um componente chave é a utilização da laminação totalmente automática através de modelos físicos integrados com o controle dos equipamentos e das temperaturas de processo objetivando alcançar patamares diferenciados de produtividade e qualidade. Este trabalho visa apresentar os novos recursos técnológicos incorporados a nova linha de Laminação de Chapas Grossas da Gerdau em Ouro Branco/MG.

Aug 17, 2017

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

By Rodrigo Perito Cardoso

Low-temperature nitriding of stainless steels is applied to obtain wear resistant surfaces without losing its corrosion resistance. The treatment consists in introducing nitrogen into the steel surface avoiding chromium nitride precipitation. The corrosion resistance of martensitic stainless steels is expected to be improved if the treatment parameters are correctly selected. It can be related to ?Fe2-3N and a'N phase formation on the treated surface. In the present work the influence of the pretreatment and treatment temperature on corrosion resistance of plasma nitrided AISI 420 steel samples is studied. Annealed, as-quenched and 400ºC-tempered samples were nitrided at 300, 350, 400, 450 and 500°C, for 6 h at 600 V. The pressure was 3 Torr and the gas mixture was composed of 70%N2, 20%H2 and 10%Ar, at a gas flow rate of 3.34×106 Nm3s-1. Plasma was generated using a square-wave pulsed DC power supply and the sample temperature was controlled by the duty cycle. The modified layers were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction and microhardness measurement. The corrosion resistance was studied by electrochemical characterization, by means of Open circuit potential and Anodic polarization curves. The maximum surface hardness was achieved at 400°C. This temperature seems to be near the limit temperature for low-temperature treatment aiming to improve or at least to keep unaltered the corrosion resistance in relation to that verified for non-treated steel samples. Results confirm that the pretreatment and treatment temperature significantly affects the corrosion resistance of the treated surface.

Aug 8, 2018

By Fabíola Freitas de Miranda

A boa gestão das rotinas da Segurança no Trabalho é fundamental para apoiar um resultado positivo em vários aspectos dentro de uma operação de grande porte, como a da CSN. O colaborador é o bem mais importante de uma empresa e para garantir a satisfação e a qualidade de vida do mesmo é essencial que haja um ambiente de trabalho seguro e confiável. O zero acidente com pessoas é uma busca constante e com a consolidação de diversas ações de forma preventiva foi possível alcançar as metas propostas. Com o início das atividades de produção da fábrica de Aços Longos da CSN, houve a necessidade estruturar todas as atividades da equipe de logística, área responsável pelas atividades de abastecimento, logística interna e escoamento da planta, de forma a garantir que os funcionários estivessem envolvidos com as demandas geradas pela organização. Para isso, foi elaborado plano de trabalho com objetivos claros ligados a gestão de segurança.

Oct 30, 2017

By Adilson Rodrigues da Costa

Os cilindros usados em laminadores a quente, especialmente os cilindros de trabalho são submetidos a altas taxas de desgaste da superfície durante a laminação. Após a campanha de laminação os cilindros devem ser enviados para uma retifica de cilindros para remover a camada danificada. Para este processo de retifica, são utilizadas rebolos com alta eficiência de corte e alta resistência. O objetivo foi analisar os resíduos metálicos e as partículas abrasivas do rebolo após a retificação dos cilindros e, correlacionar com o desempenho obtido com dois tipos diferentes de rebolos, sendo assim capaz de definir um rebolo com melhor desempenho e menor custo operacional.

Jul 30, 2018

By Janaina Gonçalves Maria da Silva Machado

O antracito é um dos tipos de combustíveis utilizados no processo de pelotização. Estudos de caracterização desses materiais realizados no CTF-Vale indicaram muitos casos de antracitos contaminados com carvões betuminosos. O objetivo desse estudo é avaliar como essa contaminação pode afetar a qualidade das pelotas queimadas e também o manuseio desses combustíveis. Para este desenvolvimento alguns antracitos, com diferentes níveis de contaminação, foram caracterizados química, física, petrográfica e mineralogicamente e seus desempenhos foram avaliados em plantas piloto de pelotização. De acordo com os resultados, quanto maior o grau de contaminação de antracitos com carvões minerais pior a qualidade física das pelotas queimadas. Em casos extremos, quando os antracitos foram contaminados com maiores teores de carvões alto-voláteis as pelotas se desintegraram durante os pot grate tests. Observou-se também que a contaminação afeta negativamente os principais parâmetros que influenciam o manuseio de combustíveis, que são umidade, distribuição granulométrica e composição mineralógica.

Aug 2, 2018

By Modesto Pereira Júnior

A operação da moagem é de grande importância na mineração, uma vez que é a área da fragmentação que requer maiores investimentos, há maior gasto de energia e seu desempenho afeta diretamente a taxa de recuperação do mineral de interesse. O controle do circuito de moagem é desafiador por se tratar de um sistema multivariável, não-linear e por se caracterizar pela existência de forte acoplamento entre variáveis e diferentes atrasos de tempo. Na indústria, grande parte desses circuitos é controlada apenas por PIDs. Nesses casos, quando há perturbações no sistema, tais como variação do tamanho das partículas na alimentação ou variação na dureza do minério, a interferência de operadores alterando setpoints é exigida para manter a estabilidade do sistema. Neste trabalho é desenvolvido um controlador fuzzy multivariável aplicado a um simulador de moagem. A camada de controle proposta encontra-se acima da camada regulatória. O objetivo é o de variar dinamicamente os setpoints dos PIDs para maximizar a taxa de produção dentro de uma faixa granulométrica.

Oct 30, 2017

By Shibu John

The COREX® process is beside the FINEX® technology the only industrially realized alternative to the blast furnace route for the production of hot metal. Changes in the raw material sector in respect of decrease in quality, strictly enforced environmental laws and positive operation results of COREX® reference plants make it worth to carefully re-evaluate the COREX® technology in comparison with the traditional blast furnace technology. Integrated Plant concepts based on COREX® offer solutions for future challenges of the iron- and steelmaking industry, which include: economical hot metal production; efficient and highly economic export gas utilization (power generation, DRI production, syngas production for chemical products); lower raw material cost, higher raw material availability; environmental friendly high grade steel production. The economic evaluation of different COREX® gas based plant concepts in comparison with the traditional blast furnace route shows that the COREX® technology is highly competitive in the challenging iron and steel producing environment.

Aug 17, 2017

By Giovanna Agarelli

Avaliou-se a suscetibilidade à corrosão intergranular de juntas soldadas dos aços inoxidáveis ferríticos AISI 409 e AISI 439 utilizados na fabricação de escapamentos automotivos. A possível sensitização nas zonas termicamente afetadas (ZTA) e os seus efeitos nas propriedades mecânicas das juntas foram avaliados por meio de metalografia e ensaios de tração e corrosão. Observou-se um crescimento dos contornos de grão com a ocorrência de valas na ZTA e a presença de precipitados sensitizados. Também se registrou um limite de resistência e alongamento maiores nas amostras de soldagem manual do que na automática. Concluiu-se que quanto maior o aporte de calor na soldagem, maior o tempo de exposição da ZTA a altas temperaturas, maiores os contornos de grão, menores a resistência mecânica e a ductilidade das juntas. Adicionalmente, a precipitação de carbonetos e nitretos nos contornos de grão comprovou a influência térmica sobre a sensitização.

Oct 30, 2017

By Ana Cláudia S. G. Motta

O presente estudo foi realizado com o intuito de determinar parâmetros microestruturais que definem os comportamentos eletroquímico e elétrico de uma célula a combustível do tipo óxido sólido, SOFC (Solid Oxide Fuel Cell). A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia eletrônica de varredura, possibilitando a revelação de particularidades dos microconstituintes como porosidade, tamanho médio de grão e suas distribuições. As micrografias obtidas foram submetidas à análise digital de imagens, obtendo assim a quantificação de propriedades das microestruturas dos eletrodos (catodo e anodo) e do eletrólito. A análise de microscopia revelou a presença de uma camada de pequena espessura (interlayer) de céria dopada com gadolínio localizada entre o eletrólito e o catodo. O eletrólito exibiu grãos com uma tendência equiaxial, com tamanho médio de grão de 3,43 µm. O anodo apresentou um gradiente de porosidade, não alcançando a porcentagem de porosidade ideal para que a difusão de gases ocorra de maneira eficiente. A região catódica demonstrou valores de porosidade em conformidade com o recomendado na literatura.

Oct 30, 2017

By Alexandre Iartelli

A produção de cânulas, materiais utilizados na fabricação de dispositivos médicos, é feita a partir de uma tira de aço inoxidável 304L laminado em tubos e posteriormente soldado por processo GTAW. Após esse procedimento, o tubo sofre uma série de passes de trefilação com recozimento e sem recozimento, para diminuir seu diämetro. Por fim, são realizadas as etapas de corte, apontamento e limpeza do material. Durante a trefilação, uma série de defeitos chamados “GOUGE” é encontrada, provocando altas perdas nos processos, em função das desconformidades com as especificações técnicas. Inicialmente, no intuito de caracterizar e detectar possíveis causas dos defeitos foram analisadas as características do processo, desde a soldagem até a trefilação sem recozimento. Em seguida, foram feitas análises com microscopia de varredura, para avaliar algumas características metalúrgicas do material. Como o objetivo era caracterizar o defeito, diversas causas possíveis surgiram, como a influência da corrente ou velocidade de soldagem, temperatura de tratamento juntamente com as reações do gás Amônia na geração das desconformidades, a velocidade de trefilação ou a quantidade de óleo lubrificante. Concluiu-se que o processo de soldagem não foi o causador da falha, bem como a trefilação sem recozimento. A possibilidade da causa da descontinuidade ficou com o processo de trefilação com recozimento. Assim, diversas propostas para trabalhos futuros surgiram.

Jan 16, 2018

By Carlos Gonzalez-Rivera

An alternative cooling curve analysis method focused on the experimental determination of the latent heat of phase changes and phase transformation kinetics is proposed in this work. The method analyses the cooling process of a metallic sample, initially liquid that is contained into a cylindrical metallic mold, both of known weight, thermally isolated at its top and bottom. The method is based on an energy balance associated with the experimental measurement of the temperature change of the sample and the mold during their cooling process. From the numerical processing of the cooling curves, are obtained approximate values of the acting global heat transfer coefficient as a function of temperature in order to describe quantitatively the energy exchange of the metal/mold system with its surroundings. These relationships and other experimental data are used to process the cooling curve of the sample and the mold during solidification, in order to obtain the latent heat of solidification.The method was applied experimentally to zinc and tin of commercial purity, initially liquids and contained into stainless steel molds in order to determine its ability to measure the latent heat of solidification. The obtained results suggests that this method shows a good potential to characterize the solidification of metals.

Oct 30, 2017

By José Murilo Mourão

A pelotização de minério de ferro hematítico demanda grande quantidade de calor para a produção de pelotas de boa qualidade. Avalia-se, neste trabalho, a quantidade teórica de calor, necessária para a queima de três tipos característicos de pelotas, e destacam-se pontos importantes do processamento de queima nos fornos de pelotização, no sentido de otimizar o consumo de calor..

Oct 30, 2017

By Gillian da Silva Crespo

O laser é uma ferramenta flexível e poderosa com muitas aplicações relevantes na indústria, principalmente na área de soldagem. Os lasers de hoje fornecem à indústria de soldagem soluções tecnicas a muitos problemas, e além de substituírem a soldagem convencional já estabelecida, ainda apresentam maior produtividade. O presente trabalho estudou o metal de solda do aço inoxidável duplex UNS S32205 empregado na indústria de petróleo e gás natural, analisando a influência da variação da largura temporal nas características microestruturais do cordão de solda obtido por soldagem com laser pulsado de Nd:YAG. Os resultados mostraram que a dimensão da zona termicamente afetada é extremamente pequena e a microestrutura do metal de solda apresenta menor fração volumétrica de austenita em relação aos processos convencionais.

Aug 7, 2018

By Diniz Ramos de Lima Júnior

Dentro das refinarias os tanques de armazenamento desempenham um papel fundamental, pois armazenam matéria prima para abastecimento das unidades, produtos intermediários entre os processos e produtos finais para distribuição. O presente trabalho apresenta de modo comparativo as características mecânicas e microestruturais da zona termicamente afetada de juntas soldadas formadas pelos processos de soldagem com Arame Tubular (FCAW) e Eletrodo Revestido (SMAW) aplicados na fabricação e reparo de tanques de armazenamento utilizados na indústria de petróleo. Os procedimentos de soldagem para cada junta soldada seguiram EPS (Especificação do Procedimento de Soldagem) utilizada por uma empresa que fabrica e repara tanques de armazenamento para indústrias de petróleo. O metal de base utilizado foi o aço estrutural de classificação ASTM A-36 em geometria plana e com chanfro tipo K. A solda foi multipasses de topo na posição horizontal (2G). Para realização deste estudo foram realizados quatro tipos de ensaios destrutivos: tração, microdureza Vickers, impacto Charpy e metalográfia. Os resultados indicaram a importância da seleção do processo de soldagem em termos de produção e formação da junta soldada e uma heterogeneidade devido as diferentes microestruturas presentes nas zonas termicamente afetadas que demostraram grande influência no perfil de microdureza.

Aug 8, 2018

By Cesar Santos, Marcelo Duarte Silva, Ediron Antônio Lage, Fábio Silva dos Santos

Ceramic filtration technology, despite consuming about 90% less energy than conventional vacuum filters and producing clean water ready for reuse, faced a big challenge that put in doubt its technical and economic viability. In 2015, the production of pellet feed in this last stage of the process of the Minas-Rio Complex of Anglo American was impacted by deep fillings in the filter medium. The chemical regeneration process indicated by the filter manufacturers did not have the necessary effect. SUEZ then carried out a research work on the potential causes and indicated specialty chemicals. After an intense work of the Anglo American technical team supported by SUEZ, an efficient regeneration methodology was developed. From this reference, SUEZ received another 03 similar challenges with ceramic filters. Among them, the Herculano Mineração Dry Stacking pioneer project, which until 2017 could not process more than 20% of the tailings generated in the pellet feed concentration process. Following adaptations in the regenerative methodology as a function of the mineral characteristics facilitated by the development of a pilot backwash system, success was achieved, providing a condition for production of 3.0Mtpy without the use of tailings dam and with continued decline in the unit cost of the tailings filtration operation.

Oct 3, 2019