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By Leonardo Camilo dos Reis, Edmilson Fernandes Dadomi, Claudio Silva de Paulo

In the hot strip mill production, one of the factors that may affect the productivity is the occurrence of failure due to the geometry of the strip at the exit of the rolling mill, because the tip of the strip can turn-down or turn-up. This study had the objective of evaluating the behavior of the strip when leaving the working rolls, through numerical simulation, aiming to know the influences of the main variables that govern the formation of the turn-down. The methodology consisted in performing the computational simulation of the strip mill and to vary the operational and geometric parameters that could influence the process. The results showed that the rolling of hot strips of HSLA material with final thickness varying between of 3 to 6 mm and a reduction of 6.6% to 11.0% in the last stand of a hot strip mill, tends to bend towards the roll with larger diameter, higher friction coefficient , higher temperature and lower limit of material flow. It was observed that the variation in diameter is the main factor that contributes to the formation of the curvature of the front-end of strip. Based on these results, several measures were implemented in the industrial line, with a significant reduction in the occurrence of turn-down.

Oct 2, 2019

By Davidson Marcos de Oliveira, Antonio Adel dos Santos, Vicente Tadeu Buono

The benefits of using the controlled rolling process followed by accelerated cooling (TMCP), currently used in the main rolling mills in the world are already well known and metallurgically based. The need to obtain mechanical properties with a high degree of homogeneity means that in some situations the ends of the rolled material are discarded, negatively affecting the metallic yield of the process. Therefore, this work focused on the determination of the mechanical properties variation at the ends of thick plates processed by TMCP of steels for application in oil and gas pipelines, in order to map the extent of these differences and to correlate them with the microstructure obtained, the profiles of temperature and cooling rates in these regions. To perform the work, two slabs of the studied material were rolled, and the temperature profile was recorded along the plate in the controlled rolling and accelerated cooling processes. The ends of the material were sampled in sections at every 100 mm and subjected to tensile test, hardness and the Charpy V-notch impact test, as well as dilatometry and microstructure evaluations. For the used process conditions, the results indicated the formation of a banded microstructure, basically consisting of polygonal ferrite and bainite, occasionally containing small fractions of perlite. The mechanical properties in the top and the base were higher than the values found in the plate middle, justified by the microstructure found. The work allowed understanding the relationship between the mechanical properties, microstructures and process conditions at the ends, helping the team to improve the process in order to result in a high degree of homogeneity of the product and, thus, lead to optimization of the metallic yield.

Oct 1, 2019

By Masakazu Iida

In this article, technologies of unburned Al2O3-MgO (UAM) refractories are demonstrated in terms of microstructure evolution. During operation, Mg2+ diffuses from MgO to Al2O3 through the liquid phase to form spinel (MgAl2O4) network. Molten slag tends to penetrate along the voids in the spinel network structure and spinel dissolves in the penetrated slag. Therefore, maintaining a high degree of spinel saturation in the penetrated molten slag is important. In order to achieve the condition described above, suppression of overall mass transfer through penetrated slag is effective. This is achievable by evolution of complicated spinel network structure with small pore diameter, which increases the flow resistance of molten slag. Thus, optimization of refractory composition and fabricating conditions, with the aim of creating on improved spinel network, is essential. The effectiveness of spinel network improvement was validated by commercial applications. According to the investigation of UAM brick after use, further densification due to heating under restrained conditions was recognized. Hence, it was concluded that the evolution of the spinel network structure in UAM refractories is essential technology needed to improve durability.

Oct 30, 2017

By Flávio Paulo Pugnal da Silva

Em 2010 foram observados elevados índices de quebra de rolamentos dos segmentos da máquina de lingotamento contínuo 3 da ArcelorMittal Tubarão. As análises iniciais, realizadas pelo fabricante, sugeriram que a causa estava relacionada principalmente a falta de proteções térmicas e desvios no sistema de lubrificação que estavam deteriorando as propriedades físico-químicas da graxa. Após o restabelecimento das condições de projeto os índices de quebra mantiveram-se elevados. O objetivo deste trabalho foi avaliar as potenciais causas ligadas as falhas de lubrificação deste equipamento. Foram estudados temperatura de trabalho do equipamento, qualidade físico-química da água, vazão e velocidade da água de refrigeração dentro dos mancais e respectivos suportes. Os resultados obtidos convergiram para uma deficiência do projeto de resfriamento dos mancais e suportes. Tais deficiências geravam baixa velocidade do fluxo de resfriamento, que associada as altas temperaturas de trabalho, proporcionavam condições adequadas a precipitação de particulados contidos na água, gerando assim a obstrução gradativa dos canais de refrigeração até total colapso do sistema.

Jul 30, 2018

By Elson Renato Santos Souza, Ricardo Pondé Weber, João Carlos Miguez Suarez, Sergio Neves Monteiro, Suzane de Sant’ Ana Oliveira

Foi estudado a influência do aporte térmico, de soldagem, sobre a resistência balística de um aço de alta dureza (HHA) temperado e revenido (HHA), utilizando o processo de soldagem a arco. O aço HHA, temperado e revenido, foi caracterizado por análise metalográfica, ensaios mecânicos e ensaios balísticos. Os resultados mostram que o aporte térmico da soldagem teve influência significativa nas propriedades mecânicas da Zona de Fusão (ZF) e da Zona Termicamante Afetada (ZTA), ocasionando mudanças na resistência balística. O melhor desempenho balístico do material soldado foi obtido para a soldagem de baixo aporte térmico.

Oct 30, 2017

By Glaucon Medeiros Silva

Este trabalho técnico tem por finalidade apresentar a evolução dos ensaios de porosidade em pelotas de minério de ferro. Apresentando as diversas formas de realização deste tipo de ensaio a não correlação entre eles, pois cada método possui uma finalidade distinta e como se ocorreu a evolução do método volumétrico (ótico) desde sua realização manual, na década de 1980, início de medições automatizadas na década de noventa e sua total automatização a partir da década de 2010 até o ano de 2019.

Oct 1, 2019

By Carolina Vaghetti

Aliar qualidade do produto final e otimização dos custos de produção é o que toda indústria de componentes mecânicos almeja. Um dos problemas enfrentado na produção de eixos automotivos é o surgimento das distorções de formas, e saber as causas dessas distorções vem se tornando cada vez mais imprescindíveis. Dentre os processos de fabricação, o tratamento térmico é conhecido como uma etapa da produção que potencializa os efeitos dos potenciais de distorção acumulados ao longo da cadeia. As tensões residuais são consideradas um dos principais potenciais de distorção e, por isso, é de grande importância o seu entendimento. Sendo assim, o presente artigo, inserido no âmbito do projeto "Investigation and improvement of a manufacturing process chain from cold drawing processes to induction hardening", realiza uma análise das distorções e da distribuição das tensões residuais após a têmpera por indução e uma análise das tensões residuais após o processo de retífica durante a fabricação de eixos automotivos de aço ABNT 1045. Foram variados parâmetros nos processos de trefilação e têmpera por indução. A partir dos resultados obtidos, foi possível verificar a influência da profundidade de camada temperada, onde a maior camada apresentou, em média, maiores distorções.

Aug 16, 2017

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 Diogo de Oliveira Costa, Eduardo de Amorim Braga de Oliveira, Alan José Santos De Almeida, Deilton de Oliveira Sousa, Luciano Machado de Oliveira

A Ternium Brasil, localizada no Rio de Janeiro, possui dois Altos Fornos. Ambos iniciaram operação em 2010, Alto Forno 01 em 13/07/2010 e Alto Forno 02 em 06/12/2010. A GAD é uma unidade de processo que tem a finalidade de receber, classificar, dosar o carvão bruto, realizar sua moagem e secagem para o processo de injeção de carvão pulverizado em Alto Forno à coke. O trabalho apresenta o processo de melhoria, os recursos de gestão aplicados, a perspectiva a curto e longo prazo e o resultado alcançado até o momento.

Oct 1, 2019

By Marco Antonio Meggiolaro

Notches are preferential sites for fatigue and for environmentally assisted cracking (EAC) initiation. Semi-empirical notch sensitivity factors have been used for a long time to quantify notch effects on fatigue design. Recently, this concept has been mechanically modeled using techniques which properly consider the notch tip stress gradient influence on the fatigue behavior of mechanically short cracks. This model properly calculates such values from the basic fatigue resistances of the material, its fatigue limit and crack growth threshold, considering the characteristics of the notch geometry and of the loading, without the need for any adjustable parameter. Such criteria to estimate notch sensitivity and tolerable short cracks on fatigue have been extended to EAC conditions and verified by proper tests. In its simplest version, the criterion for the maximum tolerable stress under EAC conditions uses the resistances to crack initiation and to large crack propagation and the characteristic short crack size under EAC, considering the crack size and stress intensity factor. Moreover, the tolerance to short cracks under fatigue and under EAC conditions can be unified in an extended Kitagawa-Takahashi diagram, a new and potentially very useful tool for material selection tasks.

Aug 8, 2018

By Kazuya Nakabo

In this article, influences of restraint and MgO content on densification of alumina-magnesia castable during heating were experimentally studied. High thermal expansion-alumina-magnesia castable specimens were surrounded by low thermal expansion-alumina-silica castables, and heated in an electric furnace. Doing so allows restrained heating of alumina-magnesia castable. According to the results of simple calculations, the restraint stresses were estimated to be between 2 to 20 MPa, so the experimental conditions were considered reasonable. As a result of the experiments, it was verified that restraint densifies alumina-magnesia castable, resulting in an increase in modulus of rupture and modulus of elasticity. The densification effect of restraint became larger as the MgO content increased. The effects are attributable to an in-situ spinel forming reaction, which improves corrosion resistance.Taking the temperature distribution in the castable lining into account, large restraint stress is expected for the hot face while only a little effect is expected for back end. Thus, excessive difference in material property in the thickness direction, which is undesirable in terms of structural spalling, is a concern.Hence, the MgO content of alumina-magnesia castable should be determined carefully, taking not only corrosion resistance but also spalling resistance into consideration.

Oct 30, 2017

By Gisele de Araujo Rocha

A boemita é importante na preparação de catalisadores, adsorventes, revestimentos, alumina e materiais derivados de alumina quando porosidade e resistência mecânica são desejadas. Sob condições hidrotérmicas foram preparadas boemitas a partir de 3 precursores diferentes: de uma gibsita comercial, e de pseudoboemita fibrilar e de monohidróxido diacetato de alumínio, ambos sintetizados em laboratório. A síntese foi realizada em autoclave mantida à temperatura de 160oC, em diferentes tempos de envelhecimento térmico. Ao final do tempo de síntese, as dispersões foram secas ao ar, à temperatura ambiente. A diferença nos materiais sólidos de partida pode ter alguns efeitos na morfologia final do cristal de boemita, sendo esse o objetivo desse trabalho. A estrutura cristalina dos cristais obtidos foi caracterizada por DRX e a morfologia foi examinada por MEV.

Aug 8, 2018

By Fábio Dian Murari, Antônio Adel dos Santos

The effect of reheating temperature of slabs on the precipitates dissolution and mechanical properties of Ti-Nb microalloyed steel was investigated in pilot scale. It was verified, by means of transmission electron microscopy, a significant decrease in precipitates formed during the solidification of the steel as the reheating temperature increased from 1100°C to 1200°C. No significant changes in size and shape of the precipitates were observed with further temperature increase up to 1280°C. In line with the precipitates dissolution behavior, an increase in strength was observed with the elevation of the reheating temperature up to 1200°C, due in part to the reprecipitation of fine Nb-rich precipitates during the hot rolling. At 1200°C the presence of deformed ferrite on the microstructure contributed to the additional increase in strength. After reheating above 1200°C up to 1280°C, a decrease in strength of the rolled plates was noticed. This effect has been credited to the absence of deformed ferrite grains and also to a small increase in the low angle grain boundaries size. The results were in agreement with Thermo-Calc and Dictra simulations.

Oct 1, 2019

By Emerson Lamartine Ferreira

Após a escassez hídrica de 2014, a Agência Nacional de Águas (ANA), objetivando preservar os estoques de água dos reservatórios da bacia do Paraíba do Sul, autorizou, em março de 2015, uma redução de 190 para 110 m³/h na vazão do Canal de São Francisco. A mudança ocasionou o agravamento dos efeitos de intrusão da cunha salina da Baía de Sepetiba no dito canal, elevando os valores de condutividade, que impactou nas operações do complexo siderúrgico da Ternium, pois a água do mar passou a entrar nos sistemas de captação de água bruta. Com o objetivo de contornar o problema, a empresa decidiu implantar uma planta de osmose reversa, a fim de adequar a condutividade da água industrial aos parâmetros das especificações técnicas da planta de água desmineralizada. O presente trabalho descreve a otimização da dita planta à produção de água desmineralizada, que decorreu ainda na redução do número de regenerações das resinas de troca iônica, do consumo de produtos químicos, bem como no reuso do rejeito salino gerado no processo de osmose (Projeto Reuso).

Aug 1, 2019

By Francesco Toschi

The Special Bar Quality family comprises a wide range of steel grades, mainly requested by the automotive, energy and engineering sectors, for applications where significant performances are required (eg. stresses, temperatures, working cycles, etc.). To meet these requirements it is necessary to reach a precise control of both the mechanical characteristics and metallurgy structures along the whole production chain. For semi-product with large dimensions, such as equivalent diameters around 300 mm, this is traditionally obtained through a manufacturing route which comprises the casting in ingots followed by reheating, forging and rolling. After 2010, new processes were investigated and technologies developed to replace the ingot route with a continuous casting followed by controlled high-reduction rolling. In these processes a seamless integration of CCM with rolling is implemented so to obtain the precise control of material flow, applied deformation and working temperatures. By using the proper combination of rolling diameter, speed and applied reduction, a very good control of the metallurgy structure across the whole section can be obtained, so to also remove the internal discontinuities ("voids") generated during the continuous casting. These processes, which can be defined "forging-like", are applicable to several grades also with large semi-product dimensions (300 mm and more). Besides, removing the ingot route means increased yield and productivity, which is very beneficial to the economical management of the plant. An example of this "forging-like" process is represented by the high-reduction blooming stand installed by Acciaierie Venete in the Padova-Camin mill. This article describes its main concepts as well as its technology and process features.

Oct 30, 2017

By Luana De Lucca de Costa

Este trabalho é um estudo sobre os aspectos tecnológico de sinter forjamento, onde são realizadas alterações nos parâmetros temperatura e deformação. Experimentos foram realizados para o estudo das variações microestruturais, e propriedades, tais como, densificação e dureza, e, ainda, quais as variações na força empregada para obtenção das deformações estabelecidas. A relação entre a tensão de atrito na interface e outras variáveis do processo é discutida e uma análise feita para o cálculo da distribuição da pressão e carga a partir das equações de equilíbrio. Os resultados são discutidos e os parâmetros de processamento envolvidos durante o processo de sínter forjamento são analisados.

Aug 8, 2018

By Luis Henrique Torres Dantas, Maycon Athayde, Rossano Augusto Pilon Nunes

The objective of this work is to evaluate the physical quality achieved in the iron ore pellets and the temperature profile in the pellet bed by applying an inversion in the flow during the cooling. The firing of pellets requires a minimum residence time in the sintering temperatures of the hematite grains [1]. The applied concept aims at raising this time to pellets located at the bottom of the bed which would provide an improvement in the physical quality of the product. The tests were carried out in a pot-grate type oven and the samples of fired pellets were divided into three aliquots according to the loading position of the pot termed top, middle and bottom, the pellets were sieved and subjected to physical tests and the compared to conventional indurating flow with the same ores and inputs. It was possible to show an increase of 7 to 8% in the compressive strength of the medium and bottom layers, maintaining the top layer results. The objectives of the research were achieved and the tests will be extended to assess the impacts on the mass and energy balance of the indurating machine and its components.

Oct 1, 2019

By Thais da Silva Ferrarini, Pedro Lucas Freitas

Com mais de 35 anos de operação, as 3 baterias de coque da ArcelorMittal Tubarão estão chegando em fim de vida útil, mas apesar disto tem que continuar operando e produzindo coque de qualidade. Suportando as condições operacionais mais diversas, a automação tem um papel importante para ajudar nestes desafios, ajudando nas ações para aumentar a vida útil das baterias, em ações de manutenção, controle térmico e outros mais.

Oct 1, 2019

By Rogerio Martelli

Rolamentos autocompensadores de rolos são a normalmente aplicados em caixas de mancal de Correias Transportadoras nas industrias de mineração. Um dos problemas enfrentados pelos usuários são as repetitivas falhas de rolamentos aplicados nestas posições. Na SKF descobriu-se que os rolamentos autocompensadores de rolos vedados são a melhor aplicação para resolver os problemas típicos encontrados nestes equipamentos. A solução fornecida, nestes casos, é o que a SKF chama de Tríplice Barreira de Proteção, que tem como objetivo combater a principal causa de falhas que é a contaminação por partículas minerais e na presença de umidade. Em uma mina de cobre do Peru esta solução foi implementada e totalmente padronizada para todas as correias transportadoras e os resultados alcançados superaram as expectativas.

Oct 30, 2017

By Renato Luciano de Araújo Menezes

O objetivo do presente trabalho é evidenciar os resultados do incremento de superfície específica obtidos pelo roller press da Usina 3 da Samarco Mineração S.A.. A metodologia utilizada baseou-se em informações de projeto do equipamento e análises estatísticas aplicadas ao processo de prensagem bem como o desenvolvimento de um indicador de eficiência imune às variações de qualidade do minério. Basicamente esse trabalho buscou otimizar as variáveis de processo capazes de gerar melhores resultados de incremento na superfície específica do minério. (Como resultado do trabalho foi verificado um aumento considerável nos resultados de eficiência no incremento de superfície específica).

Aug 16, 2017