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By Evan Thomas

It has been shown before that liquids can slip at a solid boundary, which prompted the idea that parallel-surface bearings can be obtained by the use of alternating slip and non-slip regions in the direction of fluid flow. The amount of slip at the wall depends upon the surface tension at the liquid - solid interface, which in turn depends on the chemical composition of the surface and its roughness. In the present study a heterogeneous surface was created by coating half of a circular glass disc with a coating repellent to glycerol. A rotating glass disc was placed at a known distance above the coated stationary surface and the gap was filled with glycerol. With the top surface moving in the direction of slip to non-slip region, a pressure build up can be theoretically predicted. The pressure gradient in the two regions is constant, similar to that in a Rayleigh step bearing, with the maximum pressure at the boundary. In order to accurately measure the force generated by the pressure increase, a load cell was attached to the heterogeneous disc. Experiments were conducted by varying both sliding speed and distance, and the resultant load carrying capacity was measured and compared with theoretical calculations. This allowed the slip coefficient of the coated surface to be evaluated.

Jul 31, 2018

By Daniel Wild, Tobias Scheffer, Marvin Laugwitz, Martin Jochum

Leveling is a standard process in the rolling mill to eliminate flatness deviations. The process layout is based on models and the leveling result depends on the accuracy of the material parameters in these models. Even small deviations from the correct assumptions can have a major effect on the final flatness. Thus, after leveling the products may look optically flat, but subsequent to a final cutting process springback occurs due to residual stresses. The objective of this work is to analyze the influence of material parameters and gravity on the flatness after leveling. To evaluate the sensitivity of the process, an FE parameter study is exerted that reveals the influence of fluctuations in material properties in the case that the leveling setup is fixed. Gravity is neglected to not conceal flatness deviations. Examples of this study are rerun in a further step under consideration of gravity to also analyze its influence on the resulting flatness and residual stresses. Finally, to analyze the consequence of the residual stresses, all information of the plate from the previous step are transferred while gravity is suppressed to prompt springback. This study revealed that slight deviations of the material properties can lead to uneven plates in simulations where gravity is not considered. If gravity is taken into account, the unevenness is concealed and the plate seems flat. A springback simulation of the same plate shows that strong residual stresses are still present and would lead to unevenness if e.g. the plate were cut.

Oct 1, 2019

By Rodrigo Cruz Oliveira

Nos últimos anos, a indústria automotiva tem evoluído de forma significativa em relação à preservação ambiental e com respeito à segurança veicular. A Usiminas, alinhada a esses avanços, tem realizado estudos visando obter novos produtos de alta resistência mecânica que possibilitem a redução do peso dos veículos e diminuição do consumo de combustível, além do aumento da segurança. Para novos projetos de veículos, como fator de melhoria do desempenho dos materiais de alta resistência, têm assumido destaque especial nos aços Dual Phase, principalmente naqueles do grau 1000MPa, as características de expansão de furo, em função da correlação com a vida em fadiga e o comportamento à fratura. Esse trabalho teve por objetivo avaliar uma das etapas do ciclo de desenvolvimento de um aço Dual Phase do grau 1000MPa com características de expansão de furo maior que 20%. O trabalho avaliou três conceitos diferentes de liga submetidos a tratamentos térmicos específicos. Os resultados obtidos permitiram retroalimentar o ciclo posterior do desenvolvimento, no qual resultados positivos foram alcançados.

Aug 16, 2017

By Gláucio Barros Barcelos

Os sistemas de automação Nível 2 da LTQ da Aperam estão em operação a mais de uma década. Esses sistemas foram desenvolvidos sobre plataforma de hardware Alpha Server DS20E e sistema operacional OpenVMS 7.2. Apesar da confiabilidade da plataforma utilizada, atualmente está descontinuada pelo fabricante, bem como o serviço de suporte ao sistema operacional utilizado que também foi encerrado. Com a evolução da tecnologia Intel, apresentando baixo custo de hardware, suporte, manutenção e desempenho, foi tomada a decisão de migração dos sistemas de automação de Nível 2 da LTQ para a arquitetura de hardware Intel e sistema operacional Linux. Esta migração teve como objetivo a eliminação da obsolescência a que os sistemas estavam submetidos. A migração envolveu uma estratégia que minimiza riscos e reduz modificações necessárias nos sistemas de automação envolvidos. Dessa forma, bibliotecas de funções com funcionalidades semelhantes as disponíveis no sistema OpenVMS foram desenvolvidas. Este artigo descreve todo esforço envolvido na migração dos sistemas e os resultados obtidos.

Aug 16, 2017

By Beatriz Pereda, Ana Clara Fonseca da Silva, Tiago Seixas Bittencourt

Reinforcing steel bars are usually specified based on mechanical properties with flexibility in chemical composition and processing. Most developments, in these steels, are normally focused on alloy and process design to reach minimum cost and conformity to specification. Processing routes using quenching and self-tempering (QST) and accelerated cooling are the most common. Microalloying with V and Nb have been used in rebar. When acicular constituents must be avoided, a combination of Nb microalloying with judicious control of cooling is one of the preferred options. Niobium can contribute to improvement in tensile properties through austenitic grain size control during hot working, precipitation hardening due to carbonitrides or clusters, and hardenability increase. In the present work the alloy design and development processes of a Nb microalloyed steel for rebars are presented. The designed steel has fulfilled the required specification and is under regular production. Austenitic grain size refining – when comparing with the “basic composition” normally used was observed, even without any change in the thermomechanical processing cycle. There are indications that precipitation hardening may also occur. Results indicate that Nb is a good alternative as a microalloying element in rebars.

Oct 1, 2019

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 Carlos André Ruy Carneiro

Em virtude da necessidade de produção de aços cada vez mais restritivos com relação às faixas de composição química, torna-se necessário o desenvolvimento contínuo de novas ferramentas para o controle do processo de fabricação do aço via aciaria à oxigênio. Neste cenário, propôs-se o desenvolvimento de um modelo de controle dinâmico para os Convertedores LD da Aciaria 1 da Usiminas - Usina de Ipatinga, utilizando o resultado da análise dos gases de exaustão, em conjunto com ferramentas matemáticas de ajuste e análise de dados. Neste trabalho é apresentado o modelo de previsão de carbono construído a partir das curvas das análises dos gases, das quais foram obtidos matematicamente os pontos de interesse: análises instantâneas, a interseção das curvas do CO e do CO2 e o ponto máximo da curva do CO2. O modelo foi desenvolvido utilizando redes neurais e validado utilizando dados históricos do processo.

Jul 29, 2018

By Luiz Alberto dos Santos

. In this work, samples of the alloy with composition of 50.9 % at. Ni were machined and were subjected to hot tensile test, after the machining all the samples were solubilized so that all were in the same condition during the hot tensile test. The hot tensile tests were performed between the temperatures 350-650°C and the yield stress were between 800 and 597.1 MPa and area reduction between 17 and 75% with respect to the initial area. The test at 350°C shows a fragile fracture characteristic while the hot tensile test above this temperature showed a predominantly ductile fracture. The fragile fracture is evidenced by the river marks that are characteristic of this type of fracture, because in this condition does not promote much plastic deformation. The higher temperatures present ductile fracture, because present the dimples that also characterize this type of fracture. This work shows the temperature relationship in the mechanical properties, more specifically the hot tensile test, in the NiTi alloy.

Oct 30, 2017

By Wenting Zhu, Liqing Chen, Junjun Cui, Zhenye Chen

In this presentation, a low carbon high strength steel microalloyed with Nb and Ti was processed by thermo-mechanical controlled process (TMCP) containing two stages of controlled rolling. The austenite with various grain sizes was obtained by austenitizing this hot-rolled steel at different temperatures. And the effect of austenite grain size on bainitic transformation was investigated in a dilatometer to reveal microstructural change. The results showed that the microstructure of the hot-rolled steel was mainly composed of granular bainite, lath-like bainite, and martenite/austenite constituents (M-A constituents). With increasing the austenitizing temperature, or increasing the austenite grain size, the microstructure was changed from granular bainite to lath bainite. When the steel was reheated to a lower temperature of 860 ºC, a relatively higher start temperature (Bs) was measured for bainitic transformation. This was mainly caused by the formation of solute-depleted region in the austenite and the promotion of the granular bainitic nucleation. The highest reaction rate occurred at austenitizing temperature of 1000 ºC with fine grain size, while the coarse austenite grain can lead to a sharp increase in the amount of bainite. An analysis was made on the kinetics of bainite transformation which was controlled by the volume diffusion of C atom.

Oct 1, 2019

By Daniel Rodrigo Leiva, Rogério Felito da Silva, Bráulio Salumão de Oliveira

Os aços de baixa densidade e os de alto módulo elástico visam a manufatura de automóveis com menor peso e possuem interesse crescente por parte de indústrias e centros de pesquisa. Documentos de patente são uma fonte de informação essencial para análise do desenvolvimento de um setor tecnológico, além de fundamentar tomada de decisões. Este trabalho objetivou elaborar e analisar indicadores, baseados em informações contidas em registros de patentes, em aços de baixa densidade e aços de alto módulo elástico. Diversos elementos de liga e reforços foram mapeados para o aumento da resistência específica e controle de microestrutura, principalmente para aplicações na indústria automobilística. Ambas as tecnologias apresentam interesse recente e se encontram em um estágio emergente de desenvolvimento. As propriedades de ductilidade, resistência a tração e ao impacto figuram entre seus principais desafios tecnológicos, assim como a redução de custos.

Mar 1, 2019

By Cláudio Antônio Goulart Valadares

O fluxante para aços baixo carbono, aplicado no lingotamento contínuo de placas, apresenta como características a temperatura de fusão entre 1.030°C e 1.070°C e a tendência a cristalização suprimida. Desta forma, o filme de escória apresenta predominantemente a fase vítrea que facilita a transferência de calor na interface molde de cobre e pele de aço em solidificação. Há uma tendência em retirar ou reduzir o teor de flúor nos fluxantes, com o objetivo de minimizar a erosão da câmara de exaustão do lingotamento contínuo, além de ser um risco potencial para a saúde e segurança e do aumento da taxa de erosão da válvula submersa. Este trabalho apresenta os resultados de análise dos filmes de escória do fluxante referência e a sua versão isenta de flúor via microscópio eletrônico de varredura e microscópio óptico de luz polarizada. Mais resultados como difratometria de raios-X e análises térmicas também complementam esta análise assim como algumas características físico-químicas dos produtos em questão.

Jul 30, 2018

By Daniella Gomes Rodriguesr

"As mudanças que ocorrem ao longo do recozimento na microestrutura e textura foram observadas no aço inoxidável ferrítico estabilizado ao nióbio, tipo ASTM 430 por meio de Difração de Elétrons Retroespalhados. As amostras deformadas foram recozidas com uma taxa de aquecimento de 23,5°C/s. O recozimento foi interrompido nas temperaturas de 780, 830 e 880°C para acompanhar a evolução da microestrutura e textura. Os resultados mostraram que a nucleação dos novos grãos ocorre preferencialmente nos contornos de alto ângulo. No estágio inicial da recristalização a fibra g é dominante na fração recristalizada, com as componentes 111121, 1111 ,1 2 mais intensas. Na fração não recristalizada a fibra a foi mais intensa. No progresso da recristalização as componentes 11112 1 e 1111 ,1 2 permanecem predominantes, a fibra g torna-se dominante em detrimento da fibra a."

Jan 16, 2018

By Stefan Thelen

In November 2013 Salzgitter restarted their tandem mill after two weeks of shutdown, during which the existing mill entry equipment has been removed and replaced by new entry area equipment including pay-off reels, welding machine and a vertical entry looper for continuous feeding of the 5-stand tandem mill. It turned out to be beneficial to both product quality and production capacity.

Aug 16, 2017

By Matteo Tomba

Today’s steel market is characterised by high competitiveness and tight profit margins; therefore, the operational costs of rolling mills must be as low as possible, while ensuring a final product of the highest quality standards. PERT SRL is an engineering company with a long-term experience in the international steel market, specialised in the design and supply of highly innovative and bespoke solutions for siderurgical and environmental plants. Because of its strong commitment to deliver excellent products and services, and its ability to innovate and adapt to the fastchanging market requirements, PERT has studied a new generation of BI-SUPPORT rolling stands, designed to be used in rolling mill plants for the production of rebars, rounds and sections in special quality bars (SBQ) steel grade, wire rod, light and medium section, suitable also for special steel plants. This paper will provide a deep insight into the key technical and economic features that have revolutionised the rolling technology for long products, such as the absence of spindles and piping on board, the considerably reduced number of spare parts required, a ring gap regulation system, and the compact dimensions, which lead to significant savings in investments and production costs; at the same time, the BI-SUPPORT stands guarantee excellent standards to the final product, an increase in plant productivity and a general improvement in the plant management.

Aug 16, 2017

By Anivaldo Chevane, Leonardo Xerinda, Rogério Sendela, Andre Vilanculos

Moatize Coal Mine is located in Tete Province, in centre of Mozambique. The deposit contains Gondwana allochthonous coals, and has a large amount of mudstone and siltstone banding. Phosphorus levels in the coal can be high which impacts the use of the coals in steel making where phosphorus is considered a contaminant. The Chipanga seam in the Moatize deposit shows considerable variability, vertically within the seam and laterally across the deposit. The data available from the exploration work indicates that the phosphorus is predominantly present as Apatite but the Crandallite minerals also are significant. The concentration of phosphorus varies with coal particle density with the highest phosphorus levels found for the mid density coal which also shows the highest likely levels of apatite or fluorapatite. Crandallite minerals show higher potential concentrations in the Lower density coal..

Oct 3, 2019

By Augusto César Lacerda de Oliveira

As demandas legais para a redução de emissões na atmosfera vêm crescendo em todo mundo para todos os produtores de veículos. Para o atingimento dessas metas a montadora está buscando reduções de peso nas carrocerias de seus veículos. Reduções de espessura em carrocerias devem ser acompanhadas de um aumento de resistência para assegurar a manutenção do seu desempenho mecânico. O módulo técnico do Modelo CSN é capaz de avaliar critérios mecânicos (cargas estáticas), critérios de desempenho dinâmicos (avaliação crash test) e, também, critérios de conformabilidade. O módulo econômico recebe as informações do módulo técnico e é capaz de prever o impacto financeiro para o cliente e para a CSN, considerando fatores como margem do mix de produtos, produtividades e carteira das linhas de produção.

Aug 16, 2017

By Li Shanqing, Xu Jianghua, Li Hongmei, Huang Peijie

Cold rolled high strength steel are playing a very important role in reducing automobile weight for energy saving and environment protection. In recent year, more and more high strength steel were manufacturing in steel company. But there are some problems in the cold rolling process for high strength steel products. Periodic thickness deviation especially in strip head or tail is an important one in these problems. In this paper, the reason of periodic thickness deviation was analysed and a new AGC algorithm called Property FFC for high strength steel in tandem cold rolling was developed. The application of this new algorithm shows that it can reduce the thickness deviation.

Oct 1, 2019

By Johne Jesus Mol Peixoto, Itavahn Alves da Silva, João Víctor Gomes Guimarães Ananias, Salvatore Giuliano Peixoto Tropia de Abreu, Weslei Viana Gabriel, Thiago Araujo Santos de Oliveira

O fluxo de aço em um distribuidor de lingotamento contínuo é um dos fatores que ajuda a determinar a qualidade final do aço. O presente trabalho aborda o caso de fluxo assimétrico em um distribuidor de dois veios provocado pelo posicionamento descentralizado da válvula longa, avaliando o efeito de diferentes configurações de barreiras e diques na assimetria, além da influência nos campos de velocidades. Foram realizados testes em modelo físico de acrílico, utilizando água para simular o aço e KCl como traçador para obtenção das curvas de Distribuição de Tempo de Residência (DTR). Simulação computacional e a técnica PIV também foram utilizadas para análise do fluxo. Foi possível verificar que a utilização de barragens e diques melhoraram as condições para a flotação de inclusão, devido ao aumento do tempo mínimo de residência do aço, além da diminuição de zonas mortas e da quantidade de descarte gerada durante a troca de panelas. A utilização de barragens e diques em conjunto foram eficientes para uma melhor distribuição do fluxo na superfície livre do distribuidor, o que também favorece a limpidez do aço.

Oct 1, 2019

By Beatriz Cardoso Mendes

O presente trabalho tem como objetivo estudar a viabilidade do uso e a influência do ácido cítrico nas propriedades de pastas e argamassas feitas com cimento Portland CPV ARI, tanto no estado fresco quanto no endurecido. As dosagens de ácido cítrico utilizadas foram 0, 0,4% e 0,8% em relação à massa do aglomerante. Nas pastas de cimento produzidas, foram feitos ensaios de determinação da água de consistência normal e tempo de início e fim de pega. Já nas argamassas foram realizados ensaios de determinação do índice de consistência, densidade de massa, teor de ar incorporado no estado fresco, resistência à compressão axial, nas idades de 7, 14 e 28 dias e análises por meio da técnica de DRX. Os resultados mostram que o ácido cítrico, além de melhorar a trabalhabilidade da massa, contribui para aumento na resistência mecânica nas idades superiores a 14 dias, desde que aplicado em teores aceitáveis.

Jan 16, 2018

By Delio Amorim

Industry 4.0 concepts is the new biggest challenge on the industry nowadays and every company in every industry in every part of the globe is looking to implement this somehow on their factories and machines. To do that on the newest long rolling mills, that brings already onboard state-of-the-art technologies, is for sure a challenge of machinery builder industry, but how to become the long rolling mills built on 70’s, 80’s or 90’s part of this innovation process and connected to the new trends? This is the main mission here, to show some examples of applications that goes in this direction.

Oct 1, 2019