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By Antonio Esposito

Saving energy and reducing resource’s consumption by minimizing emissions are today great challenges in the coking industry worldwide. In order to achieve satisfying results, equipment as well as technology should be continuously improved and designed to minimize the energy requirements and to maximize the recovery of materials and energy. The sensible heat in coke pushed out of oven chamber takes up 35 ÷ 40 % of energy consumption of coke oven. Usually the coke thermal energy is lost during traditional coke wet quenching, necessary to reduce the coke temperature for the storage and the following use in steelmaking processes. BPSL CDQ project is a sample how Paul Wurth’s technology allows to reach the energy saving goal and offers an alternative to traditional quenching. With the adoption of Coke Dry Quenching process, a considerable amount of this sensible heat in the coke can be recovered by producing steam; its production depends on various parameters, some of them battery related (Volatile Matters in red hot coke) and others CDQ system related (coke burning losses, superheated steam characteristics (i.e. P,T)), greatly depending also on boiler efficiency (heat exchange efficiency, insulation of the boiler itself, air leakage, etc.). The adoption of CDQ process reduces also the water consumptions in comparison with traditional quenching.

Aug 16, 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 Bráulio Pinto Terra

Devido à sua vasta aplicação, o estudo das propriedades mecânicas das superligas de níquel é de grande importância. A superliga 718 possui papel fundamental no funcionamento de grades espaçadoras em reatores nucleares. As grades espaçadoras são oriundas de chapas laminadas, submetidas a tratamentos térmicos de solubilização e de envelhecimento. O objetivo do presente trabalho é analisar a anisotropia das propriedades mecânicas de amostras de 0,3mm de espessura, tratadas termicamente por solubilização e envelhecimento, e testadas por tração uniaxial. Além disso, obteve-se os expoentes de encruamento nas condições estudadas, bem como o índice de anisotropia. Foi possível observar maiores valores de limite de escoamento e de alongamento para as amostras transversais provenientes de ambos tratamentos térmicos, enquanto o limite de resistência apresentou comportamento contrário, sendo os maiores valores oriundos das amostras longitudinais.

Oct 30, 2017

By Márcia Maria da Silva Monteiro Pereira

Flúor é muito usado em pós de molde aplicados no lingotamento contínuo de aços. Embora o flúor seja importante no comportamento de fusão, infiltração da escória e cristalização do filme de escória, ele tem algumas desvantagens uma vez que o flúor reage com a escória, produzindo substâncias como NaF e SiF, as quais, por sua vez, reagem com a água no resfriamento secundário, formando HF. Estas desvantagens levam a severa corrosão do maquinário e risco para a saúde dos funcionários da usina. Por isto, é necessário remover o flúor dos fluxantes. Pó fluxante para lingotamento de placas livre de flúor está sendo desenvolvido como resultado de uma parceria entre fornecedor de pós fluxantes e a siderúrgica. Relacionado a isto, matérias primas alternativas para substituir F na composição dos pós fluxantes foram investigadas. Pesquisas indicaram B2O3 como substituto em potencial de flúor para escórias de molde. Os testes industriais, feitos em uma siderúrgica brasileira, foram realizados com o objetivo de analisar seu comportamento durante a operação de lingotamento contínuo em aços de baixo carbono. Parâmetros tecnológicos como: absorção de inclusões, espessura da piscina líquida, consumo de pó fluxante e índice de erosão da válvula submersa foram monitorados durante o lingotamento contínuo com o objetivo de avaliar o desempenho do pó e de fornecer informações sobre sua influência na qualidade da superfície do aço. Os testes industriais de lingotamento de aços baixo carbono revelaram uma boa qualidade de superfície e redução na erosão da válvula submersa. Outros parâmetros estão em estudo.

Jul 30, 2018

By Henrique Gobbi Soares

Peças fabricadas em aos inoxidáveis austeníticos permanecem íntegras em ambientes corrosivos severos, ambientes industriais, marítimos, na presença de ácidos e gases oxidantes. Entretanto, quando o sua a aplicação além de requerer resistência à corrosão relativamente alta, necessite de boas propriedades em termos de resistência ao desgaste sua utilização se torna restringida. Este trabalho teve como objetivo o estudo da melhoria dessas propriedades restritivas e o aprimoramento da técnica, através do aumento da dureza superficial dos aços inoxidáveis austeníticos AISI 316, utilizando cementação a plasma frio. Para tanto foram propostos tratamentos na temperatura de 350°C, 5hrs, 340 Pa, variando a composição do gás de tratamento. As análises dos produtos de cementação foram feitas utilizando técnicas de caracterização estrutural, difração de raios-X, medidas de perfis de dureza e ensaios microabrasivos. Todas as condições apresentaram melhorias na resistência ao desgaste e na dureza, entretanto o aumento da concentração de metano na atmosfera de trabalho promoveu a formação de fuligem, promovendo regressão das propriedades conforme se elevava a concentração de metano nos processos.

Oct 30, 2017

By Levi de Oliveira Bueno

Constant stress testing was used for characterization of creep behavior of a 1Cr0.5Mo steel plate in the ex-service condition. The tests were performed on creep machines equipped with Andrade-Chalmers type profiles, high sensitivity SLVC transducer extensometry, high stability temperature controllers, and facilities for monitoring the creep curves with an automatic data logging system. Ten creep machines of this type were used in this research, in an experimental work that lasted for one year. Three temperature levels were selected: 538, 565 and 593°C, with stress in the range from 52 to 224 MPa producing rupture times varying from 5 to about 3950h. The creep curves were all followed with great scrutiny using data logger scanning rates which enabled storing thousands of readings in each case. The experimental analysis involved measurements of minimum creep rate, rupture time and final elongation at rupture. The data were analyzed according to the classical phenomenological / physical relations (Norton, Arrhenius, Zenner-Hollomon, Monkman-Grant) and also considering five traditional parameterization methodologies (Larson-Miller, Orr-Sherby-Dorn, Goldhoff-Sherby, Manson- Haferd and Manson-Succop). Comparisons are presented among the possibilities of data extrapolation from five different methodologies. Comparison is also made with creep results obtained on a similar plate of the same material in the virgin condition.

Aug 16, 2017

By Afranio Marcio Costa

No lingotamento contínuo a busca pelo aumento de produtividade tem sido realizada com sequências longas, ou seja, várias corridas e muitas vezes com aços de diferentes composições químicas. Isso resulta na geração de placas de mistura e vários trabalhos buscam entender este processo. Este estudo tem como objetivo validar o modelo matemático de mistura existe no lingotamento da Gerdau Ouro Branco para garantir a correta aplicação da região de mistura, visando atender às especificações dos produtos, norma ASTM A36. Os resultados encontrados nas placas amostradas confirmaram a eficiência do modelo para estimar a zona de mistura. Além disso, para garantir a aplicação dessas placas na norma estudada foi utilizado o modelo de previsibilidade de propriedades mecânicas existente na laminação de chapas grossas. Finalmente, os resultados reais de composição química, limite de escoamento e resistência encontrados nas chapas avaliadas confirmaram as previsões dos modelos e atenderam às especificações do aço.

Oct 30, 2017

By Douglas Glenn Stalheim

Hot strip structural steel coil used in construction, engineering, transport, structural applications and other applications are widely used in yield strengths from 300 – 700 MPa. However, structural design engineers are now not only requiring various strength levels but also other mechanical properties, primarily good formability, toughness and weldability. To produce a balanced approach to a cost effective structural steel, hot strip coil requires an understanding of utilization of an optimized alloy composition designed for the layout/equipment capabilities of a given hot strip mill to produce the desired metallurgy for optimum mechanical property performance. The term “cost effective” does not just focus on alloy design, but also ease of overall processing from steelmaking, casting, rolling and cooling, stable mechanical properties with a statistically normal distribution, no downgrades/rejections and a product that the end user recognizes as being superior to others. The desired metallurgy is simply understanding what will be the optimum microstructure and cross sectional grain size/distribution needed to meet the mechanical property requirements. This paper is a follow up paper that previously described optimum base alloy designs along with steelmaking/casting processing considerations and will focus on proper reheating, rolling and cooling metallurgy/processing strategies to produce quality cost effective hot strip structural steel coil.

Aug 17, 2017

By Mingyu Ma, Lingling Liu, Liqing Chen, Houlong Liu

In this article, a 444-type heat-resistant ferritic stainless steel containing 0.05wt% Ce and 2wt% (Mo+W) was used as an experimental material and a study was carried out on the effect of rolling processes on the microstructures and texture evolution as well as on the mechanical properties and formability. The rolling processes contain hot rolling at different hot rolling finish temperatures, annealing after hot rolling, cold rolling and subsequent annealing. As for the hot rolling process, two hot rolling finish temperatures, 860 C and 770 C, were adopted, and their influence on the microstructures and mechanical properties was comparatively studied. The results showed that the microstructures after hot rolling and subsequent annealing could be refined by lowering the hot rolling finish temperature. The resultant microstructures after cold rolling and annealing were hereditarily refined. Lowering the hot rolling finish temperature can weaken the -fiber texture in hot rolled or cold rolled ferritic stainless steel strip. However, the -fiber texture was homogeneously strengthened by annealing the cold rolled ferritic stainless steel strip. Enhanced mechanical property and formability in terms of strength and average plastic strain ratio could be obtained by lowering the hot rolling finish temperature of ferritic stainless steel.

Oct 1, 2019

By Nestor Ferreira Carvalho

Com o intuito de garantir a segurança das pessoas, meio ambiente e o patrimônio das empresas, os vasos de pressão e caldeiras instalados no Brasil devem ser protegidos por válvulas de segurança, cuja função é evitar que o equipamento seja pressurizado acima da pressão de projeto. A escolha do melhor local para instalação dessas válvulas deve levar em consideração, além dos itens usuais de projeto, os esforços gerados quando da abertura dessas válvulas. Esse artigo, faz uma análise da fratura, com o propósito de determinar as causas básicas da falha e evitar sua repetição. A análise foi realizada com o apoio de literaturas sobre fractografia e fadiga.

Aug 16, 2017

By D. A. Aranda-Regino, C. Gómez-de-la-Garza, J. Ramírez-Cuellar, L. A. Leduc-Lezama

The Pickling Line Tandem Cold Mill (PLTCM) at Ternium’s Pesqueria plant with a 5 stands, 6 high configuration started in 2013. At the time of the start up the work roll specification and grinding practices were stablished following a low risk policy to be able to sustain any start-up associated accident. Once a stable operation has been achieved both these policies are being modified to improve productivity and reduce costs. The specified hardness of the rolls has been increased and efforts are being made to optimize the grinding according to the rolling campaign length and materials. The fatigue damage in work rolls, after rolling and its removal by grinding was followed by hardness measurements made at the end of the rolling campaign and after grinding. Softening of the rolls after rolling was found mainly in final stands to be related to the averaged stress experienced during the campaign, the original roll hardness was recovered after grinding. Hardness evolution was also followed after each grinding step finding that the total amount of grinding could be reduced. The grinding practice was modified accordingly for the first stands and the yield of work rolls in them has improved.

Oct 1, 2019

By Karl Berger

The paper gives a comprehensive overview of the historical development of various metal rolling technologies and also describes the influence to industrial and socio-economic developments. The rolling of steel, in particular of rails, beams, rebar, strip and plate has enabled the large scale transport and travel, the building of bridges and buildings, the manufacturing of ships and cars. All this has changed the face of the world significantly. Further the paper approaches technological highlights in the design, manufacturing, drive and control of modern mills and the various types developed to create industrial economic units for the different markets and customers’ requirements. An outlook of future challenges is as well discussed in the paper. Various solution approaches for the rolling technologies, from continuous improvement of existing plants to more radical new concepts like endless rolling, near net-shape casting and rolling are approached. A positive conclusion is drawn that rolling technologies will remain a valuable area for engineers with scientific and economic challenges, but also a clear vision for positive contribution to further industrial and social development.

Jul 30, 2018

By Ygor Pereira de Lima, Iana Costa Carvalho, Marcelo Henrique Prado da Silva, Talita Gama de Sousa, Andrey Mariano dos Santos, Paulo Davi Borges Esteves, Rodolfo da Silva Teixeira, Andersan dos Santos Paula

Durante muitos anos, as ligas convencionais foram base para o desenvolvimento de novos materiais metálicos, com propriedades melhores que as até então conhecidas. No entanto, na última década, as Ligas de Alta Entropia (LAE) trazem uma nova abordagem para a produção de materiais avançados, com excelentes propriedades e potencial para diversas aplicações. Em particular, as ligas do sistema Al-Co-Cr-Fe-Ni também se destacam por promoverem uma classe de LAE de baixa densidade e têm sido foco de inúmeros estudos no meio acadêmico atual. O presente artigo traz um estudo de otimização da preparação metalográfica da liga AlCo2Cr2FeNi2, a partir de 3 rotas diferentes de polimento e suas análises via microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de Raios X (DRX). Além disso, foram avaliadas as modificações estruturais da liga em função de um tratamento térmico de solubilização (1050 ºC por 1 hora seguido de resfriamento em água). Os resultados das análises demonstraram a rota de polimento eletrolítico promissora para a caracterização da LAE em questão e a análise conjunta dos resultados de DRX e MEV, somado ao confronto com a literatura, permitiram identificar as fases presentes e suas modificações microestruturais em função do tratamento térmico.

Oct 24, 2019

By Breno Totti Maia

This work was a continuous and multidisciplinary development. Through studies of the blowing process and its parameters results, evolutions, improvements and adjustments were made on the lance’s hot face with Slagless® technology, as well in the process parameters and mitigating actions of the projection of materials out of the converter. The main results are the increase in the nozzle’s life with a “record mark” of 1785 heats, and water leakage occurrence in the cartridge decreased considerably reaching the mark of one year without any occurrence.

Oct 30, 2017

By Moisés Paulo Teixeira

The use of tailings for the synthesis of new materials is a worldwide concern today. This paper approaches the utilization of tailings of soapstone (steatite) in order to produce ceramics. The results show that the addition of soapstone in a ratio over 20% in the ceramic mass has enhanced the bending resistance of the ceramic samples when they were fired at temperatures of 900°C or 1000°C.

Oct 30, 2017

By Amauri Garcia, Noé Cheung, André dos Santos Barros, Clarissa Barros da Cruz, Thiago Soares Lima, Rafael Kakitani

Materiais de interface térmica (Thermal Interface Materials - TIMs) são responsáveis pela troca térmica entre a fonte geradora de calor do processador integrado e o dissipador de calor. Devido ao seu baixo ponto de fusão, boa fluidez e cumprimento com as exigências de regulamentação (Restriction of Hazardous Substances - RoHS), ligas à base de bismuto têm sido investigadas para aplicação como TIMs de alta performance. Neste contexto, a análise das propriedades dessas ligas em função de parâmetros microestruturais torna-se, portanto, de elevado interesse científico e tecnológico para o setor eletrônico. Assim, este trabalho tem como objetivo desenvolver correlações entre propriedades de resistência à tração e a microestrutura da liga Bi-0,28%Ni solidificada sob um intervalo de taxas de resfriamento usualmente obtido em processos industriais. Por meio de microscopias óptica e eletrônica de varredura foi observada uma morfologia tipicamente eutética lamelar, composta por lamelas ricas em bismuto com o intermetálico Bi3Ni nos contornos. Os espaçamentos lamelares (λL) foram, então, correlacionados com os parâmetros térmicos de solidificação, sendo propostas leis experimentais de crescimento microestrutural. Ao fim, observou-se que, para λL < 101 μm, equações do tipo Hall-Petch caracterizam a variação do limite de resistência à tração e do limite de escoamento.

Oct 1, 2019

By Piotr Kula

Vacuum carburising with pre-nitriding (PreNitLPC® technology) involves feeding ammonia during the charge heating stage before carburising. The purpose is to restrict the growth of grain in the surface layer of the carburised steel. The article presents the influence of nitrogen on restricting austenite grain growth during vacuum carburising and on mechanical properties (fatigue strength, impact resistance) of layers that underwent such treatment in comparison with traditional carburising methods.

Aug 16, 2017

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 Everaldo Afonso Fernandes

O cenário tecnológico brasileiro passa por transformações profundas, a indústria em geral faz parte desse panorama, dentro dos segmentos indústrias temos a automobilística, onde novas tecnologias são apresentadas e as demais aprimoradas, nesse segmento temos as ligas não ferrosas de alumínio, que com adição de elementos de liga se transformam em ligas de alta performance, assim como as ligas de aços. Elementos de maquinas de ligas de alumínio sofrem modificações em suas propriedades mecânicas com a variação de temperaturas, deformação, composição química entre outras. O presente trabalho objetiva a comparação das propriedades mecânicas dos resultados experimentais da liga Al-0,05%Cu-[0,35-0,45] %Fe-0,22%Zr e de simulações computacionais de chapas para aplicação na indústria automotiva. A liga foi obtida a partir do Al-EC modificado por inserções de ferro na faixa de [0,35 - 0,45] % e 0,22%Zr. Posteriormente, após a solidificação da liga em molde unidirecional horizontal, os lingotes foram transformados em perfis de 3,0mm e submetidos a ensaios mecânico de tração. Na parte de simulação computacional as propriedades mecânicas foram medidas usando chapas finas de aço e chapas mas espessas de alumínio, as propriedades obtidas nos ensaios reais, foram utilizadas como paramentos das simulações das chapas de alumínio, objetivamente a comparação das propriedades mecânicas com os resultados experimentais da liga estuda. Os resultados dessas análises permitem avaliar que a liga Al-0,05%Cu-[0,35-0,45] %Fe-0,22%Zr pode ser aplicada em componentes estruturais na indústria automotiva que trabalharem estaticamente na forma de fuselagem de automóveis de passeio ou veículos de trabalho com boas propriedades mecânicas.

Oct 30, 2017

By Gabriel Felipe Tavares de Barros

O presente trabalho estuda a cinética de dessorção do hidrogênio em aços 9% níquel, comercial e tratado termicamente em diferentes condições, através da técnica de Espectroscopia de Dessorção Térmica (TDS). Para a identificação dos aprisionadores de hidrogênio e a determinação da energia de ativação para a dessorção, ensaios de TDS foram realizados a 3, 5, 6, 10 e 15°C/min. Foi identificado um pico de dessorção a 124,66 kJ/mol, classificando o referido sítio aprisionador de hidrogênio como interfaces de grãos de austenita retida, cuja presença é confirmada por microscopia eletrônica e difração de raios-X.

Oct 30, 2017