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By Hugo Montalvão Gontijo

Sistemas de controle avançado são utilizados em diversas etapas do processo de produção de pelotas de minério de ferro, tais como moagem, pelotamento e forno de endurecimento. O trabalho visa demonstrar as etapas para implementação de um sistema de controle avançado Metso OCS-4D© em um forno de endurecimento do tipo Straight Grate visando padronizar a operação, aumentar a produção, reduzir o gasto energético e reduzir a variabilidade da qualidade das pelotas queimadas.

Aug 17, 2017

By Cristiano Devitte

O presente trabalho busca verificar a viabilidade técnica de utilização de aços com diferentes percentuais de elementos de liga em sua composição química para a fabricação de brocas DIN 338, com e sem revestimento PVD de TiN comparando com aço AISI M2. A caracterização do material foi realizada em conformidade com a norma SEP 1615 e a identificação do tamanho de grão foi realizada pelo método Snyder-Graff. No teste de furação foi utilizada um centro de usinagem vertical 3 eixos. A aderência do filme PVD foi verificada pelo teste de indentação VDI 3198. As variáveis significativas foram o material do substrato, o revestimento da ferramenta, a velocidade de corte e o avanço de corte. As variáveis de resposta analisadas foram o desgaste da ferramenta, o número de furos produzidos, a rugosidade superficial e o diâmetro dos furos. Ao final do trabalho foi possível constatar que o material Z2 ainda não pode ser utilizado como alternativa ao AISI M2 para a fabricação de brocas helicoidais de aço rápido.

Aug 7, 2018

By Franciele de Almeida Silva

A escória utilizada no refino secundário deve possuir propriedades adequadas para que auxilie no controle inclusionário dos aços. Tendo isto em vista, há vários parâmetros que devem ser levados em conta para se obter uma escória ótima que irá auxiliar na limpeza dos aços. Como uma técnica de medição, o valor de oxigênio total no banho está diretamente relacionado com o número de inclusões óxidas presentes no aço líquido. O presente trabalho tem como objetivo geral o acompanhamento da limpeza inclusionária por meio dos teores de oxigênio total presentes nos aços, para variáveis selecionadas de escória e de processo. A partir das análises químicas de amostras de um aço alto carbono acalmado ao alumínio, foram gerados gráficos com os valores de oxigênio total em função dos parâmetros %CaO/%Al2O3, %FeO+%MnO, basicidade binária, tempo de flotação na torre do lingotamento contínuo e pick-up de nitrogênio; seguido da análise dos resultados obtidos e sua comparação com os dados da literatura. Pode-se então concluir que, para as análises anteriormente citadas, o aço apresentou resultados coerentes com a literatura para todas as análises.

Aug 8, 2018

By Milan Terčelj, Matej Drobne, Urška Klančnik, Peter Fajfar

The study of oxidation behavior of High Chromium Steel material used for surface layer of work rolls was carried out. Specimens taken directly from the roll were subjected to thermal fatigue in the temperature range between room temperature and 500 °C up to 700 °C by using thermo-mechanical simulator Gleeble 1500D. Our observation was focused on the impact of oxidation as a principal mechanism of degradation of the roll’s surface layer - mainly on the characteristics of oxidation propagation in relation to the test temperature and microstructure constituents characteristics of the material. Oxidation is considerably accelerated by certain characteristics of eutectic and primary carbides, i.e. their size (area), composition, morphology, orientation regarding to the water-cooled surface, etc. In the presented paper selected cases where emphasized oxidation takes place are investigated, analyzed and explained. Obtained results thus represent a contribution to explanation of conditions which lead to acceleration of oxidation behavior that in turn can lead to chipping or even early spalling of material from the roll surface layer.

Oct 1, 2019

By Ryoma Fujiyoshi

In this article, the technologies of highly durable MgO-C bricks for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters are demonstrated. On the bases of our recent investigations, wear of scrap impact zone and bottom tuyere are explainable in terms of crack initiation and propagation. Theoretically, crack propagation in brittle material is regarded as generation of new crack surface area. It occurs when the elastic strain energy stored in the material exceeds the energy required to generate a new crack surface area. Since the overall energy consumed for crack propagation until fracture is evaluated by fracture energy, materials exhibiting high fracture energy can be regarded as materials with high fracture resistance. Therefore, two fracture energy-improving technologies for MgO-C bricks were developed. One is matrix reinforcement and the other is carbon bond enhancement. These technologies were applied to bricks for the scrap impact zone and bottom tuyere. As a result of commercial applications, notable decreases in wear rates were recognized for high fracture energy materials for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters.

Oct 30, 2017

By Marina Fiore

As otimizações termodinâmicas de sistema ternários ou de maior ordem contendo titânio necessitam que os sistemas binários Ti-X estejam consistentemente definidos e otimizados. O sistema Ti-Si já foi amplamente estudado e otimizado termodinamicamente. Um dos seus compostos intermediários, a fase Ti5Si3, foi inicialmente considerada estequiométrica nas primeiras otimizações termodinâmicas para facilitar os cálculos, embora os resultados experimentais confirmassem a sua não estequiométrica. A otimização mais recente modelou esta fase como sendo não-estequiométrica com 3 sub-redes. A solubilidade foi considerada em duas das três sub-redes, uma na sub-rede do Si e outra na sub-rede do Ti. O problema dessa abordagem é que ela pode aumentar significativamente o número de variáveis a serem otimizadas no cálculo de sistemas ternários Ti-Si-X, dificultando assim a sua convergência durante processamento computacional. O presente trabalho simplifica a otimização do sistema Ti-Si, considerando que o Ti5Si3 é sempre hiper-estequiométrico somente em relação ao Ti. Deste modo, mantêm três sub-redes, mas elimina-se a ocupação do Si na sub-rede do Ti. Os resultados mostram que esta simplificação não afetou significativamente o valor das propriedades termodinâmicas do sistema.

Aug 16, 2017

By Amilton de Sousa Lins Junior

O presente trabalho faz parte de um amplo programa de pesquisas que envolvem o desenvolvimento de procedimentos de soldagem para componentes de sistemas de ancoragem de plataformas de petróleo. Particularmente, realiza-se um estudo das propriedades mecânicas de um metal de solda de alta resistência obtido pelo processo de soldagem GMAW para atendimento dos requisitos necessários para a soldagem de aços da classe IACS W22 Grau R4. Foram soldadas juntas multipasses pelo processo GMAW, com preaquecimento de 150°C, corrente contínua, posição plana e aporte térmico médio de 1,0 kJ/mm. Após a soldagem, realizaram-se ensaios mecânicos e metalográficos em corpos-de-prova retirados integralmente do metal de solda depositado, tanto na condição de como soldado quanto após tratamento térmico pós-soldagem a 600°C por 1 hora. Os resultados mostraram que foi possível obter propriedades mecânicas que atendem os requisitos de aços da classe Grau R4 em todas as condições analisadas. Adicionalmente, verificou-se que o tratamento térmico pós-soldagem propiciou uma melhoria na tenacidade ao impacto devido ao revenimento da microestrutura do metal de solda.

Aug 8, 2018

By John Malcolm Gray

Interest in X-80 linepipe steels emerged in the early 1980’s and it was first used in 1985 by Ruhr Gas [1]. The early steels were extensions of conventional Nb-V or Nb-Mo microalloyed X-70 steels but other alloying concepts emerged based on Nb-Mo-B alloying (NKSTAF [2] and ULCB [3]). The latter had acicular ferrite/bainitic microstructures and carbon contents below 0.05 percent. In parallel renewed interest developed in ultra low carbon (0.02 percent) higher niobium steels which had first been studied in 1962 [4]. Such steels exhibited excellent notch toughness when processed with high finish rolling temperatures (>950°C) which made them suitable for processing on weak, older rolling mills. With time such steels, designated “High Temperature Processed”, or HTP steels, were further optimized and produced in modern, very strong rolling mills due to their superior economy compared with traditional vanadium and molybdenum containing steels. The chronology of the HTP development is presented in the present paper. Full scale demonstration heats of a 0.06 percent carbon 0.10 percent niobium steel were produced by Bofors Steel Plant in 1972 and were converted from slabs to plates by nine different steel mills [5-7]. Commercial application in API Grade X-70 first occurred in Canada in 1974 [8,9] but the concept was only used sporadically after that until 1998 when it was applied for the API Grade X-70 Sour Service Cantarell Project [10] in Mexico. Soon thereafter, the El Paso Cheyenne Plains Project used a 0.05%C 0.095%Nb 0.27%Cr variant of the HTP steel [10-12]. Nowadays the HTP concept is being utilized for construction of approximately 6000 km of 48” OD x 18.4 mm X-80 per year in China. The metallurgical principles and history of the development are presented in details in this paper.

Aug 7, 2018

By Verônica Scarpini Candido

O alto consumo de energia e a elevada emissão de dióxido de carbono são os maiores problemas da indústria de cimento Portland relacionados à poluição do meio ambiente. Com o objetivo de reduzir estes problemas, os cimentos geopoliméricos despontam como uma nova classe de materiais de alto desempenho e não agressivos ao meio ambiente utilizados como aglomerante mineral capaz de substituir total ou parcialmente o cimento Portland. Estes cimentos são considerados quasi-frágeis devido ao seu comportamento elástico não-linear, provocado pela relaxação e redistribuição de tensões antes da ruptura. Todos os resultados obtidos no programa experimental para o concreto de cimento geopolimérico (CCG) foram comparados com aqueles obtidos para o concreto de cimento Portland (CCP), sob as mesmas condições de ensaio. Neste trabalho, são apresentados resultados de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise térmica (DSC/TGA), a fim de reunir informações para um melhor entendimento da microestrutura do concreto geopolimérico.

Oct 30, 2017

By Leandro Moosher

A crescente geração e disposição de resíduos sólidos tornou-se preocupante, para tanto busca-se um fim adequado aos mesmos. Este trabalho objetivou avaliar a viabilidade técnica, ambiental e financeira do uso das areias fenólica e verde usadas de fundição como co-produto em substituição parcial ao agregado miúdo areia natural de rio na fabricação de blocos de concreto para pavimentação. Produziu-se 3 traços com 25% e 50% de substituição da areia natural por uma composição de areia de fundição com os mesmos equipamentos e parâmetros comerciais e obteve-se resultados satisfatórios, como a resistência à compressão através do traço rico em consumo de cimento e com 25% de substituição da areia natural pelo co-produto atingindo 37,2 MPa, cerca de 6% acima do mínimo requerido pela NBR 9780. Já na avaliação ambiental esses blocos foram classificados como Resíduo Classe II-A Não Inerte e a análise de viabilidade financeira mostrou custo 1% menor que o bloco convencional.

Aug 8, 2018

By Marcos Velho Ludolf

O projeto de Substituição dos Controladores Lógicos Programáveis da Sinterização tem como objetivo a substituição dos PLCs da Família S5 (Siemens) já obsoletos por novos PLCs de tecnologia atual. O projeto de substituição foi dividido em etapas, sendo que a primeira etapa ocorreu em 2012. Consequentemente, teremos novos e antigos PLCs na mesma plataforma de controle até o fim do projeto. Os maiores desafios foram fazer toda a migração e adaptação de hardware e software dos novos PLCs ao restante da planta adequando-se aos sistemas existentes tais como PIMS, comunicação com o Nível 2, comunicação com balanças já obsoletas, SCADA, outros PLCs e concluir toda a migração da primeira etapa do projeto em apenas 60 dias compreendendo desde a desmontagem do sistema anterior, montagem dos painéis novos, recomissionar todo o I/O substituído, conciliar todos os testes à frio e parciais com demais serviços de manutenção programados e realizar o comissionamento a quente de toda a sequência da planta nos últimos 04 dias de implantação, quando todas as linhas de operação foram liberadas para testes. Em 2014 foi iniciada uma segunda etapa, e um PLC de 600 pontos de I/O já foi substituído em apenas 80 h usando uma nova estratégia.

Jul 30, 2018

By Walter Valery, Kristy Duffy, Alex Jankovic, Peter Holtham

Hatch’s Mine to Process Optimization projects integrate mining and processing strategies, minimizing operating costs and maximizing overall profit. The methodology involves ore characterization, blast audits, plant surveys, analysis of historical data, and integrated modelling and simulation of mining and processing. Blast designs are tailored according to ore type and the downstream process is optimized for the changed feed. This approach has increased throughput and minimized costs for many operations worldwide. The implementation of this methodology at an iron ore operation that faced challenges with increasing mining strip ratio and ore body mineralogy changes is presented in this paper. The larger stripping ratio increased mining costs and constrained the run-of-mine (ROM) delivery to the process plant. Process performance was affected as the ore mineralogy shifted from predominantly hematite to include greater proportions of magnetite. The project objective was to minimize overall cost per ton mined and processed and maximize profit. Tailoring the blast designs according to ore type and process optimization increased the throughput of all process lines. This provided the potential to shut down one of the five processing line, aligning the mine and plant capacity and significantly reducing the processing costs.

Oct 3, 2019

By Claudio Luiz Schneider

Não existe na literatura formal uma descrição dos ensaios de caracterização necessários para a correta determinação de parâmetros de balanço populacional para escalonamento pelo método de Austin. As rotinas envolvidas são normalmente aprendidas em Universidades e Centros de Pesquisa que contam com engenheiros e/ou pesquisadores especificamente treinados para estes experimentos. Isso faz com que estes sistemas modernos sejam pouco utilizados na engenharia e restringe sua aplicação. Este artigo tem por objetivo estabelecer os procedimentos envolvidos na caracterização de processos de moagem e fomentar a utilização de técnicas modernas de escalonamento de moinhos de bolas nas empresas.

Aug 16, 2017

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 Gabriel Burlandy Mota de Melo

Manchas de óleo em um meio aquoso foram removidas utilizando compósitos de parafina com nanopartículas de ferritas de cobalto (CoFe2O4), níquel (NiFe2O4) e níquel-zinco (Ni0,7Zn0,3Fe2O4), nas proporções de 13,0% e 28,5% em peso. Para avaliar a eficiência da remoção, foi determinada a velocidade dos compósitos ao serem acoplados a uma mancha de óleo na superfície da água e submetidos ao campo magnético de um imã permanente. O melhor desempenho foi obtido com o compósito de parafina contendo 13,0% em peso de ferrita de níquel-zinco.

Aug 16, 2017

By Francisco Alberto Marreiros da Rocha Filho

No processo de laminação a quente ocorre ocasionalmente a perda de ductilidade a quente que pode causar o fenômeno denominado como “abertura de cabeça” da barra durante a sequência de passes. Essa perda de ductilidade a quente pode ser severa e causar interrupções no processo produtivo. Esse fenômeno pode estar associado a diversos fatores entre eles: composição química do aço; defeitos presentes no tarugo; condições do processo de laminação; e temperatura do aço durante o processo, principalmente nos passes de desbaste e intermediários de laminação. No processo em estudo, a perda de ductilidade a quente ocorre associada à laminação de vergalhões a partir de tarugos oriundos diretamente do lingotamento contínuo. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência da temperatura e da microestrutura formada ao longo do processo na perda de ductilidade a quente das barras através de um exame comparativo entre os vergalhões laminados com e sem o uso da etapa de reaquecimento.

Oct 30, 2017

By Sara Silva Ferreira de Dafé

Os aços com um alto teor de Mn (15-30%) e os elementos de liga, Si e Al, apresentam plasticidade excepcional devido à geração de maclas de deformação (efeito TWIP) ou múltiplas transformações martensíticas (efeito TRIP). Este trabalho avaliou a evolução microestrutural, a formação da textura e sua influência sobre o comportamento mecânico de um aço contendo 17%Mn-0,06%C laminado a frio com reduções de 45% e 90%, e recozimentos a 700°C durante tempos diferentes. A microestrutura foi analisada por microscopia óptica e eletrônica de varredura, EBSD e difração de raios X. A redução um frio favorece a formação da martensita a'. No aço recozido estão presentes as fases martensita a? e e e austenita. O limite de escoamento e de resistência à tração alcançaram 750 e 950 MPa, respectivamente, com o alongamento total de 45%, confirmando sua alta capacidade de encruamento. A reversão da martensita para austenita ocorre simultaneamente com a recristalização desta.

Aug 8, 2018

By Paula Maria Gomes Cunha Leão, Flávio de Castro Dutra, Fabrício Vilela Parreira, Silvio Maranha

In the iron ore beneficiation, tailings are inherent in the concentration processes to which the ores are subjected for the production of commercial products. The large generation of tailings has been motivating the study of technological alternatives for its reuse, with the development of processes that contemplate the concentration of fine ore particles present in the tailings, such as the reintroduction of these particles in the process of manufacture of the iron and steel itself, through the agglomeration techniques such as briquetting. The aim of this article is to study the technical feasibility of the production of iron ore tailings and coking coal briquettes for use in reduction reactors, through a systematic review of the literature on agglomeration, briquetting and self-reduction processes, covering the main variables that influence the production of high quality briquettes, such as binders use, binder behavior of coking coal, coal granulometry, iron ore and coal proportion, compacting pressure and temperature of thermal treatment and the effects of these variables on briquettes final properties.

Oct 1, 2019

By Daniel Stickel

Current political, economic and ecological guidelines demand the increase of power densities of nearly all machinery parts today. In order to further lower the wear rate towards the ultra-mild sliding wear regime an integral approach is needed, which has to regard contact conditions, surface topography, surface chemistry, as well as sub-surface properties. Still there are no simple parameters to classify the performance of tribosystem. In this study the area and volume affected by tribocontacts are calculated by means of a three dimensional elastic-ideal plastic contact model. The surfaces are generated by means of conventional machining procedures and characterized by scanning white light interferometry. The further input data as to normal and friction forces are derived by ultra-mild sliding wear tests under boundary lubrication conditions of carburized steel against carburized steel and 52100 steel against case-hardened spheroidal cast iron. This contribution will depict the distinct influence of the topography on friction and ultra-mild sliding wear of common Fe-base materials and point on the marked importance of highly localized effects, which govern the acting mechanisms.

Jul 31, 2018

By Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzin

A presença de elementos residuais nas sucatas ferrosas pode influenciar a qualidade do aço produzido na aciaria elétrica. Além disto, o cloro existente nos materiais orgânicos que acompanham as sucatas leva a problemas de ordem ambiental. Por este motivo, o acompanhamento destes contaminantes através de métodos de amostragem de sucata se torna uma tarefa importante na aciaria elétrica. Neste trabalho são apresentados alguns procedimentos de amostragem de sucata, bem como uma análise comparativa de sucatas processadas por moinhos do tipo shredder e sucatas sem processamento. Os resultados mostraram um aumento da densidade e a redução do teor de contaminantes (matéria orgânica, alumínio e aço inox) para a sucata processada por shredder em comparação com a sucata sem processamento. Complementando, é apresentado um perfil da concentração de cloro em diversos materiais orgânicos comumentemente encontrados nas sucatas.

Oct 30, 2017