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By Eustaquio Vieira Junior

O Alto-Forno 2 da thyssenkrupp CSA, no Rio de Janeiro, iniciou sua primeira campanha em 16 de dezembro de 2010. No decorrer de sua campanha, verificou-se problemas de deslocamento de staves de ferro fundido, deformação dos staves de cobre e desgaste acentuado do refratário do top cone. Na análise dos eventos adotou-se a inspeção por vídeo endoscopia e em seguida foram tomadas algumas ações para recuperação e preservação do Alto-Forno 2, sendo estendidas também do Alto-Forno 1. Dentre as ações de preservação dos Altos-Fornos destaca-se a projeção robotizada de material refratário, shotcrete, visando reduzir o desgaste acentuado dos staves e deterioração de suas tubulações de refrigeração. O trabalho apresenta o detalhamento das técnicas utilizadas e seleção de materiais assim como os preparativos operacionais que garantiram o bom desempenho do Alto-Forno 2 nos momentos que antecederam a parada e após seu retorno à operação, mostrando que a atividade é viável do ponto de vista técnico e financeiro.

Oct 30, 2017

By Arnaud-Guilhem de Loze

Este artigo apresenta uma ferramenta de simulação computacional desenvolvida com o objetivo de auxiliar a adoção de melhores práticas de controle do forno durante períodos sem produção. O sistema desenvolvido permite simular as temperaturas do revestimento refratário de um forno de tratamento térmico de tubos em função da evolução da temperatura da atmosfera interna em diferentes cenários. O simulador foi desenvolvido baseado em um modelo matemático dinâmico validado, que utiliza um sistema de equações de transferência de calor discretizadas. Realizou-se a validação desta ferramenta computacional com a utilização de dados reais de uma campanha de medição de temperaturas. A comparação dos resultados apresentou pequeno erro entre simulação e valores reais coletados. A utilização desta ferramenta auxiliou a definição de estratégias de controle do forno durante períodos improdutivos, possibilitando redução do consumo de energia e retomada da produção com garantia da qualidade do produto.

Aug 17, 2017

By Rubens Lincoln Santana Blazutti Marçal

O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento do niobato de alumínio (AlNbO4) como aditivo na sinterização de alumina (Al2O3). O composto AlNbO4 foi sintetizado através de reação no estado sólido dos compostos Al2O3 (0,5 Mol) e Nb2O5 (0,5 Mol). A técnica de difração de raios X foi utilizada para comprovar o sucesso da síntese. Para o estudo da sinterização, o composto sintetizado (AlNbO4) foi adicionado à alumina nas concentrações de 0, 1, 2 e 3 % em peso e prensados unixialmente à 60MPa. A sinterização foi conduzida à 1400 ºC. Os corpos sinterizados foram caracterizados quanto a densificação, pelo método de Arquimedes, e microdureza superficial Vickers. Os resultados demonstraram clara influência do composto AlNbO4 na sinterização da alumina elevando os valores de densificação e microdureza quando comparados à alumina sem adição.

Oct 30, 2017

By Andrew Slifka, Pello Uranga, Douglas Glenn Stalheim

Structural steel final mechanical properties of strength and ductility are predominately generated by the final ferrite grain size/packet size and homogeneity of that ferrite grain size/packet size through the cross-sectional area. Forty to seventy percent of the strength components come from how fine the final cross-sectional ferrite grain size/packet size that can be produced.[1] All the ductility properties of structural steels for a given microstructure are predominately driven by how fine AND homogenous the final cross-sectional ferrite grain size/packet size can be refined.[2,3,4] One key ductility property of structural steels used in construction and energy transmission applications is fatigue. Both low and high cycle fatigue can be realized in these end applications, however, low cycle fatigue is typically the predominate mechanism. In construction applications the environment for fatigue is typically air, such as in wind towers or high-rise building construction. In energy applications, there is an interest in high pressure (5.5 – 21 MPa, 800-3000 psi) gaseous hydrogen as an alternative fuel source to fossil fuels. A project to study the effect of the cross-sectional grain size/homogeneity of a relatively pure polygonal ferrite microstructure on the fatigue performance in air and high-pressure gaseous hydrogen has been developed. This paper will discuss the project strategy, microstructure developed for the project and initial test results.

Oct 1, 2019

By Pedro Augusto David Machado

The hot metal produced in small blast furnaces runs with a highly heterogeneous charcoal. The result is a significantly higher hot metal chemical composition variation, especially for the silicon content, which varies from 0.4 to 1.5% in Mini Blast Furnaces - MBFs, designed to feed an EAF and/or a BOF. These MBFs operate with frequent variation in their productivities to feed preferably only one of the steelmaking reactors, that is, EAF or BOF. The hot metal suitable amount, chemical composition and temperature, to be delivered at the steelmaking vessel, become the major concerns in the integrated operation MBF to EAF or BOF. In order to cope with those undesirable frequent variations, a solution has been proposed based on the existing technologies of oxygen jets and ladle refining techniques adapted to a hot metal ladle or to a Torpedo Car. The proposed technique is not only able to adjust hot metal temperature and chemical composition, but it also generates the adequate conditions for refinement from P and S, as well as “cleaning” hot metal ladles and Torpedo Cars by melting pig iron skulls. Therefore, this new technique development results in high hot metal yield, an adequate chemical composition and bigger campaign of hot metal ladle.

Aug 17, 2017

By Euzébio Bernabé Zanelato

A incorporação de resíduos proveniente de indústrias na construção civil é uma prática cada vez mais comum, pois além de diminuir a quantidade de material descartado no meio ambiente, pode ainda melhorar as propriedades dos materiais empregados na construção civil. A incorporação de resíduos em cerâmica já é realizada com sucesso em incorporações adequadas, inclusive em telhas onde a qualidade exigida pelo produto é superior. Dentre os resíduos com necessidade de destinação encontra-se o resíduo da indústria de papel. O objetivo deste trabalho é avaliar a incorporação do resíduo de papel na fabricação de telhas cerâmicas, foram utilizadas incorporações de 0%, 10%, 20% e 30% para comparação dos resultados. Os materiais utilizados na pesquisa, argila e o resíduo foram caracterizados pelos ensaios de granulometria, análise química e densidade real dos grãos. Para avaliar o melhor teor de incorporação foram confeccionados corpos de prova e realizados os ensaios de resistência à flexão, variação linear e absorção de água. Os resultados indicaram que é viável a utilização da incorporação de 10% de resíduo, apenas por questões econômicas e ambientais, já que as propriedades pouco se alteraram nesta incorporação.

Oct 30, 2017

By Felipe Beluche Lima, Caio Augusto Silva Santos

Brazil is the largest producer of crude steel in the Americas by BOF process and many challenges come along with the increasing market demand. In the BOF, a tubular wall hood structure has been showing premature failures related to the overlay welded tube technology placed in the hood wall. The main root causes were: thermal fatigue at 1800°C, hot spot formation, high heat-affected zone (HAZ) leading to susceptibility of stress cracking, carburizing corrosion and superficial wearing. Based on that, co-extruded tube technology (named composite tube by Sandvik) was the alternative chosen to enhance hood performance without compromising BOF process. In order to rises safety and productivity, composite tube has 100% metallurgical bond assuring stable expansion, high heat exchange efficiency, better corrosion resistance and less rough surface finishing. It was highly suggested to many others mills due to similar and already existing reported cases.

Oct 1, 2019

By Anderson Alves Cunha

Diante do cenário macroeconômico internacional, o setor mineral busca soluções inovadoras e sustentáveis para seus processos produtivos. Uma dessas soluções é, sem dúvida, aumentar a recuperação do mineral de interesse presente no rejeito proveniente de operações de beneficiamento de baixa recuperação metalúrgica. A substituição de matérias primas naturais por resíduos abre uma gama de oportunidades para melhorar a gestão de recursos não renováveis, contribuindo significativamente para o desenvolvimento sustentável e competitividade do negócio. O presente trabalho tem o objetivo de definir qual a faixa granulométrica, existente na lama, é mais adequada para concentrar e produzir pelotas, considerando a composição química, perda por calcinação, mineralogia e quantidade de elementos deletérios. Para isso, foram utilizadas técnicas de caracterização tecnológica, como: classificação granulométrica (peneiramento a úmido e cyclosizer), fluorescência de raios X, difração de raios X e microscopia óptica. Os resultados do trabalho permitiram identificar uma faixa granulométrica com alto teor de ferro e alto grau de liberação dos minerais de ferro, porém com teores de quartzo acima que um pellet feed comercial. Sendo assim, um determinado tratamento de concentração ou um blend será necessário para adequar quimicamente o material, para posterior obtenção de pelotas com baixo custo.

Aug 17, 2017

By Alcides José de Lucena Silva

Tudo parece ir bem com o sistema de automação antigo, mas sabe-se que conforme o tempo passa, uma falha neste sistema pode acontecer e/ou uma falta de sobressalente por obsolescencia. Modernizando o, conseguimos realizar a migração de forma escalonada, administrando tempos e orçamentos, inclusive aproveitando parte da arquitetura existente. O trabalho em questão irá demostrar o desenvolvimento da migração do sistema de automação do Alto-forno#3, incluindo troca de controladores, segregação das redes de automação e substituição dos supervisórios, aumentando a capacidade do sistema e tornando o mais robusto e confiavel para manter um dos principais ativos da CSN funcionando atualizado até o fim da sua vida util.

Aug 17, 2017

By Pablo Bruno Paiva Leão

The present work is based on the characterization of nonmetallic inclusions in Ti stabilized ultra-low carbon steel, produced in a large steel mill. Due to a large incidence of submersed valve clogging in a continuous casting, the study is important in order to know the characteristics of the inclusions which are causing the problem. Total of 24 heats were sampled in the tundish and manually analyzed with a scanning electron microscope. The results revealed that 98.65% of the 3183 inclusions analyzed were solid in steelmaking temperature and 66.54% were alumina. The solid inclusions of alumina have low wettability for the iron bath, showing a high tendency of agglomeration in the submersed valves, affecting the castability. It has been concluded from the results and literature that some alternative measures such as the application of the treatment with calcium, precautions to avoid steel re-oxidation and the total or partial replacement of the pre-deoxidized element; would reduce the obstruction problem.

Oct 30, 2017

By Camila Oliveira Colares

Após serem usadas como isolante térmico, as lãs de vidro descartadas pelas indústrias apresentam características constitucionais propícias para a utilização como matéria-prima para a obtenção de materiais cerâmicos. A constituição deste resíduo é baseada em uma mistura de óxidos sendo SiO2 e Na2O majoritários e vários outros em menores teores que podem agir como fundentes. Dentro deste contexto, neste projeto, buscou-se caracterizar física e quimicamente o resíduo de lã de vidro através de fluorescência de raios-X, análise térmica diferencial e difração de raios-X. A partir da composição química definiu-se a formulação mais adequada a ser utilizada para obtenção de materiais vitrocerâmicos com predominância da fase neflina. Al2O3 e Na2CO3 foram utilizados para corrigir a formulação e TiO2 foi utilizado como agente nucleante. Depois de formuladas as amostras foram fundidas para obtenção dos vidros base e submetidas a tratamentos térmicos de nucleação e cristalização, os quais serão definidos por ensaios de análise térmica a serem realizadas em cada formulação para obtenção dos vitrocerâmicos propriamente ditos. Espera-se que as formulações desenvolvidas apresentem nefelina como fase cristalina majoritária.

Aug 8, 2018

By Luciano Lellis Miranda

Este trabalho apresenta os principais conceitos de Indústria 4.0 e discute os benefícios do emprego de alguns de seus mecanismos na construção de um sistema integrado de gestão de energia, em especial a utilização das tecnologias de big data (ou megadados, em português). A tese defendida neste trabalho – a possibilidade de se produzir grande valor a partir da abundância de dados de medição de consumo, de produção e de estados dos equipamentos, tipicamente encontrada em ambientes industriais – é demonstrada através do caso concreto da empresa Aperam South America, em sua planta de Timóteo, MG. Os resultados apresentados neste trabalho ilustram, qualitativamente, os potenciais retornos apurados no desenvolvimento de um sistema com as características descritas.

Aug 17, 2017

By Henrique Silva Furtado

This paper presents the results obtained on the exchange of an original old blow charge model for a new up-to-date state of art global model, employing optimization techniques and process modelling, and, the results obtained in terms of fluxes consumption reduction and the introduction of user friendly tools and practices.

Aug 17, 2017

By Wemerson Junio Gandra

Para a redução do minério de ferro no alto-forno é necessária a utilização de uma fonte de carbono, que pode ser encontrada no carvão mineral e/ou carvão vegetal. Diante do cenário atual, a busca constante por maior competitividade, associada ao atendimento da qualidade e aos requisitos ambientais, exige a implementação de várias ações alternativas no processo de fabricação de gusa. Dentre elas, destaca-se a utilização de combustíveis alternativos no sistema de injeção dos altos-fornos, como por exemplo, a substituição parcial do carvão mineral pelo carvão vegetal. Do ponto de vista ambiental, é altamente favorável a utilização de uma fonte renovável de carbono. O objetivo desse trabalho é apresentar a adequação do processo, desde o recebimento do material até sua injeção nos altos-fornos, bem como os resultados já alcançados e os desafios futuros. A utilização do carvão vegetal na mistura de carvão pulverizado resulta em flexibilidade na utilização de matérias primas e contribui para preservação do meio ambiente.

Oct 30, 2017

By Daniel Antonio Kapper Fabricio

O módulo de tenacidade é um parâmetro que representa a energia absorvida por um material até a ruptura, e é uma variável importante para avaliar se o material sofrerá fratura quando em serviço. A tenacidade é determinada através da área sob a curva tensão-deformação de engenharia, a qual é difícil de ser calculada analiticamente. Assim, o presente trabalho propõe a utilização de métodos numéricos para o cálculo do módulo de tenacidade através de planilhas eletrônicas. Como resultados são apresentados o procedimento desenvolvido e os valores obtidos na estimativa da tenacidade de uma amostra, assim como a comparação do resultado com o valor calculado analiticamente e com o valor calculado através de um método simplificado. Conclui-se que o valor numérico calculado é tão próximo do verdadeiro quanto maior o número de pontos obtidos na curva tensão-deformação de engenharia, viabilizando a utilização desse método na estimativa da tenacidade de uma ampla gama de materiais. Além disso, o método numérico pode ser usado na determinação de outras propriedades calculadas através da área sob curvas.

Aug 7, 2018

By Stefan Wahlund, Tom Adams, Mats Söder, Zhi Zhang

By applying high-end rolls with utmost performance and superior surface quality, hot strip mills can be further optimized. Operations in the mill have been also waiting for improved roll solutions that can minimize required roll changes which impact production efficiency. Limitations are usually due to the low performance and surface degradation of the rolls in the late finishing stands (F5 – F7). VICTURATM is the most recent developed grade for rolls utilized in the late finishing stand at Union Electric Åkers (UEÅ). These rolls have been tested and applied in mills all over the world. A significant improvement over the enhanced ICDP rolls has been observed. Hot strip mills are realizing improved operating efficiency and Total Cost of Ownership (TCO) through the transition of their entire roll inventories to these break-through products.

Oct 1, 2019

By Rafael de Oliveira Barbosa

O objetivo do trabalho foi reduzir a instabilidade do processo de produção da barra chata série de 1.1/2"x5/8" á 1.3/4"x1/4" no primeiro trem contínuo da linha leve de produção de barras e perfis. Esta instabilidade ocorria principalmente pela utilização de um passe quadrado onde requeria maior acompanhamento operacional e resultava em passes posteriores de menores dimensões tendo dificuldade no controle de laço em um trecho de calha com Pinch Roll (rolo puxador) em função das baixas reduções. O estudo foi realizado com auxílio de um software de laminação seguindo a teoria do alargamento de Ekelund e coleta de amostras reais das barras laminadas para verificação dimensional. Com a alteração do processo substituindo o passe quadrado que é um passe gerador de defeitos e de difícil controle operacional por um passe de borda, conseguimos melhorar sua estabilidade tendo grandes impactos positivos na qualidade superficial do produto final através também do aumento das reduções posteriores. Também conseguimos aumentar a disponibilidade do laminador com a redução das interrupções e sucatas causadas pela instabilidade do processo e reduzimos o tempo de câmbio dentro da família desta barra chata.

Jul 30, 2018

By Thales Botelho

Em função das condições desejadas no processamento do aço no Forno Elétrico a Arco (FEA), a escória final tem teor elevado de FeO, contém fósforo e pode ter, ainda, alto teor de alumina. Para controlar o consumo de desoxidantes, formar uma escória adequada no forno panela (FP) e evitar a reversão de fósforo, é importante minimizar a passagem da escória do FEA para a panela, no vazamento. Assim, é essencial conhecer a quantidade de escória passante para o controle e previsão adequados do processamento no FP. Neste trabalho é apresentada uma metodologia para, através de um balanço de massa levando em conta medidas de composição realizadas durante o processo, determinar a quantidade de escória passante e o volume de escória no final do processamento no FP. É empregado um método numérico simples e demonstra-se que os resultados obtidos são suficientemente adequados para melhor conhecimento e controle do processo por parte do engenheiro responsável, possibilitando gerar informações precisas para cálculos de correções (exemplo: formulação de uma nova escória sintética, correção de desgaste de refratários, ajuste de basicidade, etc.).

Aug 17, 2017

By Silvio Pereira Diniz Maranha, Evandro Costa e Silva

The disposal of coal tailings in an economically and environmentally sustainable way can be considered one of the biggest challenges for coal producers due to their physical, chemical and mineralogical characteristics and the significant annual volumes generated. The processing and utilization of coal fines is recognized as one of the great technical challenges of this industry. These challenges become even greater when it comes to the use of tailings from coking coals. This is due to the potential changes in their various properties, variability of these characteristics along the deposits, the handling and dewatering aspects of the products and the granulometric restrictions imposed by the coking plants for the coals to be handling and coking. This work presents the current stage of project development for the use of a metallurgical coal fines dam, addressing the general concept of the project, the exploratory sampling program and the characterization of the tailings for process and product development purposes after processing. It aims at the characterization and the carbonization tests for product development, the mining method considered, product alternatives, suitable to the market, to be generated and the next steps.

Oct 3, 2019

By Nicolás Lugo

The electric steel industry has reached a level of maturity in its relative participation in the world’s steel production. As the industry has grown and matured, EAF steel producers have participated in an ever more competitive market. This competition has led to a continuous search for lower cost alternatives for energy and input materials. Over the years, the Electric Steel Furnace community of operators has developed a variety of technological improvements geared to increasing EAF productivity. Operators have emphasized lowering operating costs and improving the quality of steels produced. Depending on market conditions, the EAF operators may run with different goals and priorities. In times of low demand, the goal may be to operate with an emphasis on cost and the goal of maximizing cost effective use of resources. When the market demand is high the goal may be to maximize EAF throughput. The objective of this work is to list some of the EAF operating best practices observed by our team in the electric arc furnace operations around the world. EAF operators can consider and possibly implement these practices depending on the specifics of each EAF operating reality.

Jul 29, 2018