Search Documents

By Bimal Nathwani

This paper presents an overview of bearings failures with focus on steel mill applications such as continuous casting, rolling mills, multi-roll cluster mills and wire and rod mills. This paper will also provide countermeasures for prevention of these modes of failures.

Jul 30, 2018

By Rogério Vicentini

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um suporte cerâmico apropriado para a soldagem unilateral de liga de alumínio, utilizando a cordierita, uma vítria cerâmica constituída de óxidos. Trata-se de uma proposta tecnológica que viabiliza a produtividade da operação de soldagem, mantendo-se inalterada a qualidade da junta soldada ampliando os conhecimentos relacionados aos suportes cerâmicos focando a redução dos custos de fabricação.A soldagem unilateral com este tipo de suporte de solda foi executada em chapas de alumínio com arame de solda de alumínio 4043 pelo processo Gas Metal Arc Welding (GMAW). A eficiência do suporte cerâmico em suportar o metal de solda líquido foi verificada durante a soldagem do passe de raiz. Várias soldas foram executadas em chapas com espessura de 6,35mm para testar a eficiência do suporte. Parâmetros e variáveis do processo foram estudadas: a abertura de raiz, a tensão, a corrente e a energia de soldagem. Os resultados mostraram que o suporte foi eficiente para suportar a poça de solda líquida. Foi possível estimar uma faixa de operação do processo, com abertura de raiz de 2,0 a 6,0 mm e a energia de soldagem calculada ficou entre 0,62 e 1,46 kJ/mm. A soldagem foi realizada com mecanismo para facilitar a saída do arame de alumínio (tocha Push-Pull) sendo soldado puxando, da esquerda para direita, com pequena oscilação lateral em relação ao cordão de solda. As macrografias das juntas soldadas, além de revelar boa penetração lateral (entre 2 a 4,5mm) e reforço de solda com até 2,1mm de altura, pôde revelar ausência de descontinuidades como: trincas, falta de fusão, inclusão de escórias e porosidades.

Aug 16, 2017

By Antônio Carlos Simões de Santana Filho

Este trabalho propõe a utilização de simulação computacional adotando princípios de volumes finitos para avaliação do escoamento gasoso em torre de apagamento de coque. Tal simulação poderá fornecer dados, favorecendo a aplicação de tecnologias para redução e controle de emissões de material particulado no período do banho do coque, assim como estimar as variações e características da pluma emitida com a instalação de dispositivos de controle ambiental. Neste estudo são destacados os principais fatores para aplicação da simulação computacional, considerando as condições de contorno; modelos de evaporação; propriedades termofísicas e previsão de saída. Como variáveis de entrada para o modelo apresentado, foram selecionadas a concentração e granulometria do material particulado de vapor d’água da torre de apagamento de coque, através de ensaio de isocinética; as características físico-químicas da água de apagamento; as condições estruturais da torre de apagamento de coque e ciclos de apagamento de coque. Para validar a proposta apresentada, são mostrados resultados baseados nas simulações com o modelo computacional proposto.

Oct 30, 2017

By Florian Markus Penz

The increase in Basic Oxygen Furnace (BOF) plants in steelmaking has given rise to renewed interest in a dynamic simulation of the BOF process. Material and process costs can be saved with optimized process times and targeted charging of scrap and slag formers. Beside hot metal, scrap is the main source of iron in the BOF process. Furthermore, scrap is used as a coolant during the process due to exothermal chemical reactions occurring in the BOF. In this paper, the melting and dissolution behaviour of scrap in the BOF process is discussed. A new dynamic thermodynamic and kinetic Matlab® model used to simulate scrap melting behaviour as a function of various scrap surface parameters and particle size is presented, as well as the influence of scrap properties on liquid bath temperature and final crude steel composition after a defined blowing period.

Oct 30, 2017

By Marcos Vinícios da Silva Cavalcante

A permeabilidade de um leito de partículas esféricas é uma função direta dos espaços vazios, ?, formados pelo empacotamento destas partículas que compõe o leito. Na literatura são encontrados estudos que envolveram leitos com um ou até dois diâmetros de partículas esféricas, contudo na pelotização o produto do disco pelotizador é uma população de aglomerados esféricos, também chamados de pelotas, com diversos diâmetros diferentes tornando a previsibilidade da medição de ? imprecisa. Este estudo tem como objetivo entender qual a faixa de percentual de espaços vazios, %?, existem nos leitos encontrados na indústria de pelotização, e ainda a relação desta métrica com alguns parâmetros de controle operacional e ainda indicar testes na linha de produção para otimizar a produção de pelotas e também controlar os custos de produção.

Aug 16, 2017

By Luara da Costa Morais

O objetivo deste trabalho compreende o estudo do grau de sensitização (DOS) do aço inoxidável dúplex (AID) UNS S31803 envelhecido a 750ºC por ensaios de DL-EPR. Para isto, corpos de prova do aço em estudo foram solubilizados a 1.175ºC e envelhecidos a 750ºC entre 10 min e 240 h visando a formação de diferentes frações de sigma. Corpos-de-prova metalográficos foram utilizados para a caracterização microestrutural, que foi realizada por meio de técnicas de estereologia quantitativa a partir de imagens de elétrons retroespalhados para a quantificação das fases intermetálicas formadas durante o envelhecimento e análises magnéticas. Os ensaios de DL-EPR foram conduzidos em solução 2M H2SO4 + 0,5M NaCl + 0,01M KSCN à 30 ± 2ºC, em amostras polidas. Observou-se que o DOS das amostras envelhecidas mostra forte dependência da microestrutura. Foram registrados duplos máximos de densidade de corrente tanto na ativação quanto na reativação, onde os ensaios potenciostáticos mostraram que estes máximos estão relacionados a dissolução da fases, ferrita e austenita. Observou-se o aumento no DOS de ambas as fases seguido de queda, provavelmente devido à redistribuição de Cr para regiões empobrecidas, decorrentes da formação de fases intermetálicas.

Aug 7, 2018

By Ailton Lopes de Oliveira

A Usiminas, como empresa de ponta na produção de aços planos, visando manter e ampliar a sua liderança na produção e comercialização destes produtos, investiu uma elevada soma na modernização de sua linha de produção. Em 2012 foi instalado na Usina de Cubatão, o moderno Laminador de Tiras a Quente e, em agosto de 2013, foi dada a partida operacional da nova linha de Decapagem 03. O objetivo da nova Decapagem 03 é agregar valor em seu portfólio de produtos, complementando assim a nova linha de produtos ofertados com novas dimensões e qualidades. A nova mistura de produtos laminados a quente atende maiores faixas de espessura e largura, além de oferecer tipos de aço não produzidos anteriormente. Este trabalho visa mostrar as principais etapas deste projeto, os benefícios e os resultados preliminares alcançados com a instalação da nova linha de produção. A Decapagem 03, por seu elevado nível tecnológico, é considerada "estado da arte em produção de bobinas decapadas", garantindo assim a obtenção de produtos de grande valor para os clientes, atendendo aos mais rigorosos padrões de qualidade.

Jul 30, 2018

By Andreas Cestonaro

Roll grade evolution in plate mill applications is traditionally following the development in hot strip mills. New grades normally find their way into service only after being successfully implemented in hot strip production. The majority of the plate mills worldwide are using work roll grades that have been invented before the 1980’s. But today the demands in the mills are pushed by sophisticated product mixes and longer rolling campaigns. The result of this development is a higher wear rate on the work rolls and as a consequence roll hardness is increased and advanced roll materials are used. The backup rolls are also affected by this. The wear rate is higher and the mechanical impact in terms of contact pressure and work hardening is increasing. This paper outlines the results of the roll grade development at Gontermann-Peipers and introduces new materials for work and backup rolls for plate mills.

Jul 30, 2018

By Bruna Silva de Almeida

Este trabalho apresenta o desenvolvimento do tratamento térmico de austêmpera em escala industrial do aço microligado ao Boro 22MnB5 da Companhia Siderúrgica Nacional – CSN, fornecido em bobina para o cliente Panatlântica para beneficiamento e posteriormente austemperado e testado em seu cliente Metal Mecânica Itália – MMI. Assim, descreve-se as etapas do processo de fabricação e caracterização do comportamento do material na aplicação em tiras austemperadas de aço na confecção de lâminas rotativas, que é um item importante na indústria de transformação de papel ondulado. O diferencial está na versatilidade desse aço, pois, apresenta boas propriedades de tenacidade, alta faixa de dureza e resistência ao desgaste, aliada a boa estampabilidade. Tal sucesso se deve a microestrutura bainítica e sua excelente ductilidade capaz de suportar as operações de estampagem após tratamento térmico.

Oct 30, 2017

By Luiz Alberto Pereira Campbell

No processo de laminação a quente um dos fatores que afetam sua produtividade são os arrebentamentos de tira que ocorre no trem acabador, provocando paradas de longa duração, desvios de material e exposição do homem ao risco de acidentes. Dentro das causas responsáveis pelo arrebentamento de tira está o lascamento de cilindros de trabalho que é causado por trinca geradas na superfície do cilindro durante o processo de laminação. O objetivo deste trabalho é identificar as possíveis causas dos lascamentos de cilindros de trabalho, propondo ações para reduzir as ocorrências utilizando o método solução de problemas. Após análise dos dados foi identificado que as ocorrências de falhas superficiais tinham forte correlação com as tensões de contato entre os cilindros de trabalho e o cilindro de encosto, foi realizado então um estudo com objetivo de verificar se as tensões de contato entre os dois cilindros poderiam estar relacionadas com os lascamentos. O método do estudo consistiu em simular diferentes perfis no cilindro de encosto (cilindro flat e com coroamento positivo) e diferentes caimentos (comprimento e altura) para obter os menores carregamentos possível. A condição de perfil e caimento com o menor carregamento foi testada no laminador para verificar na prática se houve a redução dos lascamentos. Os perfis e os caimentos testado permitiram uma redução significativa de ocorrência de lascamento de cilindros. A metodologia empregada para analise mostrou-se eficaz, podendo ser aplicada em outros laminadores para identificação de causas de falhas.

Aug 17, 2017

All the TECHNICAL PUBLICATIONS and CONTRIBUTIONS published in 1940 are available at Institute headquarters, unless otherwise noted. They are also on file in many public, university and technical libraries and, when so indicated in the list, may be found in the TRANSACTIONS. TECHNICAL PUBLICATIONS in Classes A-Metal Mining, B-Milling and Concen-tration, H-Industrial Minerals, and I-Mining Geology are distributed in MINING TECHNOLOGY, which is issued every other month. Technical Publications in Classes C-Iron and Steel Division, D-Nonferrous Metallurgy and E-Institute of Metals Division are distributed in METALS TECHNOLOGY, which is issued twice quarterly. TECHNICAL PUBLICATIONS in Class G-Petroleum Division are distributed in PETRO-LEUM TECHNOLOGY, which was issued quarterly in 1940 but will be issued every other month in 1941. TECHNICAL PUBLICATIONS in Classes F-Coal Division, J-Mineral Industry Education Division, K-Mining Administration, and L-Geophysical Methods of Exploration are issued as separate pamphlets. An Institute member is entitled to one copy of any TECHNICAL PUBLICATION or CONTRIBUTION. Copies of TECHNICAL PUBLICATIONS listed have been mailed to members of the Institute accord-ing to their registration by classes. CONTRIBUTIONS and other TECHNICAL PUBLICA-TIONS will be sent upon request. A member may purchase an additional copy of a TECHNICAL PUBLICATION or a CONTRIBUTION at one cent a page; minimum charge, 25¢. Nonmembers may purchase any CONTRIBUTION or a TECHNICAL PUBLICATION of the F, J, K, or L classes at the same rate, but the nonmember price per copy for METALS TECHNOLOGY, MINING TECHNOLOGY or PETROLEUM TECHNOLOGY is $1.25 domestic, $1.35 foreign countries. TECHNICAL PUBLICATIONS (separate pamphlet form), $2 per annum domestic, $2.50 foreign. METALS TECHNOLOGY, $7 per annum domestic, $7.80 foreign (Iron and Steel Division and Institute of Metals Division ferrous and nonferrous papers). MINING TECHNOLOGY, $6 per annum domestic, $6.60 foreign (metal mining, milling and concentration, Industrial Minerals Divi-sion, and mining geology papers.) PETROLEUM TECHNOLOGY, $6 per annum domestic, $6.60 foreign. Bound volumes have been mailed to members that have requested them, and MINING and METALLURGY is mailed each month. A member is entitled to one volume a year on his membership and he may purchase for $2.50 one copy of a volume not already received; additional copies of the same volume, $5. Nonmembers may pur-chase the volumes listed, at $5 each, plus 60 cents for Canadian or foreign postage. Extra single copies of MINING AND METALLURGY, 25¢ current issue, back numbers 50¢ each to members; to nonmembers 506 current issue and $1 each, back issues. Subscription price to nonmembers and to members for extra copies, $3 per annum domestic, $4.00 foreign.

Jan 1, 1940

By Antônio Adel dos Santos

O controle da temperatura é fundamental no processo de laminação a quente dos aços, motivando a dedicação de esforços em estudos sobre a transferência de calor e na aplicação de melhorias operacionais. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento, os resultados e as aplicações de modelos de cálculo da evolução de temperatura do aço durante a laminação a quente, desde o reaquecimento da placa até o produto laminado e resfriado na forma de chapas. São mostradas formulações matemáticas, métodos numéricos de solução usados, validação dos cálculos e a contribuição dos modelos para o entendimento e melhoria de processo. Todo esse desenvolvimento foi baseado em trabalhos realizados na Usiminas, nos últimos anos, cuja fundamentação teórica, buscada na literatura, foi adaptada e validada de acordo com as especificidades de cada linha. Além disso, os modelos foram implantados como simuladores offline, tornando prática sua aplicação pelos analistas de processo. São mostrados exemplos de cálculo do aquecimento de placas, da evolução térmica das placas nos fornos até a entrada dos laminadores, e da evolução do esboço durante a laminação de chapas grossas.

Jul 30, 2018

By Rafaela Pereira Batista

O consumo de refratário na produção de aço é parte significativa no custo de produção. Por este motivo, é usual nas aciarias a oxigênio empregar os processos de slag splashing e slag coating, visando à formação de uma camada de escória sobre o refratário de MgO-C. Os dois procedimentos diferem, principalmente, pelo seu objetivo: o slag splashing visa a proteção do revestimento como um todo, enquanto o slag coating busca proteger principalmente o fundo do conversor e as ventaneiras do sopro combinado. Para a efetividade destes processos, é necessário adequar a escória para que a camada formada resista a temperatura e condições do processo, seja compatível quimicamente com o refratário e tenha boa aderência ao tijolo do forno. Este trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento de um modelo matemático que orienta quanto a adição para o tratamento do revestimento refratário do conversor pela projeção de escória.

Oct 30, 2017

By Douglas Luciano da Silva Oliveira

Em uma linha de decapagem contínua, o tempo de parada da entrada para realização da solda é um dos fatores que mais afeta a produtividade. Estratificando-se o tempo total dessa parada, parte significativa é composta pelo tempo de centelhamento, que é um dos parâmetros fundamentais da soldagem a topo por centelhamento. Adicionalmente, a energia elétrica e o gás natural, consumidos durante o processo de soldagem, contribuem para onerar o custo de transformação da BQD. A fim de reduzir esse tempo e os custos de transformação, avaliou-se, através de análise metalográfica, ensaios de embutimento e dureza, a qualidade de juntas soldas com tempos reduzidos e sem o uso do sistema de depleção de oxigênio, para aços de baixo carbono, de acordo com referências da literatura. Com base nos resultados obtidos, foi possível reduzir o tempo médio de solda em 5s em materiais com espessuras superiores a 2,50mm e eliminar a necessidade do uso de gás natural em todos os aços da GRADE 0, o que representa em torno de 76% das bobinas produzidas nas LDCs.

Aug 8, 2018

By T. Fernandez, V. Juchen, C. Petter, F. Cantini, V. Lenz, V. I. Araújo, R. Petter, R. Darrigo, A. Young, I. G. da Costa, J. Oppermann

There are many methods to estimate costs quickly. One of these is the Parametric Method, where costs are estimated from general algorithms (or curves). Derived from an original tool based on the O’Hara model, a software called MAFMINE was developed. MAFMINE is based on parametric models to estimate investment and operational costs in mining. The software itself is based on the use of a computer model known as client-server. However, the model needs new inputs from advances made by the mining industry, mainly in terms of electrification, automation, digital transformation and preconcentration to face Environmental, Social and Governance (ESG) concerns. Thus, this work was to prepare a new core module ready to incorporate the new technologies aiming to deliver operation and capital costs associated with environmental impact mitigation. The tool generates an order of magnitude estimate for CAPEX and OPEX to establish a very first Discounted Cash Flow (DCF) in a mining venture. For quick evaluations, at a preliminary level, the results are very promising.

Mar 2, 2022

By J. Scheepers, P. Smith, G. (Yunfei) Qiao

High pressure acid leach (HPAL) and pressure oxidation (POx) or pressure leaching extraction processes occur in autoclave vessels operating at elevated temperature and pressure, acidic conditions with abrasive mineral slurries. The harsh process conditions require specialized severe service metal seated ball valves to support operation of the vessels. Over several decades thermally sprayed titanium dioxide (TiO2) and chrome oxide (Cr2O3) coatings have been applied to extend the service life of the ball valves and other high wear critical components. Variability in the coating application quality control and severe process conditions can result in spalling, coating failure and premature failure of the component resulting is decreased autoclave circuit availability. In 2012 MOGAS, together with BRENCO, initiated research and development for ML-381, metallurgically bonded coating. This paper includes the historical development of severe service ball valve coatings, success of the trials and increasing industry adoption of the ML-381 coating for ball valves and other critical autoclave circuit components.

Mar 2, 2022

By L. Zhou, D. Bahrami

Mine ventilation is one of the most important aspects of mining operations in underground mines. It is critical to maintain and deliver required fresh air to the active areas to reduce the risk of overexposure to hazardous contaminants or explosive atmospheres. An unexpected or unknown event such as roof collapse, unexpected mine door closure/opening, a fire/explosion, or fan malfunction could adversely alter the airflow distribution within the mine ventilation network that could lead to a hazardous underground environment. Knowing the occurrence and location of such an incident is of critical importance. In this study, the authors developed a novel methodology to assist mine operators in quickly identifying the location of any abnormal airflow change within the network using the airflow changes at monitored airways. The concept is based on a direct derivative method developed by the authors. This paper provides the details of the developed method as well as numerical verification examples. The application of this method can benefit mine operators and safety personnel in making better decisions during a mine emergency response operation to mitigate hazardous conditions arising from an unexpected airflow disturbance

Mar 2, 2022

By S. S. Klima, A. L. Mazzella, J. S. Driscoll, T. W. Beck

Previous testing was performed by researchers at the National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) to improve longwall dust control using underside shield sprays with a longwall directional spray system. This testing provided encouraging results toward respirable dust exposure reductions for longwall personnel, achieving as high as 99% dust reduction at some sampling locations along the longwall personnel walkway. Additional laboratory testing was conducted to test these underside shield sprays in conjunction with a shearer-clearer spray system located on the longwall shearer body. The purpose of this testing was to determine if the underside shield sprays interacted positively or negatively with the shearerclearer sprays. Results from this testing indicate that while the shearerclearer system influences where the respirable dust particles are directed, underside shield sprays can still lower respirable dust exposure for longwall personnel.

Mar 2, 2022

By Jorge Ivan Sabogal Paz

Con este trabajo se desarrolló un sistema para eliminación de un olor no característico en CO2 captado como subproducto industrial de un proceso de producción de alcohol por fermentación de jugos de caña de azúcar. Al incrementarse la producción, este CO2 comenzó a presentar un olor Dulce que afectaba la calidad insabora por lo cual en este trabajo se reporta el diseño y análisis de un sistema de eliminación de este olor no característico basado en sistemas de lavado. optimizado por sistemas de control automático. En los resultados se reporta el efecto en la disminución de los olores no característicos de distintos sistemas con respecto a su eficacia técnica e impacto.

Aug 17, 2017

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