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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 Thomas Schanz

Current steel market conditions require small investments only to lower operational cost. SMS Concast has developed new products which optimize continuous casting process cost for long product steel production. This paper describes a selection of three products. All three systems are patented (patent pending for CONDRIVE). CONSAFE, a non-radioactive mould level measurement system for reliable mould level measuring on open stream casting CCM’s; CONSTIR-MWS, an improved control software for electromagnetic stirrers which lowers energy cost by 35%; CONDRIVE, a brand new oscillation drive system which provides the features of a hydraulic oscillator, however with a cost efficient electric drive.

Aug 17, 2017

By Márcio Zamboti Fortes

A alguns anos os setores residencial e industrial tem se deparado com mudanças de paradigmas que tangem a necessidade de melhorias em suas atividades, com o intuito de desenvolver processos com menor impacto ambiental, sustentáveis e com eficiência energética, objetivando reduzir o consumo de energia elétrica. O uso de tecnologias baseadas em fontes renováveis para a geração de energia elétrica, tais como a solar e a eólica, tem apresentado-se como uma alternativa a ser implementada por estes setores para atender às exigências do mercado, se beneficiando da difusão da tecnologia e uso destes equipamentos, para a consciente utilização da energia elétrica. A instalação e avaliação de novas fontes de geração de eletricidade estão sendo desenvolvidas pelo projeto Cidade Inteligente de Búzios através da implantação de painéis fotovoltaicos e aerogeradores de pequeno porte em unidades consumidoras residenciais, comerciais e industriais e alguns resultados estão apresentados neste texto.

Sep 25, 2017

By Flanelson Maciel Monteiro, Yago Lutz Castro Pinto, Marcondes Mendes de Souza, Mauro Froes Meyer

In Potiguar West, in the regions of Vale do Açú, Mossoró, and Chapada do Apodi there are limestone outcrops of about 20 thousand square kilometers (with a thickness ranging from 50 to 400 meters). Limestone is an essential raw material for the manufacture of agricultural products and especially for construction. The rock serves for various productions, among them is used for the production of cement, lime, fertilizers, even ornamental rocks. Thus highlighting the mineral potential in the state of Rio Grande do Norte, as well as its use in the production of various products.

Oct 3, 2019

By Davi Silva Braga

Controlar o perfil térmico dos fornos de uma planta de pelotização é essencial para se garantir a qualidade das pelotas e manter a competitividade da produção. A medição online de variáveis-chave é restrita devido às condições da planta ou limitações tecnológicas, fazendo-se necessário a utilização de um modelo matemático (Soft Sensor) para estimar essas variáveis e, então, exercer maior controle sobre a qualidade e custos do processo. Através de balanços térmico e mássico, o modelo é capaz de predizer o perfil térmico das pelotas e as perdas, térmicas e mássicas, além de simular mudanças no processo e implicações no consumo de combustível. Com o modelo, observou-se a possibilidade de redução de 5% de perda térmica, resultando em redução de 2% do consumo de combustível, devido à melhora da recuperação de calor da zona 2 do resfriador para a pré-queima 1 do forno grelha. O trabalho foi realizado na planta da Vallourec & Sumitomo Tubos do Brasil (VSB).

Aug 17, 2017

By Jônatas Venancio Barbosa, Dagoberto Brandão Santos, Túlio Magno Füzessy de Melo

In this work, the mechanical and metallurgical behavior of titanium added ultra-low carbon (ULC-Ti) steel under hot and warm working conditions was studied by means of dilatometer compression tests. Double compression schedules were performed at temperatures between 700°C and 1000°C, inter-pass times of 0.5-100 s, and deformations of 0.5 and 0.3 in the first and second stages, respectively, with strain rate of 1 s-1. The analysis of the flow curves obtained allowed the evaluation of the softening characteristics of the steel. The softening and microstructure features indicate different restoration mechanisms depending on the temperature range. Static recrystallization with rapid microstructure restoration is observed at temperatures within the austenitic and intercritical field. Strain induced boundary motion and recovery mechanisms apparently control the restoration process in the ferrite region. In general, flow stress curves showed dynamic recovery behavior. Only the deformation in the intercritical region produced a peak in the flow stress curves. Isothermal holding tests associated with single hit compression indicated the presence of dynamic strain induced transformation, accelerating the softening kinetics at the intercritical region.

Oct 1, 2019

By Leonardo de Oliveira Turani

A energia eólica, fonte de energia renovável e de baixo impacto ambiental, vem crescendo rapidamente na última década, em especial no Brasil. A conversão da energia cinética dos ventos em energia elétrica é realizada por aerogeradores, que são acopladas em torres, que na sua maioria são constituídas de anéis sobrepostos de aço, os quais são fabricados e montados com o emprego de várias etapas de soldagem. Em função disso, o conhecimento da soldabilidade dos aços estruturais é um fator importante para indústria eólica, dando subsídios para a elaboração de procedimentos que permitam a redução dos custos de soldagem e a seleção adequada dos aços empregados. Este trabalho objetivou a avaliação da soldabilidade do aço estrutural EN 10025-4 S355M através de ensaios mecânicos e metalográficos de juntas soldadas pelo processo de arco submerso (SAW) em duas diferentes técnicas: Single Arc e Tandem Arc. Os resultados mostraram que o aço S355M apresentou excelente soldabilidade, com destaque para o processo SAW Tandem Arc, o que possibilita a maior exploração desta técnica como uma excelente alternativa para a redução do tempo de soldagem durante a fabricação de torres eólicas.

Aug 8, 2018

By Milton Sergio Fernandes de Lima

A soldagem a laser do Ti-6Al-4V necessita de cuidados especiais quanto à reatividade do cordão com o ar. A fragilidade da solda é apontada como um dos entraves para o uso da liga em algumas aplicações de engenharia. Neste estudo, foram realizadas soldas em chapas de Ti-6Al-4V em diferentes condições experimentais. Verificou-se que a dureza aumenta com o inverso do logaritmo da velocidade de soldagem. A dureza, embora heterogênea na largura do cordão, é resultado da contaminação com oxigênio da estrutura hexagonal da fase a-Ti e da formação de óxido de titânio. Um sistema otimizado de proteção gasosa, protegendo ambas as superfícies e em particular a região do plasma, foi eficaz para melhorar o comportamento mecânico das juntas. Os resultados obtidos em tração uniaxial mostraram que houve um ganho expressivo nas medidas de tensão e deformação. Portanto, o sistema é indicado e recomendado para materiais com sensibilidade à contaminação atmosférica.

Aug 16, 2017

By Matheus Soares Siman

A soldagem GTAW tem importância fundamental para a indústria não só pelo excelente controle do aporte térmico, como também ao fato de proporcionar, repetitividade e reprodutibilidade. No entanto, este apresenta uma série de desafios, principalmente em relação à determinação de algumas variáveis e como essas podem afetar a resistência das juntas soldadas. Neste trabalho, investigou-se a influência de diferentes procedimentos de soldagem em tubos de aço SAE 4130 sem costura com e sem a deposição e com a aplicação ou não de pré-aquecimento. Após procedimentos de soldagem, as propriedades mecânicas e a microestrutura da junta soldada, zona fundida, zona termicamente afetada e metal base, foram avaliadas por meio de ensaios de microdureza, de dobramento e análise metalográfica. Foi possível avaliar a influência da aplicação do pré-aquecimento e analisar as propriedades mecânicas e microestrutura das juntas soldadas. Os perfis de microdureza revelaram a importância do pré-aquecimento. O ensaio de dobramento possibilitou a avaliação das juntas de maneira qualitativa. Porém, um ensaio quantitativo, como o de tração, possibilitaria mais informações.

Oct 30, 2017

By Felipe Lacerda Giro

Atualmente, a soldagem por extrusão de peças semi-acabadas (chapas) em PEAD tem se mostrado como uma solução atraente para a fabricação de pequenas embarcações de serviço. Neste sentido, a qualidade da soldagem torna-se um elemento fundamental para a garantia da integridade estrutural da embarcação. Neste trabalho são apresentados os resultados da análise da influência de diferentes fatores na qualidade da soldagem por extrusão de chapas de polietileno de alta densidade. Os fatores analisados envolveram o aporte de calor, a preparação do chanfro, a velocidade de soldagem e a pigmentação do fio de solda. A influência de tais fatores na qualidade da solda foi avaliada tendo como referência os resultados de ensaios de flexão em corpos de prova.

Aug 17, 2017

By Aline Lima da Silva

The present work is focused on the thermodynamic study of the methane or biogas mixtures conversion on Cu-ceria catalysts. Several experimental studies reported in literature have demonstrated the ability of these materials to operate as SOFC anodes for direct methane oxidation, with the evidence of enhanced tolerance towards sulfur poisoning and carbon deposition. More recently, experimental investigations have shown the feasibility of Cu-ceria anodes to directly operate with simulated biogas feeds at intermediate temperature (1023K). In this way, the effect of the ceria redox properties on the equilibrium composition is investigated, considering methane or biogas mixtures as the fuel. Conditions under which carbon deposition and sulfur poisoning can be prevented are determined. Our study combines results from the classical thermodynamics, obtained with the help of FactSage software, with the new Cu-S and Ni-S diagrams proposed in literature, which were calculated based on the Density Functional Theory (DFT). These diagrams are able to predict a region where sulfur interacts with the metal surface through chemisorption. A comparison between the performances of Ni-YSZ and Cu-CeO2 catalysts is established from a thermodynamic viewpoint. Theoretical results are in agreement with the experimental trends from literature.

Aug 8, 2018

By Marcella Gautê Cavalcante Xavier

As ligas livres de chumbo (Lead-free solder alloys) potencialmente utilizáveis em processos de soldagem branda, tais como as ligas à base de Sn, vêm sendo estudadas como alternativas para substituir as ligas do sistema Sn-Pb. Em vista disto, o presente trabalho, aborda tanto a análise das características microestruturais formadas durante a solidificação transitória das ligas eutética Sn-0,2%Ni e hipereutética Sn-0,5%Ni, quanto a determinação das suas respectivas correlações com os parâmetros térmicos de solidificação: velocidade da isoterma eutética (VE) e taxa de resfriamento (?E). Para tanto, as ligas foram solidificadas unidirecionalmente no sentido vertical ascendente e em regime transiente, e caracterizadas por técnicas de microscopias ótica e eletrônica de varredura. Na liga hipereutética Sn-0,5%Ni, o aumento da quantidade de Ni na liga influenciou tanto o comportamento térmico quanto o espaçamento celular (λC), proporcionando maiores valores de ?E, porém, λC mais grosseiros.O intermetálico NiSn4 formou-se na região eutética de ambas as ligas, enquanto que na liga Sn-0,5%Ni, as fases primárias identificadas por EDS-MEV foram NiSn4 e Ni3Sn4. A transição morfológica celular/dendrítica(?E> 1,2ºC/s) ocorreu apenas para a liga eutética, enquanto que as células regulares da liga hipereutética deram origem as células do tipo placas(?E> 1,4ºC/s).

Oct 30, 2017

By Cínthia Toshimi Ogata

Processos de fundição de ligas de alumínio com altos teores de Mg são um desafio da indústria, uma vez que diferentes taxas de resfriamento ocorrem em geometrias diversas. Este trabalho tem como objetivo caracterizar a liga de alumínio AA5052 com variações em teores de Mg por meio de experimentos de solidificação direcional transitória, e compreender seus efeitos com relação a evolução de parâmetros térmicos, microestruturais, e propriedade mecânica. As leis experimentais de evolução do espaçamento dendrítico primário (?1) com relação a taxa de resfriamento resultam em: ?_1=640 ?T ?_L?^(-1/4) para a liga 5052 com 2,4%Mg e ?_1=300 ?T ?_L?^(-1/4) para a liga com 3,2%Mg. As leis de crescimento de espaçamento dendrítico secundário (?2) com relação a velocidade de solidificação resultaram em: ?_2=27 ?V_L?^(-1,1) para a liga 5052 com 2,4%Mg e ?_2=15 ?V_L?^(-1,1) para as ligas com 2,6%Mg e 3,2%Mg. Maiores teores de Mg na liga AA5052 proporcionaram uma expressiva redução no valor de ?2 para uma determinada VL. A evolução da dureza mostrou-se diretamente relacionada ao tamanho e a distribuição dos intermetálicos presentes, sendo ?2 o fator predominante neste controle.

Oct 30, 2017

By Nayara Maron Costa Takahashi

Com o crescente aumento nos preços dos produtos derivados de petróleo no Brasil, o gerenciamento de combustível se torna cada vez mais relevante na tentativa de redução de custos operacionais da planta. Este aspecto envolve, além do controle do combustível movimentado, a detecção de desvios associados a perdas e furto, bem como análises de consumo e desempenho dos veículos e equipamentos abastecidos, e análises de eficiência dos próprios postos de combustível. Neste contexto, um Sistema de Gerenciamento de Combustível contempla a instrumentação necessária para a medição dos volumes transferidos e armazenados nos postos; o sistema de automação utilizado para o processamento, monitoramento e envio dos sinais; e o sistema de gestão de combustíveis. Este trabalho abrange a instrumentação aplicável aos processos de Recebimento, Armazenamento e Abastecimento nos postos de combustível, os tipos de sistemas de controle utilizados neste mercado e as funcionalidades de um sistema de gestão, apresentando uma solução em arquitetura WEB para este sistema

Aug 16, 2017

By Ivan R. Jankov

Nas plantas de sinterização, os sistemas de despoeiramento são comumente instalados para atender os quesitos de proteção ambiental. Estes equipamentos precisam ser modernizados periodicamente devido aos seguintes motivos principais: limites de emissão mais restritivos exigidos pelos órgãos ambientais, mudança do processo que implica na inclusão de novos pontos de despoeiramento, ineficiências de operação e manutenção dos equipamentos, falhas no projeto original do sistema de despoeiramento. Neste artigo, apresentaremos diversas soluções de retrofit/ revamping para exaustão primária da máquina de sinterização, bem como para despoeiramento de sistema de exaustão secundária e de pátio de matéria prima. As vantagens e desvantagens de cada solução serão analisadas utilizando-se experiência de projetos reais do grupo Hamon. Serão apresentadas também as últimas tendências tecnológicas que possibilitam controle de emissão de outros poluentes, tais como de SOx, de metais pesados e de dioxinas/ furanos.

Aug 16, 2017

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 Alessandro Marques

Based on a short overview regarding steel defects in the final product, several refractory approaches to maintain or increase steel cleanliness are reviewed in this publication. By applying a ladle to mold approach, one potential to maintain cleanliness is to reduce the probability of air ingress by selection of a suitable slide gate system. Following this path, also the influence of a special configured impact pot is presented to maintain steel quality. Finally, higher productivity as well as cleanliness can be provided by selection of PROIL as a revolutionary product at the casting machine.

Oct 30, 2017

By Francisco Morganti

The market requirements which strip processing lines have to deal with have altered significantly within the last decades. Particularly, the production has to be economical and ecological efficient and processing lines have to cover a broad product portfolio. Already existing plants either directly or indirectly are competing with new plants, which are equipped with the latest technologies. The “Special Strip Processing Equipment” is designed to be integrated easily and within small downtime phases in existing lines. All single machines can be delivered in short time “ready-to-perform” with a tested and proved automation system. Thus, the competitiveness of existing lines can be increased immediately with less effort. To find out which machines can be reasonably implemented SMS group offers an “Efficiency Check”. A special proceeding is used by experts to find out quickly which machines will have the largest effect on the efficiency of the line while demanding at the same time the smallest expense.

Aug 17, 2017

By Christian Geerkens

Increasing requirements on slab quality initiates SMS group in developing products with a high sophisticated level regarding production and process. These characteristics are represented by SMS group’s HD family. HD stands for High Definition or the improvement of product quality via higher precision of the casting processes. A deep look inside into casting process is realized by the use of fiber optical equipped HD mold. High definition casting process control is assured using the HD spray and HD size. For objective, environmentally friendly and highly informative analyze of the inner quality of the cast products the new HD scan is present.

Aug 16, 2017

By Ivan César Lopes Diniz

Stretcher Reducing Mill (SRM) is a mill used in production of tubes. It is composed with a set 24 of stands responsible to define the final outside diameter (OD) of tubes. External appearance is critical in this process even though this requirement has no effect on mechanical properties. For this reason, an investigation of external longitudinal marks mechanism is in progress using 6 Sigma methodology. This paper is a part of the investigation with focus on the rolls and its mechanical properties. Destructive tests were performed in the rolls and compared with the project. After a detailed investigation, it was concluded that rolls were out of hardness specification and the project was poor of information. A new supplier was developed (internal market) based on the new project and all requirements were achieved as demonstrated in this paper. A monopolistic market for this product in VSB (Vallourec Soluções Tubulares do Brasil) was eliminated. Concerning the effect on the external longitudinal marks, the new rolls developed within hardness range minimized the mechanism of wear on rolls surface and consequently on tubes surface. A collateral effect has been faced, but still better than external longitudinal marks on tubes surface. The quenched and tempered rolls are more sensitive for process variation, mainly linked with cooling system and temperature of tubes (mechanical resistance for deformation). Nevertheless, a new material has been aimed focusing on reduction of rolls breakage with good tenacity and affordable cost.

Oct 4, 2019