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By Mario SINNAEVE, Olivier LEMAIRE, Gisèle WALMAG, Sébastien FLAMENT

Many hot rolling mills worldwide face nowadays bonding zone fatigue problems before reaching scrap diameter of the work rolls. This phenomenon is nowadays known to occur in reversing roughing mills both in stainless steel and in carbon steel rolling. The phenomenon can be explained through longer rolling campaigns, inadequate backup or work roll maintenance, harder steel grades or increased throughput by reduced amount of passes to achieve the same thickness. In order to help users in optimizing the roll use, we developed a numerical tool to evaluate and optimize roll maintenance. This paper will review the influence of roll geometries on stresses generated at the roll surface but also at the bonding zone. We will also show how roll geometries can decrease contact fatigue damages by modifying crowning and chamfering procedures, shell thickness, material design or campaign length

Oct 1, 2019

By Charles Henrique Xavier Morais Magalhães

Os Aços Inoxidáveis Duplex possuem uma estrutura constituída basicamente por ferrita e austenita na proporção aproximada de 50%. Este trabalho estudou a influência da temperatura de um tratamento térmico na morfologia e fração de ferrita e austenita no aço UNS S32304. Os tratamentos térmicos realizados consistiram no aquecimento das amostras, desde a temperatura ambiente até a temperatura de 1250°C, seguido de um resfriamento lento em um segundo forno estável em uma determinada temperatura. As amostras permaneceram neste segundo forno por um intervalo de tempo necessário para que suas temperaturas atingissem exatamente um valor desejado, sendo então imediatamente retiradas e resfriadas em água a 20°C para preservar a estrutura resultante do ciclo térmico aplicado. As amostras foram metalograficamente preparadas, atacadas e analisadas com o auxílio de um microscópio ótico. As frações de fases medidas por MO se aproximaram dos resultados obtidos por simulação utilizando o software Thermo-Calc. A morfologia das fases variou significativamente com a diminuição da temperatura de tratamento, uma vez que a austenita se mostrou mais fragmentada nas temperaturas mais baixas, porém o bandeamento não deixou de existir na estrutura.A transformação da ferrita em austenita se mostrou fortemente dependente do tempo.

Aug 16, 2017

By Paulo Augusto Cota Leite

Os aços inoxidáveis martensíticos, em geral, aliam boas propriedades mecânicas e satisfatória resistência à corrosão, características associadas à possibilidade de realização de tratamentos térmicos de têmpera e revenimento. Nesse contexto, no presente trabalho foram avaliados os efeitos das condições desses tratamentos na microestrutura e nas propriedades mecânicas de um aço inoxidável martensítico de médio teor de carbono. Foram consideradas três temperaturas de aquecimento na têmpera e seis temperaturas de revenimento. A avaliação microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de ensaios de dureza. Foi observada a elevação na dureza do aço com o aumento da temperatura de aquecimento na têmpera, assim como a dissolução dos carbonetos presentes no material. No revenimento subsequente observou-se o aparecimento do pico de dureza referente ao endurecimento secundário a uma temperatura de 500°C.

Aug 17, 2017

By Matteo Tomba

Today’s steel market is characterised by high competitiveness and tight profit margins; therefore, the operational costs of rolling mills must be as low as possible, while ensuring a final product of the highest quality standards. PERT SRL is an engineering company with a long-term experience in the international steel market, specialised in the design and supply of highly innovative and bespoke solutions for siderurgical and environmental plants. Because of its strong commitment to deliver excellent products and services, and its ability to innovate and adapt to the fastchanging market requirements, PERT has studied a new generation of BI-SUPPORT rolling stands, designed to be used in rolling mill plants for the production of rebars, rounds and sections in special quality bars (SBQ) steel grade, wire rod, light and medium section, suitable also for special steel plants. This paper will provide a deep insight into the key technical and economic features that have revolutionised the rolling technology for long products, such as the absence of spindles and piping on board, the considerably reduced number of spare parts required, a ring gap regulation system, and the compact dimensions, which lead to significant savings in investments and production costs; at the same time, the BI-SUPPORT stands guarantee excellent standards to the final product, an increase in plant productivity and a general improvement in the plant management.

Aug 16, 2017

By Aline Silva Magalhães

Nas últimas décadas a crescente demanda por carros mais seguros, econômicos e menos poluentes exigiram das montadoras, siderúrgicas e comunidade científica investimentos na pesquisa e no desenvolvimento de novos materiais, tais como os aços avançados de alta resistência. Dentro deste contexto, neste trabalho foi realizada a análise da microestrutura e das propriedades mecânicas de um aço bifásico na condição inicial e submetido a tratamentos térmicos com aquecimento na região intercrítica e resfriamento brusco. Foram analisadas a proporção dos constituintes na microestrutura e as propriedades mecânicas por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura, de difração de raios X, dureza e de tração. Observou-se, em geral, que o aumento da temperatura intercrítica levou a uma elevação da fração de martensita e, consequentemente, influenciou de forma a aumentar os valores de dureza, resistência mecânica e diminuir a ductilidade.

Aug 16, 2017

By Tiago Ribeiro Costa

A otimização da matriz energética na produção de metais tem sido um dos tópicos predominantes mundialmente. Um dos principais consumidores ineficientes de energia, em alguns casos impactando inclusive no consumo de fornos elétricos são os sistemas de aquecimento de panelas. Buscando novas alternativas de redução de custos de energia, e redução de emissões, a White Martins encontrou uma alternativa técnica aos convencionais Pré-Aquecedores de panelas ar-gás. É o Sistema de Aquecimento de Panelas Oxicombustão com queimador Optifire, que utiliza oxigênio puro como comburente ou ar enriquecido. Comparado ao sistema ar-gás convencional, é possível promover uma economia de combustível de até 50% e redução de emissões de carbono e NOx. A tecnologia do equipamento consiste em realizar a queima estequiométrica balanceada, através da medição precisa dos gases, utilizando queimadores avançados com maior eficiência e melhorando a distribuição de calor, de forma a não gerar diferenças de temperatura entre seções. Com a tecnologia Optifire é possível inclusive o remanejamento de combustível mais nobre, como gás de coqueria em processos como aquecimento de regeneradores de altos-fornos. Este trabalho descreverá o estudo da oportunidade e dimensionamento para aquecedores de panela.

Oct 30, 2017

By Hirohide Kamada, Gustavo Scarpim

The increase in industrial demand is responsible for a consequent evolution in the process of injection of aluminum under pressure (Die Casting) to achieve requirements such as; greater geometric complexity of injected parts, larger dimensions, hard-filled cavities, thin walls, and more refined mechanical and aesthetic requirements. Thus, the industries have searched for sensible increases in pressure and injection speed, always combining the best resistance and performance of the wells submitted to the new process conditions. The need for more aggressive applications for the cavities means that there is a constant evolution of the entire production chain in the manufacture of molds, passing through several processes, among them; machining, designs with complex engineering solutions, refining in the process of heat treatments and surface treatments. Allied to these needs, high performance steels manufactured by differentiated processes with high fracture resistance, hot strength and wear must be selected. This work aims to present the main factors considered in the development of high performance molds, the engineering of materials involved, technological trends and technical engineering solutions for the different variables of the die casting process.

Nov 22, 2018

By Lara de Assis Moreira, Vinicius Thiago Lecco Rampinelli

The energy efficiency of reheating furnaces is a continuous challenge, as these equipment consume a representative portion of the total fuel of an integrated steel plant. Therefore, any investigation and implementation which brings improvement in this figure become an important issue for the mill competitiveness. In the case of production delays due to external factors (the condition addressed in this work), whether predicted or unforeseen, the slabs remain inside the furnace with high temperatures in order to avoid production delay during the production restart, elevating the specific consumption and scale formation. This work increased the energy efficiency of the two ArcelorMittal Tubarão’s walking beam reheating furnaces, by reducing the consumption of mixed gas during production delays (either scheduled or not) lasting less than 3 hours. The objectives were achieved through improvements, among them, tuning of Level 2 automation system parameters, automatization of procedures and operational training. The work resulted in a 34.4% fuel gas consumption reduction during the delays.

Oct 1, 2019

By Odair Mauricio Machado

A implantação do LIMS (Sistemas de Gerenciamento de Informações de Laboratório) surgiu da necessidade do Laboratório ArcelorMittal Vega se atualizar tecnologicamente afim de melhorar rastreabilidade de informações e sistematizar a execução de atividades dentro do Laboratório. Os colaboradores destinavam muito tempo à manipulação de planilhas utilizadas no armazenamento e controle das análises, deixando o negócio vulnerável aos requisitos da Norma ISO / TS 16949 em todo o Laboratório. Anterior ao sistema, todo o cadastro, controle e gestão dos ensaios eram realizados em planilhas, que são mantidos pela equipe do Laboratório. Os maiores impactos no uso das planilhas são caracterizados pelos erros de transcrição de dados e cálculo manual de resultados nas diversas etapas do processo, potencializando assim a incidência de erros e muito tempo dos colaboradores envolvidos na gestão dos documentos. O trabalho demonstra o processo de implantação do LIMS no Laboratório, sua integração com equipamentos de analise e sistema de Nível 3, além de benefícios alcançados em termos de confiabilidade, redução de tempo para análises e benefícios para sistema de qualidade.

Oct 30, 2017

By Rafael Lioji Kogake

O Alto Forno n° 2 é responsável por cerca de 40% da produção de gusa na CSN. Uma das principais utilidades responsável pela transformação do minério de ferro em gusa é o ar soprado que é fornecido por dois turbo sopradores da Central Termoelétrica n°2. Para que ocorra o processo de transformação do minério é necessário que o ar soprado seja aquecido. Isto é feito através dos regeneradores, os quais aquecem o ar para cerca de 1.300°C. Como cada regenerador tem um tempo de campanha, é necessário fazer a troca do mesmo a cada 1 hora. Nesse momento de mudança de regenerador, uma parte do ar soprado é desviado para o regenerador que está entrando em operação e ainda está vazio. Com isso, há uma perda pontual de produção indesejada, além de causar instabilidade no processo. A solução encontrada para reduzir este problema foi aumentar a vazão de sopro durante o período de troca de regeneradores, garantindo assim uma maior produção e melhor estabilidade do Alto Forno 2. Este trabalho apresenta o estudo do problema em questão, a metodologia utilizada para a sua implementação e os resultados alcançados.

Jul 31, 2018

By Fernando Ruiz Díaz

En aplicaciones a elevadas temperaturas como por ejemplo en cámaras de combustión y toberas de vehículos aeroespaciales se requiere el uso de aleaciones que permitan una elevada extracción de calor y buenas propiedades mecánicas. En este trabajo se realiza un análisis comparativo de las aleaciones Cu-Cr-Zr y Cu-Ag-Zr. Las mismas fueron sometidas a ensayos de resistividad eléctrica entre 25ºC y 700ºC y de tracción a 150ºC, 450ºC y 700ºC. Los resultados de los ensayos de resistividad eléctrica fueron convertidos a conductividad térmica mediante la relación de Wiedemann- Franz. A través de este análisis se observa que la aleación con mejor conductividad térmica es la de Cu-Ag-Zr presentando además un cambio de fase que no es observado en la aleación Cu-Cr-Zr. Respecto al ensayo de tracción la aleación Cu-Cr-Zr presenta mayores valores de resistencia a la tracción y tensión de fluencia a las temperaturas estudiadas.

Aug 16, 2017

By Regis Antonio Albertassi Tavares

O presente trabalho propôs-se avaliar a potencialidade de obtenção de uma microestrutura dual phase em um aço baixo carbono com microadição de molibdênio e nióbio, laminado a frio Full Hard. Os estudos foram suportados pelas análises da recristalização da ferrita, da fração volumétrica de austenita formada e sua evolução composicional/estrutural em função da temperatura de encharque no intervalo do campo intercrítico durante o encharque no tratamento térmico proposto com resfriamento em salmoura – a fim de simular o encharque no recozimento contínuo. As caracterizações microestruturais e mecânicas foram avaliadas por Microscopia Ótica, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Dilatometria e ensaios de dureza Vickers, e confrontadas com estudos prévios via Espectroscopia de Raios-X de Dispersão de Energia (EDS).

Aug 7, 2018

By Samuel Soares Queiroz

O presente trabalho realiza um estudo das propriedades mecânicas de metais de solda de alta resistência obtidos pelo processo de soldagem GMAW com diferentes condições de soldagem. Foram soldadas juntas multipasses pelo processo GMAW, com preaquecimento de 150°C e 250°C, corrente contínua, posição plana e aporte térmico médio de 1,4kJ/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 a 600°C por 1 hora. Os resultados mostraram que a tenacidade ao impacto experimentou uma redução substancial após o tratamento térmico.

Aug 17, 2017

By José Adilson de Castro

In this paper a new technology for a compact iron ore sintering machine is analyzed. The compact sintering process is based on the massive injection of gaseous fuels and the solid fuel is only agglomerated fine charcoal obtained by biomass. The solid fuel used in this study is obtained by agglomeration of fine charcoal produced from elephant glass which has very short period for production and CO2 capture(less than 6 months in tropical climate). To overcome the lower heat supply into the combustion front of the sintering process the simultaneous injection of oxygen and gaseous fuel is proposed. The proposed methodology is to combine the solid fuel (agglomerated fines charcoal) and steelworks gases in a compact machine to enhance heat and mass transfer with high productivity (about 5 times the conventional large machine). A multiphase mathematical model based on transport equations of momentum, energy and chemical species coupled with chemical reaction rates and phase transformations is used to analyze the inner process parameters. A base case representing a possible actual industrial operation of the sintering machine is used in order to compare different scenarios of practicable operations which represents advanced operations techniques. The model was used to predict six cases of combined operation with biomass and fuel gas utilization with oxygen support.

Aug 2, 2018

By Lóren Kelly de Paula Inácio, Witor Wolf, Renata de Oliveira Melo, Dagoberto Brandão Santos, Graziele Gianini Braga Maria, Nayara Aparecida Lopes Viana

Os aços inoxidáveis duplex combinam as propriedades mecânicas da ferrita com a resistência à corrosão da austenita. Quando submetido a tratamentos térmicos, pode haver precipitação de fases secundárias que prejudicam a resistência mecânica e à corrosão. O objetivo desse trabalho é avaliar a ocorrência de fases secundárias em um aço inoxidável duplex 2205 de grão ultrafino laminado a frio e submetido a temperaturas de recozimento de 600°C a 950°C por diferentes tempos (300-86400 s). Para identificação e quantificação das fases, foram utilizados microscopia eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados e difração de raios-x. As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaios de tração e teste de microdureza Vickers. A presença de fase  e  foi observada junto ao carboneto de cromo, M23C6. A fase  foi confirmada apenas depois do tratamento à 800°C. De modo geral, o aumento do tempo de recozimento leva à uma maior precipitação das fases secundárias. À medida que a precipitação ocorreu, houve aumento da fração volumétrica de austenita e redução da fração de ferrita. Embora a resistência mecânica tenha aumentado, no geral, as propriedades mecânicas, como ductilidade, são prejudicadas pela precipitação.

Oct 5, 2019

By Alana Pereira Ramos

O efeito de memória de forma tem como principal objetivo a recuperação da forma por meio de aquecimento acima das temperaturas críticas de transformação. Fitas da liga Ti43,5Cu37,8Ni18,7 foram preparadas através do processo melt spinnig com velocidade da roda de 21 m/s e 63 m/s. As fitas foram tratadas termicamente numa temperatura de 700°C por 15 minutos em forno e resfriadas ao ar. A caracterização das fitas foi feita por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise por difração de raios X (DRX). Foi observado que com uma menor velocidade de rotação da roda (21 m/s) a fita apresentou-se totalmente cristalina, e quando aumentou-se a velocidade linear da roda para 63 m/s a fita apresentou-se completamente amorfa. Após o tratamento térmico todas as fitas apresentaram as transformações martensíticas e auteníticas. Observou-se que a velocidade da roda tem grande influência nas temperaturas de transformação, chegando à variação de aproximadamente 7°C. O tratamento térmico remove todos os defeitos produzidos pelo processo de solidificação rápida e produz um rápido crescimento de grão, favorecendo ao aumento das temperaturas de transformação.

Aug 8, 2018

By Franz Ramstorfer

No lingotamento contínuo de placas, rompimentos de veio pelo colamento e problemas de qualidade de superfície, como trincas longitudinais, são frequentemente relacionadas à lubrificação insuficiente no molde de lingotamento contínuo devido ao pó fluxante ou a prática de oscilação inadequados. Para detectar, com vistas a prevenir, este tipo de problema de processo, um método para avaliar em tempo real o coeficiente de atrito entre o veio e as placas do molde foi desenvolvido, utilizando-se a medição da força que atua nas placas laterais do molde e as forças de oscilação. Observou-se que o coeficiente de atrito do molde é um parâmetro confiável para auxiliar no desenvolvimento de pó fluxante, na otimização de parâmetros de oscilação e no monitoramento online do desempenho de pó fluxante.

Aug 16, 2017

By ANDERSON OLIVEIRA DA SILVA

O tecido de poliamida aromática (poliaramida) da marca Twaron foi reforçado por uma solução de óxido de grafeno para a produção de um nanocompósito, e posteriormente submetido a tratamento térmico. A impregnação do óxido de grafeno no tecido de poliaramida visa melhorar as propriedades balísticas do material por meio do aumento do coeficiente de atrito entre as fibras do tecido. Este estudo avaliou a adesão das folhas de óxido de grafeno nos tecidos de poliaramida, utilizando a análise por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), a análise termogravimétrica (TGA) e a microscopia eletrônica por varredura (MEV), após o tratamento térmico. Por meio da análise dos resultados, foi possível observar que a adesão do óxido de grafeno aumentou com o tratamento térmico empregado neste trabalho.

Oct 30, 2017

By Rodrigo Perito Cardoso

Low-temperature nitriding of stainless steels is applied to obtain wear resistant surfaces without losing its corrosion resistance. The treatment consists in introducing nitrogen into the steel surface avoiding chromium nitride precipitation. The corrosion resistance of martensitic stainless steels is expected to be improved if the treatment parameters are correctly selected. It can be related to ?Fe2-3N and a'N phase formation on the treated surface. In the present work the influence of the pretreatment and treatment temperature on corrosion resistance of plasma nitrided AISI 420 steel samples is studied. Annealed, as-quenched and 400ºC-tempered samples were nitrided at 300, 350, 400, 450 and 500°C, for 6 h at 600 V. The pressure was 3 Torr and the gas mixture was composed of 70%N2, 20%H2 and 10%Ar, at a gas flow rate of 3.34×106 Nm3s-1. Plasma was generated using a square-wave pulsed DC power supply and the sample temperature was controlled by the duty cycle. The modified layers were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction and microhardness measurement. The corrosion resistance was studied by electrochemical characterization, by means of Open circuit potential and Anodic polarization curves. The maximum surface hardness was achieved at 400°C. This temperature seems to be near the limit temperature for low-temperature treatment aiming to improve or at least to keep unaltered the corrosion resistance in relation to that verified for non-treated steel samples. Results confirm that the pretreatment and treatment temperature significantly affects the corrosion resistance of the treated surface.

Aug 8, 2018

By Bruce V. Kiefer

A modernization project was undertaken by Kroman Celik Sanayii A.S. in order to improve their product quality, consistency and shape of the coil package, reduce maintenance and delays in rod mill, thereby increasing utilization and productivity. The project involved installation of a new Morgan Intelligent Pinch Roll and High Speed Laying Head, modifications to the existing controlled cooling conveyor, plus replacing the coil reforming station. The new pinch roll and laying head were to provide better control of the ring formation and consistency of the coil on the conveyor, while reducing delays on the conveyor. Changes to the controlled cooling conveyor included installation of new nozzle decks and Optimesh air distribution system along with re-arrangement of existing fans in order to improve both cooling rates and uniformity of cooling. This paper explains details and features of the newly-installed equipment technology. Resulting product and process improvements are presented, including increased tensile strength and uniformity, reduction in delays on the conveyor and reform tub, plus improvements in coil quality.

Oct 30, 2017