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By Ron Webber

With the difficult economic challenges currently facing the steel industry, it is essential to perform a complete analysis when determining which rolls to purchase. A properly designed “Total Cost of Ownership” model can result in significant savings. This paper will review the costs associated with rolls in both Hot Strip and Cold Strip Mills. The multitude of factors that must be considered in performing a complete analysis for the roll purchasing process will be discussed. Models for both Hot Strip and Cold Mills will be presented. Examples where traditional analysis can lead to expensive, incorrect decisions will be presented.

Oct 30, 2017

By Alex Maia do Nascimento

A capacidade de um determinado aço suportar as deformações ocorridas durante laminação sem fraturas ou trincas severas é denominada de ductilidade a quente, que é função de diversos parâmetros de processo dentre os quais: qualidade do tarugo, tipo de corte, ciclo térmico, temperatura de processo, layout do laminador, calibração, taxa de deformação e composição química. Diversos trabalhos abordam a ductilidade a quente enfatizando a influência isolada de uma variável como critério de qualidade como as conhecidas relações Mn/S e Ni/Cu através da determinação de valores mínimos. A globalização tem sido responsável pela crescente competitividade entre as siderúrgicas que, para se manterem competitivas no mercado, têm que buscar inovações, quebras de paradigmas, estratégias ousadas e assumir riscos. No presente trabalho realizou-se uma avaliação de risco com base no princípio ALARP (As Low As Reasonable Practical) através da análise conjunta das principais variáveis de processo responsáveis pela perda de ductilidade a quente de um aço utilizado para produção de barras de aço CA-50, objetivando-se uma solução otimizada de menor custo garantindo a competitividade e sustentabilidade da cadeia produtiva.

Aug 17, 2017

By Diego José Inforzato

Hot tensile data were correlated with creep data, in Aluminum Alloy AL7475-T7351, as part of a broader research program, aiming at the validation of a methodology that proposes an equivalence between the two kind of results, for metallic materials in general. The methodology is based on a criterion that establishes correlation among the following parameters from each test: the strain rate, ultimate tensile stress, and time to reach the ultimate tensile stress, in tensile tests, are equivalent respectively to the: minimum strain rate, applied stress and rupture time, in creep tests, for a given test temperature. The present material was tested at 3 temperatures: 133,166 and 193ºC, using 3 nominal tensile strain rates in the hot tensile tests: 3.2x10-6, 1.6x10-4 and 6.4x10-3 s-1 and 9 applied stress levels in the creep tests, varying from 140 to 400 MPa. The conversion of the hot tensile data to creep-like data allowed performing the analysis of all the results together according to the traditional creep relations proposed by different authors, namely: Norton, Arrhenius, Zener-Hollomon and Monkman-Grant, with the determination of the corresponding parameters in each case. The equivalence between hot tensile and creep data is also confirmed for this aluminum alloy.

Aug 8, 2018

By Diego Corrêa Magalhães

Com o objetivo de encontrar uma solução inovadora e de baixo custo para o tratamento de efluentes domésticos, foi desenvolvido e implementado na ArcelorMittal Tubarão um sistema de tratamento utilizando escória de aciaria LD. O sistema, que se compreende de um Tanque de Recebimento; Tanque de Sedimentação; Filtro de Escória; e Redutor de pH foi objeto de estudo e teve sua eficiência medida em relação a sete fatores: Demanda Química de Oxigênio, Demanda Biológica de Oxigênio, E. Coli, Fósforo Total, Fósforo Dissolvido, pH, e Sólidos Suspensos Totais. De maneira geral, o sistema mostra-se eficiente, com destaque para as excelentes taxas remoção de E. Coli, Fósforo Total e Fósforo Dissolvido. O controle do parâmetro pH através de um método de baixo custo ainda representa um fator a ser superado, que quando consolidado permitirá uma nova aplicação para o material no tratamento de efluentes domésticos e rurais.

Aug 16, 2017

By Maria Carolina Andrade Teles

Uma fibra natural apresenta características interfaciais com matrizes poliméricas que favorecem a absorção de alta energia de impacto da estrutura compósita . Este trabalho procura avaliar a resistência ao impacto deste tipo de matriz de poliéster com reforço de fibras naturais. As fibras de Fique foram misturadas com resina de poliéster sob pressão em um molde metálico, e curada à temperatura ambiente durante 24 horas . Amostras padrões foram preparadas até 30% em volume de fibras Fique alinhadas ao longo de todo o seu comprimento, estas amostras foram então testadas com ensaio de impacto Izod do pêndulo e as superfícies de fratura examinadas por microscopia eletrônica de varredura, MEV. A resistência ao impacto aumenta substancialmente com a quantidade relativa de fibra de Fique como reforço do compósito . Isto pode ser atribuído a uma descolagem preferencial da interface fibra / matriz , o que contribui para uma elevada energia absorvida.

Aug 17, 2017

By Renan Oss Giacomelli

The adhesion of multifunctional coatings on soft substrates is of paramount importance in the tribological behavior of this important class of surface treatment. In particular, scratch and indentation tests have been extensively used in order to assess this property. In this paper, the adhesion of a-C:H diamond-like carbon films deposited on nitrided low carbon steel was evaluated by indentation and scratch tests. The coatings were produced by PECVD onto 1020 steel substrates with two different surface finishing: ground (Sq = 0.184 µm) and polished (Sq = 0.002 µm). Indentation tests using a Rockwell diamond indenter were conducted and the adhesion evaluated by measuring the spalling region on images obtained by using optical microscopy. The analysis of the spalling regions produced semi-quantitative results, eliminating the subjective qualitative analysis proposed by the standard method VDI 3198. In addition, scratch tests were performed using the same indenter and a comparison between the two techniques was established.

Jul 31, 2018

By Elaine Carballo Siqueira Corrêa

A busca por redução de peso e maior segurança dos veículos vem impulsionando a obtenção de novos aços de elevado desempenho. Os aços bifásicos vêm sendo desenvolvidos e utilizados devido a sua considerável resistência mecânica e boa conformabilidade. No presente trabalho foram realizados os recozimentos intercríticos direto e contínuo em um aço de composição 0,121%C-0,499%Si-1,58%Mn-0,021%Cr com o objetivo de avaliar os efeitos do tempo e temperatura de intercrítica na dureza da ferrita e do constituinte MA (martensita e austenita retida). A avaliação dos resultados foi realizada por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e ensaios de ultramicrodureza. Foi observada a influência do tempo e da temperatura na morfologia e na quantidade de constituintes formados. Também foram verificados diferentes valores de dureza nos constituintes e ainda em distintas regiões dos grãos de ferrita. Os resultados indicaram maiores durezas para regiões próximas da interface ferrita/martensita e diminuição de dureza do constituinte MA e aumento dos valores na ferrita com a elevação do tempo.

Oct 30, 2017

By Daniela Mota Paschoal Veloso da Silva, Gabriel Filinkoski, Suelen Silva Rocha, Jorge Luiz Valença Mariz

A previsão da fragmentação da rocha é essencial para otimizar a operação de desmonte de rochas. A fragmentação depende de muitos parâmetros, como propriedades estruturais e geomecânicas do maciço rochoso, geometria do plano de fogo das detonações e propriedades dos explosivos. Neste contexto, este trabalho objetivou realizar a previsão da fragmentação por simulação do desmonte de rochas da Mineração Megaípe considerando as características estruturais e geomecânicas inerentes à formação do maciço rochoso através da metodologia de Kuz-Ram. A metodologia consistiu no levantamento das propriedades geométricas das descontinuidades visíveis na face da bancada existente, realização da classificação geomecânica através dos sistemas Rock Mass Rating (RMR) e Q e aplicação dos resultados para predição da distribuição granulométrica da fragmentação. Obteve-se como resultado da simulação que cerca de 90% do material fragmentado deve passar na abertura do britador primário disponível na pedreira, além de resultados favoráveis quanto às análises de condições de estabilidade do talude operacional.

Oct 3, 2019

By Débora Guimarães da Silva

Este trabalho trata da deposição de um nanofilme de sílica através do processo sol-gel na superfície de um substrato vítreo para sua aplicação em usinas térmicas de energia solar. Os filmes foram confeccionados pelo processo de revestimento por imersão utilizando-se um equipamento dip-coating e passaram por um tratamento térmico à 425°C durante 30 minutos. Na etapa de caracterização foram feitos ensaios de espectroscopia de fluorescência de raios-X, refletância difusa no UV-Vis, microscopia eletrônica de varredura e medidas de molhabilidade. As propriedades mecânicas foram avaliadas por teste de adesão da fita e dureza a lápis. Resultados dos ensaios de espectroscopia de fluorescência de raios-X confirmaram haver a deposição de sílica sobre o substrato. Foi obtida uma refletância difusa de 2,72% para o filme antirreflexivo. Imagens no MEV revelaram uma superfície lisa, uniforme e isenta de trincas. Medidas de molhabilidade mostraram que houve o molhamento dos filmes pela água, caracterizando-os como hidrofílicos. Os filmes apresentaram uma adesão de 4B e dureza de 3H. Os nanofilmes de sílica confeccionados apresentaram propriedades ópticas e mecânicas satisfatórias para a aplicação solar.

Aug 17, 2017

By Michel Rodrigo Luiz, Glaudistoni da Silva Félix, Osmar Duarte Junior

This article deals with a project to reduce the preparation time and threading the coils in the input section of a pickling line coupled to the cold strip mill (PLTCM) at ArcelorMittal Vega. The project developed serves for the detection and elimination of bottlenecks in the input section. The project was conceived by the philosophy of the Theory of Constraints (TOC) and Lean Six Sigma (6 sigma), here seen as sequencing serial / parallel in the preparation and threading the coils. In this context, a proposal to modify the automatic sequencing and reduction of interruptions due to failure of the automation / equipment confirmed its effectiveness reducing the total time preparation time and threading the coils in the entry section by 15%. This project was developed without investment costs, bringing gains on the order of US$613,769.00.

Oct 1, 2019

By Martin Dirks

Nowadays the sinter cooler often becomes the bottleneck of the sinter production, with outdated equipment leading to low productivity and high operation and maintenance costs. Furthermore valuable energy is simply destroyed in the cooler, which is not compatible anymore with a cost efficient and environmentally friendly sinter production. Paul Wurth has developed and improved two types of coolers, the annular cooler and the shaft cooler which offer flexible solutions to the specific situation of each client. The classic design of the annular cooler was completely revised and is now composed of a rigid ringframe construction as opposed to the traditional design with individual sintering cars, avoiding the typical problems of centering. Additional features of the PW annular cooler are the low air leakage rate and the increased effective cooling surface due to the removal of dead areas. This leads, in addition to the lower weight, to lower operating costs and a smaller space requirement. The shaft cooler stands out with an even smaller space requirement and a lower sinter outlet temperature because of a very long residence time of the sinter inside the shaft. Its development into a pure counter flow cooler aims at maximizing its energy efficiency, as it is designed as a system with a very low demand for cooling air, high air discharge temperatures and highly reduced dust emissions. For both cooler types flexible heat recovery solutions can be offered. These solutions include the supply of hot combustion air to the ignition hood burners and the sinter strand, the production of steam for the clients steam grid or the production of electric energy.

Aug 16, 2017

By DIEGO RAFAEL MONTEIRO DINIZ

Os processos de recebimento, armazenamento e distribuição de combustíveis em grandes empresas mineradoras necessitam de um controle robusto e eficaz de todas as operações, uma vez que representam elevado custo por tonelada de minério produzida e expedida. Para tanto, a automatização dos processos que envolvem combustíveis é necessária, capaz de promover redução de custos, aumento de produtividade, confiabilidade e precisão nos dados e melhorias nas condições de trabalho na gestão e operação em combustíveis. Foi aplicada uma análise descritiva de um estudo de caso de um projeto de automação para esta finalidade implantado na empresa VALE S/A. Foi feita uma avaliação sistemática dos recursos, equipamentos e tecnologias necessárias a completa automação e integração dos processos que envolvem combustíveis e os ganhos alcançados após a implantação.

Oct 30, 2017

By Patrizio Damiano

Competitiveness in Electric Arc Furnace production is pushing steelmakers to increase the throughput at the lowest expenditure. The technological challenge is therefore to operate the existing facilities at their top capabilities and to exploit materials and energy sources at the upmost yield and efficiency. Moreover, seizing the opportunity offered from the price variability of metallic feedstock calls for flexible practices, versatile equipment and tools to rapidly tune the melting profiles without hindering steel quality and equipment lifetime. The innovative Danieli Q-MELT Automatic EAF system addresses these aspects implementing a centralized control system which interacts with multiple technological packages. Each of these cutting-edge technologies focuses on one aspect of the EAF cycle, increasing machine availability and resource efficiency, by means of electrode regulation and foamy slag control, charging optimization, off-gas analysis and closed loop injectors control. Moreover, these modules provide the process supervisor application (Melt Model) with important information regarding the process status, thus allowing the adoption of a unified control strategy. The supervisor implements a robust statistical approach to identify process deviations in real time. The first results and technology perspectives inferred from the field immediately after the start-up are described in this paper.

Oct 30, 2017

By Renan Oss Giacomelli

A adesão de revestimentos multifuncionais em substratos moles é de extrema importância para o comportamento tribológico desta importante classe de tratamentos superficiais. Mais especificamente, testes de indentação e de riscamento são bastante utilizados na medição desta propriedade. No presente estudo, a adesão de filmes de DLC do tipo a-C:H depositados em aço baixo carbono nitretado foi investigada através de testes de indentação e riscamento. Os revestimentos foram produzidos através de PECVD em substratos de aço 1020 com dois acabamentos superficiais: lixado (Sq = 0,184 µm) e polido (Sq = 0,002 µm). Foram realizados testes de indentação Rockwell C e a adesão foi quantificada através da medição da área desplacada em imagens obtidas através de microscopia ótica. Esta análise produziu resultados semi-quantitativos, eliminando a análise qualitativa subjetiva sugerida pela norma VDI3198. Ainda, testes de riscamento foram realizados nas mesmas amostras com o mesmo indentador para que uma comparação entre ambas as técnicas pudesse ser estabelecida. Por fim, o método apresentado mostrou resultados coerentes, onde amostras com menor carga crítica apresentaram uma maior área desplacada. Amostras lixadas apresentaram um desempenho inferior em relação a adesividade.

Aug 16, 2017

By Michael Brandner

HSM can be divided into different groups such as Conventional HSM with Roughing stands and HSM without Roughing stands = Mills with just finishing stands. The roll requirements for different stands are quite different. In Roughing stands the temperature of the slab is very high. Therefore the resistance against thermal wear/fatigue is the most dominating factor. Today mostly Chrome Steel, Semi HSS and HSS rolls are applied. A comparison and evaluation of such rolls will be described. In the finishing mill the tendency/wish is to use HSS rolls in all the stands. The grade HSS is defined by at least a certain amount of carbide forming elements such as V, W, Mo, Nb etc. The matrix and other precipitations can be adjusted according to the need and situation in the mill. In the pre-finishing stands the HSS is already well introduced. In the last finishing stands the original HSS tended to stick and the cobble rate increased. New development decreased the problem and gave some very promising results. In the last finishing stands beside the high performance a higher resistance against incidents is needed. Solutions in this direction including e.g. residual stresses and special core material will be discussed. Proper testing and grinding procedures can avoid losses and reduce the TCO. Data sourcing and evaluation in regards of rolling and grinding is the key for the optimization of the TCO. Several examples and comparison between different applications will be given in detail and explained. Future possibilities will be discussed as well as results of latest trials in mills.

Aug 17, 2017

By Andreas Rohrhofer

Reliable high end automation and process optimization systems are main factors for excellent product quality, safe operation and maximized plant performance in the steel industry and its designated environmental plants. Primetals Technologies introduces new automation packages for consequent safe and cost efficient production. Many areas within the steelplant interested to be monitored and measured automatically are not implemented in the automation system due to limited access or technical reasons. A wireless, self-organizing network facilitates wide ranging data transmission in previously inaccessible areas and opens up a wide range of new opportunities. With Fluid Guard a system to detect leakages with highest accuracy and reacts properly for all kind of water cooled circuits is available, improving the safety in steelmaking process. Lance Guard can be utilized for all fully automatic and semi-automatic lance appliances, but is especially suitable for the products of Primetals Sublance Standard/2.0 and LiquiRob applications, since these systems make seamless integration particularly simple. Manual lance appliances may also be tested and diagnosed. Environmental plants have become a main part in steelmaking plants. Highest performance in combination with optimized energy consumption is the main target in Primetals Technologies’ innovations in automation optimization packages for dedusting systems. A new approach for preventive maintenance and operator assistance is introduced with the Acoustic Expert System. In combination with the new Ask cloud based system, Primetals enables a 24/7 monitoring and a whole lifetime observation of any equipment within a steelplant. Furthermore it is now enabled to check the condition of the plant at a fingertip at any time.

Aug 17, 2017

By Mariano de Córdova

A operação dos altos-fornos com injeção de carvão pulverizado ou gás natural requer uma alta qualidade do coque. Para um custo mínimo do coque, mantendo a qualidade necessária, a escolha de carvões e a formulação da mistura é um tema muito importante. Uma ferramenta amplamente utilizada para o design de misturas é a modelagem, precedido pela caracterização de carvões e seguido de teste no forno piloto. Neste trabalho, revisa-se o desenvolvimento dos modelos, com base la literatura pública. Três etapas cronológicas são levadas em conta, desde os anos sessenta até a atualidade.

Aug 17, 2017

By Susanne Hahn

The Siemens VAI software model DynaPhase calculates thermodynamic properties depending on the chemical analysis of steel. It can be used online together with Siemens VAI’s secondary cooling model SIMETAL Dynacs 3D which is a unique feature. Offline it can be used to investigate the thermodynamic properties of steel grades and therefore supports the development of new grades. The core of DynaPhase is a substitutional solution model for the Gibbs free energy to calculate multi-component phase diagrams. The parameters of this model are determined by employing the CALPHAD approach. This model is combined with a microsegregation model to account for the interdendritic solidification process. New DSC (differential scanning calometry) measurements of the department of metallurgy of the Mining University of Leoben have been used to improve the DynaPhase database for high Al or Si concentrations. By comparing this experimental data to calculations it has been found that some of the widely used commercial software tools do not describe the ternary system FeAlC for high aluminum concentration correctly. In this paper we will show how thermal properties of high Al grades change with the optimized database and what impact this has on the secondary cooling of continuous casting, e.g. how the solidus point shifts on the strand. Moreover we will show that the online use of DynaPhase has many advantages for the production. Since DynaPhase uses the actual chemical analysis of the steel grade and not just concentration ranges or averaged concentrations it is possible to optimize the cooling strategy during casting for the actual chemical analysis of the actual heat.

Jul 30, 2018

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 Jorge Madias

O trabalho está baseado na análise de dados de perto de 200 fornos elétricos a arco de diferente design: convencional, de corrente contínua, de carcaças gémeas, com preaquecimento de sucata no transportador ou em shaft, etc. Incluem-se fornos que processam principalmente sucata, e fornos com carregamento parcial de gusa sólido ou líquido, ferro briquetado a quente (HBI) ou ferro esponja (DRI) a frio ou a quente. São avaliados os consumos de energia elétrica, oxigênio, gás natural e materiais carbonosos; os tempos entre vazamentos, com forno ligado e com forno desligado, assim como a produtividade horária. Com os dados obtidos, se analisa a influência dos metálicos (e seu estado térmico ao momento do carregamento), e o design do forno, sobre os consumos específicos mencionados e a produtividade.

Oct 30, 2017