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By José Adilson de Castro

In the integrated steel industries the sintering process plays an important role furnishing raw material to the blast furnace. In this work, a computational simulation of the sinter process is developed that is able to predict the most important phenomena within the sintering bed. The model is based on the multi phase concept with multiple components described by conservation equations of each component coupled with the momentum, chemical reactions and heat transfer. The model validation was carried out comparing the model predictions with averaged industrial data and local temperature measurements within the sinter strand. The model predictions presented good agreement with the averaged values measured on the industrial sinter process.

Aug 2, 2018

By Márcia Maria da Silva Monteiro Pereira

Durante o lingotamento contínuo de aço, partículas de ZrO2 adicionadas na escória de molde facilitam a nucleação heterogênea de cristais devido à sua limitada solubilidade. A adição de ZrO2 promove a cristalização da fase cuspidina, o que auxilia na redução da transferência horizontal de calor no molde, amenizando desta forma o problema das trincas longitudinais. Outro benefício da adição de ZrO2 em pós fluxantes é reduzir a taxa de desgaste da válvula submersa (SEN) na interface metal/escória; a erosão da SEN é um problema sério. Através de testes de laboratório e de testes industriais concluiu-se que a adição de ZrO2 em pós fluxantes reduz a taxa de transferência de calor horizontal no molde durante o lingotamento contínuo de aço, considerando os dois tipos de pós fluxantes que foram analisados no presente trabalho. Além disso, observou-se que a adição de ZrO2 reduz a taxa de desgaste da válvula submersa na interface metal/escória.

Aug 16, 2017

By John Malcolm Gray

Interest in X-80 linepipe steels emerged in the early 1980’s and it was first used in 1985 by Ruhr Gas [1]. The early steels were extensions of conventional Nb-V or Nb-Mo microalloyed X-70 steels but other alloying concepts emerged based on Nb-Mo-B alloying (NKSTAF [2] and ULCB [3]). The latter had acicular ferrite/bainitic microstructures and carbon contents below 0.05 percent. In parallel renewed interest developed in ultra low carbon (0.02 percent) higher niobium steels which had first been studied in 1962 [4]. Such steels exhibited excellent notch toughness when processed with high finish rolling temperatures (>950°C) which made them suitable for processing on weak, older rolling mills. With time such steels, designated “High Temperature Processed”, or HTP steels, were further optimized and produced in modern, very strong rolling mills due to their superior economy compared with traditional vanadium and molybdenum containing steels. The chronology of the HTP development is presented in the present paper. Full scale demonstration heats of a 0.06 percent carbon 0.10 percent niobium steel were produced by Bofors Steel Plant in 1972 and were converted from slabs to plates by nine different steel mills [5-7]. Commercial application in API Grade X-70 first occurred in Canada in 1974 [8,9] but the concept was only used sporadically after that until 1998 when it was applied for the API Grade X-70 Sour Service Cantarell Project [10] in Mexico. Soon thereafter, the El Paso Cheyenne Plains Project used a 0.05%C 0.095%Nb 0.27%Cr variant of the HTP steel [10-12]. Nowadays the HTP concept is being utilized for construction of approximately 6000 km of 48” OD x 18.4 mm X-80 per year in China. The metallurgical principles and history of the development are presented in details in this paper.

Aug 7, 2018

By Joaquim Luiz Monteiro de Barros

Com base na atual situação de restrição de disponibilidade e do custo da energia no Brasil, sistemas tipo Heat Pipe (tubos de calor) tendem a ser cada vez mais utilizados na recuperação do calor dos gases de exaustão nos processos de produção de gusa, para o pré-aquecimento de ar/gás, aumentando a eficiência energética global do sistema e reduzindo o consumo de combustível. Esta tecnologia agrega uma série de vantagens, quando comparada com os trocadores de calor tradicionais, pois possui um design compacto, transferência de calor uniforme em toda a área de troca térmica, alto grau de vedação, de forma a evitar o risco de vazamento e mistura/contaminação entre os fluidos quente e frio.

Sep 25, 2017

By Rafael Arthur Reghine Giorjão

Microestrutura e propriedades mecânicas de tubos de aço inoxidável superduplex SAF 2507 processados por soldagem por atrito com pino não consumível foram analisadas. Juntas de alta qualidade foram produzidas com sucesso utilizando ferramentas de nitreto de boro cúbico policristalino (PCBN), controle de força de 38 kN, velocidade de avanço de 50 mm/min, velocidade de rotação de 200 RPM. Ensaios de dureza e tração foram realizados, evidenciando aumento de dureza na zona de mistura e falha no metal de base. Simulações térmicas calcularam temperaturas globais máximas em torno de 1176 °C e diferentes ciclos térmicos ao longo da espessura da junta, conferindo diferenças microestruturais e mecânicas nestas regiões

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 Afrânio Márcio Costa

Placas lingotadas continuamente, não obstante atendam a requisitos como composição química, conteúdo de inclusões, aspectos macro e micrográficos, podem ser desclassificadas por falta de conformidade dimensional. Contrações térmicas, de solidificação e de transformações de fases são partes intrínsecas do processo e são afetadas por alterações na taxa de extração de energia da placa durante o processo. Este conjunto de contrações determina o Fator de Contração de operação, o qual é utilizado para determinar as dimensões do molde que irão resultar na largura especificada, onde o presente estudo determinará o fator de contração dos aços peritéticos. As variáveis identificadas que influenciam no fluxo de calor primário foram: frequência de oscilação, superaquecimento, velocidade de lingotamento e viscosidade do pó fluxante. Identificou-se que o resfriamento secundário e a conicidade utilizado no molde, também são critérios determinantes para obtenção de larguras especificadas. Assim sendo, uma equação de regressão foi desenvolvida para o Fator de Contração.

Aug 17, 2017

By Gustavo Massarenti Lopes

Neste trabalho são apresentados o planejamento e preparação para o início da operação, o período de “ramp up” e estabilização da produção da Coqueria da Companhia Siderúrgica do Pecém, incluindo a elaboração dos procedimentos para operação aliado a implantação do sistema de gestão da qualidade; definição do quadro de pessoal, seleção, contratação e treinamento; a estruturação, planejamento e execução do comissionamento; curva de “heating up” das baterias; definição da mistura de carvões; “ramp up” e estabilização da planta; apresentação dos resultados dos principais indicadores de produção e qualidade.

Oct 30, 2017

By Giulio Rodrigues Altoé

Environmentally correct composites, made from natural fibers, are among the most investigated and applied today. In this paper, we investigate the mechanical behavior of epoxy matrix composites reinforced with continuous fique fiber, through bending tensile tests. Specimens containing 0, 10, 20 and 30% in volume of fique fiber were aligned along the entire length of a mold to create plates of these composites, those plates were cut following the ASTM standard to obtained bending tests specimens. The test was conducted in a Instron Machine and the fractured specimens were analyzed by SEM, the results showed the increase in the materials tensile properties with the increase of fiber amount.

Aug 16, 2017

By Lucas Breder Teixeira

O uso de ferramentas de simulação numérica para análise estrutural vem se expandindo nos últimos anos, sobretudo utilizando o método dos elementos finitos. Nesse trabalho são apresentados dois exemplos de otimização de projetos envolvendo componentes de mecanismos de válvula gaveta, realizados pela Magnesita Refratários S.A. Partindo da geometria inicial até o produto final, é analisado como o campo de tensões é adequado a valores admissíveis, conforme modificações de projeto são realizadas. Por fim, é demonstrada a importância desse tipo de estudo para alcançar maior confiabilidade e segurança em projetos mecânicos.

Aug 16, 2017

By Yan Samuel Ferreira Junqueira

O processo de coqueificação em uma Coqueria do tipo Heat Recovery ocorre pela queima da matéria volátil presente no carvão, principal combustível para aquecimento dos fornos. Uma segunda queima não desejada ocorre pela combustão do coque. Essa queima indesejada é denominada Burn Loss. A quantidade de ar succionada para dentro dos fornos era controlada por um sistema automático que abria ou fechava as válvulas utilizando como principal variável o Tempo. Durante o controle por tempo varias influências e distúrbios que ocorriam no processo não eram levadas em consideração e consequentemente não era utilizado todo o potencial do processo para a produção de coque. O controle desenvolvido pela equipe da Coqueria da thyssenkrupp CSA (tkCSA) chamado de PID Combustão é focado em um sistema de autoaprendizagem, capaz de reconhecer as características do processo e admitir somente a quantidade de ar necessária para cada forno. Cálculos matemáticos, estatísticos e o histórico da temperatura do forno são levados em consideração pelo PID Combustão que otimiza a mistura de gás com ar no forno. Os principais benefícios após a instalação do PID Combustão foram: redução nas temperaturas dos coletores (preservação do ativo), aumento da capacidade de produção do forno (aumento da velocidade de coqueificação) e otimização da sucção ao longo dos fornos no mesmo coletor.

Aug 17, 2017

By Marcos Fernando Campioto Junior

O objetivo deste trabalho é apresentar os resultados obtidos, após a implantação da ferramenta de otimização do planejamento e programação da produção CScheduler Weekly Planner da PSI Metals na ArcelorMittal Tubarão. A ferramenta de otimização CScheduler permite realizar o planejamento e programação de médio prazo para as máquinas de lingotamento contínuo da ArcelorMittal Tubarão, visando melhor atendimento as regras de negócio relacionadas a cliente, redução custos operacionais e redução de instabilidade operacional do processo. Este trabalho também apresenta a criação de um novo Modus Operandi para o planejamento e programação com resultados obtidos em casos de testes e resultados pós-implantação em produção.

Oct 30, 2017

By Manuela Arend Prediger

Este trabalho teve como objetivo desenvolver um banco de dados com ênfase em materiais semicondutores e condutores para disponibilizar informações dos quatro principais grupos de materiais: metais, compósitos, cerâmicos e polímeros. Isto foi realizado através de uma seleção de materiais e definição de quais os mais adequados à área de semicondutores. Por intermédio de levantamentos bibliográficos em livros, periódicos e sites, foi possível compilar as características e as aplicações destes diferentes tipos de materiais. Assim, obteve-se um site que contém informações precisas e confiáveis e que está disponível àqueles que possuem interesse nesta área. Infere-se a partir do trabalho feito que o uso de materiais semicondutores faz-se cada vez mais necessário e crucial para satisfazer as exigências de equipamentos eletrônicos.

Aug 16, 2017

By Tatiane Haskel

A utilização de ligas Al-Si tem se expandido industrialmente principalmente no setor automobilístico. Cabeçotes, blocos de motor, rodas entre outros são exemplos de componentes produzidos com essas ligas. Estes componentes normalmente estão sujeitos a carregamento cíclico. O objetivo desse trabalho foi estudar o comportamento da liga A356 utilizando corpos de provas submetidos à fadiga por flexão rotativa nas condições brutas de fundição e tratadas termicamente por T6. Corpos de prova para ensaios de tração e de fadiga foram obtidos por fundição por gravidade em coquilhas. A comparação dos resultados foi realizada com os resultados do limite de resistência, do limite de escoamento, do alongamento e das curvas S-N. Adicionalmente análises fractográficas foram realizadas para verificar o comportamento de fratura. A liga tratada termicamente apresentou melhores resultados no ensaio de tração e de fadiga na faixa de 103<N<107.

Aug 16, 2017

By Maycon Athayde

Samarco produces high quality iron ore pellets processed in straight grate furnaces. This process is essential in order to obtain adequate mechanical strength to the pellet transportation and operation in the reduction reactors. All mechanical properties of the agglomerates are obtained during the stage of firing where the slag and sintering bond happens, thus it is a decisive step to improve the pellet quality. Therefore, the velocity distribution of gas flow within this zone must have homogeneous and even velocity distribution. Hence, it was developed a mathematical CFD model to characterize the gas flow in the burning zone, applying the equations of conservation of momentum, mass and energy and an uneven flow distribution was identified and the gas velocity analyzed and validated through experimental data. On the other hand, on the present paper, an improved firing zone burner were developed and industrially implemented in a way to mitigate the uneven flow pattern detected aided by CFD. Different burner designs, based on CFD analysis, were experimented in order to succeed on the aggressive condition. The combustion was investigated and burner efficiency evaluated and compared with the simulation purposed.

Aug 2, 2018

By Daniela Fátima Gomes

O processo de têmpera é uma das etapas críticas na produção de tubos de aço, possuindo grande importância na determinação da qualidade do produto final. Nesse trabalho foi desenvolvido um modelo matemático para o resfriamento de um tubo submetido a têmpera por anéis. Neste processo, o tubo passa através de um conjunto de anéis com sprays de água. Uma série de variáveis afetam a performance do processo, tais como: temperatura de entrada do material na estrutura de resfriamento e velocidades de rotação e avanço do tubo. Diversas simulações foram desenvolvidas, comparando diferentes abordagens para a modelagem. Constatou-se que o espaçamento entre os anéis causa grandes gradientes de temperatura ao longo da superfície do tubo. Verificou-se que a transferência de calor ao longo do comprimento do tubo não deve ser negligenciada e a velocidade de rotação do tubo uniformiza a temperatura ao longo da direção angular do tubo.

Oct 30, 2017

By João Paulo Meneguelli Campos

O objetivo deste trabalho foi validar o modelo proposto por Kasuya et al para prever as durezas máximas da zona termicamente afetada (ZTA) em juntas soldadas de um aço com médio teor de carbono através de ensaios empíricos. Para isto, se faz necessário o cálculo da energia de soldagem, quando foram testados modelos apresentados por Marques e Modenesi e também o modelo proposto por Perdigão. As juntas soldadas foram produzidas usando chapas de aço SAE 1045 com espessura de 12,7 mm como material base, chanfro de 70º e arame sólido do tipo ER70S-6. Para mudar as condições de resfriamento das juntas soldadas, foram testadas variações nos parâmetros de soldagem, tais como: energia de soldagem, taxa de resfriamento e temperaturas de pré-aquecimento e interpasses. Foram feitos experimentos com e sem pré-aquecimento e testados pós-aquecimento e alívio de tensões. As amostras da zona fundida e da ZTA tiveram as durezas medidas e foram analisadas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Em linhas gerais, os resultados empíricos para a dureza na ZTA seguem a mesma tendência prevista pelo modelo de Kasuya et al, mas observam-se desvios na proporcionalidade validando a equação parcialmente para o material estudado. Também foi possível constatar que para o cálculo da energia de soldagem são adequados os modelos propostos por Perdigão e Marques e Modenesi.

Aug 17, 2017

By Daniel Valente Guimarães

Este trabalho tem como objetivo apresentar os resultados alcançados através do planejamento, por meio do agendamento com hora marcada, no processo de expedição de produtos acabados, que estão permitindo a Votorantim Siderurgia atratividade na contratação de veículos, redução de custos e confiabilidade no processo.

Aug 17, 2017

By Fabíola Freitas de Miranda

A boa gestão das rotinas da Segurança no Trabalho é fundamental para apoiar um resultado positivo em vários aspectos dentro de uma operação de grande porte, como a da CSN. O colaborador é o bem mais importante de uma empresa e para garantir a satisfação e a qualidade de vida do mesmo é essencial que haja um ambiente de trabalho seguro e confiável. O zero acidente com pessoas é uma busca constante e com a consolidação de diversas ações de forma preventiva foi possível alcançar as metas propostas. Com o início das atividades de produção da fábrica de Aços Longos da CSN, houve a necessidade estruturar todas as atividades da equipe de logística, área responsável pelas atividades de abastecimento, logística interna e escoamento da planta, de forma a garantir que os funcionários estivessem envolvidos com as demandas geradas pela organização. Para isso, foi elaborado plano de trabalho com objetivos claros ligados a gestão de segurança.

Oct 30, 2017

By Robson Jacinto Coelho

A equipe da Coqueria identificou a possibilidade de reduzir o Burn Loss, que é a perda de material por queima durante o processo de coqueificação. Após uma série de estudos, utilizando a metodologia Seis Sigma, identificou-se oportunidades de melhorias operacionais que trariam mais eficiência, estabilidade operacional e consequente aumento na produção de coque e vapor, tais como: maior controle na admissão de ar, controle das perdas de coque e carvão, vedação dos fornos de coque e execução de paradas programadas específicas para Preservação Refratária, com foco na redução do back log e consequente prolongamento da vida útil das baterias de fornos de coque. A redução Burn Loss aumenta o rendimento coque/ carvão, com consequente redução do consumo específico de carvão e aumento na produção de coque e vapor. A implantação desse projeto permitiu a redução de 2,5 dólares por tonelada de aço produzida no Fiscal Year 16/17.

Oct 30, 2017