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By Josef Maierl

For the production of advanced high strength steel grades (AHSS) like API X80/X100, dual-phase, martensitic and complex-phase grades a number of hot strip mills need to extend their limits in terms of power and flexibility. Especially for cooling and coiling of these new materials, Primetals Technologies developed the “Power Cooling” and “Power Coiling” technologies. Power Cooling combines the advantages of conventional laminar cooling or “low pressure cooling” with the newly developed “high pressure cooling” with highest cooling rates for flexible operation. The Power Coiler which is needed to coil those high strength grades especially at thicker gauges ensures reliable strip-coiling for a most economical production. To enhance the reliable production of high-strength steel grades for a wide range of strip dimensions, the automation system with its advanced models is an integral part to the mechanical design. In this context the paper presents examples for the installation of power cooling and power coiling in new and modernized HSM.

Aug 16, 2017

By Olivier Lacroix, Dubé Mathieu, Guylaine Laforest

The reduction behavior of iron ore pellets in gas-based DR shaft processes has been studied at COREM since the late 80s. At that time, a new DR characterization test called COREM R180 was developped in collaboration with ArcelorMittal Mines Canada (former Quebec Cartier Mining) and ArcelorMittal Long Products Canada (former ISPAT Sidbec Inc.). This paper describes COREM’s approach to improve its understanding of the relations between iron ore pellet microstructure and pellet quality. The differences between the DR90 and the R180 tests are discussed. The evolution of the microstructure during reduction of both tests is also described. The reduction steps during the two tests are put forward as an important factor impacting the microstructural changes as well as the test results.

Oct 1, 2019

By Janaina Gonçalves Maria da Silva Machado

O antracito é um dos tipos de combustíveis utilizados no processo de pelotização. Estudos de caracterização desses materiais realizados no CTF-Vale indicaram muitos casos de antracitos contaminados com carvões betuminosos. O objetivo desse estudo é avaliar como essa contaminação pode afetar a qualidade das pelotas queimadas e também o manuseio desses combustíveis. Para este desenvolvimento alguns antracitos, com diferentes níveis de contaminação, foram caracterizados química, física, petrográfica e mineralogicamente e seus desempenhos foram avaliados em plantas piloto de pelotização. De acordo com os resultados, quanto maior o grau de contaminação de antracitos com carvões minerais pior a qualidade física das pelotas queimadas. Em casos extremos, quando os antracitos foram contaminados com maiores teores de carvões alto-voláteis as pelotas se desintegraram durante os pot grate tests. Observou-se também que a contaminação afeta negativamente os principais parâmetros que influenciam o manuseio de combustíveis, que são umidade, distribuição granulométrica e composição mineralógica.

Aug 2, 2018

By Roney Eduardo Lino

Melhorar a qualidade dos aços e dos processos tem sido uma rotina dos engenheiros metalurgistas e das siderúrgicas em um mercado que exige produtos com qualidade e preço competitivos. No processo de refino dos aços são feitos os ajustes de composição química e temperatura, além das modificações inclusionárias necessárias às características de qualidade dos produtos e as exigências para uma perfeita lingotabilidade. O processo de solidificação mais comum é o lingotamento contínuo, onde a continuidade de fluxo de aço líquido através das válvulas é assegurada através da temperatura adequada e presença de inclusões no estado líquido nas temperaturas de lingotamento. Neste trabalho foram utilizados os softwares Thermocalc e CEQCSI com o objetivo de avaliar o efeito dos elementos químicos carbono, silício e enxofre na janela de lingotabilidade de diagramas de fases alumínio vs cálcio. Os softwares se mostraram bastante apropriados e eficazes neste estudo, e os resultados indicam que os elementos estudados afetam diretamente a posição da janela de lingotabilidade dos aços carbono. A análise de amostra de tarugo de um aço 0,2%C via MEV mostrou que há grande heterogenidade de inclusões no aço acalmado ao alumínio e tratado com cálcio.

Aug 8, 2018

By Andrelio Marcos Ribeiro, Lucio Ribeiro Camisao, Antonio Carlos Ataíde, Alan de Sousa Pereira, Renato Siqueira Campos

The annealing and pickling line n. 1, responsible for the production of stainless steel 3xx, 4xx and 430a in thicknesses from 4 to 0.4 mm, has two vertical strip accumulators. These are intended not to let the material exceed the determined time in the furnace and in the pickling, and consequently do not cause defects like burning and excessive pickling. Strip accumulator n. 1 avoids the line from stopping during welding execution of the coils in the welding machine. In sequence, the strip accumulator n. 2 avoids the line from stopping at the end cutting of the tips, and in the coils removal from the pickling. The strip accumulators have a roller table that during the strip accumulation moves vertically downwards while its counterweight moves vertically upwards, and do the inverse movement when the material is released. On December 12th 2018, the failure occurred in the strip accumulator n. 1, where it was verified that the shaft of one of the pulleys had been fractured by high-cycle mechanical fatigue, which was characterized by alternating bending. With the fracture of the shaft, occurred the unevenness of the counterweight that damaged the guides. Failure analysis of this occurrence was based on the PDCA methodology, when was verified a weld between the shaft and the pulley. The analysis of the microstructure transformation in the molten zone, in the heat affected zone and in the base metal was carried out in an optical microscope, and no abnormality was observed. It was also carried out the end test by penetrating liquid, finding an inadequate weld in its geometry, as well as longitudinal trunks along the center of the weld bead. However, after a huge investigation of the causes, it was found that the failure was triggered by an inadequate design of the pulley shaft. It was also verified that the shaft had an open measure, inadequate for the operational context. After the analysis, action plans were drawn up based on the FMEA methodology to inhibit the failure recurrence.

Oct 7, 2019

By Ismael Vemdrame Flores

No panorama atual da coqueificação há uma necessidade comum de aumentar o uso de carvão de menor qualidade, principalmente devido ao alto custo e decrescente disponibilidade de carvões coqueificáveis de primeira linha. Neste cenário, uma forma de melhorar a qualidade do coque é através do controle de tamanho de partículas de carvões e misturas. A granulometria dos carvões pode alterar sua petrografia e propriedades reológicas, podendo ser utilizada de forma benéfica. O presente trabalho é uma primeira parte de um estudo de longo prazo e tem como objetivo avaliar os efeitos de preparação de carvão em suas propriedades. Para esse fim, dois carvões coqueificáveis e uma mistura foram selecionadas e caracterizadas em diferentes faixas de tamanho de partícula. Os carvões e suas frações granulométricas foram caracterizadas por análise imediata, petrografia, fluidez Gieseler e índice de inchamento livre. Os resultados demonstraram que as frações granulométricas dos carvões apresentam diferentes propriedades (cinzas, matéria volátil, composição maceral, fluidez e FSI) de acordo com o tamanho de partícula estudado. Além disso, discutiu-se o motivo por trás das diferenças observadas.

Aug 1, 2018

By Anna Carolina Cerqueira Neves

As fibras sintéticas vêm sendo gradualmente substituídas por fibras naturais. Em comparação com a fibra sintética, fibra natural demonstrou vantagens econômicas e ambientais. Visto que apresenta características interfaciais com matrizes poliméricas que favorecem a absorção de energia de alto impacto pela estrutura. No entanto, até agora pouco foi avaliado sobre a fibra de cânhamo incorporada em matrizes poliméricas. Este estudo tem o objetivo de avaliar a resistência ao impacto deste tipo de compósito com matriz de poliéster reforçada com diferentes porcentagens de fibras de cânhamo. A resistência ao impacto aumenta proporcionalmente com a quantidade relativa de fibras incorporadas como reforço na matriz polimérica. Este desempenho foi relacionado com a dificuldade de ruptura imposta pelas fibras, resultante da interação da matriz de fibra de cânhamo / poliéster de forma a ajudar a absorção da energia de impacto.

Aug 17, 2017

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 Rayane Sonda Cassel Bielefeldt

As TRC (tensões residuais compressivas) induzidas por shot-peening (SP) podem ser relaxadas e redistribuídas sob cargas cíclicas mecânicas, térmicas e termomecânicas. O objetivo desta pesquisa é avaliar a redução da TRC por SP através da difração de raios-X fast in-situ (DRXin-situ) na superfície do aço SAE 4140 durante tempo (t) de patamar de t [s] = 54000 em três diferentes temperaturas (T) de T [K] = 423,16; 523,16 e 623,16. É investigada a relaxação de TRC por cargas térmicas, mantendo as amostras, previamente tratadas por SP, em um forno com diferentes temperaturas de patamar, enquanto são medidos os valores de TR ao longo do t. Foi construída uma câmara de vácuo acoplada a um difratômetro de raios-X. Obteve-se 100 % cobertura por SP, as TRC aliviaram com o aumento da temperatura de patamar e o tempo. A maior variação de TRC ocorreu nos primeiros minutos de ensaio, no restante do tempo a TR permaneceu constante. A macrodureza superficial e FWHM das amostras diminuíram com o aumento da temperatura de patamar ao longo do tempo. A macrodureza superficial das amostras e FWHM são maiores após o tratamento de SP, antes do aquecimento. O FWHM reduziu ao longo do tempo com mesmo comportamento da queda da TRC, correspondente e proporcional à redução da TRC. A energia de ativação do processo, calculado pela função Zener-Wert-Avrami não foi coerente com a autodifusão do Fe-a. Logo, é recomendada a repetição para verificar o resultado. Com base nos dados obtidos, se pode concluir que esta pesquisa possui relevância industrial.

Oct 30, 2017

By Christoph Aichinger

A smart combination – Primetals Technologies developed the Circular Pelletizing Technology (CPT), which is a combination of the well-proven travelling-grate pelletizing technology with the design of a circular dip rail cooler of modern sinter plants. The overall space requirement and the installed weight for a CPT plant is significantly less compared to conventional technologies and by that CPT is a very attractive alternative for new projects.

Aug 16, 2017

By Ricardo Pondé Weber

O objetivo desse estudo é correlacionar a diminuição da resistência balística de um aço de alta dureza (HHA – High Hardness Armor), produzido no Brasil, com as mudanças microestruturais devido ao impacto balístico. Os resultados sugerem que essa diminuição está relacionada ao surgimento da banda de cisalhamento adiabático (ASB – Adiabatic Shear Bands) com uma dureza maior que a do material original, o que produz trincas e consequentemente diminui a resistência balística do aço.

Oct 30, 2017

By Larissa Agrizzi Ronqueti

The effect of coiling temperature on selective oxidation behaviour of binary and ternary iron-based model alloys containing different contents of Si or Mn were investigated by SEM and SIMS. The experiments were carried out with a temperature ranging from 450 °C to 700 °C, under N2-5%H2 gas flow with a Dew Point of -3.3°C, for different durations. SEM images of binary iron-based model alloys revealed a decrease of grain boundary oxidation depth with increasing Silicon or Manganese content. At 530°C and 600°C SIMS results showed no Silicon diffusion toward surface, contrary to the results analyzed for Fe-x%Mn. Tests results and Wagner’s theory application (specific cases Fe-0.2%Si and Fe-0.5%Si) showed that grain boundary oxygen diffusion coefficient “DoGB” is almost 60 to 70 times faster than oxygen bulk diffusion coefficient. These results helped to broaden knowledge of single-element effects on grain boundary oxidation, in addition, will contribute of the future works in new steels with complex alloy compositions.

Aug 17, 2017

By Jorge Luiz Soares do Couto

O presente trabalho tem como objetivo realizar uma análise comparativa do comportamento de quatro metais de solda obtidos pelo processo arame tubular de forma a avaliar o efeito da relação Ni-Mn nas propriedades mecânicas. Foram soldadas juntas multipasse, com consumíveis da classe 110ksi de resistência mecânica, preaquecimento de 200°C, corrente contínua e posição plana e aporte térmico nominal de 1,2 kJ/mm. Após a soldagem, realizaram-se ensaios mecânicos e metalográficos em corpos-de-prova retirados integralmente do metal depositado, na condição de como soldado e após tratamento térmico pós-soldagem. Os resultados mostraram que as melhores propriedades mecânicas foram obtidas para uma composição contendo 1,35%Mn e 2,50%Ni. Adicionalmente, verificou-se que o tratamento térmico pós-soldagem propiciou uma redução da tenacidade ao impacto dos metais de solda de maior resistência devido à precipitação de carbetos nos contornos de grão.

Aug 7, 2018

By Masakazu Iida

In this article, technologies of unburned Al2O3-MgO (UAM) refractories are demonstrated in terms of microstructure evolution. During operation, Mg2+ diffuses from MgO to Al2O3 through the liquid phase to form spinel (MgAl2O4) network. Molten slag tends to penetrate along the voids in the spinel network structure and spinel dissolves in the penetrated slag. Therefore, maintaining a high degree of spinel saturation in the penetrated molten slag is important. In order to achieve the condition described above, suppression of overall mass transfer through penetrated slag is effective. This is achievable by evolution of complicated spinel network structure with small pore diameter, which increases the flow resistance of molten slag. Thus, optimization of refractory composition and fabricating conditions, with the aim of creating on improved spinel network, is essential. The effectiveness of spinel network improvement was validated by commercial applications. According to the investigation of UAM brick after use, further densification due to heating under restrained conditions was recognized. Hence, it was concluded that the evolution of the spinel network structure in UAM refractories is essential technology needed to improve durability.

Oct 30, 2017

By Denir Paganini Nascimento

O efeito da convecção forçada foi estudado na micro e macroestrutura de lingotes de silício grau metalúrgico obtidos pela solidificação unidirecional a partir da extração de calor por uma base refrigerada em contato com o fundo do cadinho com o banho líquido. Um disco sob rotação foi imerso no silício líquido para promover a convecção forçada. Em lingotes de 100 mm, esta convecção aumenta de 8 para 80 mm o comprimento de uma região de grãos colunares claramente alinhados e livre de intermetálicos, indicando um aumento da macrossegregação. Um modelo de transferência de calor e massa indica que o aumento de transporte de soluto causado pela convecção forçada diminui o super-resfriamento constitucional e, consequentemente, aumenta a estabilidade da interface sólido-líquido plana, sem células ou dendritas. A ausência de células e dendritas pode ter contribuído para a maior macrossegregação de impurezas observada sob efeito de convecção forçada.

Oct 30, 2017

By Glaydson Simões dos Reisr

Micropore organosilicas (MOs) were synthesized using methyl-phenyl-polysiloxane as precursor. The MOs were characterized using several analytical and functional techniques. The materials were assigned as micropores materials, with specific surface area up to 642 m2 g-1 and yield up to 72.55%. The adsorbents have hydrophobic surfaces and were used for removal of diclofenac from aqueous solutions. The adsorption kinetic and isothermal data were well described by the general order and Sips models, respectively. Diclofenac exhibited a better affinity than NM and the mechanism of adsorption suggested that hydrophobic groups play a key role in the adsorption process.

Aug 17, 2017

By Maciej Korecki

Pyrowear®Alloy 53 steel is an excellent material for the construction of drive transmission components (gears, shafts, etc.) which have to operate in difficult conditions primarily in the aviation industry (Fig. 1.). Among the properties of such items is a high case hardness and abrasion-resistance, while the core remains flexible and is capable of carrying large impact loads. They can work at elevated temperatures with limited lubrication. The thermal treatment of such materials is based on case hardening by means of carburizing. This paper presents the technology of vacuum carburizing of Pyrowear® Alloy 53 steel. It discusses the methods of establishing different profiles of carbon concentration in a layer and their influence on the hardness profile. The effects of sub-zero treatment and tempering on the properties of the hardened case are also considered. It also presents a SimVaC® simulator of vacuum carburizing, designed especially for Pyrowear® Alloy 53 steel, which provides highly accurate predictions of the outcome of the process as the profile of carbon concentration in the layer, or vice versa: establishes the process parameters which will guarantee the required profile.

Aug 16, 2017

By Sérgio Fernando Nunes

No presente estudo foi realizada uma investigação da influência do teor de hematita especular, percentual e granulometria da carga circulante do pelotamento nos parâmetros de qualidade física das pelotas cruas e queimadas de minério de ferro da Samarco Mineração. Preliminarmente foram executados testes exploratórios em escalas de laboratório e industrial objetivando avaliar o melhor teor de umidade, área superficial específica do pellet feed e carga circulante do pelotamento. Após essa fase exploratória, foi feito o projeto de experimentos dos ensaios de pelotamento e de queima no pot grate, empregando três fatores em dois níveis com ponto central e réplica. A resistência á compressão a úmido e a seco, diâmetro médio e bulk density, foram os parâmetros de qualidade física avaliados para as pelotas cruas. A resistência á compressão, índice de tamboramento e abrasão, porosidade e bulk density, foram os parâmetros de qualidade física avaliados para as pelotas queimadas. O atributo percentual de pelotas nucleadas queimadas também foi avaliado. Concluiu-se que a mineralogia, granulometria do pellet feed e composição da carga circulante influenciam fortemente na qualidade física das pelotas cruas e queimadas.

Aug 1, 2018

By Douglas Leal Lemos

Na Aciaria-LD CSN obtém duas estações de gusa, chamadas de Estação Leste e Oeste. A logística de transporte do gusa produzido no Alto Forno até a Aciaria é feita através dos Carros Torpedos. Nas estações são feitos cambamentos dos carros para abastecer panelas de gusa, que levarão até os Conversores. Para efetuar este movimento de cambagem é necessário controlar dois motores de corrente continua e freios que obtém nos carros. Na UPV obtém vinte e sete carros torpedos em operação, assim o controle deve estar preparado para controlar todos. Antes da modernização o painel funcionava sem nenhuma tecnologia de controle e obtinha alto custo de manutenção. Em virtude destes aspectos novo sistema obtém conversores estáticos que controlam motores e controlador responsável para efetuar balanceamento de carga do gusa. Este projeto tem como objetivo garantir continuidade operacional do sistema além de gerar maior confiabilidade no equipamento e uma alta tecnologia para efetuar melhorias, analise de defeitos entre outros. O rendimento após a implantação é fantástica devido ao controle preciso obtido além da rastreabilidade de todas as variáveis do sistema e um custo de manutenção baixíssimo, tornando-se um equipamento no estado da arte.

Aug 16, 2017

By Mario Teruo Enju

Soluções flexíveis, com baixo custo de implantação e manutenção, de sistemas de controle de processos e informação utilizando tecnologias de ponta desenvolvidas em plataforma .Net Framework. Focadas inicialmente em área Metalúrgica, onde eficiência em custos e alta confiabilidade tem relevância fundamental para sua viabilização econômica, estas soluções podem também ser aplicadas em áreas Siderúrgica, Petroquímica e demais segmentos. Integração das informações do chão de fábrica com o sistema de gestão da empresa com objetivo de facilitar a tomada de decisões estratégicas. Banco de dados relacional é o principal repositório de dados para compartilhar informações com a rede corporativa, gerenciado por uma ferramenta de software em tempo real para as lógicas de negócios e camada de apresentação. Maior performance, facilidade de operação, disponibilidade de dados, OEE, manutenção simplificada, acesso e ações remotas são viabilizados, permitindo menor custo e maior eficiência.

Jul 30, 2018