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By Benito Barbabela Silva, Michel Garant, Mathieu Dubé

Pellets market challenging scenario has stimulated pelletizing experts to pursue innovative alternatives to process development in order to increase pellets competitiveness vis-à-vis sinter. When it comes to indurating process, pelletizing productivity is still limited and its OPEX inflated by the lower input of carbon into mixes due to quality impairment caused by magnetite formation in pellets core. This obstacle led to the rethinking of carbon distribution strategy within the green balls. To achieve such purposes, COREM through its precompetitive research program dedicated to its members, has proposed the layered pellets®, a two-stage balling technology. Balling in disc and pot-grate tests in COREM’s pilot plant were carried out to proof the concept, support the arising technology and evaluate its potential. According to first results, while CCS strongly improved, tumble and abrasion indexes as well dynamic LTD must be further investigated. Tests on four classes of equivalent carbon content pellets to evaluate layering strategy gave very good perspectives concerning the increase of productivity, and the reduction of fuel consumption and GHG emissions.

Oct 1, 2019

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 Jean Philippe Santos Gherardi de Alencar

O fenômeno de colagem é a formação de aglomerados de pelotas, denominados clusters, devido à sinterização do ferro gerado durante o processo de redução. O resultado disto é a elevação da perda de carga nos reatores de redução direta. Tal fenômeno vem sendo estudado por vários pesquisadores, pois as práticas operacionais dos reatores têm priorizado o uso de temperaturas de bustle gas (BG) cada vez maiores, o que potencializa o aparecimento dos clusters. Uma alternativa para controlar a colagem é por meio de utilização de agentes de coating (AC’s). Em relação às matérias primas utilizadas como AC´s, as questões que surgem agora são as seguintes: Como se comportam os AC’s em temperaturas muito elevadas de BG? Qual seria a maior temperatura possível de BG? A fim de começar a entender a melhor maneira de responder a estas questões foram realizados alguns testes de caráter exploratório e não convencionais para avaliar o comportamento de alguns materiais de coating a elevadas temperaturas de redução. Os resultados destes testes mostraram a possibilidade dos AC’s funcionarem a temperaturas maiores que a de inicio do amolecimento da carga e que, nestas temperaturas, a sua granulometria pode ser parâmetro determinante para seu desempenho. O aprimoramento dos ensaios de simulação do processo de redução em reatores de redução direta é fundamental para responder as questões que se apresentam em relação ao tema.

Aug 2, 2018

By Paulinelli Santos Rocha

A frota de equipamentos retro escavadeiras 345 CAT é responsável pela infraestrutura das minas do complexo Mariana, e este Projeto foi desenvolvido devido a baixa confiabilidade que estes equipamentos estavam apresentando. Foi desenvolvido um Projeto de seis sigma para aumentar a confiabilidade do equipamento que é medido pelo indicador MTBF, calculado pela fórmula: horas trabalhadas/ocorrências corretivas. O trabalho foi desenvolvido através de ferramentas de análise e solução de problemas no período de outubro/2012 a agosto/2013. O MTBF médio da frota era 29,39 horas sendo o benchmark de 47 horas. Foi utilizado o método da lacuna para estabelecimento da meta. Após definido a meta foi utilizada ferramentas de priorização dos focos mais relevantes. Para os focos encontrados foram utilizados análise de variabilidade e cartas de proporção, sendo cada causa classificada e priorizada, definido as ações e implantadas. Foi acompanhado o indicador de MTBF e implantados controles de rotina e padronização com o intuito de alcançar o resultado. Por fim, a meta estabelecida foi alcançada, chegando ao MTBF médio da frota de 42,50 horas.

Aug 8, 2018

By Shanti Arangala

Several improvements were made to the single strand rod mill at Laverton to increase production, reduce maintenance and improve several aspects of product quality. With changes to the water cooling line and control system, cobbles could be significantly reduced, more consistent properties obtained and yield improved. An upgrade of the laying head enabled vibrations to be reduced and thus allowed for higher speeds on small sizes. With potential for dramatically increased pipe life, a new pipe support and laying pipe system provided for improved laying pattern on small sizes and thus more uniform cooling on the conveyor and better coil package. This paper discusses details of these equipment and control system upgrades and the resulting benefits that have been realized from the project.

Aug 16, 2017

By Cameron Soltys, Hamid Ghorbani, Maher Al-Dojayli

Cooling staves in blast furnaces are used to minimize the process heat loads on steel shell and refractory system. Copper staves are exposed to significant fluctuating thermal loads which may lead to premature stave failures due to cracks, water leakage, bending, abrasion and resultant wear. In this paper, an assessment methodology is presented to evaluate the effect of thermal cycling on copper staves including bending, fatigue and thermal ratcheting. This approach incorporates temperature-dependent copper properties including creep and plasticity to more accurately capture inelastic deformations, damage and fatigue in staves under transient and cyclic thermal loading conditions. Root cause failure assessment and improvements to copper stave design can be assessed using the presented methodology.

Oct 1, 2019

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 Edo Engel

Hot Blast Stove Technology has been developed to such an extent that low cost hot metal production for over 30 years without major repairs has become achievable, making the decision for a campaign length between 5 to over 30 years a design choice for the plant owner/operator. Some of the earlier examples of designs capable of such long campaign lengths are currently close to the 50th year of their running campaign. These examples are found especially in Europe and North America. Along the duration of these campaigns, repairs to subsystems such as burners, hot blast outlets etc. may be required. Depending on a plant’s up and down stream production capacities, the repairs may have to take place in the shortest possible time frame to minimize production loss. This article discusses an approach for intermediate repairs, executed while keeping the majority of the system at operating temperature.

Oct 30, 2017

By Breno Carvalho de Oliveira

A prática da manutenção evita a ocorrência de falhas e reduz significativamente os ganhos na produtividade e qualidade do produto. Devido a sua importância, empresas de logística e operações ferroviárias tem buscado através da adoção de novas tecnologias, tornar esse processo mais dinâmico, confiável e eficiente. O presente estudo de caso aborda a implantação do sistema de gestão da confiabilidade Failure Box (FBOX), que utiliza metodologias e técnicas embasadas no tratamento de perdas pontuais e sistêmicas. O resultado deste processo é a padronização, disponibilidade e confiabilidade dos ativos, contribuindo assim para crescimento e otimização do sistema de gestão da manutenção.

Oct 30, 2017

By Rodrigo Monzon Figueredo

A qualificação dos aços utilizados na construção de dutos para serviço ácido geralmente se faz através de testes laboratoriais em meios corrosivos normatizados, sendo os mais utilizados as soluções descritas nas normas NACE TM0284 e TM0177. Neste trabalho, o processo corrosivo do aço API 5L X52MS foi estudado por meio de curvas de polarização potenciodinâmica do material exposto às soluções 284-B, 177-A e 177-B. As taxas de corrosão desse tipo de aço foram determinadas em cada meio, concluindo-se que a severidade do meio de teste se reduz com o incremento do pH, o qual tem impacto direto sobre a solubilidade dos produtos de corrosão e também sobre a difusão de hidrogênio atômico para o interior do material.

Oct 30, 2017

By Cristina da Paixão Araujo

O planejamento de lavra de curto prazo tipicamente confia em amostras obtidas de furos de desmonte em uma operação de lavra a céu aberto. Essas amostras podem conter grande erro de amostragem. O objetivo deste artigo é avaliar o impacto do erro de amostragem na recuperação de lavra. Para comparação, foi utilizado banco de dados Walker Lake exaustivo considerado como a distribuição real dos dados. A metodologia consiste na obtenção de amostras a partir dos dados exaustivo, em um espaçamento regular de 5x5 m. Em seguida, o erro de amostragem foi adicionado às amostras. Posteriormente, as amostras foram utilizados para estimar os blocos e classifica-los como minério ou estéril. Quatro cenários com amostras com 0%, 10%, 20% e 30% de erro relativo. A recuperação de lavra de cada cenário é comparada com a real distribuição dos dados. Além disso, o erro de classificação do bloco é avaliado para os quatro casos. Os resultados mostram que problemas na amostragem e no protocolo de preparação de amostras pobres afetam a curva teor tonelagem e a classificação dos blocos em minério e estéril.

Aug 8, 2018

By Frank Schrama

The Steel Plant Model (SPM) is an advanced logistic simulation model for steel plants. With the SPM, bottlenecks can be solved and logistics can be optimized. Both existing plants and greenfield designs can be simulated. All movements and actions simulated, from hot metal to cast products. Not only all major equipment and their relevant components (like a sublance) are simulated, but also ladles, scrap boxes, transfer cars and cranes. The whole plant is simulated in 3D and actual distances and speeds determine transport times. The SPM includes process time deviations and equipment downtimes for maintenance or unexpected breakdowns. This ensures more realistic and reliable results. Logistic optimization is based on comparison of different scenarios. For a new scenario, equipment and practices, etc. can easily be modified, added or removed. At the same time the SPM produces all relevant data for every new scenario, which can be presented conveniently. This makes the SPM the ultimate tool to find bottlenecks or optimize plant logistics. The SPM is validated for several plants world-wide, with different characteristics and layouts. The SPM not only realistically simulates existing plants with all utilizations, crane movements and waiting times, but also to accurately predicts the influence of plant modifications or unexpected events like breakdowns. Given the flexibility of the SPM, any (new) steel plant can be simulated quickly when a layout and the requested data are provided.

Aug 16, 2017

By Julián Andrés Ortiz González

This work presents a series of experiments of Fatigue Crack Growth (FCG), which are intended to provide evidence about the main parameter controlling this phenomenon, whereas still no agreement about this, since the Paris´ theory is based on the principle that FCG is controlled by the ?K and the Elber´s theory says that the driving force is ?Keff. For the development of the experiments, some DC(T) specimens were machined with two different thicknesses: 2 and 30 mm to perform FCG tests in plane stress and plane strain state, respectively. Besides this, all FCG tests were carried out with a constant ?K e Kmax, measuring the strain with a Strain-Gage bonded on the back face of the specimen and seven Strain-Gages located on the crack growth path. The data needed to measure the crack opening load, and the ?Keff, were collected through a program developed in Labview. Finally, the data post-processing was carried out based on the ASTM standards and several articles of recognized authors in this field, in order to compare the two positions with the experimental data, and this way conclude which is the most consistent theory with the observed behavior.

Aug 16, 2017

By Bernhard Hiebl

Global trends that are constantly challenging the iron and steel producers are related to worsening of the iron ore grades, higher substitution rates of main iron ores to cheaper raw materials due to economic pressure and increased environmental standards. Changing the raw materials in an operating plant can significantly influence the sintering or pelletizing process. Adjusting all process parameters to regain stable and high productive operation takes considerable time and causes production losses. Furthermore changes in raw materials lead to variations in the process gas flows and emission concentrations.Therefore SVAI developed two models for numerical simulation of sintering process and pelletizing process. Amongst others the models are based on Ergun equation and include chemical reactions of the related process. For already operating plants the simulations shall predict changes of the process parameters when raw materials are exchanged or when operational parameters are varied. Furthermore the simulations give advantageous information for the design of green field plants and allow the simulation of different plant configurations.The objective of this paper is to demonstrate what the latest developments are in these numerical simulations and what Siemens VAI is doing to overcome the remaining challenges in this field.

Aug 2, 2018

By Bruno Alves Resende, Antonio Adel dos Santos

Temperature, microstructure and dimensions are the main material parameters to be controlled during hot rolling of steel. Although thermal mathematical models have long been developed and applied for hot strip rolling, each Hot Strip Mill (HSM) must have its own model adapted to its facilities. Thus, a mathematical model for temperature evolution during rough rolling has been developed for the Usiminas HSM at Ipatinga Plant. The model achieved a high level of accuracy, which was assessed by comparing measured values of temperature at the hot strip mill entry with the calculated ones, the difference ranging from 9°C to 17°C. Application examples have shown that the slab can be occasionally stopped before start of rolling for as long as a couple of minutes without compromising its further processing. On the other hand, if the transfer bar stops after rough rolling even for short time, further processing in the HSM can be hindered, due to excessive temperature drop. In case of such abnormal line stop, the model can be used as a tool for decision-making to either continuing the planned rolling schedule or to changing the route, thus improving the overall rolling process.

Oct 1, 2019

By John Ross Middleton

Based upon 30 years+ experience in the Development, Implementation and Ongoing Support of Computer based Melt Shop Management Systems in about 40 plants in the UK, Europe and the USA, consideration of the overall facilities of a state of the art, comprehensive, Integrated Melt Shop System covering Melting and Secondary processes for all grades of steels and superalloys; the scope of functionality of these systems, covering Raw Materials and Consumables Procurement and Inventory Management, Laboratory Management, Melt Shop Scheduling, Furnace Charge and Additions Optimisation, Level 1.5 to Level 2.5 Materials Optimisation and Process Control Calculations, Process Data Recording, Management of Ladles, Furnace Bodies, Vessels and Moulds, Comprehensive Management Reporting and Integration with Corporate ERP Systems. The second section of the paper reviews the key ‘Success Factors’ to achieve rapid, successful implementation, comprehensive, fast response user support, continuing system improvement and maintaining ‘perfect fit’ of system to operations in an ever changing future technical, operations and business environment.

Jul 29, 2018

By Heretiano Dalmacio Sampaio Junior

Neste trabalho será apresentado o detalhamento das atividades necessárias à realização dos serviços de recuperação de eixos comuns de acionamento de grandes equipamentos mecânicos. Apesar do ideal ser o emprego de eixos sobressalentes para substituição do eixo fraturado, dando continuidade aos trabalhos sem interrupção dos serviços, as técnicas demonstradas neste trabalho mostram ser viável tecnicamente e economicamente a recuperação de eixos fraturados por soldagem.

Aug 8, 2018

By Luana Araújo Batista

Os aços inoxidáveis austeníticos apresentam interessante junção de propriedade mecânica com elevada resistência à corrosão. Porém, quando aplicados em temperaturas na faixa de sensitização e submetidos a ambientes agressivos, tornam-se suscetíveis à corrosão intergranular. Para verificação da suscetibilidade desses aços sofrem este fenômeno são realizados ensaios de corrosão. Dentre eles os mais utilizados são os contidos na norma ASTM A262, que possui cinco diferentes procedimentos. Este trabalho consiste na comparação dos procedimentos das Práticas A, C e E, contidos nessa norma, para determinação da tendência à corrosão intergranular do aço AISI 304L. Para isto, amostras do aço foram sensitizadas a 675°C por uma hora e em seguida submetidas aos diferentes ensaios descritos na norma. Após a realização dos três procedimentos, considera-se que a metodologia mais assertiva e confiável seja a Prática E, conhecido como ensaio de Strauss, e que as amostras analisadas não apresentaram corrosão intergranular.

Aug 16, 2017

By Wolfgang Linden

The emerging demands on higher steel grades call for improvements in the operation of production units and a corresponding increase in automated processes, and therefore international steel producers require viable functions. The avoidance of slag carry-over to secondary metallurgy processes is essential for achieving steel grade qualities and reducing alloys in order to compensate slag residues in the downstream unit. The automatic tapping procedure in BOF converters will be supported by the implementation of reliable measurements used in high-end steel plants. Automatic tapping will help to achieve the following: Reduced slag carry-over, improved yield, increased reproducibility, improved working environment and safety and operation with minimum possible crew. The automatic tapping procedure is capable of being implemented in new or retrofitted installations.

Aug 17, 2017

By Piotr Kula

Vacuum carburising with pre-nitriding (PreNitLPC® technology) involves feeding ammonia during the charge heating stage before carburising. The purpose is to restrict the growth of grain in the surface layer of the carburised steel. The article presents the influence of nitrogen on restricting austenite grain growth during vacuum carburising and on mechanical properties (fatigue strength, impact resistance) of layers that underwent such treatment in comparison with traditional carburising methods.

Aug 16, 2017