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By Alexandre de Freitas Gomes de Mendonça

São crescentes as exigências por confiabilidade nos processos siderúrgicos. Nesse contexto, a Usiminas tem direcionado esforços em suas aciarias na busca da melhoria contínua dos processos garantindo a maior estabilidade operacional. O lingotamento contínuo é responsável pela solidificação controlada do aço líquido. A solidificação inicia-se no molde pela formação de uma pele que sustenta o núcleo líquido ao longo da máquina. O rompimento dessa pele representa um dos maiores problemas no processo de lingotamento contínuo por vazar o aço líquido no interior do veio e atingir as partes eletromecânicas da máquina. Essa ocorrência oferece risco de dano às pessoas, promove a interrupção do lingotamento no veio, sucateamento de produtos e indisponibilidade momentânea do equipamento. Visando reduzir a frequência de rompimentos, a Usiminas repotencializou o sistema de exaustão de vapor, adequou o sistema de detecção de rompimento de pele e criou uma equipe multidisciplinar para análise de cada evento. Essas ações reduziram significativamente a frequência dos rompimentos de pele na Aciaria 2 da Usina de Ipatinga, a ponto de registrar 539 dias sem esse evento.

Aug 17, 2017

By Karl Berger, Roman Schneeweis, Dietrich Mathweis

With increasing demands from customers to provide flat strip with tighter tolerances on material properties, particularly flatness of e.g. martensitic steel grades (M1500), it has become necessary to develop strategies to improve flatness without influencing the tensile properties for such hard steel grades. Usual skin pass mills are not capable to apply sufficient tension and roll force for these kinds of material to improve the flatness. Therefore, alternatives had to be searched for. This paper describes skin pass - / temper – rolling methods from the classical one to new alternatives in order to satisfy the demanding market of higher material properties and idle running mills in rolling plants.

Oct 1, 2019

By Alexandre José Ramos Valentim, Valéria da Silva Guandelini, Fausto Kunioshi

Em um mercado cada vez mais competitivo, garantir serviços com qualidade em ambientes mais produtivos e de custos reduzidos são valores fundamentais para aumentar a eficiência das organizações. Baseada no modelo de gestão de centro de serviços compartilhados, a Diretoria de Suprimentos da Companhia Siderúrgica Nacional criou o BackOffice como uma das formas de dar foco ao core business e tornar estes valores sustentáveis. Este artigo tem como objetivo apresentar a metodologia utilizada para o planejamento, implementação e aprimoramento da área e compartilhar os ganhos de qualidade, performance e custos com a reorganização e padronização de processos que estavam fragmentados e sendo executados em diferentes departamentos.

Oct 1, 2019

By Akira Yoshida

Este trabalho apresenta o sistema de Nível 2 recentemente implementado nos Altos Fornos da TKCSA cujos principais objetivos foram: substituir o sistema antigo com problemas de instabilidade e falta de flexibilidade; auxiliar Operação e especialistas da Unidade Técnica fornecendo informações elaboradas a partir de dados obtidos nos demais sistemas (Nível 1 e Laboratório); enviar set-point ao Nível 1; enviar dados de consumo e produção ao sistema MES; etc. Com a implementação foi possível reduzir o tempo gasto pelos especialistas nas atividades de compilação de dados em planilhas, padronizar a forma de tratamento dos dados, bem como, elevar a confiabilidade das informações pela eliminação de erro de digitação. O sistema tem operado com elevada estabilidade e disponibilidade, atendendo perfeitamente o que foi proposto, de modo que a TKCSA planeja estender para demais plantas da área de Redução.

Aug 16, 2017

By Willy Ank de Morais

O estaqueamento profundo é necessário para obter fundações firmes e confiáveis, mesmo em solos de baixa resistência. Após completar a soldagem entre dois perfis, através do uso de talas, que compõe uma estaca de uma fundação profunda, essa união é inserida, juntamente com o restante da viga, através de uma máquina de estaqueamento. Neste processo a região da emenda pode sofrer choque térmico devido à umidade presente no solo. Este trabalho visa demonstrar a viabilidade da imediata inserção (‘cravação’) no solo de juntas entre perfis de aço ASTM A572 Grau 50, efetuadas através da operação de soldagem com eletrodo revestido (E 7018), simulada através de uma condição de maior criticidade pelo processo de arame tubular.

Oct 30, 2017

By Jose M. Rodriguez-Ibabe, Beatriz Pereda, Beatriz Lopez, Felipe Bastos

The modeling of austenite evolution during the hot rolling of steels is covered in the literature for a wide range of chemical compositions, although mainly for carbon contents below 0.20%. In addition, most research on this topic is oriented for processes that are characteristic of flat products. Compared to those processes, the hot rolling of bars for structural applications presents considerable particularities concerning mainly deformation, rolling speed and rolling temperature profile. Those particularities result in considerable changes on process parameters that affect the austenite microstructure evolution, both in the softening and hardening mechanisms if microalloying elements such as Nb is present. The aim of this work was to develop a model to predict the evolution of austenite microstructure that is suitable for the hot rolling of structural reinforcing bars. Different torsion tests simulating industrial schedules particular from those type of processes were performed. The tests showed the need to investigate Nb strain-induced precipitation interaction with softening mechanisms that can occur during the deformation schedule. At the end, the new proposed kinetics and routines were introduced to a program, MicroSim-Bars®, that is able to model austenite evolution under structural bar hot rolling conditions.

Oct 1, 2019

By Renato Affonso de Lima

As colunas utilizadas para a produção de hidrogênio em fornos de reforma a vapor são submetidas a temperaturas da ordem de 900°C. Dessa forma, os aços inoxidáveis austeníticos da classe HPNb se mostram adequados, devido ao endurecimento por precipitação de carbetos de cromo e de nióbio. Sob determinadas condições de serviço, os carbetos de nióbio podem se transformar em um siliceto conhecido como fase G. A interface desta fase com a matriz austenítica é citada na literatura como local preferencial para a nucleação de danos de fluência. Sendo assim a quantificação das fases presentes é importante para a avaliação do acúmulo de danos em serviço. Diante disso, a simulação termodinâmica computacional se mostra uma importante ferramenta, para a previsão das fases presentes. Técnicas como a analise quantitativa das fases presentes por meio de imagens são consolidadas, porém demandam amostras devidamente preparadas e um alto custo de equipamentos na execução destas análises. Isto posto, o objetivo do trabalho é comparar as simulações termodinâmicas computacionais com o resultado obtido por meio de análise quantitativa de imagens geradas por microscópio eletrônico de varredura.

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 Felipe das Dôres Machado

No processo de fabricação de aço, o distribuidor possui grande importância na questão limpeza inclusionária, principalmente, quando se trata da produção de aços limpos (clean steel). As inclusões podem afetar negativamente as propriedades mecânicas e metalúrgicas do aço. Estudos realizados em modelos físicos e/ou matemáticos vêm sendo aplicados com intuito de propor medidas que melhorem a capacidade do distribuidor na remoção de inclusões presentes no aço. Este trabalho tem como objetivo principal qualificar o escoamento de um distribuidor e quantificar a remoção de inclusões do mesmo. Um modelo físico de um distribuidor de lingotamento contínuo de tarugos construído em acrílico e que respeita a similaridade de Froude e Reynolds é utilizado para os ensaios. A quantificação das inclusões é realizada por meio de um ensaio que envolve um sistema de injeção de partículas de polietileno na entrada no distribuidor e outro sistema de coleta dessas partículas na saída do distribuidor no qual as amostras coletadas, posteriormente, são secadas e pesadas. Com os resultados obtidos pretende-se compreender o efeito dos parâmetros propostos sobre a remoção de inclusões e permitir a utilização de uma ferramenta capaz de avaliar a qualidade de aços no que se refere à passagem de inclusões na saída do distribuidor.

Jul 30, 2018

By Karollyne Gomes de Castro Monsores

Os materiais poliméricos são sensíveis a radiação ultravioleta, acarretando mudanças em suas propriedades. Sob esta perspectiva, o presente estudo expôs o polietileno de baixa densidade (PEBD) a radiação ultravioleta por 150 e 300 horas. A avaliação físico-química e a caracterização mecânica foram realizadas para verificar as mudanças macromoleculares produzidas por tal radiação e confirmadas por exame visual. Diante dos resultados, confirmou-se a ocorrência de degradação, através da presença de ruptura de cadeias, além da produção de reticulação, e um sutil decréscimo da cristalinidade. O ensaio de tração confirmou a fragilização produzida pela radiação. O desempenho balístico das placas fixadas por adesivo a base de etilcianoacrilato produziram delaminação, ao contrário do observado nas placas fixadas por silicone.

Oct 30, 2017

By Renata Cristina Teixeira

The lubricant oil is a complex mixture of different basestocks and additives. Engine oils evolved from the use of pure mineral basestocks back in the early years of automotive industry to the advent of synthetic, fully formulated, low ash lubricants. This evolution was driven by a number of factors, such as new engine designs, extended durability needs, increased fuel economy needs, environmental concerns, feedstock prices and availability and legal issues. This paper uses technology prospecting on literature and patents databases to allow an investigation on the historical evolution of engine oils. Main basestocks (mineral, hydrotreated, polyalphaolefins, esters) and additives (antioxidants, antiwear, friction modifiers, detergents and dispersants) are characterized according to their research effort. Technology prospecting data is crosschecked against the evolution of engine oil classes, allowing an analysis of how the main drivers push the development of lubricant oil quality. A research effort was identified in late 1990’s until mid-2000’s and related to the adoption of chemical limits for lubricants. Different patterns for the articles and patents publication account for the high value technological knowledge has in this industry. Technology prospecting is seen as a useful methodology for the understanding and forecast of lubricant technology movements.

Jul 31, 2018

By Gislan William Guimarães

Neste trabalho avaliou-se o efeito de diferentes ciclos térmicos na microestrutura e propriedades mecânicas de um aço Dual Phase revestido por imersão a quente, da classe de resistência de 800 MPa, a partir de simulações em escala piloto no equipamento HDPS (Hot Dip Process Simulator), ensaios dilatométricos, tração à temperatura ambiente e flangeamento. Nas simulações de recozimento contínuo foram experimentadas duas temperaturas de encharque no recozimento intercrítico (740°C e 780°C) e três temperaturas de patamar isotérmico no resfriamento rápido (610°C, 560°C e 510°C). A caracterização microestrutural evidenciou que a temperatura de encharque de 740°C não foi suficiente para dissolução completa dos carbonetos formados na laminação a quente, resultando em frações reduzidas de segundo constituinte. Com isso, o limite de resistência mínimo de 800 MPa não foi alcançado. Além disso, os resultados de ductilidade e flangeamento se mostraram aquém dos obtidos nas simulações com encharque a 780°C. Nas simulações com temperatura de encharque a 780°C e isotérmicas de 510°C e 560°C no resfriamento rápido foi atendido o limite de resistência mínimo, com capacidade de expansão de furo ligeiramente superior à obtida nas simulações com encharque a 740°C.

Aug 16, 2017

By José Divo Bressan

Present work examines material surface damage by cavitation erosion of metals or the wear phenomenon from water bubbles collapse near the metallic surface. Material surface damage by cavitation erosion is due to wear mechanisms of liquid micro-jets impingement and shock waves. Experimental cavitation in tap water was investigated, using the proposed new design of compact rotating disk equipment. In this device, a rotating disk with cavitation inducers and specimens fixed on it ran in tap water to provide cavitating flow at constant high speed of 47.9 m/s similar to service conditions in pumps and propellers. Two types of cavitation inducers in the rotating disk were investigated: through-holes and pins. Carburized cast iron, aluminum, brass and bronze specimens were tested in this device. The cavitation damage mechanisms were observed by scanning electron microscope. Surface damage in the specimens was measured by mass loss and plotted in graphs of mass loss versus running time. After 25 hours testing, the specimens surface showed pitting formation and mass loss. All specimens presented surface damage: pit diameter size was about 100 or 150 to 300 micron. In aluminum specimen, damages by burned pit formation and plastic deformation could be seen, however, the mass loss was lower than the expected, possibly due to alumina film formation. Present equipment had quite good test reproducibility when compared with results from literature.

Jul 31, 2018

By Dustin Vickress

The premature failure of copper staves in the lower stack and bosh is frequently the cause for an interim blast furnace repair at great cost to the blast furnace owner. Protective accretions may form on the stave hot face, but when these accretions are lost the staves can begin to deteriorate both due to abrasive wear from exposure to the descending burden materials and due to thermal cracking from exposure to hightemperature process excursions. These mechanisms can lead to failure of cooling passages, which forces blast furnace operators to shut off these channels, accelerating the rate of copper stave wear. Finger cooler technology was developed to extend blast furnace life by restoring cooling to damaged staves. Evidence for their effectiveness is presented herein in the form of experimental test work and conjugate heat transfer (CHT) analysis carried out using computational fluid dynamics (CFD) simulations. These tests demonstrate that under typical blast furnace excursion conditions, a stave fitted with finger coolers will undergo half the temperature rise of a stave fitted with conventional cigar coolers.

Aug 17, 2017

By Abraão Santos Silvar

Reformadores primários são amplamente adotados em indústrias de fertilizantes. Nos tubos catalisadores que ficam localizados na zona de radiação ocorrem as reações que produzem o hidrogênio. Também nesta zona são localizados os tubos risers que levam os gases produzidos para o reformador secundário. A fluência é um dos principais mecanismos de danos que agem nestes tubos. O objetivo deste estudo é avaliar os danos causados pela fluência em segmento de riser. Foi realizada análise dimensional, microdureza Vickers, ensaio de tração a quente e análise da fratura. Os resultados mostraram que a fluência foi o principal mecanismo de falha, sendo decorrência da exposição dos risers a temperaturas superiores a de projeto.

Aug 16, 2017

By Joelma Krugel Brites

Com a perspectiva do uso de aços API em ambientes sour service, o controle de inclusões e precipitados é essencial para bom desempenho. A precipitação de carbonetos e nitretos de Nb e Ti, assim como a formação do MnS foram analisados criticamente em aços de alta resistência e baixa liga – HSLA- com Mn entre 0,3 e 1,6%, Nb 0,02-0,1%, S 0,001-0,005% e Ti 0-0,02% em peso. Os valores da temperatura de precipitação do MnS, Nb(C,N) e Ti(C,N) foram obtidos por meio do software ThermoCalc™. A partir desses resultados, possíveis tendências da precipitação foram discutidas e relacionadas com a temperatura de não-recristalização, traçando um comparativo entre temperaturas de processo e precipitação. Três aços produzidos com a composição estudada atenderam os requisitos mecânicos de tração da norma API 5L X65M.

Oct 30, 2017

By Tainan Ferreira Muniz

O presente trabalho estudou a influência de alguns tratamentos térmicos sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas de um aço microligado visando à adequação de parâmetros que o classifiquem como um ao do tipo API X65 paraaplicação na prospecção e condução de óleo e gás. Diferentes ciclos de tratamentos térmicos envolvendo normalização, têmpera e revenimento foram aplicados a amostras deste aço. Estas foram submetidas a ensaios de tração, dureza Vickers e impacto Charpy, além de terem sido microestruturalmente caracterizadas com o auxílio de microscopia ótica e eletrônica de varredura. Observou-se que as microestruturas e propriedades mecânicas foram fortemente influenciadas pelos tratamentos estudados. Entretanto, apenas a amostra temperada e revenida atendeu integralmente aosrequisitos para o grau API X65no que diz respeito às propriedades mecânicas.Estaamostratambémapresentou maior a tenacidade ao impacto, o que está associado ao alívio de tensões e à decomposição da martensitae da bainita em carbonetos de ferro e ferrita. A amostra normalizada apresentou microestrutura constituída por perlita e ferrita, possuindo assim os menores limites de resistência mecânica e a maior ductilidade. Já nas espécies normalizada-temperada, assim como na simplesmente temperada, observou-semartensita e bainitacomo principais constituintes, supondo-se a presença de uma pequena fração de constituinte MA.

Aug 16, 2017

By Duberney Hincapié-Ladino

O presente trabalho estuda os parâmetros de permeabilidade de hidrogênio de um tubo API 5L X80, e uma chapa de aço grau X80, onde a principal diferença está na composição química, o primeiro contém 0,07%C e 0,04%Nb e o segundo 0,04%C e 0,102%Nb. As amostras foram cortadas com espessura de aproximadamente 1 mm, lixadas e recobertas com um filme de níquel, em uma das faces. Nos ensaios de permeabilidade foi utilizada uma célula modificada tipo Devanathan-Stachurski, com a solução A da norma NACE TM0284, com injeção de H2S no lado de geração e 0,2M NaOH no lado de detecção. As curvas de corrente em função do tempo obtidas passaram por tratamentos matemáticos (método tlag), permitindo a obtenção dos parâmetros de difusividade aparente, concentração máxima de hidrogênio e número de traps (sítios de ancoramento). Tais parâmetros mostraram-se iguais para os dois materiais. As curvas foram normalizadas e modificadas de maneira a eliminar o efeito da espessura das amostras. Estas novas curvas foram comparadas com o modelo teórico da segunda lei de Fick. A comparação evidenciou que o procedimento inicial para a obtenção dos parâmetros de permeabilidade mostra-se eficiente e vantajoso por apresentar maior praticidade. Pôde-se concluir que a semelhança no comportamento dos parâmetros de permeabilidade foi devida às similaridades nas suas microestruturas. Os resultados obtidos no presente trabalho evidenciam que o tipo e quantidade de traps nestes materiais são determinados pela microestrutura.

Aug 17, 2017

By José Aparecido Pereira

Em um laminador de barras e perfis leves (MBQ) é necessário ter um padrão técnico corretamente elaborado a fim de facilitar a preparação do câmbio e tornar o ajuste de bitola (set up) mais rápido gerando o mínimo de sucata e de produto fora da especificação de qualidade. Para se chegar ao padrão diversas etapas necessitam ser cumpridas para se ter um resultado confiável e uma ferramenta de trabalho acessível e de fácil entendimento pelos operadores do laminador. A Engenharia de Processos cuida de todas as etapas deste trabalho e também adota métodos para que o processo de produção se mantenha estável e com boa produtividade.

Aug 16, 2017

By Stephanie L. Kaster, John G. Speer, Blake M. Whitley

Niobium-microalloying technology has been increasingly applied in a wide range of steel applications over the past half-century, to increase strength, control microstructure, enhance properties and enable a variety of applications. To achieve desired performance levels, thermomechanically processed microalloyed steels are widely supplied by the steel industry for high volume applications in hot-rolled plate, sheet and structural steels. However, in steel long products and forgings, the final properties are often generated by downstream users, after heat-treatment, surface hardening, forging or wire drawing. Two examples are presented highlighting advancements associated with Nb-microalloying, to enhance microstructures and properties developed during thermomechanical and/or downstream processing. In the first example, a 0.02 wt. pct. Nb addition was made to a medium-carbon bar steel intended for induction-hardening applications requiring fatigue and fracture resistance in bending and torsion. The Nb addition as well as thermomechanical bar processing led to beneficial refinement of both the pre-induction and post-induction microstructures. In the second example, a 0.01 wt. pct. Nb addition to a high-carbon wire rod was found to refine the pearlite colony size and interlamellar spacing, and increase the hardness.

Oct 1, 2019