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By Woo, Hur, Kim, Ki Nam, Seung Min, Kyoung Sik

Tandem cold mill (TCM) is a process to obtain flatness as well as thickness desired by the customer by rolling hot-rolled coils continuously. The final stand of the TCM plays the most important role of flatness control, which usually uses the real-time measurement at the exit. However, as the material property increases, it is not easy to handle flatness with only the final stand. In order to overcome such a limitation, we propose a feedback control method to strengthen flatness control for non-final stands. The proposed method was tested in an actual production line, and the effect is proved for 45K or less steel grade.

Oct 1, 2019

By Solange Tamara da Fonseca

Uma das maneiras de se reduzir os custos no transporte de cargas é aumentando a quantidade de carga transportada por vagão, isto eleva a tensão no eixo do vagão e, consequentemente, a roda deve possuir maior dureza sem perda da tenacidade para suportar o desgaste. Para atingir os níveis de dureza necessários estão sendo desenvolvidas rodas ferroviárias com aços microligados ao nióbio (Nb), vanádio (V), molibdênio (Mo) e titânio. A empresa MWL Brasil fabricante de rodas ferroviárias forjadas desenvolveu dois aços microligados: 1° contendo o elemento microligante vanádio (0,13 % em peso) e 2° contendo os microligantes nióbio+molibdênio (0,014 % + 0,12 %, respectivamente), ambos os aços com 0,7 % C. Estes aços foram analisados microestruturalmente e mecanicamente a partir da roda ferroviária pronta. A microestrutura destes aços é composta basicamente por ferrita-perlita. Nas propriedades mecânicas o aço ao V apresentou os melhores resultados em todos os ensaios (tração na temperatura ambiente e 540 ºC, energia absorvida no ensaio Charpy e KIC) quando comparado ao aço sem microligantes ou com a adição de Nb+Mo. O melhor desempenho do aço ao V foi atribuído ao seu menor tamanho de grão austenítico e espaçamento interlamelar da perlita mais refinado.

Aug 16, 2017

By Flávio de Castro Dutra

Este artigo apresenta a influência da temperatura e da atmosfera de secagem sobre a resistência mecânica de um aglomerado esférico, com diâmetro entre 3 mm e 8 mm, constituído de pellet feed e silicato de sódio, produzido através de pelotamento em discos e endurecido em temperaturas até 550ºC. O aglomerado obtido a partir deste processo apresenta características que permitem que o mesmo possa ser transportado a longas distâncias e manuseado até a sua utilização na sinterização. As principais técnicas experimentais utilizadas neste estudo foram difração de raios-X, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura e análise térmica. O aglomerado foi submetido à secagem em temperaturas entre 100°C e 550ºC e atmosferas constituídas de ar atmosférico e/ou CO2. Durante o processo de secagem, observou-se a influência da temperatura e da atmosfera sobre a resistência à compressão do aglomerado após exposição à água, assim como na morfologia do silicato de sódio, evidenciando uma dependência entre elas. O uso de CO2 durante a secagem mostrou-se eficiente para a formação de um aglomerado com maior resistência mecânica após exposição à água.

Aug 2, 2018

By Leonardo Neves

No presente trabalho foi feito um estudo do escoamento multifásico do desgaseificador RH através do no sistema água/óleo/ar. A modelagem matemática do escoamento fluidodinâmico foi feito utilizando a abordagem de dois fluidos Euleriana-Euleriana. No estudo foi empregado o modelamento matemático para simular as vazões empregadas na indústria para prever o comportamento da escória. Os experimentos foram feitos utilizando o modelo físico do desgaseificador RH da USIMINAS nas escalas de 1:5. Através de filmagens utilizando câmera comum e cálculos de espessura do óleo pôde-se validar os resultados obtidos no modelamento matemático. Foi determinado que na camada de óleo entre a panela e as pernas de descida e de subida do desgaseificador RH foram as regiões que possuem a menor espessura da camada de óleo. Os resultados apontaram que a espessura do óleo entre a perna de subida e a panela a espessura do óleo são as menores e decrescem à medida que a vazão de gás aumenta.

Aug 16, 2017

By Wenting Zhu, Liqing Chen, Junjun Cui, Zhenye Chen

In this presentation, a low carbon high strength steel microalloyed with Nb and Ti was processed by thermo-mechanical controlled process (TMCP) containing two stages of controlled rolling. The austenite with various grain sizes was obtained by austenitizing this hot-rolled steel at different temperatures. And the effect of austenite grain size on bainitic transformation was investigated in a dilatometer to reveal microstructural change. The results showed that the microstructure of the hot-rolled steel was mainly composed of granular bainite, lath-like bainite, and martenite/austenite constituents (M-A constituents). With increasing the austenitizing temperature, or increasing the austenite grain size, the microstructure was changed from granular bainite to lath bainite. When the steel was reheated to a lower temperature of 860 ºC, a relatively higher start temperature (Bs) was measured for bainitic transformation. This was mainly caused by the formation of solute-depleted region in the austenite and the promotion of the granular bainitic nucleation. The highest reaction rate occurred at austenitizing temperature of 1000 ºC with fine grain size, while the coarse austenite grain can lead to a sharp increase in the amount of bainite. An analysis was made on the kinetics of bainite transformation which was controlled by the volume diffusion of C atom.

Oct 1, 2019

By Severino Albani Junior

A crise econômica mundial de 2008 obrigou as empresas a se recriarem para atender um mercado mais cauteloso e conservador. Isso demandou uma reformulação na maneira de executar as atividades e estruturar os preços dos produtos. Nesse contexto a ArcelorMittal Tubarão iniciou os trabalhos na área de gestão de ativos focada em manutenção, desenvolvendo um programa para melhoria da confiabilidade dos equipamentos. Dentro desse programa, foi identificada a oportunidade de revisar os planos de manutenção da planta. Essa revisão contempla ajustes no cadastro, criticidade dos equipamentos e revisão dos planos de manutenção no Sistema da Manutenção da Planta. Esse trabalho abordará a metodologia adotada para realização dessas revisões, considerando a formação das equipes de trabalho centralizadas, sua interação com as áreas de manutenção das unidades produtivas, critérios utilizados para revisão dos cadastros/criticidades, a utilização da Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) para revisão dos planos de manutenção e resultados obtidos.

Aug 16, 2017

By Severino Albani Junior

A Gestão de Ativos vem ganhando espaço no contexto industrial ano após ano principalmente após 2014, quando ocorreu o lançamento da ABNT NBR ISO 55000. Dentro desse contexto, o tema Manutenção e principalmente a Confiabilidade foram explorados pela ArcelorMittal Flat Carbon South America com o lançamento em 2013 do Plano Diretor de Manutenção e Gestão de Ativos. Este trabalho visa mostrar as etapas seguidas na aplicação de técnicas de Engenharia de Confiabilidade, os atores necessários para a realização do trabalho e os resultados positivos alcançados. Dentre os resultados está a definição da estratégia da manutenção focando a manutenção baseada em condição, possibilitando a otimização dos recursos envolvidos e influenciando positivamente na redução da taxa de falhas da Máquina de Lingotamento Contínuo 01 da ArcelorMittal Tubarão. Estes resultados também levam a expressivos ganhos financeiros, além de melhora da previsibilidade operacional.

Oct 30, 2017

By Horacio Destaillat

Desde hace aproximadamente 15 años se encontró por experiencia empírica que se puede “neutralizar” el efecto del plomo sobre la maleabilidad en caliente de cobre proveniente de la refinación térmica de chatarras mediante control de la composición química. Este hallazgo ha resultado de aplicación industrial. Si bien el contenido porcentual de plomo se reduce por refinación convencional y con cierta facilidad hasta 0,02 – 0,03 %, este valor es elevado [1] para laminar en caliente. Bajar el nivel de plomo hasta los valores exigibles por normas, requiere procedimientos especiales y costosos. La técnica cuyo mecanismo aquí se investiga, consiste en ajustar el contenido de plomo y estaño dentro de ciertas proporciones, ya que el balance de estos elementos, permite proceder sin problemas de fisuraciones a la colada y laminación en línea del cobre. Con el control de la composición química del sistema se logra que el plomo y el estaño se adhieran [2] sobre las partículas de eutéctico Cu-Cu2O. Esta disposición micro estructural en borde de grano explica la acción favorable del estaño en la maleabilidad. El procedimiento que aquí se describe no es aplicable a cualquier caso pues no funciona en materiales con contenido elevado de oxígeno (“Tough pitch”) ni en cobres desoxidados. Solamente lo hace en formas de baja sección que hayan sufrido enfriamiento rápido.

Aug 7, 2018

By Haruki Inami, Takashi Ishida, Kazuhiro Ohara, Hiroyuki Imanari

The highly competitive business environment of the international metals industry is driving demand for more cost-effective operation of steel making facilities, rolling mills, and strip processing lines. Achieving stable operation is vital if the steel industry is to produce high-quality products constantly and productively. In recent years, advances in computer processing speeds, data acquisition rates, and data storage capacity have rapidly led to greater use of the new technologies of big data, analytics, the IoT, and AI by control system designers and process engineers, and the introduction of industrial applications. The “Smart Rolling Mill” solutions for hot strip mills have been developed by our group with the goal of achieving sophisticated, state of the art, and automated operation in steel rolling mills. The various solution engines improve process stability, increase the performance of mill equipment, and provide improved process control. These solution engines are based on extensive knowledge of the rolling process and the associated control systems. Two solution engines in particular are the diagnosis systems for rolling condition and for product quality that contribute to cost-effective operation and lower yield loss. This paper focuses on the diagnosis systems for rolling condition and for product quality in hot strip mills. Advanced information technologies using big data analytics and machine learning are applied to real-time data collected from the automation system that controls operation and the rolling process. We have developed diagnosis solutions for rolling condition and product quality utilizing predictive and clustering diagnosis. Predictive diagnosis prevents serious problems by detecting changes in the state of the plant or in the rolling condition. Clustering diagnosis classifies patterns of fluctuation in product quality trend charts, providing effective tuning guidance for improving product quality. This paper describes these applications with several examples.

Oct 1, 2019

By Mauro Martins Machado

As misturadoras da UPG têm como finalidade produzir uma mistura de gases denominada HN, combinando proporcionalmente o Hidrogênio e Nitrogênio (75/25 e 5/95) para gerar a atmosfera de proteção para os fornos das linhas de zincagem, linhas de recozimento de chapas, forno de caixa e linha de recozimento contínuo de chapas. Os antigos analisadores Hidros 100 (Fisher Rosemount) e Thermomat (Fuji) que operavam nas misturadoras foram fabricados na década de 90 e apresentava baixa confiabilidade operacional, dificuldades de ajustes, falhas intermitentes de difícil diagnóstico e risco de misturas não controladas de Hidrogênio com Nitrogênio. Além disso, não possuíam mais suporte técnico do fabricante e nem sobressalentes para manutenção. Nesse cenário, este trabalho tem como objetivo apresentar a modernização desses equipamentos por analisadores atuais de fácil operação e configuração, manutenção simples e diagnóstico de falhas integrado e com maior confiabilidade, fator imprescindível para garantir a disponibilidade de produção. Os novos analisadores implantados fornecem análises mais precisas e confiáveis em tempo real, para o sistema de controle de correção da mistura do HN. Os resultados obtidos foram significativos para as atuais condições de funcionamento. Representando aumento da segurança operacional, redução dos custos de manutenção com o equipamento e gerando ganhos de produtividade e de competitividade para as áreas consumidoras na UPV.

Sep 25, 2017

By Pierre Montmitonnet, Yukio Shigaki, Jonatas Mezêncio Silva

A precise roll stack deformation model of a flat rolling mill is crucial for strip profile assessment as it depends strongly on the roll’s deformation. The need for more and more advanced products with stringent both geometrical and mechanical tolerances (e.g., Advanced High Strength Steels – AHSS), with thinner and harder steel strips, demands more advanced simulation models. The present paper addresses assumptions made in Finite Element Method (FEM)-based roll stack models on some important, yet barely discussed features: What is the impact on precision of the simplifications such as symmetry and anti-symmetry? Should roll neck boundary conditions in bearings be considered as fixed or simply supported? In this paper a hybrid model developed by the authors for a general flat rolling mill is used to assess those questions. This model runs much faster (100x in some cases) than a whole-FEM-modeled 6-high rolling mill with the elastoplastic strip deformation, thanks to its simplifications adopted. This model assumes a steady state rolling condition, and the roll stack is modeled with tridimensional finite elements, and the loads are calculated via a slab method adopting a plane strain state for the strip deformation (especially true for thin strips). An industrial 6-high cold rolling mill is modeled and results on the application of symmetries and different boundary conditions on the roll’s necks are presented. It is concluded that the application of symmetries and anti-symmetries for the 6-high rolling mill is possible for thin strips. And the way the necks are modeled does not impact on the final strip shape, though it influences the magnitude of the roll’s displacement. The coupling of the strip with the work roll applied assuming a symmetry plane of the arc of contact has little influence on the strip shape.

Oct 1, 2019

By Michel Fillon

Hydrostatic assistance is a commonly used method to improve limited load carrying ability of tilting-pad thrust bearings during transient states of operation of the vertical shaft hydro-generators. Despite of special hydraulic equipment (as pumps, valves etc.), it also requires manufacturing of special recesses/pockets at the pad sliding surfaces, into which oil is injected under high pressure. It allows to lift the rotor before start-up of the machine and form a hydrostatic film between the pads and the collar. There is a quite wide variety of geometry of recesses (shape, depth, size) met in practical large bearing applications. The presence of a hydrostatic pocket (usually located in the sliding surface above the pivot area, where thin film, high oil pressure and temperature are observed) affects bearing performance under hydrodynamic operation. In theoretical researches, there is an almost common practice not to include hydrostatic recess in THD or TEHD analysis. This is probably due to the problems with obtaining solution for oil film geometry with pocket, with pocket depths order of magnitude larger than gap thickness. In this paper, an attempt was taken to study the effect of the lifting pocket on THD performance of a large tilting-pad thrust bearing of ltaipu power plant. Bearing performance was evaluated including recess shape for several cases of its depth. The results show, that hydrostatic recess changes calculated bearing properties quite significantly, especially in the vicinity of the pocket.

Jul 31, 2018

By Leandro Rigo Ramos, Marcelo Lucas Pereira Machado, Lumena Gloria de Souza Nunes, Mariana Valinhos Barcelos

The aim of this work was to study the influence of temperature on the grain refining process from severe plastic deformations through the simulation of Accumulative Roll Bonding (ARB) by torsion tests. The assays were performed to simulate the ARB at three different temperatures of 550 ° C, 625 ° C and 700 ° C with 5 torsion cycles with equivalent strain of 0.8 per cycle at a rate of 0.1−1 , totalizing an accumulated deformation of 4.0. Grain refining was obtained with an average size of 2μm, 5μm and 6μm for the temperatures of 550 ° C, 625 ° C and 700 ° C respectively. There was a rise in Vickers hardness by 68%, from 119HV in the annealed sample to 175HV in the deformed sample at 550 ° C. In the deformations at 625 ° C and 700 ° C the value of 130HV E and 150HV respectively was obtained. Based on the obtained results, it can be stated that the severe plastic deformations in microliged steel, carried out at temperatures lower than the end of the austenite-ferrite transformation, produce refined grains of the order of 2μm and, consequently, increase the mechanical strength of the material.

Oct 1, 2019

By Silvio Cecchini

State-of-the Art Mould Level Control Solutions for continuous casting applications face different challenges. On the one hand, technological phenomena such as clogging and unclogging, unsteady bulging or waving can create unpredicted meniscus disturbances by completely changing the casting channel geometry and the flow behaviour of liquid steel to the mould. On the other hand, from the viewpoint of caster operations, long lifetime, quick interchange-ability and integration capability into existing systems must be achieved. In the present contribution, the overall development of INTECO TBR’s mould level master – a comprehensive mould level control solution for all continuous casting applications – will be introduced. The basis for the presented system is a development over several years which includes investigations of all critical components such as shroud, stopper, stopper mechanism, servo actuator and mould level control program. These investigations finally resulted in a new-ly developed control algorithm for a highly dynamic servo actuator. The control algorithm with its basic functionality such as the prevention, identification and removal of clogging impacts with the associated automation functions to reduce their influence onto the overall mould level control performance will be presented. The scientific basis, the resulting control functions and their related automation implementation will also be illustrated. Finally, a patented control algorithm and control functionality for unsteady bulging and waving effects with the associated automation functions to reduce their influence onto the overall mould level control performance.

Aug 16, 2017

By Rodrigo Cesar de Miranda

A importância de descrever o processo de beneficiamento por um modelo matemático tem sido apresentada por vários pesquisadores. O principal benefício é o controle e a otimização do processo dentro de uma situação industrial. O modelo seria capaz de prever determinada variável de controle do processo a partir de dados conhecidos. Assim, a simulação dinâmica representa um marco no campo da otimização de processos minerais. Essa tecnologia de simulação tem uma ampla aplicação no estudo de processos, o que permite a obtenção do seu conhecimento e domínio operacional. Além disso, possibilita melhores definições nas etapas de projeto, além de realizar uma análise de confiabilidade mais realista. O presente trabalho consiste em realizar uma análise de confiabilidade, através da simulação dinâmica, para entender como as paradas não-programadas influenciam a produção de uma planta de beneficiamento de ferro. Ainda, visa entender o desempenho fenomenológico dos equipamentos de acordo com a entrada de diferentes tipos de minérios e também como são suscetíveis a condições climáticas.

Aug 17, 2017

By Shaney Gonçalves Mileipe

No contexto atual, os estudos de engenharia de confiabilidade se tornaram cada vez mais essenciais para o acréscimo de disponibilidade das plantas e estabilidade operacional. Este trabalho tem por objetivo, através da metodologia de análise e solução de problemas (MASP) focada em modos de falhas prioritários, reduzir o tempo de manutenção não planejada do processo de Sinterização da Arcelor Mittal Tubarão. Os resultados obtidos concretizaram um aumento de 2% na disponibilidade da planta após a elaboração de um plano para corrigir os modos de falhas críticos, revelando a importância e o potencial de ganho em se investir em estudos de confiabilidade e registro de falhas.

Oct 30, 2017

By Vitor Vianna de Castro Moreira, Danilson Gonçalves de Melo e Silva, Gabriel Augusto da Fonseca

The present work aims to describe the changes made in the operational procedure of the reheating shell furnace, of the hot-rolling of seamless tubes line at Barreiro Plant of VSB, during non-production periods, focusing on reducing natural gas consumption. According to the previous procedure, the furnace was kept at 750°C on these periods, using the main burners. With the new procedure, the furnace is naturally cooled, maintaining only the auxiliary burners with a pilot light turned on, without worrying about the conservation of temperature. Subsequently, the furnace is heated with a rate of 150 ºC/h until it reaches the setpoint temperature of production. This procedure change was successful and didn’t cause operational and security problems. The minimum stoppage time needed for the natural cooling to be economically favorable is 6 hours and 30 minutes. The new procedure reduced the natural gas consumption in 4.500 Nm³, considering 24 hours of stoppage, achieving an estimated annual economy on the thermal energy costs of R$440.000,00 in 2019.

Oct 3, 2019

By Matheus de Aragão Togni

O processo de fabricação de gases do ar (oxigênio, nitrogênio e argônio) utiliza água como componente de resfriamento, para manter a temperatura do gás e dos equipamentos dentro dos limites operacionais. A qualidade de água está diretamente relacionada com a eficiência dos equipamentos rotativos, sendo assim quanto mais eficiente o sistema de resfriamento, menor será o impacto operacional, refletindo também no resultado financeiro da planta. Com o objetivo de melhorar o resultado operacional da unidade foi avaliada a troca do sistema de resfriamento convencional por um sistema com evaporative cooler.

Oct 30, 2017

By Rudolf Lesch

Till date, coke has been produced mainly from coals with a content of volatile matters in the range of 20% to 28% and good coking properties. If such so-called "selfcoking" coals are available, blast furnace coke or foundry coke with the required quality characteristics can be produced in top-charged horizontal ovens. In this case, the possibility of using high-volatile coals and in particular coals with low-caking properties is very restricted. Even if high-volatile coking coals have good coking properties, coke produced from such coal alone will not meet the requirements in terms of coke strength. The mechanical coke properties are influenced by the charge coal blend and the coking conditions. In this context, the bulk density of the oven charge is a decisive factor. Research and development in the field of coke production in horizontal chamber ovens aims at improving the specific oven throughput, increasing the raw material basis and introducing environmental protection technologies. The key factor, however, is to guarantee and further improve the rentability of the coke production. It is very important to reduce the cost of the charge coal to a minimum at the same time maintaining or even improving the coke quality.

Aug 17, 2017

By Alan de Sousa

O presente trabalho tem por objetivo revisar o atual plano de lubrificação de um laminador a frio modelo Sendzimir, tendo como foco principal determinar por meios analíticos, a confiabilidade dos processos de relubrificação à graxa de mancais de rolamento. Para a determinação dos parâmetros de relubrificação do restante dos conjuntos, que não são mancais de rolamento, foi realizada a consulta dos catálogos dos fabricantes para a determinação dos intervalos e quantidades, conforme recomendação destes. Para a realização deste trabalho, foi necessária uma extensa revisão bibliográfica, de normas e literaturas referentes a este tema. No final deste, objetiva-se a obtenção de um aumento da confiabilidade dos equipamentos, além de uma redução de custo com mão de obra e lubrificante durante os períodos de relubrificação.

Oct 30, 2017