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By Alisson Paulo de Oliveira, Altair Lucio de Souza, Jacson Morais Borges, Cleiton Arlindo Martins

A customized version of the Microsim-PM software for one Steckel rolling mill was built and adapted for specific mill parameters. The focus of this study is to use this model, which predicts the austenite grain size distribution evolution during rolling, to understand and quantify metallurgical issues happening during hot rolling. This will allow the steel mill to optimize the rolling process and chemical composition before the first industrial trial. Materials rolled for final thicknesses of 4.75, 6.30 and 12.5 mm of a carbon manganese steel and a microalloyed steel were selected to tailor the equations used by the model and to accurately reproduce the reality of the Steckel mill. This paper analyses the results from the customized model and compares them to mill data and final microstructure. Measured and predicted Mean Flow Stress (MFS) values are compared. After rolling, the material is subjected to accelerated cooling using laminar cooling. These cooling curves obtained from mill data are also considered to analyze the final microstructure characterized for all the cases using EBSD. The quantification of the microstructure allows for a better understanding of the relationship between chemical composition, process parameters and mechanical properties.

Oct 1, 2019

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 Paulo Ricardo Bastos de Queiroz

Após estudo realizado, verificou-se que a CSP - Companhia Siderúrgica do Pecém, possuía alta vulnerabilidade às oscilações de frequência, sejam elas oriundas de falhas nas unidades geradoras ou problemas nas linhas de transmissão que compõem o SIN (Sistema Interligado Nacional), onde tais perturbações poderiam provocar desde a parada total da planta a danos irreversíveis em equipamentos como motores síncronos. Com base nesse estudo, foi implantado um sistema automatizado e de rápida resposta capaz de diminuir ou eliminar todos os efeitos provocados por tais distúrbios, atuando de forma dinâmica e coordenada com o cenário energético ao qual a planta siderúrgica encontra-se no momento do evento. Dentre os ganhos apontados em estudo, destaca-se a confiabilidade de se ter um sistema de distribuição de energia em uma usina siderúrgica capaz de assegurar a continuidade do processo ou em piores casos proporcionar uma parada emergencial com total segurança.

Oct 30, 2017

By Eduardo Dominguez Trindade

Lubricant oils are subjected to reciprocating movement in the piston ring/cylinder tribocouple of automotive engines. In this kind of movement, the relative speed oscillates between zero and a maximum, and therefore the lubrication regime goes from boundary to hydrodynamic. Tribotests are widely used in laboratories to hint at the friction developed in these systems. In the present work, a SRV tribometer was used to evaluate the friction behaviour of lubricant oils under reciprocating movement up to 60 Hz. A high acquisition rate allowed the analysis of data inside each reciprocating cycle. Both a pure base oil and a fully formulated lubricant were used. Changes in the contact pressure, viscosity and speed were seen to influence friction, which was correlated to the relative thickness predicted by Hamrock-Dowson equation. While some observed characteristics were typical consequences of the Stribeck curve, other effects were also observed, such as the occurrence of seizure at high reciprocating frequency. A lower boundary coefficient of friction due to additive package in the formulated oil was also observed. The results allow a better understanding of friction in reciprocating cycles and can be used to evaluate the performance of oils and surfaces in laboratory prior to engine testing.

Jul 31, 2018

By Alexandre Rizek Schultz

Esse projeto visou à substituição do sistema de controle instalado no laminador de barras e fio-máquina, por um novo e moderno sistema de controle. Este novo sistema irá controlar o laminador de barras e de rolos instalado na Usina da Vetorial, no Paraguay. Juntamente com a atualização do sistema de controle, a RUSSULA irá substituir os antigos e descontinuados conversores de corrente contínua VERITRON, fornecendo kit’s de digitalização e aproveitando os tiristores antigos, porem confiáveis. Na cabine central serão instaladas ferramentas para facilitar a operação do laminador e equipamentos, com novas telas de operação, sistema de aquisição de dados de alta velocidade, sistema de gerenciamento de intertravamentos, dentre outros. O PLC existente, um BBC Procontic, será inteiramente substituído por novos S7-1500, nova linha de PLC’s Siemens. O novo sistema irá possibilitar aumento de produtividade, diminuição de paradas, diminuição de perdas metálicas e maior confiabilidade no controle.

Oct 30, 2017

By Thiago Pinto Wandekoken

A aciaria elétrica da Votorantim Siderurgia em Resende, possui um FEA de capacidade de 100 t, transformador de 100+20 MVa, equipado com 05 injetores convencionais de oxigênio e 03 injetores convencionais de carbono. Em função do elevado aporte de energia química e elétrica inserida no processo os painéis refrigerados, e demais equipamentos localizados em determinadas regiões do FEA, são termicamente mais solicitados e requerem maior atenção e rigor do sistema de manutenção preventiva, a fim de evitar interrupções operacionais do processo. Através da análise de dados históricos, detectou-se que a região do FEA de maior criticidade e intervenções de manutenção era o painel refrigerado P-10. As tecnologias Double Side e Protect Block foram instaladas em substituição ao painel refrigerado P-10 com o objetivo de aumentar a confiabilidade operacional do FEA, reduzir os riscos de acidentes operacionais, aumentar a disponibilidade dos equipamentos nesta posição, reduzir o número de intervenções de manutenção (preventiva e corretiva), reduzir os custos de manutenção (preventiva e corretiva) e consequentemente reduzir o power off do FEA.

Aug 16, 2017

By Giulio Antunes de Medeiros, Leonardo Martins Silva, Giselle de Mattos Araújo, Rayla de Souza Caldas

To analyze the direct reduction of self-reducting briquettes producted with different electric arc furnace dust contents, three sets of homogeneous mixtures were produced with elephant grass biomass, iron ore, cement and furnace dust in increasing levels, which were submitted to thermogravimetric tests in muffle furnace and TGA furnace at variable temperatures and times. The curves of degree of reduction were obtained and the reduced briquettes were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The results showed that the reducibility of the agglomerates is diminished by the increase of furnace dust, with variations of this result at higher temperatures. The observed microstructures were spherical particles, porous structure or whiskers. Based on XRD results, it was considered probable that the decrease of the degree of reduction with the increase of furnace dust content is related to the reaction between hematite and zincite, which is expected to be controlled by zinc diffusion.

Oct 1, 2019

By Osvaldo Guilherme Comineli

An extensive investigation into the role of low copper contents on the hot ductility of C-Mn-Al steels has been carried out in order to better understanding the problem of “hot shortness”. Previous work has suggested that this problem results from the build up of Cu that occurs at the surface of the steel as a consequence of the preferential oxidation of iron. This causes the formation of a Cu-rich film of low melting point. A nickel addition has been reported as a solution to the problem, since it increases the solubility of copper in the austenite. After hot tensile testing to failure, samples of Cu-containing steels have been examined using optical, scanning and transmission electron microscopes. Recently published results indicate that copper, in addition to precipitating out as CuS, also segregates to MnS inclusions forming a shell around them. This does not seem to impair the hot ductility under an inert atmosphere, but may have serious consequences under an oxidising environment and lead to “hot shortness”. The influence of nickel in improving the hot ductility seems to be due to it forming a higher melting point alloy with the segregated copper. Data from this incomplete work also suggests that Ni reduces the precipitation of CuS particles. Current investigation carried out using confocal microscopy still to be completed will improve the understanding of the role of copper and nickel on the problem of “hot shortness”.

Aug 8, 2018

By Daniel Hajduk

Efficiency of back up rolls depends mostly on two parameters – length of campaign and dressing amount after the campaign. The longer the campaign (in terms of rolled tones) is, the higher the dressing amount. To solve this task properly it is necessary to know the distribution of accumulated damage in the working layer of the roll caused by previous campaigns and by loads (separating force and bending) during present campaign respecting changing conditions of material properties (hardness) through radius of the roll. To find an optimum dressing amount an algorithm has been developed and specialized computer program will be presented, that takes real measured loads during the backup roll campaign, calculates fatigue damage in the roll and suggests relevant dressing amount. This can help to prolong service life of rolls, minimize the risk of spalls and reach maximum efficiency in terms of rolled tones/km per roll.

Jul 30, 2018

By Dyego Monteiro de Souza

This study compares the wear resistance of specimens lubricated with biofluids or mineral oil. Tribological studies were performed by ball-cratering test. In these tests were used as lubricants epoxidized soybean oil, castor oil and mineral oil. The specimens used were untreated and nitrided AISI 4140, while a steel ball AISI 52100 was used as a counterbody. In order to analyze the results obtained, the worn volume was calculated and the characterization of the crater, after the test, was made using optical microscopy and SEM. Wettability was also measured for the different surface condition and lubricants. As expected both specimens showed a smaller volume worn when lubricated with mineral oil due to inherent properties of this type of lubricant. Among the vegetable oils studied, the castor oil showed a better performance in the lubrication of the specimens untreated while on the nitrided specimen have shown less wear when lubricated with epoxidized soybean oil, indicating a difference in the efficiency of oils, as lubricants, depending on the surface conditions of the mechanical components.

Jul 31, 2018

By Leonardo Camilo dos Reis, Edmilson Fernandes Dadomi, Claudio Silva de Paulo

In the hot strip mill production, one of the factors that may affect the productivity is the occurrence of failure due to the geometry of the strip at the exit of the rolling mill, because the tip of the strip can turn-down or turn-up. This study had the objective of evaluating the behavior of the strip when leaving the working rolls, through numerical simulation, aiming to know the influences of the main variables that govern the formation of the turn-down. The methodology consisted in performing the computational simulation of the strip mill and to vary the operational and geometric parameters that could influence the process. The results showed that the rolling of hot strips of HSLA material with final thickness varying between of 3 to 6 mm and a reduction of 6.6% to 11.0% in the last stand of a hot strip mill, tends to bend towards the roll with larger diameter, higher friction coefficient , higher temperature and lower limit of material flow. It was observed that the variation in diameter is the main factor that contributes to the formation of the curvature of the front-end of strip. Based on these results, several measures were implemented in the industrial line, with a significant reduction in the occurrence of turn-down.

Oct 2, 2019

By Marise Keller Santos

Este trabalho apresenta os resultados parciais de uma tese de doutorado desenvolvida no PPGE3M da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), com as Empresas Produtoras de Resíduos perigosos (EPRs) do setor metal mecânico da região de São Leopoldo/RS e suas Empresas Prestadoras de Serviços Ambientais (PSAs). A maioria das empresas PSAs iniciaram suas atividades com o apoio de grandes EPRs, principalmente, em função das suas necessidades de atender às exigências legais do órgão ambiental estadual, a Fundação Estadual de Proteção Ambiental (FEPAM), para a adequada disposição de resíduos perigosos. É importante salientar que não existe um diagnóstico sobre o setor de prestação de serviços ambientais no RS para resíduos industriais perigosos. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi o de identificar e priorizar as características da qualidade dos serviços ambientais de nove PSAs selecionados pelas próprias EPRs, durante o ano de 2013, por meio da adoção do Quality Function Deployment (QFD). O resultado piloto aponta a proatividade do setor nas características de empreendedorismo e inovação e no atendimento à legislação ambiental.

Aug 7, 2018

By Edelink Efrain Tinoco Falero

Na atualidade a produção e a utilização de DRI estão aumentando nos países desenvolvidos, principalmente devido à redução do preço do gás natural e do sucesso da nova tecnologia de extração de gás de xisto. Os custos operacionais e os problemas ambientais são, efetivamente, os fatores tecnológicos importantes a serem considerados na otimização da produção de DRI. Portanto, o teor de carbono do DRI tornou-se essencial em virtude da capacidade de gerar energia química no banho de aço, complementando assim a eletricidade em FEA, e as contribuições exotérmicas da oxidação de Si e C nos conversores LD. Este trabalho faz parte de um programa completo de cooperação entre a companhia de mineração Samarco e o Grupo de Siderurgia da PUC-Rio, lidando com as equações cinéticas da metalização e carburização simultânea em fornos de redução direta. Para este efeito, o reator foi dividido em três zonas internas: Redução, Transição e zona de resfriamento. Além disso, também foram consideradas três regiões concêntricas: periférica, média e centro. Á partir desses resultados, para um tipo de pelotas RD específico, mistura de gases utilizados nas instalações industriais e similar flui-dinâmica do processo, as equações cinéticas de metalização e carburização foram estabelecidas para cada zona. Um programa computacional METCARB, totalmente baseado nessas equações cinéticas, foi então concebido. Finalmente, uma validação adicional procedeu-se tendo em conta duas corridas operacionais industriais.

Aug 17, 2017

By Anna Carolina Cerqueira Neves

Synthetic fibers have been gradually replaced by lignocellulosic fibers. Compared to the synthetic fiber, natural fiber showed economic and environmental advantages presenting interfacial characteristics with polymer matrices that favor the impact energy absorption by the composite structure. However, so far little has been reported about the hemp fiber embedded in polymer matrices, such as tensile properties. This study aims to evaluate the resistance in tensile tests of epoxies composites reinforced with different percentages of hemp fiber. Tensile tests were submitted with percentage of 0%, 10%, 20% and 30% incorporated hemp fiber in epoxy matrix. The tensile strength and deformation substantially increased the relative amount of hemp fibers incorporated into the polymeric matrix.

Aug 16, 2017

By Nestor Cezar Heck

Aim of the present work is to continue the theoretical evaluation of the slags of the fundamental system CaO-SiO2-CrOx-MgO (Ca-O-Cr-Si-Mg quinary system) at the temperature of 1,873 [K], with the help of a computational thermodynamic tool. Driving force for this and the previous research works is the understanding of chromium losses from the molten bath into the slag. Especially motivating is the presence of solid phases in the slag, since they may prevent refractory degradation and help in the production of foaming slags. Nevertheless, Cr-bearing solid phases can lead to Cr losses, being therefore detrimental. Determination of the states of thermodynamic equilibrium for this system using a slag with fixed composition as a start material were made using MgO amount as variable. Results show the impact of the MgO content on the equilibrium phases (molten metal, liquid slag, solids) and their composition for this system.

Jul 30, 2018

By Sihai Jiao, Xiaoming Xia, Bo Yan

Checkered plate, which is also known as floor plate, has a raised pattern that provides excellent skid resistance for a wide range of applications, such as flooring, walkways, platforms, stair treads, covers, etc. As one of most common products, carbon steel checkered plate is used in low strength with a large thickness margin for corrosion and costs a lot in corrosion resistance treatment and maintenance. Although austenitic stainless steel checkered plate meets the requirements of general corrosion resistance, it is also hard to provide a highly comprehensive performance for its low yield strength, which mean higher thickness, higher weight, lower stability of structure. Combined the advantages of stainless steel and carbon structural steel, a roll-bonded clad checkered plate with high performance in skid resistance, high strength and corrosion resistant is developed. The metallography shows metallurgically bonded interfaces. Both external and internal bending at room temperature can be done successfully done without any cracks. The yield strength is also significantly improved. Therefore, roll-bonded clad checkered plate is superior in microstructure, strength, ductility and workability. An application case on a pulverized coal injection platform in an iron-making plant, is also introduced to show the way of processing and installation. After two years of installation on the platform, the product still keeps the original appearance. It implies that the developed plate could keep the facilities functions with much less or no maintenance and make them much safer.

Oct 1, 2019

By Anna Carolina Cerqueira Neves

Fibras naturais estão cada vez mais sendo empregadas como fase de reforço em materiais compósitos com matriz polimérica, pois estas apresentam vantagens ecológicas e econômicas quando comparadas as fibras sintéticas. São fontes renováveis de matéria prima, são biodegradáveis e utilizam menos energia para sua produção. Foram avaliadas propriedades de tração de compósitos de matiz polimérica epóxi reforçada com altos volumes correspondendo a 40% e 50% de volume de fibras de juta contínuas e alinhadas. Os testes foram realizados na maquina universal Instron. A resistência à tração apresentou um aumento crescente com a adição da fase de fibras de juta na matriz.

Aug 16, 2017

By Anna Carolina Cerqueira Neves

Atualmente, materiais alternativos têm sido pesquisados, sendo os compósitos dematriz poliméricas reforçados com fibras naturais um desses tipos de materiais. Ofato que torna as fibras naturais uma ótima opção são suas vantagens ambientais eseu relativo baixo custo. No caso do eu eucalipto, este também possui um altocultivo no Brasil. Além disso, as fibras naturais apresentam características deinterface com a matriz polimérica que favorecem as propriedades mecânicas pelaestrutura do compósito. Esse presente trabalho analisa as propriedades de tração docompósito de matriz poliéster reforçado com a incorporação de fibras de eucaliptoem 10,20 e 30% em fração volumétrica, que foram preparados alinhando as fibrasnas matrizes e curadas por 24 horas em temperatura ambiente, por volta de 25ºC.Os corpos de prova foram testados numa máquina Instron e os resultadosmostraram um aumento na resistência à tração conforme o aumento do volume defibras incorporadas.

Aug 17, 2017

By Anna Carolina Cerqueira Neves

Muito se tem estudado sobre materiais alternativos, como os compósitos de matriz polimérica reforçados por fibras lignocelulósicas. Isso se justifica pelo fato das fibras naturais terem vantagens no que tange ao meio ambiente, bem como relativo baixo custo. Além disso, a fibra natural apresenta características de interface com a matriz polimérica que favorecem as propriedades mecânicas pela estrutura do compósito. Esse presente trabalho objetiva analisar as propriedades de tração de compósitos de matriz de poliéster reforçados com 10,20 e 30% em fração volumétrica de fibras de cânhamo, que foram preparados alinhando as fibras em moldes e deixando-os curar por 24 horas em temperatura ambiente. Os corpos de prova foram testados numa máquina de ensaios Instron e os resultados mostraram um aumento na tensão máxima de ruptura com o aumento da porcentagem de fibra incorporada.

Aug 17, 2017

By Juan Enrique Alvarez Ogusko

Rotas hidrometalúrgicas para o beneficiamento do minério de cobre vem sendo estudadas a fim de substituir o processo tradicional por pirometalurgia. No entanto, o uso de soluções lixiviantes como o ácido sulfúrico e a amônia são considerados ambientalmente desfavoráveis ao processo e descarte. Além disso, durante a lixiviação do cobre também ocorre a lixiviação do ferro. O uso de glicina como agente lixiviante é uma alternativa de baixo impacto ambiental já que é um aminoácido capaz de ser metabolizado por organismos vivos. Na lixiviação, a glicina apresenta a capacidade de formar um complexo quelante apenas com o íon Cu2+. Esse trabalho buscou avaliar a capacidade de lixiviação de um minério de cobre concentrado proveniente do Peru. Para isso, três concentrações de glicina em meio aquoso foram avaliadas nas temperaturas de 25ºC (48 horas de contato) e 60ºC (duas horas de contato). O pH da solução foi mantido entre 10,5 e 11 com adição de hidróxido de sódio. Foi possível lixiviar acima de 30% do cobre usando 0,8M de glicina na solução e em ambas as temperaturas de estudo. Além disso, a lixiviação do ferro ficou abaixo de 0,6% mostrando a seletividade da glicina para o cobre durante a lixiviação.

Oct 30, 2017