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By Klaus-Peter Kinzel

Staves Coolers de cobre proporcionaram uma excelente proteção da carcaça do alto-forno em áreas de alta temperatura. Isso resultou para que os operadores de alto-forno alcançassem alto desempenho em termos de produtividade e taxa de combustível, além de campanhas de mais de 15 anos. No entanto, nos últimos anos, alguns altos-fornos experimentaram um desgaste prematuro nos staves de cobre. Algumas dessas empresas se alinharam com Paul Wurth para investigar a causa fundamental desse fenômeno com base em todos os fatores de influência e, em seguida, propor ações corretivas. Estes resultados são discutidos e apresentados a seguir no trabalho técnico.

Oct 30, 2017

By Tatiane Suelen Santos Silveira, Dagoberto Santos Brandão, Dalila Chaves Sicupira, Graziele Gianini Braga Maria, Marcos Vinícius Fonseca Ferreira, Daniela Barçante Perasoli

O aço inoxidável duplex combina as propriedades mecânicas da ferrita e a resistência à corrosão da austenita, sendo muito utilizado em aplicações industriais que requerem um bom desempenho. Quando submetido a deformações intensas, a austenita transforma-se parcialmente em martensita, aumentando a resistência do aço. Quando o aço é recozido, essa transformação é revertida e a martensita se transforma em austenita, ocasionando um refino de grão do material. Fases secundárias formadas durante o recozimento podem prejudicar suas propriedades mecânicas e corrosivas. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da temperatura de recozimento na resistência à corrosão do aço inoxidável duplex UNS S32304 laminado a frio. O aço foi submetido à laminação a frio, com deformação de 60%, e posteriormente recozido nas temperaturas de 600°C, 700°C, 800°C e 900°C por um tempo de 0,5 h. A resistência à corrosão foi estudada através da técnica de polarização potenciodinâmica. A laminação a frio promoveu a formação de martensita induzida por deformação (SIM) e a reversão parcial começou a ser observada após recozimento a 600ºC. A ocorrência de SIM promoveu significativa diminuição do potencial de pite e o aumento da temperatura de recozimento aumentou a resistência à corrosão localizada.

Mar 1, 2019

By Rogério Martins Pereira, Charles Pierri de Souza, Lucas Gabriel Correa

The Tandem Cold Mill is composed by stands with rolls positioned so that the rolling force can be transmitted to the strip being processed. Due to the mechanical stresses inherent in the process, the roll bearings are heated and are equipped with lubrication and cooling systems. Nevertheless, there is the challenge of continuously monitoring the temperature of the bearings, which would allow preventive intervention in case of overheating. This paper presents an in-house solution to temperature measuring system applied to the backup roll bearings of a continuous Tandem Cold Mill. The system uses Zigbee technology and is integrated with the main control system, allowing early diagnosis of bearing heating and proper intervention. Results and features of the system are discussed.

Oct 1, 2019

By Gabriela Lemos Lages

Os parâmetros influenciadores do processamento mineral para a concentração magnética, como granulometria das partículas, fluxo de alimentação da polpa, susceptibilidade magnética, atuam de forma conjunta em uma planta de beneficiamento. Foram analisadas amostras de polpa contendo sulfetos de níquel, cobre e metais preciosos em seis amostragens objetivando medir a eficiência de um separador magnético de tambor de 750 Gauss em um circuito primário de britagem. O rendimento do equipamento na planta industrial foi comparado com os parâmetros medidos em laboratório. Os resultados obtidos da granulometria médias das partículas da polpa para 80% e material passante (P80) foram: 150 µm, 300 µm, 163,6 µm, 146,1 µm, 287,5 µm e 164,8 µm, e a taxa de alimentação do circuito variou entre 30,2 tph e 55,2 tph, com pressão de lavagem média de 1,0 kg/cm3. As amostras foram submetidas ao balanceamento metalúrgico utilizando o software Bilmat 9.5, após os resultados dos ensaios de caracterização: ICP-metais básicos, Satmagan e LECO-S. O percentual médio de recuperação magnética do laboratório foi de 80,1%, enquanto na planta a média foi de 96,38%, com a eficiência da planta em torno de 20,8% superior à recuperação magnética em laboratório.

Oct 30, 2017

By Humberto Tronconi Coelho

The use of friction dampers are wide proposed for a variety of mechanical systems for which it is not possible to apply viscoelastic materials, fluid based dampers or others viscous dampers. An important example is the application of friction dampers in aircraft engines to reduce the blades vibration amplitudes. In most cases, friction dampers have been studied in a passive way, however, a significant improvement can be achieved by controlling the normal force in the contact region. The aim of this paper is to study four control strategies for friction dampers based on three different hysteresis cycles. The first control strategy maximizes the energy removal in each harmonic oscillation cycle, by calculating the optimum normal force based on the last displacement peak. The second control strategy combines the first one with the maximum energy removal strategy used in the smart spring devices. Finally, is presented the strategy which homogenously modulates the friction force. Numerical studies were performed with these four strategies defining the performance metrics. The best control strategy was applied experimentally. The experimental test rig was fully identified and its parameters were used for numerical simulations. The obtained results have shown the good performance for the friction damper and selected strategy, also, the agreement between numerical and experimental results.

Jul 31, 2018

By Leszek Maldzinski

The present concept assumes carrying out the process of controlled nitriding with NH3 alone. This is a simpler process than that using two-component mixes of ammonia diluted with N2 or NH3diss. The regulation of the chemical composition of the atmosphere in the retort, and therefore the regulation of the nitriding potential KN, is obtained through the variation of the inflow rate of NH3 into the retort. What is a completely new things in a relevant process, the inflow of NH3 into the furnace is at times reduced to zero, which widens the range of the gas composition in the retort (and by the same token, of KN). The amount of NH3 introduced into the furnace is regulated (controlled) with the aid of a gas analyzer (for example an infrared analyzer). The gas analyzer opens and closes periodically the NH3 inlet valve with a frequency maintaining a desired gas composition (a desired KN) in the retort. The concept was based on experimental and theoretical investigations in term of thermodynamic and kinetic of gas nitriding. Investigations were carried out in a laboratory furnace with a quartz tube and also in an industrial furnace with a steel retort and a circulating fan. Nitriding was performed using NH3, NH3+H2, NH3+NH3diss. mixtures. In an industrial furnace the supply of NH3 into the retort was periodically closed, though with an operating circulation fan. The studies demonstrated that the growth rate of nitrided layer depends only on the composition of the atmosphere, (or KN), in the retort. It depends neither on a type of atmosphere introduced into furnace (NH3, NH3+NH3diss. or NH3+H2) nor a type of furnace (laboratory with a quartz tube or industrial with steel retort and fan). The results proved also that entirely closing of NH3 supply to the retort does not affect the growth rate of nitrided layer. A detailed analyses of the results was performed in a paper.

Aug 16, 2017

By Patrizio Damiano

Competitiveness in Electric Arc Furnace production is pushing steelmakers to increase the throughput at the lowest expenditure. The technological challenge is therefore to operate the existing facilities at their top capabilities and to exploit materials and energy sources at the upmost yield and efficiency. Moreover, seizing the opportunity offered from the price variability of metallic feedstock calls for flexible practices, versatile equipment and tools to rapidly tune the melting profiles without hindering steel quality and equipment lifetime. The innovative Danieli Q-MELT Automatic EAF system addresses these aspects implementing a centralized control system which interacts with multiple technological packages. Each of these cutting-edge technologies focuses on one aspect of the EAF cycle, increasing machine availability and resource efficiency, by means of electrode regulation and foamy slag control, charging optimization, off-gas analysis and closed loop injectors control. Moreover, these modules provide the process supervisor application (Melt Model) with important information regarding the process status, thus allowing the adoption of a unified control strategy. The supervisor implements a robust statistical approach to identify process deviations in real time. The first results and technology perspectives inferred from the field immediately after the start-up are described in this paper.

Oct 30, 2017

By Eric Schaub

Hot Blast Stove Systems are an important equipment of a Blast Furnace plant. During the last years, performance requirements and operation practice for the Hot Blast Systems have changed and have a big influence on the Blast Furnace operation. Therefore it is necessary to keep the Hot Blast System in proper condition in order to maintain the production capacity of the Blast Furnace. It is important for operators to know the condition and relevant constrains of a Hot Blast Stove Plant. Assessing its condition on a regular basis, especially in advance of a Blast Furnace relining is therefore advisable. Considering the individual condition of the Hot Blast Stove Plant, improvements in operation, but also specific and dedicated repairs might be implemented. Design improvements can be implemented as well during such repairs. This paper will describe some of these design improvements, will illustrate their implementation in new hot blast stoves but will also describe repair methods for existing stoves. In addition new developments became popular during the last decade, like the so called Dome Combustion Stoves, which was invented already 30 years ago in Western Europe. Paul Wurth’s development in this regard will be discussed in this paper as well.

Oct 30, 2017

By Patrícia Freitas Rodrigues

Um comparativo entre dois métodos para determinação das temperaturas de transformação de fase, tendo como base análises de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) em amostras de uma liga de NiTi equiatômica submetida a tratamentos térmicos para envelhecimento, foram utilizados neste trabalho. Sendo aplicado o método clássico comumente utilizado para análise desses resultados e o método utilizando da integral do pico de transformação de fase. Com base nas avaliações feitas, o método de integral por apresentar uma relação direta da fração de transformação demonstra-se mais eficaz para determinar o início e o fim da transformação por levar em consideração a forma do pico em função da trajetória de transformação.

Aug 8, 2018

By Walmir Pereira de Amorim Junior

Imersas em um mercado em constante mudança, as empresas têm seguido em uma busca contínua pela melhoria de seus processos. Diante disso, nos últimos 2 anos, o segmento de Aços Planos da ArcelorMittal Brasil vem passando por um processo de transformação, revisitando e reestruturando seus processos internos. Na área de planejamento um dos itens avaliados foi o processo de Planejamento de Vendas e Operações – Sales and Operations Planning (S&OP). O objetivo desse trabalho é a apresentação do novo modelo de S&OP da ArcelorMittal Brasil – Aços Planos, seus benefícios, e ferramentas utilizadas para suportar essa evolução: o SAP Integrated Business Planning for S&OP e a plataforma de colaboração SAP Jam, responsável por orquestrar todo fluxo de S&OP e as interações entre as diversas áreas envolvidas. O novo processo foi baseado nos conceitos existentes na literatura e também é objeto desse artigo. Além disso, no projeto de implementação do SAP IBP e SAP Jam foram utilizadas a Metodologia de Gerenciamento de Projetos baseada nas melhores práticas descritas pelo PMBOK (Project Management Body of Knowledge) do PMI (Project Management Institute) e a Metodologia SAP Activate para a implementação dos produtos. Como resultado da implantação desse projeto, foram obtidos vários benefícios, sendo alguns deles já atingidos e outros a serem capturados após o período de adaptação e estabilização dos processos e ferramentas.

Oct 30, 2017

By Daniele Tolazzi

In today’s highly competitive market situation, it is of outmost importance for EAF steel makers to optimise their processes in order to reduce operating costs and to improve safety and reliability of the equipment. The laser based off-gas analysis technology, With laser units installed on the fix duct, downstream the combustion gap, uses the “Tuneable Diode Laser Absorption Spectroscopy” (TDLAS). The system performs real-time off-gas emissions measurements of CO, CO2, O2, H2O and temperature. A closed-loop operation is in place for dynamic control of the chemical energy package combustion/post-combustion of CO, H2 and CH4 gases into the EAF furnace shell. A statistical framework which builds on a data analysis engine, based on Danieli Automation Q3Intelligence technology, evaluates the “fingerprint” of the process represented by average and deviation trends of both gases and other process parameters. Process fingerprinting is conceived both for offline profile optimisation and on-line control of the refining process. This paper describes how the technology has been applied and the results achieved at ACCIAIERIE BERTOLI SAFAU (Italy) 100 t AC Electric Arc Furnace.

Aug 16, 2017

By Diogo de Oliveira Azevedo

No presente trabalho, processos de conformação a frio e recozimento foram aplicados à liga de magnésio ZK60A (Mg-6%Zn-1%Zr) com o objetivo de determinar a cinética dos fenômenos de recuperação e recristalização para permitir o refino de grão. Para tanto, foi desenvolvida uma série de matrizes de conformação para a trefilação incremental de barras circulares da liga ZK60A inicialmente recebida no estado envelhecido (T5), resultando em reduções de 7,8%, 15,4%, 22,6% e 29,4%. Após cada passe de trefilação, as propriedades mecânicas do material foram determinadas. O estudo do recozimento foi realizado em amostras com o máximo encruamento a temperaturas de 400°C, 350°C, 300°C, 250°C, 200°C e 150°C. Pela metodologia aplicada, foi possível avaliar a cinética do processo de recristalização da liga ZK60A e determinar a sua energia de ativação.

Aug 8, 2018

By Erich Bartel

The Kocks Rotation Mill - KRM- is an innovative elongation method for seamless tube production up to 4.5’’ diameter at production levels up to150,000 TPY. Using the principle of cross roll elongation, the machine rotates four rolls around the workpiece. A retained mandrel sets the wall thickness to a precision that exceeds existing industry norms. The KRM process performance has been truly excellent. Attributes include high billet weights, elongation of up to 9.5 in one pass, and eccentricity at or below +/- 5.0%. The flexibility of the process allows a wide range of steel grades to be produced at any wall thickness with little or no mill down time. Surface quality and yield are also greatly improved. Based upon the small foot print of the KRM rotor as well as the simple mandrel manipulation system, the installation cost of the KRM is significantly lower compared to other elongation methods. The reasonable cost of the machine, combined with greatly reduced foundation requirements, reduced ceiling height as well as simple utility connections reduce the initial investment for a new or upgraded mill. Finally, lower roll and mandrel costs allow high quality production at greatly reduces cost/ton.

Aug 16, 2017

By J. Bas A. F. Smeulders

Traditional laboratory lubrication tests, including those for cold rolling lubricants often involve measurement of neat oils. To achieve increased levels of test severity, such tests are often carried out at high temperatures and prolonged durations. However, we found that the levels of lubricant degradation and wear in these tests can be much higher than in the field. Moreover, steel rolling is not done with neat oils, but with emulsions, where the presence of water influences film formation, surface chemistry and oil composition in the roll bite. To better approach the situation in the field, and thus to be able to develop rolling oils with improved lubrication performance, several lubrication tests were developed for emulsions: direct measurement of film formation and measurement of Stribeck curves, in which the emulsions can be assessed in terms of their boundary lubrication and elastohydrodynamic behaviour. The key innovation is that also another test method was developed, which focuses on boundary lubrication and wear, and the role of extreme pressure and anti-wear additives. Realistic levels of test severity are achieved in the tribometer by mimicking frictional power intensities and flash temperatures for typical cold rolling or tinplate mills. Test conditions can be adapted according to the mill stand or pass number and other cold rolling process parameters. The emulsions are kept at normal operational temperature. Clear differences could be observed between emulsions of various concentration and composition. The viability of the method is illustrated by a number of field cases, in which a good correlation is demonstrated between the laboratory tests and the performance in a pilot or production mill.

Jul 30, 2018

By Frank Schrama

Steelmakers worldwide agree that the most efficient and cost-effective solution in BOF steelmaking is to desulfurize the hot metal between the blast furnace and converter. Various methods are currently in use, among which the Kanbara Reactor (KR, using only lime as a reagent), Magnesium mono-injection (MMI, using only magnesium; also known as the Ukraina-Desmag process) and co-injection (using magnesium and lime/CaC2) are leading. These three hot metal desulfurization methods are compared based on metallurgy, efficiency, costs and overall performance. Both available data from literature and experience from Danieli Corus engineers is used for this study. The KR process is able to reach low sulfur concentrations (> 10 ppm) in hot metal and has lower reagent costs. However, due to higher Fe-loss and heavy wear the KR process has the highest operational costs. The Magnesium mono-injection process is very fast due to the use of the reactive magnesium as reagent. Major problems with resulfurization (sulfur levels below 50 ppm cannot be reached) and the violence of the process made that this process could never get a firm foothold in the western steel industry. The co-injection process with magnesium and lime proves to be able to combine the best of both worlds. It can reach low sulfur concentrations and desulfurize fast. Co-injection is also the most flexible and cost effective.

Aug 16, 2017

By Érica Castilhos

Defeitos internos do tipo trinca off-corner são um dos principais problemas relacionados à qualidade em tarugos de aços especiais lingotados continuamente. Este tipo de defeito é bastante crítico, pois além de se apresentar de forma descontínua no tarugo e, consequentemente na barra laminada, não é detectável pelos equipamentos de inspeção em linha usualmente utilizados para garantir a qualidade final do material. Neste trabalho, foram avaliadas amostras de barras laminadas de um aço baixo carbono com e sem a presença do defeito do tipo trinca off-corner a fim de estabelecer um método que permita avaliar a criticidade da trinca. Estes resultados foram relacionados com os principais fatores que influenciam na formação deste defeito, proporcionando alterações de processo com o objetivo de minimizar a sua ocorrência.

Jul 30, 2018

By Etiene Pereira de Andrade

Em decorrência de índices de emissão de poluentes cada vez mais restritivos, de programas de incentivo à eficiência energética e do uso de fontes de energia renováveis, a indústria automobilística se renova e desenvolve tecnologias que permitam redução de massa dos veículos conciliada a bom desempenho estrutural e em serviço. Nesse contexto pode-se destacar o processo de Tailor Welded Blank (TWB). Esse processo permite que se reduza o número de reforços empregados no veículo, bem como a necessidade de um maior número de etapas de manufatura. Este estudo trata da caracterização das fraturas observadas em chapas obtidas pelo processo de TWB, para aplicação em portas laterais de veículos, quando submetidas à operação de estampagem profunda. Para a identificação da causa raiz foram realizados os ensaios de tração (de forma qualitativa, buscando apenas definir a região de falha), embutimento e análises metalográficas usando microscópio óptico (MO) microscópio eletrônico de varredura por feixe de elétrons (MEV). Os resultados indicaram que a fratura ocorreu na zona termicamente afetada, e não na zona fundida. Verificou-se, ainda, que a fratura ocorreu por esforços de tração simples, gerados pelo processo de estampagem do componente.

Oct 30, 2017

By Ana Clara Petrucelli

O estudo do sopro de oxigênio no EOF é muito complexo e envolve diferentes fenômenos, incluindo o desenvolvimento do jato supersônico, a interação do jato com o ambiente ao seu redor e o banho metálico, onde ocorrem importantes reações. No presente trabalho, diferentes alternativas de desenho de lança e bicos e arranjos desses no interior do EOF são desenvolvidos a interação do jato supersônico com o ambiente do banho metálico foi caracterizada. Para o EOF, o objetivo foi determinar a melhor combinação de variação de injetores e vazões para alcançar o menor tempo de mistura, estabelecendo um novo padrão operacional. Os injetores tiveram pouca relevância no tempo de mistura. Ventaneiras e lanças supersônicas apresentaram os menores tempos de mistura. A lanças supersônicas tem influência nos mecanismos de movimento do banho e projeção de material líquido no EOF, enquanto as ventaneiras afetam o movimento do banho.

Jul 29, 2018

By Sander Mul, Michael Brandner, Armin Paar

Graphitic HSS roll grades such as ESW’s brand VANIMO can be considered as the latest developments for the last finishing stands in hot strip mills. These roll grades are developed on the basis of the alloying concept of (Carbide Enhanced) Indefinite Chill work roll materials. During the development of VANIMO, the amounts and types of carbide forming elements were increased and adjusted into the direction of cast HSS roll grades. The microstructure of graphitic HSS roll grades therefore consists of tempered martensite, cementite and several different carbide types as well as a well-defined amount of free graphite. The main purpose of graphitic HSS roll grades is to combine the high surface quality of Indefinite Chill alloys as well as the high wear resistance of HSS roll grades. Several systematic steps were taken to increase the wear performance from Carbide-Enhanced Indefinite Chill grades to the more advanced VANIC grade and further on to the highest alloyed roll grade VANIMO. In every development step, the surface quality of the roll grades was carefully monitored. The decision to invest in new testing equipment at ESW’s plant was driven by the wish to see microstructural effects of different alloys in a macroscopic dimension. Usually samples are taken from cast rolls and investigation is done in comparably small areas compared to the total surface of a roll. Rolling of strip is done with the entire barrel, so effects of alloy and microstructure can appear anywhere on the barrel surface. To ensure better understanding and deeper knowledge about influences of alloying trials we decided to install the last version of LRI (Lismar Roll Inspection). LRI includes the latest technology of Eddy Current with an enormous resolution. Depending on the formation of carbide precipitations, carbide network as well as matrix and free graphite, the EC test can detect smallest differences. The possibility to analyze the different results of EC and UT surface wave inspection will be discussed. A few examples of surface effects in the mill application will be discussed and improvement strategies explained.

Oct 1, 2019

By Jedson Alessandro Damasceno

Atualmente, a maioria dos pátios utilizam recuperadoras com roda de caçambas para remover o minério das pilhas de estocagem. Tipicamente, estas máquinas são operadas manualmente, com todos os movimentos controlados por operadores, o que faz com que o processo seja totalmente dependente de sua experiência, tornando difícil manter o processo em operação ótima. Para alcançar uma melhor performance, foi implementado um sistema automático que controla todos os movimentos de recuperação. Um importante desafio encontrado durante a construção dessa solução foi a de estimar a taxa de recuperação em tempo real, uma vez que esta informação é essencial para o algoritmo que controla o movimento de giro da máquina. Uma medição real dessa taxa está disponível, mas, a balança localizada na lança fica distante da roda de caçambas. Em outras palavras, a medição real está disponível com um grande atraso (aproximadamente 13 segundos). Este delay é inaceitável para o algoritmo de controle que necessita de uma medida em tempo real da taxa de recuperação na roda de caçambas. Diante disso, foi necessário implementar um sensor virtual. Este sensor foi implementado usando um sistema neuro-fuzzy para estimar a taxa de recuperação em tempo real utilizando outras variáveis disponíveis, tais como a pressão na roda de caçambas e medidas de penetração obtidas por radares. As estimativas obtidas ficaram muito próximas dos valores reais, e este sensor pôde então ser utilizado pelo algoritmo de controle.

Aug 17, 2017