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By Marcelo Rebellato, Beatriz Pereda, Beatriz Lopez, Pello Uranga

The classical application of Nb microalloying in the development of thermomechanical processes for flat products has been related to its suitability to enhance strain-induced precipitation and get a pancaked austenite prior to transformation. As new steel grades or new lay-outs are being developed, more complex metallurgical conditions need to be evaluated. In this context, Nb microalloying, alone or combined with other microadditions, needs to intervene in a more controlled way in additional steps of the thermomechanical process, besides its conventional strain-induced precipitation role. For example, the hardenability enhancement associated with Nb to properly achieve lower temperature transformation products, demands a proper balance of the Nb amount precipitated during rolling and the one remaining in solid solution. Similar effects are also sought when the final available Nb is used to increase strength through precipitation hardening. This manuscript evaluates how changes in the rolling strategies affect the interaction between Nb(C,N) precipitation and austenite recrystallization at different steps of the rolling process. As the possible interactions between parameters intervening simultaneously are quite complex, the application of microstructural models helps to properly define the best austenite conditioning combined with the convenient amount of Nb in solution, as a function of the final property requirements. Along the manuscript, several strategies will be discussed for the case of hot rolling of flat products comparing both normal and coarse initial austenite grain sizes.

Oct 1, 2019

By Débora Cardoso de Oliveira Silveira, Jean-Christophe Huber, Hamzeh Hamadeh, Kateryna Pastel, Guillaume Brosse

The dynamic behavior of oxygen gas flow, determined by the lance nozzle and blow pattern, is a key factor for determining jet efficiency in BOF Steelmaking. The present work compares the performances of Laval and parabolic nozzles with the aid of the Computational Fluid Dynamics (CFD). The Method of Characteristics (MOC) was applied to design a minimum length parabolic nozzle. The results show that the parabolic nozzle generates more uniform and stable jet, with 2% longer potential core and supersonic length and less shock waves. For the parabolic nozzle, the pressure nearby the nozzle wall is higher, which can protect this region from reverse flow of converter gases and offer longer life for the lance tip. Likewise, the flow rate variations would affect less this nozzle. In addition, the nozzle wear was investigated, and the parabolic nozzle has proven relatively less sensitivity to the presence of this deformity.

Oct 1, 2019

By Fabiano Mendes

Processos industriais de carbonização são tecnologias maduras e operam há mais de 7 décadas. Contudo, o sistema integrado de produção de ferro primário e aços a base de biomassa como fonte de energia e termorredutor, mesmo sendo a alternativa ambiental de menor impacto existente, chega a seus limites tecnológicos, ambiental e econômico, ameaçando a sua sustentabilidade. O grupo Vallourec buscou o processo Lambiotte como base tecnológica para desenvolver seu ambicioso projeto de carbonização contínua, em substituição ao processo artesanal de fornos retangulares de batelada, utilizados atualmente. O esforço experimental de mais de meia década, com a adaptação e profunda reengenharia do processo Lambiotte, que é o que melhor representa esta classe de reatores, para que ele atendesse as condições brasileiras e o uso das espécies de madeira da família dos Eucaliptos culminou no desenvolvimento do processo de carbonização continua Carboval, que demonstrou sua plena capacidade, para atender aspectos econômicos, sustentáveis e de qualidade siderúrgica do carvão vegetal produzido.

Aug 17, 2017

By Mario González Ramírez

The safe transport of sour gas requires steels with enhanced hydrogen induced cracking (HIC) resistance. Centerline segregation bands of high hardness microconstituents and non-metallic inclusions are the heterogeneities usually linked to HIC failures in pipeline steels. Full-scale production heats of a new low Mn, Nb microalloyed steel were produced by different steel mills aiming at the application in sour gas environments. The new alloy design provides both effective strengthening and control of sulphide inclusions. Coil microstructure consisted of fine grained ferrite with a small volume fraction of uniformly dispersed eutectoid aggregates. Most importantly the microstructure was uniform in both the longitudinal and transverse directions and exhibited exceptional consistency. Samples from this steel were submitted to HIC testing according to NACE standards TM0284-2003 without any sign of cracking. The results, so far, confirm that this new alloy design provides the unique opportunity to economically produce a high strength pipe steel grade with improved sour service resistance for the linepipe industry.

Aug 8, 2018

By Francisco Morganti

Weight reduction is the main target of all carmakers, which results in a continuous development of new steel grades. Latest 3rdgeneration advanced high-strength steel grades (AHSS) are complex materials with special chemical compositions and multiphase microstructures. The pickling, annealing and galvanizing processes of these grades aresomewhatdifferent due to the changed chemical compositions and microstructures. Therefore, these innovative steel grades place new demands on the plant technology of pickling, annealing and galvanizing lines. The most significant challenges for the pickling process are sludge occurrence during pickling, varying pickling times, weld ability of the materials, changed visual appearance and required high surface qualities. The most important topic concerning annealing line is a precisely controlled and very flexible heating and cooling process in the furnace.One of the new requirements in galvanizing linesis the prevention of surface faults caused by bare spots, which can occur since these materials feature a higher content of alloying elements like silicon or manganese. Prevention is possible with the special pre-oxidation technologies.Due to the higher strength of the material also the mechanical equipment has to be designed differently in these lines. This paper describes the influences of the changed chemical composition and material characteristics of modern steel grades on the pickling, annealing and galvanizing process and gives an overview about the technical solutions.

Oct 30, 2017

By Fernando Santos Souza

Estudos têm comprovado a afinidade e a eficiência do fosfato de cálcio bifásico (BCP) em aplicações médicas e odontológicas, assim como elemento adsorvente para o gás CO2, devido a sua característica de material poroso. O BCP é composto pela combinação entre hidroxiapatita (HA) e beta fosfato tricálcico (?-TCP), na proporção usual de 2/3 de HA e 1/3 de ?-TCP. Trata-se da mistura entre as fases solúvel, ?-TCP, e estável, HA, das biocerâmicas. O BCP é obtido por meio de tratamento térmico (para cristalização) do ACP (fosfato de cálcio amorfo), na mufla, em temperaturas variando de 600 a 1300ºC, por cerca de 24 horas – calcinação. A caracterização e a comparação de amostras amorfas e amostras calcinadas, baseia-se na utilização de aparelhos DRX, MEV, FRX, difração de laser (Cilas) e análise de área superficial (BET). A seguir, na etapa de granulometria, BCP e ACP são peneirados em duas faixas de grãos: menores que 38µm e entre 53µm-38µm. As análises por microscopia eletrônica evidenciam que o ACP possui estrutura semelhante à hidroxiapatita (HA), mas como os seus cristais são muito pequenos, essa fase aparece como amorfa. As análises por DRX indicaram a ausência de impureza cristalina distinguível nas partículas de BCP e a presença de um pico característico de ?-TCP. Sabe-se que a produção de BCP demanda maior gasto energético em relação ao ACP, devido ao tratamento térmico (calcinação).

Aug 8, 2018

By Henrique Dias Gatti Turrer

O projeto Minas-Rio da Anglo American iniciou suas operações em agosto de 2014 e tem capacidade para produção de 26,5 milhões de toneladas naturais por ano de pellet feed. O sistema contempla a exploração e concentração da jazida localizada no município de Conceição do Mato Dentro (MG), bombeamento do concentrado por 529 km até o município de São João da Barra (RJ), onde ocorrem a filtragem, estocagem e embarque do produto final através de navios. Desde a concepção do projeto até os dias de hoje, diversos estudos foram realizados objetivando-se entender o comportamento das diferentes litologias de minérios nas etapas de processamento mineral. Desses, os mais relevantes focaram nas duas principais litologias do depósito: o itabirito resultante da intemperização da matriz (IF) e o próprio saprólito (IT). Os principais pontos de investigação foram o comportamento dos mesmos perante as etapas de cominuição e concentração. O objetivo desse trabalho é apresentar uma revisão bibliográfica das diversas comparações de desempenho perante a cominuição dessas duas litologias. Além disso, são apresentados e discutidos resultados inéditos do desempenho na flotação quando concentrado separadamente ou como uma mistura. Os resultados disponíveis na literatura mostram que, ao contrário do que se imagina, o itabirito natural não apresenta consumo energético significativamente maior nas etapas de cominuição. Os testes de flotação, por sua vez, mostraram que o desempenho é diferenciado, em função do grau de liberação dos mesmos.

Aug 16, 2017

By Luiz Henrique Simões dos Reis

Este trabalho estuda o fenômeno da erosão e a validação de um erosímetro. Com este propósito, as taxas de erosão, perda de massa acumulada por unidade de área e o fator de esfericidade foram medidos. Os testes foram realizados com corpos de prova de latão 360 CLA, efetuando quatro testes com durações de 5, 10, 15 e 20 horas, respectivamente. As amostras foram pesadas em uma balança de precisão antes e após os testes. O abrasivo utilizado foi a areia ABNT em uma concentração de 10% em peso. O impacto repetitivo entre as partículas abrasivas causou trincas, lascamentos e, consequentemente, a formação de partículas menores. Também foi constatado o arredondamento das partículas abrasivas. Tais fatos são a causa do decréscimo da taxa de erosão com o aumento do tempo de teste. Micrografias apresentam a degradação da superfície na parte frontal do corpo de prova devido à remoção de material. O erosímetro obteve sucesso nas comparações com outros artigos.

Oct 30, 2017

By Diego Pacheco Wermuth

Micrometric surgical components typically have high geometric complexity and stringent regulatory specifications. These components need to have excellent mechanical properties and a high demand of products. Besides these factors, it is necessary to maintain a low manufacturing cost, performing essential research on new manufacturing technologies. Metal Injection Molding (MIM) is a process that has been explored , providing an interesting alternative for making medical devices. The research in the production of microcomponents obtained for MIM is gaining momentum and prominence, due to low cost and high productivity of this process. This paper is a study and development of feedstocks with AISI 316L alloy , which is known for its biocompatibility. Four feedstocks with 61%vol. of metal powder were analyzed by capillary rheometry and DSC/TGA.

Aug 16, 2017

By Rodrigo Citrangulo Daniel Luiz

Este trabalho tem como objetivo demonstrar por meio de estudos técnico- científicos e de casos, como foram eliminadas as falhas devido a quebras dos elementos de proteção de sistemas de transmissão de torque (pinos de cisalhamento) no trem Laminador 2 (TL2) da Arcelormittal Piracicaba. A quebra de pinos de cisalhamento no TL2 são uma constante desde o inicio da operação do Laminador 2, sendo que diversas tentativas foram feitas no sentido de eliminar as quebras porem sem sucesso, o que demonstrou a necessidade de uma abordagem metodológica do problema. Este estudo, baseado na analise dos projetos dos equipamentos envolvidos e das praticas de manutenção adotada, orientou o redimensionamento dos elementos de proteção do sistema de transmissão de torque e o desenvolvimento de um novo sistema de proteção, utilizando o drive do motor para fazer a segurança do sistema de transmissão além da revisão e implantação de novas rotinas de manutenção nos equipamentos. O resultado obtido demonstrou a importância do profundo conhecimento tanto do projeto do equipamento quanto da avaliação e conhecimento empírico da manutenção de campo, conjunto este de informações que é indispensável para se garantir o desempenho dos equipamentos permitindo uma produção livre de imprevistos.

Jul 30, 2018

By Davidson Marcos de Oliveira, Antonio Adel dos Santos, Vicente Tadeu Buono

The benefits of using the controlled rolling process followed by accelerated cooling (TMCP), currently used in the main rolling mills in the world are already well known and metallurgically based. The need to obtain mechanical properties with a high degree of homogeneity means that in some situations the ends of the rolled material are discarded, negatively affecting the metallic yield of the process. Therefore, this work focused on the determination of the mechanical properties variation at the ends of thick plates processed by TMCP of steels for application in oil and gas pipelines, in order to map the extent of these differences and to correlate them with the microstructure obtained, the profiles of temperature and cooling rates in these regions. To perform the work, two slabs of the studied material were rolled, and the temperature profile was recorded along the plate in the controlled rolling and accelerated cooling processes. The ends of the material were sampled in sections at every 100 mm and subjected to tensile test, hardness and the Charpy V-notch impact test, as well as dilatometry and microstructure evaluations. For the used process conditions, the results indicated the formation of a banded microstructure, basically consisting of polygonal ferrite and bainite, occasionally containing small fractions of perlite. The mechanical properties in the top and the base were higher than the values found in the plate middle, justified by the microstructure found. The work allowed understanding the relationship between the mechanical properties, microstructures and process conditions at the ends, helping the team to improve the process in order to result in a high degree of homogeneity of the product and, thus, lead to optimization of the metallic yield.

Oct 1, 2019

By Helênio Resende Silva Júnior, Thiago de Oliveira Mazzeu

O envelhecimento gradual das Baterias de Coque é um fato inevitável, sendo importante monitorar as condições dos fornos e das estruturas periféricas para maximizar sua vida útil. A Paul Wurth desenvolveu uma metodologia de diagnose que avalia as condições dos elementos principais que compõem as plantas de Coqueria, dentre elas: estrutura da alvenaria refratária, estruturas e componentes metálicos, análise do controle térmico e regime de pressões, conjunto das máquinas móveis. Através de inspeções visuais e coleta de informações de processo e rotina adotada pela equipe de preservação da planta de Coqueria, são elaborados procedimentos e recomendações que visam à extensão da vida útil do equipamento. A Diagnose é uma técnica que auxilia as equipes de Coqueria a entenderem em que situação o equipamento se encontra e contribui com as melhores práticas adotadas no mercado para o prolongamento da vida útil. Ela deve ser repetida com frequência de modo a atualizar a situação da Bateria de Coque, verificar o efeito das ações tomadas pela equipe de preservação e propor novas recomendações. A Diagnose ainda permite identificar a idade real de desgaste das estruturas da Bateria em comparação com sua idade cronológica, permitindo que as usinas planejem investimentos de maior porte.

Oct 1, 2019

By Victor Freire de Oliveira

Em 24 de julho de 2014 entrou em operação o alto-forno 2 da VSB, projeto de fornecimento Paul Wurth cuja conclusão de montagem foi em 2011. O alto-forno, primeiro montado de um total de dois fornecidos, foi desenvolvido para conferir à VSB a maior flexibilidade operacional possível sendo capaz, inclusive, de operar com coque ou carvão vegetal, alternadamente. A instrumentação e automação são modernas e avançadas, oferecendo à VSB amplo controle sobre o processo. A presente contribuição técnica visa apresentar as características que tornam o altoforno 2 da VSB um reator especial e o mais moderno em sua categoria.

Aug 16, 2017

By José Aparecido Pereira

The innovative methodology developed by the author allows the elaboration of an Angle Roll Pass Design based on the practical observations of the rolling process and applies mathematical criteria, using the Ekelund´s formula supported by Advanced Excel tools (Reach Goal, PROCV-PROCH, Macros) and AutoCad. The first step is the definition of the number of stands, roll dimensions, gear boxes reduction, initial stock, average reductions, spread factors, finishing speed and type of grooves. For each pass are calculated: bite angle, spread, section reduction, lost and gain of temperature, separating force, speed, torque and motor power. After these calculations and checking of the parameters, the program calculates the dimensions of the passes transforming the flat passes into shaped ones. With these dimensions it is possible to draw the grooves using AutoCad and check section reductions. This methodology was already used for the development of a new project and also to check the parameters of existing ones, with comparison of the results and has shown to be reliable in real and tested projects. It is an innovative process that is not available in known literature.

Oct 1, 2019

By Alessandra Regina Machado Schifino

Neste trabalho foi realizado um estudo comparativo entre as normas utilizadas para validação da solda aluminotérmica em trilhos do tipo Premium – Vignole dos modelos TR, utilizada em reparos de trilhos ferroviários. As normas a serem comparadas são: ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), AREMA (American Rail Way Engineering and Maintenance of Way Association) e a Norma Europeia (British Standard – Railway Aplication Track – Auminothermic Welding of Rails). Esta comparação será realizada para avaliar a relevância da variação dos parâmetros utilizados em cada uma das normas e quais fatores devem ser analisados em mais de uma norma para que não haja dúvidas se os trilhos estão aptos para serem colocados em operação. Através da realização dos ensaios mecânicos e metalúrgicos, sugeridos pelas normas, encontra-se defeitos causados por diversos fatores, tais como: processo de fabricação, mau uso dos trilhos, falhas operacionais na soldagem, de preenchimento, de solidificação entre outros. Utilizando-se deste conjunto de informações será possível validar as soldas aluminotérmicas testadas.

Oct 30, 2017

By Caio Fernando Dias Guillen

Ao longo dos anos os aços para moldes plásticos tornam-se cada vez mais importantes no campo de aços ferramenta. A aplicação destes materiais estende-se pela indústria de processamento de diversos polímeros. Assim são esperadas propriedades específicas dos aços utilizados em cada condição: resistência mecânica, polibilidade, usinabilidade, resistência à corrosão e resposta à texturização são fatores determinantes na escolha do aço. O presente trabalho objetivou caracterizar, com relação às propriedades mais importantes para os moldes plásticos, uma gama selecionada de aços. Através de ensaios foi possível elaborar um quadro comparativo que define os aços que melhor respondem à determinada solicitação. A caracterização dos aços ocorreu através de ensaios de tenacidade, impacto, tração, dureza, características micorstruturais.

Jul 30, 2018

By Sebastien Flament

More and more Hot Strip Mills are facing defects on their products that lead to a rejection of complete product batches by their customers. Several of those defects are induced by excessive work roll degradation. This paper is focussed on the understanding of work roll corrosion and oxidation mechanisms in a hot strip mill. Several laboratory trials (Hot rolling simulator, cyclic oxidation) have highlighted important factors influencing corrosion of work rolls as well as helping the understandings of oxidation of a work roll in the roll bite and along the roll circumference in a stand. The attention is focussed on several elements present in water used in HSM for direct roll cooling (e.g. chloride, bactericides, sulphates, phosphates) and their effect on roll surface degradation. The second part of this paper is focused on the understanding of work roll oxidation along the roll circumference. The effects of roll composition, roll temperature, water composition and water temperature have been studied in order to understand the oxidation/corrosion mechanisms in a HSM.

Aug 16, 2017

By Rainer W. Kaiser

High wear resistant HSS rolls are being successfully used in the first stands of HSM finishing trains since the early 1990´s. The strong demand of mill administrators to make them applicable also in the last stands of the finishing rolling mill is a major influence factor of R&D efforts at respective roll suppliers. Looking back to the successful replacement of ICDP and HiCr rolls by more economic HSS rolls in F1-4 in regard to the TCO, rolling mill managers wish to repeat such scale gain also at F5-7 stands. Actually used enhanced ICDP rolls wear faster, being the HSM stoppage factor. F1-4 HSS rolls can be used for example 3 times longer. There is an obstacle to be overcome by roll suppliers and end users to replace F5-7 rolls by HSS rolls. Stick and crack resistance properties of HSS need to be improved. As a worldwide known leading producer of cast rolls for steel mills since 1820, the traditional German family owned foundry and machine shop IRLE, existing since 1693, accepted to face also this additional challenge. IRLE´s long year experience and prior researches have shown possible development directions to improve mentioned stick and crack resistance properties of its HSS grade, called SST. A new material of the HSS family is in the development pipe line and is discussed: SST/G. Choice criteria of the development direction, steps to control and guarantee respective sections of an industrial scale production as well as observations and results are described.

Jul 30, 2018

By Larissa de Moraes Peres

A utilização da pré-concentração de minerais é um processo já conhecido e que gera ganhos significativos em termos de aumento de teor de alimentação das usinas. Tal processo, porém, gera produtos de granulometria fina que dificultam, ou mesmo impossibilitam, a avaliação da abrasividade destes pelo ensaio de Bond, método mais utilizado atualmente na indústria mineral. O ensaio LCPC se apresenta, então, como uma alternativa para avaliação da abrasividade de materiais que se encontram em uma granulometria mais fina. O objetivo principal do trabalho apresentado neste artigo é avaliar o índice de abrasividade de minérios que passaram por um processo de pré-concentração e tal avaliação foi realizada por meio do LCPC. Foi possível observar que, para a amostra de cobre, a pré-concentração resultou em um concentrado de abrasividade menor que a alimentação, o que torna o processo vantajoso como uma etapa anterior ao beneficiamento propriamente dito. Já no caso do zinco, observou-se uma maior abrasividade no concentrado, o que sugere a concentração dos minerais abrasivos no concentrado, ao contrário do que seria esperado, que seria uma maior concentração de minerais mais abrasivos na ganga.

Oct 30, 2017

By Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzin

The steel production in mini mills generates several process residues, among them the electric arc furnace dust (EAFD). This residue has as main elements Fe, O, and Zn, being classified as hazardous by the presence of Pb and Cd. In recent years, a rise in the chlorine content of this residue was observed, motivated by the increased use of scrap with impurities bearing this element. In this work, a qualitative assessment of the presence of chlorine in the electric steelmaking process is made. Complementing it, theoretical considerations based on the computational thermodynamics tool FactSage show the effects of the chlorine on the mineral species in EAFD and on gaseous species in the gas phase (HCl and Cl2). For this study, PVC polymer was used as the chlorine carrier substance which contaminates the EAF charge; presence of other minor elements in the system such as K, Na and Pb were also considered.

Aug 7, 2018