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By Douglas Glenn Stalheim

Hot strip structural steel coil used in construction, engineering, transport, structural applications and other applications are widely used in yield strengths from 300 – 700 MPa. However, structural design engineers are now not only requiring various strength levels but also other mechanical properties, primarily good formability, toughness and weldability. To produce a balanced approach to a cost effective structural steel, hot strip coil requires an understanding of utilization of an optimized alloy composition designed for the layout/equipment capabilities of a given hot strip mill to produce the desired metallurgy for optimum mechanical property performance. The term “cost effective” does not just focus on alloy design, but also ease of overall processing from steelmaking, casting, rolling and cooling, stable mechanical properties with a statistically normal distribution, no downgrades/rejections and a product that the end user recognizes as being superior to others. The desired metallurgy is simply understanding what will be the optimum microstructure and cross sectional grain size/distribution needed to meet the mechanical property requirements. This paper is a follow up paper that previously described optimum base alloy designs along with steelmaking/casting processing considerations and will focus on proper reheating, rolling and cooling metallurgy/processing strategies to produce quality cost effective hot strip structural steel coil.

Aug 17, 2017

By Murillo Romero da Silva

Ligas com memória de forma (LMFs) são ligas metálicas capazes de recuperar o seu formato e tamanho original após deformação plástica quando aquecidas acima de uma temperatura crítica. Diversos casos de possíveis aplicações paras as LMF têm sido justificados no campo científico, com alguns poucos casos identificados para aplicação em massa, existindo uma ausência na literatura de uma análise crítica da aplicabilidade das mesmas que leve em consideração aspectos industriais e de mercado. Dessa forma, se faz necessário um estudo mais aprofundado que correlacione as ideias científicas geradas com a produção industrial e com a comercialização de LMFs. Nesse contexto, o trabalho visa através de levantamento e análise de patentes e artigos científicos, assim como por contatos industriais, estabelecer uma relação entre o desenvolvimento científico e o comercial das LMFs. Mais de 11 mil artigos e mais de 7 mil patentes foram produzidos nos últimos 16 anos, sendo observado uma tendência crescente da criação de conhecimento de LMF, o qual já vem sendo aplicado na indústria, justificando assim os esforços observados no campo científico. A área biomédica se destaca como a mais bem estabelecida no campo das LMF, com destaque para a utilização das ligas a base de NiTi.

Aug 17, 2017

By Cleciano Berlando Miranda de Oliveira

A Engenharia de manutenção em equipamentos siderúrgicos da CSN vem desenvolvendo habilidade e aplicando com ótimos resultados os recursos computacionais avançados com modelagem 3D e simulação numérica através de métodos de elementos finitos. Estes recursos estão se tornado um diferencial na dinâmica dos trabalhos de manutenção com foco em análises de falhas crônicas e respostas rápidas para a solução dos problemas. Caracterizando e estratificando as falhas é possível desenvolver melhorias e defendê-las com maior assertividade e credibilidade. O recurso computacional já está no mercado há tempos e a CSN está na vanguarda na formação de sua equipe própria com um nível avançado e grande potencial para otimização de resultados da engenharia de manutenção de equipamentos (GEM) da CSN-UPV. A missão principal é agregar valor aos ativos, com agilidade e confiabilidade na caracterização de oportunidades de melhorias dos projetos ou restabelecimento funcional. Trilhando um caminho contínuo no que tange a qualidade e assertividade nas soluções de problemas de equipamentos mecânicos, serão apresentados alguns casos de sucesso que estão em desenvolvimento e um projeto de melhoria nos rolos de entrada de um laminador de encruamento, localizado na saída da linha de recozimento contínuo para chapas número um (LRCC#1). Estes rolos apresentavam fraturas com frequências mensais gerando paradas de mais de 8 horas e, após os estudos e implantação do projeto em 2012, não houve mais registros de paradas por falhas nos rolos. O projeto foi padronizado e multiplicado para os demais rolos da LRCC#1 e outras linhas com projetos semelhantes.

Aug 17, 2017

By Fábio de Oliveira Braga

A descoberta de óleo e gás no Pré-Sal transformou o Brasil em um dos grandes possuidores de reservas de petróleo no mundo e aumentou as expectativas de produção em águas profundas. Apesar da euforia, alguns desafios têm o potencial de inviabilizar a exploração do Pré-Sal: a complexa logística offshore, as dificuldades de acesso ao reservatório, as condições físico-químicas do poço e de subsuperfície. As condições impostas pelo ambiente são relevantes, devido aos altos teores de contaminantes, alta temperatura e pressão, que exigem materiais de alto desempenho. O objetivo deste trabalho é revisar os avanços que podem contribuir para superar as condições físico-químicas do Pré-Sal. Verificou-se que a solução deste problema pode envolver três tipos de abordagem: O desenvolvimento de ligas resistentes à corrosão (LRC), a adição de agentes modificadores do meio corrosivo (inibidores) e modificações no projeto dos equipamentos. Espera-se, portanto, que a utilização conjunta das diferentes abordagens proporcione a viabilidade de longo prazo da produção no Pré-Sal.

Aug 17, 2017

By Letícia Miranda Alves

Os pós fluxantes têm como base o sistema CaO-SiO2-Al2O3-Na2O-CaF2 sendo que, em alguns casos, podem conter também MgO, Li2O, K2O e B2O3. Os resíduos de mármore e granito, oriundos dos processos de produção de rochas ornamentais, são passivos ambientais na região sudeste, sobretudo no estado do Espírito Santo. As composições destes resíduos são similares a dos pós fluxantes utilizados nos processos de lingotamento contínuo e portanto serão utilizados neste trabalho para formulação de novos fluxantes. Uma mistura de granito, pó de mármore e adições foi realizada com o objetivo de produzir um fluxante similar aos comerciais encontrados no mercado. O novo fluxante foi caracterizado por difração de Raios X antes e depois de passar pelo teste de susceptibilidade de formação de fases cristalinas ou “teste de Stollberg” modificado. Os resultados mostraram que existe a formação de fases similares às observadas em fluxantes comerciais. Avanços nesta área podem viabilizar economia de matéria-prima e a diminuição do impacto ambiental causado pelo mercado de rochas.

Aug 17, 2017

By Ivo Filipovic

The steel melting process in an Electric Arc Furnace is a complex set of tasks, coping with highly dangerous hazards as fire, explosions, uncontrolled reactions, hot metal projections and gas or dust emissions. Melt shops are dangerous working areas for operators, recording statistics with a high frequency of injuries. In the past years, without dedicated safety equipment, there wasn't a real attitude to the risk prevention. The paper describes the available technological packages to eliminate the manned activities on the melting floor, with the aim to prevent accidents and keep furnace operators safe. The technological packages suite extends the automatic control of the EAF melting process to all the operations from charging phase to tapping. Plus, the integration of the most frequent operations by automated specialized tools effectively minimizes power-off times, enhancing reliability and improving the transformation costs.

Aug 17, 2017

By Andreas Rohrhofer

Reliable high end automation and process optimization systems are main factors for excellent product quality, safe operation and maximized plant performance in the steel industry and its designated environmental plants. Primetals Technologies introduces new automation packages for consequent safe and cost efficient production. Many areas within the steelplant interested to be monitored and measured automatically are not implemented in the automation system due to limited access or technical reasons. A wireless, self-organizing network facilitates wide ranging data transmission in previously inaccessible areas and opens up a wide range of new opportunities. With Fluid Guard a system to detect leakages with highest accuracy and reacts properly for all kind of water cooled circuits is available, improving the safety in steelmaking process. Lance Guard can be utilized for all fully automatic and semi-automatic lance appliances, but is especially suitable for the products of Primetals Sublance Standard/2.0 and LiquiRob applications, since these systems make seamless integration particularly simple. Manual lance appliances may also be tested and diagnosed. Environmental plants have become a main part in steelmaking plants. Highest performance in combination with optimized energy consumption is the main target in Primetals Technologies’ innovations in automation optimization packages for dedusting systems. A new approach for preventive maintenance and operator assistance is introduced with the Acoustic Expert System. In combination with the new Ask cloud based system, Primetals enables a 24/7 monitoring and a whole lifetime observation of any equipment within a steelplant. Furthermore it is now enabled to check the condition of the plant at a fingertip at any time.

Aug 17, 2017

By Joaquim Luiz Monteiro Barros

O atendimento as normas ambientais vigentes nos diversos processos das siderúrgicas no Brasil, mais do que uma exigência legal, deve ser um compromisso da empresa com os funcionários, clientes e com a sociedade como um todo. O perfeito dimensionamento do sistema de limpeza de gases e a aplicação de filtros de mangas horizontais é, com certeza, uma alternativa eficiente para solucionar de forma adequada as particularidades e necessidades dos diversos processos siderúrgicos.

Aug 17, 2017

By Ycaro Jorge Maia da Costa

O desenvolvimento de estruturas com dimensionamento confiável requer o monitoramento de seus materiais, entretanto alguns processos de fabricação muitas vezes induzem modificações em seu comportamento mecânico. Isso faz com que as estruturas sejam menos confiáveis podendo causar redução da vida útil. Um dos processos onde isso acontece é a soldagem. Seu aporte térmico, modifica a microestrutura do material de tal forma a gerar três regiões mecanicamente distintas na junta soldada: Metal de Solda (MS), Zona Afetada pelo Calor (ZAC) e Metal de Base (MB), fazendo com que haja concentração de tensão na região afetada. Este trabalho se deteve em analisar o comportamento mecânico de uma junta soldada de aço inoxidável AISI 304 em comparação com o mesmo material não-soldado através da identificação dos gradientes de deformação, utilizando da Correlação Digital de Imagens (CDI) aplicada ao ensaio de tração. Os resultados provaram a capacidade da técnica de CDI em identificar campos de deformação mesmo em materiais anisotrópicos, como uma junta soldada.

Aug 17, 2017

By Eduardo Luiz Sales Marinho

A Central Termelétrica SOL, ou CTEs 5 e 6, foi construída com o objetivo de fazer o aproveitamento da energia do gás oriundo do processo de coqueificação do carvão mineral realizado em fornos específicos para este fim, em um processo denominado “Coqueria Heat Recovery”. Nesta unidade operacional de responsabilidade da área de energia da ArcelorMittal Tubarão, seguindo o plano plurianual de manutenção nas turbinas Fuji, foi realizado intervenção de manutenção nos dois turbo gerados CTE’s 05 e 06 no ano de 2015. Durante as atividade de inspeção de manutenção foi detectado que existiam trincas nos pés das palhetas encaixadas no rotor da turbina nº6. A partir desta constatação, o equipamento ficou sem confiabilidade para operação continua, precisando de substituição das palhetas danificadas. O trabalho proposto apresenta as alternativas possíveis até a solução definitiva que foi a substituição das palhetas defeituosas por novos spare parts. As possibilidades descritas a seguir, serão o objeto de tomada de decisão até a normalização do equipamento: i) Montar TG e operar com palhetas do ultimo estágio trincadas até a chegada do sobressalentes para troca; ii) Deixar equipamento parado aguardando chegada dos sobressalentes para troca e conclusão da montagem e testes; iii) Remover por usinagem de campo, o ultimo estágio de palhetas do rotor montagem e operação do TG6 até a chegada do sobressalentes vindos da Fuji Japão.

Aug 17, 2017

By Johne Jesus Mol Peixoto

A complexidade do formato do molde de beam blank aumenta a importância de se compreender o comportamento do fluxo no interior do mesmo. Neste estudo verificou-se a influência da profundidade de imersão e da velocidade de lingotamento sobre as características de fluxo em um molde de beam blank alimentado por duas válvulas tubulares. Os resultados das simulações matemáticas foram coerentes com os resultados do modelamento físico. A velocidade de espalhamento do jato na região do flange é maior que na alma e este fator pode acarretar na solidificação irregular da pele ao longo da seção transversal. A profundidade de penetração do jato variou entre 66cm e 77cm. A intensidade média de flutuação do menisco foi de 0,22mm, sendo a flutuação máxima encontrada de 0,85mm. Com base nos resultados obtidos, os parâmetros de operação sugeridos são: profundidade de imersão igual a 75mm e velocidade de lingotamento máxima de 1m/min.

Aug 17, 2017

By Rafael Lopes

O rendimento metálico é um dos principais indicadores de processo de laminação de longos, uma vez que tem influência direta na redução do custo de produção, sendo fundamental no atual cenário econômico da siderurgia brasileira. Em função disso faz-se necessário identificar as principais causas de perdas metálicas para aumentar o índice desse indicador, utilizando a metodologia DMAIC. Como resultado houve o aumento de 1,22% alcançado pela otimização dos parâmetros de processo do tratamento térmico, redução do comprimento do descarte da cabeça e cauda da barra na tesoura e melhoria na automação das válvulas do sistema de têmpera e autorevenido.

Aug 17, 2017

By Marcus Vinicius Dias Garcia

O presente trabalho tem por objetivo contribuir para a preservação refratária de baterias de coque, apresentando uma metodologia de planejamento e controle. A condição dos refratários de baterias de coque é crucial para sua produtividade e para o cumprimento de diretrizes ambientais. São desafios (i) a identificação precoce de danos e previsão de seu efeito no desgaste global da bateria, para hierarquia de reparos; (ii) a seleção da técnica apropriada a cada reparo. No presente trabalho, os autores compilam o estudo da progressão de danos sob diferentes tipos de reparo ao longo de mais de 30 anos em baterias heat-recovery e convencionais, de diversos modelos construtivos, e o combinam a tecnologias de inspeção para consolidar uma metodologia de gestão da preservação refratária. A metodologia foi aplicada em baterias localizadas no Brasil, avaliando a condição de mais de 400 fornos em 90 dias. Para a bateria mais crítica, foi identificado um potencial de prorrogação de vida útil em torno de 10 anos.

Aug 17, 2017

By Bernardo Martins Braga

O desgaseificador RH é um reator de refino secundário bem estabelecido. Nesse equipamento, gás inerte é usado para promover a circulação de aço entre a panela de aciaria e uma câmara de vácuo. A predição correta da dispersão de gás na perna de subida do RH é importante para a modelagem confiável do processo. O presente trabalho estudou a penetração de gás na perna de subida do RH por meio de modelos físico e matemático. No estudo, foram considerados apenas um ou dois bicos injetores e vazões de gás, por bico, entre 5l/min e 50l/min. Para as condições com um bico injetor, os resultados das duas abordagens mostraram boa concordância qualitativa. Já para as condições com dois bicos injetores, a concordância só foi satisfatória para vazões de até 30l/min por bico. Adicionalmente, os resultados obtidos indicaram que o problema de penetração de gás em modelos matemáticos de desgaseificador RH identificado na literatura está relacionado com erros numéricos e não com falhas na modelagem da física do problema.

Aug 17, 2017

By Pedro Augusto David Machado

The hot metal produced in small blast furnaces runs with a highly heterogeneous charcoal. The result is a significantly higher hot metal chemical composition variation, especially for the silicon content, which varies from 0.4 to 1.5% in Mini Blast Furnaces - MBFs, designed to feed an EAF and/or a BOF. These MBFs operate with frequent variation in their productivities to feed preferably only one of the steelmaking reactors, that is, EAF or BOF. The hot metal suitable amount, chemical composition and temperature, to be delivered at the steelmaking vessel, become the major concerns in the integrated operation MBF to EAF or BOF. In order to cope with those undesirable frequent variations, a solution has been proposed based on the existing technologies of oxygen jets and ladle refining techniques adapted to a hot metal ladle or to a Torpedo Car. The proposed technique is not only able to adjust hot metal temperature and chemical composition, but it also generates the adequate conditions for refinement from P and S, as well as “cleaning” hot metal ladles and Torpedo Cars by melting pig iron skulls. Therefore, this new technique development results in high hot metal yield, an adequate chemical composition and bigger campaign of hot metal ladle.

Aug 17, 2017

By Deyve Drengson Carneiro Vieira

O objetivo desse trabalho é identificar a eficiência térmica do glendon de uma empresa do setor siderúrgico mineiro. Tendo em vista que quanto mais eficiente for o equipamento, maior é o aproveitamento da energia fornecida e também menor é o consumo de carvão vegetal no alto-forno, reduzindo o OPEX. Este trabalho foi um estudo de caso baseado na análise de diferentes referências bibliográficas e através de estudos prévios e dados reais. O glendon em estudo apresentou eficiência térmica de 53,1%. Estudos mais recentes apresentaram eficiência de 67,4% utilizando chicanas no interior do glendon alterando o fluxo gasoso. O combustível do glendon é o gás do topo do alto-forno recuperado. A energia proveniente da combustão representa 89% da entrada de energia no regenerador, o que mostra quão importante é uma queima estável do GAF no glendon. Observou-se um desperdício de 45,5% da energia de combustão que saem pelos gases na chaminé, sendo uma oportunidade futura de estudo para reaproveitamento dessa energia

Aug 17, 2017

By Enif Gutiérrez Guerrero

Inclusion deposition is still a standing problem in the continuous casting of steel since the deposition of alumina inclusions inside the SEN affects the productivity and the product quality. The present work studies the factors involved in the inclusion deposition at the nozzle and the effects of inertial, gravitational, buoyant, pressure gradient, and Saffman forces on the inclusion trajectories. The results show that the inclusions reaching the nozzle, only 30% get deposited along its walls mainly at the Upper Tundish Nozzle (UTN). This area of higher deposition is identified close to a low static pressure and a high turbulent kinetic energy dissipation zones where the effects of the gravitational and buoyant forces do not promote a significant inclusion radial movement since these are aligned with the direction of the flow stream lines. In contrast, in this zone, the Saffman force shows an important effect on the deposited inclusions, slowing down the inclusions in the vertical axis and increasing their radial movement.

Aug 17, 2017

By Débora Guimarães da Silva

Este trabalho trata da deposição de um nanofilme de sílica através do processo sol-gel na superfície de um substrato vítreo para sua aplicação em usinas térmicas de energia solar. Os filmes foram confeccionados pelo processo de revestimento por imersão utilizando-se um equipamento dip-coating e passaram por um tratamento térmico à 425°C durante 30 minutos. Na etapa de caracterização foram feitos ensaios de espectroscopia de fluorescência de raios-X, refletância difusa no UV-Vis, microscopia eletrônica de varredura e medidas de molhabilidade. As propriedades mecânicas foram avaliadas por teste de adesão da fita e dureza a lápis. Resultados dos ensaios de espectroscopia de fluorescência de raios-X confirmaram haver a deposição de sílica sobre o substrato. Foi obtida uma refletância difusa de 2,72% para o filme antirreflexivo. Imagens no MEV revelaram uma superfície lisa, uniforme e isenta de trincas. Medidas de molhabilidade mostraram que houve o molhamento dos filmes pela água, caracterizando-os como hidrofílicos. Os filmes apresentaram uma adesão de 4B e dureza de 3H. Os nanofilmes de sílica confeccionados apresentaram propriedades ópticas e mecânicas satisfatórias para a aplicação solar.

Aug 17, 2017

By Alexandre de Freitas Gomes de Mendonça

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

Aug 17, 2017

By Carlos Alberto Perim

Durante o lingotamento contínuo de placas de aço, muitas vezes ocorre uma queda acentuada de temperatura ao longo do processo. Fatores como o tempo de lingotamento, o superaquecimento inicial da panela de aço, a presença de cascão na panela, entre outros, podem alterar significativamente a taxa de queda de temperatura, levando muitas vezes à interrupção prematura do lingotamento. Neste trabalho, será mostrado o desenvolvimento de um modelo de predição de temperatura ao final do lingotamento de uma panela de aço. Este modelo permite antecipar, com razoável nível de incerteza, a temperatura final do aço no distribuidor durante trocas de panela, de forma que forneça subsídios para a tomada de decisão sobre a interrupção do lingotamento, ou a antecipação de abertura de panela com retorno de aço. Desta forma, o índice de trabalho das Máquinas de Lingotamento Contínuo (MLC’s) da ArcelorMittal Aços Planos América do Sul seria maximizado, e com possível melhoria no Rendimento de Aço. O modelo se encontra em fase de implantação e validação na MLC#3, onde foram definidos parâmetros com critérios de decisão de interrupção/antecipação de troca de panela.

Aug 17, 2017