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By Douglas Glenn Stalheim

The uniformity of the final cross sectional microstructure and subsequent final mechanical properties and shape of structural steels is dependent on the type or types of recrystallization behaviors that are created. There are three main recrystallization behaviors that are the foundation of the metallurgy created during production. Alloy design and subsequent processing design strategy drive how much of each recrystallization behavior is created through the cross section of the product. Carbon manganese steels create only one basic behavior while the addition of microalloys, in particular niobium, can add two additional behaviors. The behaviors are intertwined with each other and build upon each other. The three behaviors are Type I, static recrystallization, Type II, no-recrystallization, and Type III, metadynamic/dynamic recrystallization. How much of each behavior is generated through the cross section through the production influences the final transformed microstructure and corresponding mechanical properties and shape performance. This paper will discuss the three behaviors, how they are generated, how to identify which behavior is occurring through modeling or actual mill data. Actual examples from production will be discussed.

Aug 16, 2017

By Janaina da Silva Vieira

Nos últimos anos, especialmente fibras naturais extraídas de plantas lignocelulósico, ganharam atenção devido ao seu desempenho como engenharia de reforço. Uma de suas aplicações mais importantes é como reforço de compósitos poliméricos na substituição de fibras sintéticas, que não são ambientalmente corretas. Todavia, as fibras ligoncelulósicas com Malva, Juta dentre outras possuem algumas características negativas para sua incorporação em matrizes poliméricas, como por exemplo, o fato dessas não possuírem boa aderência aos polímeros, pelo seu caráter hidrofílico e do caráter hidrofóbico das resinas. Esse trabalho estudou a incorporação de manta hibrida de fibras de malva e juta em compósitos epoxy DGEBA/TETA para testes de impacto Izod. Os corpos de prova foram feitos sob pressão para que houvesse uma melhora na aderência. O aumento do volume da manta incorporado gerou um aumento da resistência apresentado que pode ser justificado pelo fato da manta atuar como um bloqueador de trincas.

Oct 30, 2017

By Douglas Valentim Fernandes Neves

O aço inoxidável austenítico 316 (316 SS) é um dos materiais metálicos mais utilizados em aplicações médicas devido à combinação de propriedades mecânicas e do baixo custo. No entanto, desgaste e corrosão estimulam mudanças permanentes no tecido humano que podem levar à perda do implante. O desenvolvimento de recobrimentos biocompatíveis e estáveis, que apresentem propriedades mecânicas adequadas, e que não sofram ruptura ou delaminação durante o uso, é uma solução muito promissora para melhorar o desempenho do 316 SS como biomaterial para implantes. Neste trabalho, uma liga intermetálica FeAlCr, que tem apresentado propriedades adequadas para a aplicação como biomaterial, foi utilizada como recobrimento sobre um aço inoxidável 316 de grau médico. O revestimento foi obtido utilizando-se a técnica magnetron sputtering por corrente contínua. Os parâmetros de deposição, como distância substrato - alvo e pressão de gás argônio foram mantidos fixos em 50 mm e 5 mTorr, respectivamente. As amostras foram preparadas com os seguintes valores de potência de sputtering: 50 W, 75W, 100 W e 150 W. A adesão dos filmes foi analisada por teste de scratch, enquanto a espessura e a taxa de deposição foram analisadas por perfilometria ótica. As características estruturais foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura com EDS.

Aug 8, 2018

By Janaina da Silva Vieira

Fibras lignocelulósicas vem se tornando alvo de cada vez mais estudos que visam ampliar o aspecto de suas aplicações. Uma de suas aplicações mais importantes é como reforço de compósitos poliméricos na substituição de fibras sintéticas, que não são ambientalmente corretas. Todavia, as fibras ligoncelulósicas com Malva, Juta dentre outras possuem algumas características negativas para sua incorporação em matrizes poliméricas, como por exemplo, o fato dessas não possuírem boa aderência aos polímeros, pelo seu caráter hidrofílico e do caráter hidrofóbico das resinas. Esse trabalho estudou a incorporação de manta hibrida de fibras de malva e juta em compósitos epoxy DGEBA/TETA para testes de impacto Charpy. Os corpos de prova foram feitos sob pressão para que houvesse uma melhora na aderência. O aumento do volume da manta incorporado gerou um aumento da resistência apresentado que pode ser justificado pelo fato da manta atuar como um bloqueador de trincas.

Oct 30, 2017

By Ronaldo Santos Sampaio

This paper call attention to increasing ratio of oxygen depletion from atmosphere besides the global worries about CO2 concentration increase in the atmosphere. It highlights the big mistake in considering Carbon Capture and Storage, CCS, as a way to reduce the increasing concentration of CO2 in the atmosphere. As a hypothetical example it presents an existing pseudo-ecosystem of manufacturing that has real windows of opportunity to increase its share in the global materials production industry, even in highly industrialized countries. As a suggestion and example the author point out possibilities to almost fulfill the proposed simple rules to be considered inside an ecosystem of manufacturing utilizing the production of steel via biomass versus fossil coal. A relevant and difficult rule to be attained in a quasi-ecosystem of manufacture is to be a near zero atmosphere oxygen depletion integrated process. The industrial alternatives that utilizes the actual photosynthesis are the ones that can reach a higher ecosystem of manufacture’s index. It is presented an ideal integrated steelmaking process where the gaseous, liquids and solid residues generated in one part of the system are or can be utilized in the other parts of the same system. A potential ecosystem of manufacture to produce primary iron is illustrated in the paper.

Aug 17, 2017

By Maycon Athayde

A Samarco Mineração utiliza combustível gasoso para geração de energia térmica para o endurecimento pelotas de minério de ferro. O balanceamento térmico do forno ocorre através do controle das malhas de instrumentação que são compostas por válvulas de controle, sensores de temperatura, queimadores e sistema de suprimento de Gás Natural Industrial (GNI) para a combustão. A combustão é realizada por meio de queimadores, que são alimentados por uma mistura gasosa de GNI e Ar Atmosférico, ambos a temperatura ambiente. A função do GNI é fornecer a sua máxima capacidade energética para a produção de calor. Já o Ar atmosférico é resfriar o queimador, e estabilizar a chama dentro da câmara e ar primário de combustão. No entanto excesso de ar é fator determinante para eficiência de combustão, pois controla os produtos da queima, entre eles a temperatura. Um grande excesso de ar é indesejável, pois reduz a temperatura da chama, e aumenta as perdas de calor devido à entalpia dos gases.

Aug 1, 2018

By Jorge Madias

O trabalho está baseado na análise de dados de perto de 200 fornos elétricos a arco de diferente design: convencional, de corrente contínua, de carcaças gémeas, com preaquecimento de sucata no transportador ou em shaft, etc. Incluem-se fornos que processam principalmente sucata, e fornos com carregamento parcial de gusa sólido ou líquido, ferro briquetado a quente (HBI) ou ferro esponja (DRI) a frio ou a quente. São avaliados os consumos de energia elétrica, oxigênio, gás natural e materiais carbonosos; os tempos entre vazamentos, com forno ligado e com forno desligado, assim como a produtividade horária. Com os dados obtidos, se analisa a influência dos metálicos (e seu estado térmico ao momento do carregamento), e o design do forno, sobre os consumos específicos mencionados e a produtividade.

Oct 30, 2017

By Marco Antônio Quintela

São apresentados e discutidos os resultados de estudos de pesquisa para o desenvolvimento de prática para reciclagem de sucata refratária na Usiminas. O processo contempla a obtenção de agregados a partir do beneficiamento, por meio de britagem e classificação granulométrica, de tijolos de carro torpedo e placa gaveta após utilização industrial. Os agregados reciclados são adicionados em concretos refratários de alto desempenho. Os resultados de testes laboratoriais indicaram que os agregados podem ser incorporados com sucesso a concretos para canal de corrida. Essa prática tem sido amplamente utilizada para otimizar a manutenção e melhorar o desempenho ambiental.

Aug 1, 2018

By Leslie Perterson

O trabalho teve o objetivo de analisar a atual condição de descarepação da empresa X e fornecer a melhoria no processo por meio da substituição dos chuveiros, troca dos bicos de descarepação e até mesmo a combinação desses dois fatores. Para isso, foram avaliadas a velocidade do escoamento interno dos chuveiros, a turbulência gerada e eficiência dos atuais bicos instalados por meio de análise CFD (Computational Fluid Dynamics). Em posse desses dados, foi possível sugerir a configuração ideal dos chuveiros no que diz respeito ao diâmetro da tubulação, espaçamento de bicos e o bico de descarepação adequado para otimização do impacto, tendo o objetivo final de melhorar a eficiência da descarepação do processo de laminação da empresa X.

Aug 16, 2017

By Camila Fernandes Rezende, Camila Simon Christ, Vinicios Andreatta, Marcus Vinícius Pimentel Gomes

A integração e cruzamento de dados de diversos sistemas para as unidades técnicas de processo sempre foi uma necessidade e um desafio. Para a unidade técnica da Aciaria, a integração de dados gerados pela Instrumentação, Automação e MES (Manufacturing Execution System) é imprescindível para a análise e otimização do processo. Este processo feito de forma manual era trabalhoso, improdutivo e com grande potencial de erros. Mesmo com o suporte da área de TI (tecnologia da informação) e TA (tecnologia de automação), em alguns casos este processo era inviável devido à complexidade. Com a utilização de uma ferramenta analítica, já utilizada em outros processos produtivos da empresa (Laminação de Tiras a Quente e Qualidade), foi possível prover acesso a diferentes bases de dados, permitindo a integração dessas informações de forma simplificada, ágil e única, todos consumindo os mesmos dados, com as mesmas regras. A automatização deste processo trouxe benefícios como: melhora na qualidade do dado, democratização das informações e tempo para investigação de problemas e otimização de processo, além de menor dependência das equipes de TI e TA.

Oct 1, 2019

By Edilson Alves Maranhão, Willi Anton Buehler, Andrea Pezza

O processo de vácuo é a solução típica aplicada quando é hora de atualizar o nível de qualidade do aço de uma aciaria existente. A instalação do novo Tanque de Desgaseificação à Vácuo (VD) de 135t no Canadá e do novo RH de 150t na planta integrada no México para a produção de tubos de alta qualidade na América do Norte é um exemplo típico disso. A nova instalação inclui o mais recente conceito de design para este tipo de equipamento: operações totalmente automatizadas e menor impacto ambiental são os principais aspectos do projeto. A solução de bomba mecânica a seco continua sendo a melhor abordagem de investimento e custo operacional para a tecnologia de vácuo. Os principais aspectos do design da planta são descritos neste documento. O desgaseificador a vácuo VD é responsável pela melhoria das performances metalúrgicas, especialmente em termos de nitrogênio, remoção de hidrogênio e nível de pureza do aço. O processo a jusante e os resultados estão estritamente ligados aos desempenhos do desgaseificador a vácuo. O monitoramento de processos através da linha completa é uma prática padrão para obter uma melhoria efetiva da qualidade do produto. Os desempenhos metalúrgicos do desgaseificador a vácuo VD são analisados e comentados neste trabalho.

Oct 1, 2019

By Jônatas Venancio Barbosa, Dagoberto Brandão Santos, Túlio Magno Füzessy de Melo

In this work, the mechanical and metallurgical behavior of titanium added ultra-low carbon (ULC-Ti) steel under hot and warm working conditions was studied by means of dilatometer compression tests. Double compression schedules were performed at temperatures between 700°C and 1000°C, inter-pass times of 0.5-100 s, and deformations of 0.5 and 0.3 in the first and second stages, respectively, with strain rate of 1 s-1. The analysis of the flow curves obtained allowed the evaluation of the softening characteristics of the steel. The softening and microstructure features indicate different restoration mechanisms depending on the temperature range. Static recrystallization with rapid microstructure restoration is observed at temperatures within the austenitic and intercritical field. Strain induced boundary motion and recovery mechanisms apparently control the restoration process in the ferrite region. In general, flow stress curves showed dynamic recovery behavior. Only the deformation in the intercritical region produced a peak in the flow stress curves. Isothermal holding tests associated with single hit compression indicated the presence of dynamic strain induced transformation, accelerating the softening kinetics at the intercritical region.

Oct 1, 2019

By Benito Barbabela e Silva

O pelotamento é a mais complexa etapa de aglomeração de finos de minério de ferro. Sua resposta é naturalmente oscilante, sendo bastante influenciada pelas características físicas obtidas nos processos de beneficiamento mineral que a precedem e tem papel crucial para a etapa de tratamento térmico de sinterização à jusante. O presente trabalho aborda o processo de classificação de pelotas verdes, sólidos singulares de aspecto deformável e pegajoso, em peneiras de rolos por modelamento por aplicação de Método dos Elementos Discretos. Esta técnica mostra-se como uma importante ferramenta pois supera as limitações impostas na modelagem física (quantificação e identificação de fluxos por ausência de instrumentação em escala industrial, amostragem sem representatividade) ao reproduzir de forma verossímil as repostas do sistema para importantes variáveis de controle: comprimento de gap, umidade, dispersão de tamanhos e resistência das pelotas.

Oct 30, 2017

By Bruna Brito Freitas

O processo de soldagem por fricção é uma técnica recente que vem sendo desenvolvida a fim de melhorar a qualidade das estruturas offshore. Com a finalidade de aperfeiçoar essa técnica é importante estudar as propriedades metalúrgicas do material soldado. Este trabalho tem como objetivo avaliar a tenacidade ao impacto de um aço C-Mn soldado por fricção com pino consumível, conhecido como FHPP (Friction Hydro Pillar Process). Desta forma, no presente estudo o material foi soldado, tratado termicamente, e após avaliado através de análises metalográficas, de microdurezas e ensaios de impacto Charpy. Como resultados foram geradas microestruturas para as diferentes regiões da solda e foram obtidos valores de energia, segundo a norma ASTM E-23. Por fim, conclui-se que o material não processado apresentou uma tenacidade superior a região de interface soldada, devido as diferentes microestruturas geradas no processo.

Aug 16, 2017

By Alcio Heitor Somensari

O artigo apresenta um estudo de como um sistema de automação elétrica integrado deve fornecer uma completa visão do sistema elétrico, permitindo que as equipes de operação e manutenção tomem decisões precisas rapidamente após uma falha elétrica. As indústrias esperam que suas subestações estejam sempre disponíveis e ligadas, evitando paradas indesejadas. Para isso, precisam de soluções que recuperem o fornecimento de energia de forma rápida e segura, a um custo mínimo. Proporcionar um ambiente aprimorado na sala de controle para uma rápida solução de problemas e conectar subestações de locais hostis e distantes reduzem não apenas tempo de manutenção, mas também aumentam a segurança das equipes. A norma IEC 61850 nos permite entregar uma solução para um sistema mais intuitivo com acesso rápido a informações que melhoram a supervisão da planta na sala de controle.

Aug 16, 2017

By Mariana Macedo de Oliveira Lima, Pedro Emílio Gazola, Andrei Locatelli

Boron steel is used in the industry due to its great wear and impact resistance. During the hot rolling production of 15B29 steel flat bars it is a recurrent problem that the bars will present warping while on the cooling bed. Control this phenomenon is an opportunity to have better productivity, preventing metallic losses. Through the observation of the macro and microstructure samples produced with different reheating temperatures and cooling rates, it was found the presence of residual stresses and cracks on warped bars macrostructure. The residual stresses appearance suggest that the material cooling is too fast. Billets temperature on the reheating furnace of 1230°C reduced to 1100°C and the production pace slowed down. Bars temperature when arriving the cooling bed was reduced from higher than 670°C to 625°C. The results obtained made it possible to produce the material with better quality, reducing the warping effect at the cooling bed. The major influence on the materials warping was identified as the cooling rate at the cooling bed and the reheating furnace temperature was adjusted to provide a homogeneous temperature along the bars.

Oct 1, 2019

By Rosa Malena Fernandes Lima, Rodrigo Fina Ferreira

Since 2011 mineral cargo shippers shall comply with the Maritime Solid Bulk Cargoes (IMSBC) Code regulatory framework, established by the International Maritime Organization. Some mineral cargos may liquefy during passage, under certain conditions, if the moisture content is beyond a certain level, and the cargo shifting may jeopardize the stability of the vessel. For cargos which are susceptible to this phenomenon the IMSBC Code stablishes that the moisture content shall be below the Transportable Moisture Limit (TML) for safe transportation by sea. Iron ore fines TML can be determined through the Modified Proctor/Fagerberg Test for Iron Ore Fines. Knowledge related to the TML has become essential to shippers, and research works related to this parameter are increasingly frequent. However, the typical daily productivity for having a TML result through this method is one up to two samples per executant person, requiring approximately 50 kg per sample. This study presents a practical example of the application of a prediction model for estimating the TML. The model application reduced substantially the laboratory work and sample quantity requirement for obtaining conclusions related to the TML.

Oct 3, 2019

By "Andreas Steinwandter

The demand for increasing energy efficiency and CO2 reduction is one of the global megatrends of our time. Although the steel industry suffers from a volatile economic environment, the steel plants are interested to find opportunities for sustainable cost reduction and put efforts into healthy solutions for the environmental. Integrated steel plants are trying to cut electrical power and energy costs as these are among the biggest cost factors that can be influenced and taking all the advantages they can. For the integrated iron and steel making route the interaction of waste energy utilization along with process energy demand, natural and metallurgical gases, steam and heating systems as well as power generation has to be considered. Potential energy sources, such as sinter plant, basic oxygen furnace (BOF) cooling stack or reheating furnaces are considered in order to elaborate an integrated energy concept. Especially electric power generation is an attractive option for steel plant operators since it can easily be connected to the existing power grid of the steel plant. When direct local use of waste heat is limited, the best option is to convert it to mechanical/electrical power with a Rankine Cycle. A stand-alone system, compact design with minimum operational costs in order to fit into the existing steel plant layout, are the main requirements of such units. The objective of this paper is to demonstrate economic feasible opportunities for energy recovery for sinter cooler and basic oxygen furnace with focus on electric power generation via ORC modules taking at the same time advantages of CO2 reduction by utilizing waste heat from the process. Furthermore typical arrangements and layouts of such solutions as well as basic economic calculations will be presented in the paper.

Oct 30, 2017

By Dilermando Nagle Travessa

High strength-light weight materials are very attractive for the transportation sector, particularly to the aerospace industry. High strength-age hardenable aluminium alloys are widely used in airframes due to their unique combination of strength, density, toughness, corrosion resistance, cost and easy processing. However, the hardening capacity of such alloys is somehow saturated due to thermodynamic issues related to the conventional processing. The production of aluminum-matrix composites is a promising strategy to overcome this limitation, resulting in strength levels that cannot be reached by actual commercial aluminum alloys. In the present work, multiwall carbon nanotubes were used to reinforce the AA6061 aluminium alloy. 1 and 2% weight percent of MWCNT were mixed to the alloy powder by high-energy ball-milling process. The blended powder was consolidated by hot extrusion. The obtained composite bars were submitted to heat treatment for the T6 condition in order to combine both CNT dispersion and precipitation hardening effects. Optical and scanning electron microscopy, as well as hardeness testing, was used to characterize the bars. Typical wrought microstructure, free of defects, was observed on the extruded bars. Hardness of the composites was observed to increase by 20, 28 and 68% for 1% MWCNT 6 h milling, 2% MWCNT 6 h milling and 2% MWCNT 10 h milling, respectively, in the as-extruded condition. The better performance for the composites blended at higher milling time was attributed to a better nanotubes dispersion. Subsequent heat treatment to the T6 condition did not result in additional hardening.

Aug 8, 2018

By Raissa Santos Salgado

O refino primário através dos convertedores BOF representa uma etapa fundamental na fabricação do aço. Em meio a um mercado desafiador e competitivo, estabilidade operacional e inovações são necessárias para alcançar qualidade e preços razoáveis. Com o intuito de estudar o sopro combinado através de um modelo físico, similar com convertedor da thyssenkruppCSA 330t, foi utilizada uma análise visual associada a métodos colorimétricos para mensurar a penetração do jato e a melhor configuração de ventaneiras. Com base nesses métodos, encontrou-se a distância banho-lança que reduz o tempo de mistura com menor probabilidade de slopping. A partir dos resultados obtidos no modelo a frio, os parâmetros foram recalculados para a prática industrial.

Oct 30, 2017