Este trabalho avalia a influência do método e qualidade do esmerilhamento de tarugos na qualidade superficial de barras redondas de aço laminadas. Foi avaliada a rejeição de barras laminadas para três condições diferentes de acabamento superficial de tarugo – não esmerilhado, esmerilhado total simples, e esmerilhamento total duplo. Constatou-se que o esmerilhamento superficial de tarugos melhora a qualidade superficial de barras laminadas e, para os aços testados, o esmerilhamento total simples ofereceu melhor custo beneficio entre rendimento metálico e rejeição de barras por defeito superficial. Também se constatou que a profundidade de remoção da camada superficial do tarugo no esmerilhamento não é proporcional à redução de defeitos no produto laminado, sendo a aproximação da camada colunar uma variável com provável influência em tal resultado, assim como a presença de defeitos internos subsuperficiais, que tendem a aflorar com a redução da distância até a superfície da peça. / This work evaluates the influence of billet grinding method and quality in surface defects of hot rolling steel bars. It was evaluated bar rejection rates due to surface defects for three different billet surface conditions: without grinding, bright grinding of the entire surface and double bright grinding of the entire surface. The results show that the bright grinding of the entire surface with a single pass results in better cost benefit between yield loss and bar rejection rates. It was also observed that the grinding depth of the superficial layer of the billet is not proportional to the reduction of defects in the rolled product. This may occur in consequence of the reduction of the chill zone thickness, or even by the presence of sub superficial defects that can emerge to the surface with the reduction of the defect distance to the billet surface

Apesar da esmaltação de aços ser uma técnica de recobrimento inorgânico amplamente conhecida a aparentemente bem dominada, não são poucos os desafios técnicos que se apresentam tanto para os siderurgistas como para os esmaltadores para se produzir um produto final de qualidade aceitável. Este trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho de recobrimento da superfície de dois aços baixo carbono, um aço do tipo I e outro do tipo II de acordo com a norma americana ASTM A424/424M. O aço do tipo I, amplamente conhecido e utilizado pela indústria esmaltadora, foi produzido por aciaria convencional do tipo BOF, laminado a frio em cadeira de laminação do tipo tandem e descarburizado. Enquanto que o aço do tipo II foi produzido por aciaria elétrica do tipo EAF, laminado a frio em cadeira de laminação duo reverso e recozido. Neste trabalho, a performance do recobrimento do substrato metálico do aço do tipo II é focada nos parâmetros qualitativos da camada esmaltada tais como sua espessura, rugosidade, aderência ao metal base e evolução gasosa resultante do processo de cura do esmalte (“firing”). Os testes de esmaltação das amostras foram realizados em uma unidade industrial esmaltadora independente utilizando-se o processo de deposição via úmido e via seco, com a aplicação de dois esmaltes comerciais distintos. As variáveis e práticas do processo de esmaltação utilizadas foram as mesmas estabelecidas para um processo produtivo normal, da preparação superficial e técnica de aplicação de esmalte ao processo de cura do esmalte num tradicional forno elétrico de passagem to tipo “U”. Para a determinação da qualidade do esmalte aderido utilizou-se o teste de queda e para a determinação da evolução gasosa utilizou-se a verificação macroscópica de dois defeitos conhecidos como “outgassing” e “fish scale”. Os resultados obtidos são avaliados em função dos parâmetros e requisitos de qualidade atribuídos pelo esmaltador. / Although enameling steel is a well-known inorganic technique which has been used for many years, there are still several technical challenges faced by both steel making industry and enamelers professionals on producing high quality enameled parts. This work presents the enameling performance evaluation of two low carbon steel grades, one categorized as type I and the other one as type II as per American standard ASTM A424/424M. The type I steel grade, which has been successfully used by enamelers for years, it has been produced through a BOF operation, being cold reduced through a tanden mill and open coil annealed. The type II steel grade has been produced by an EAF operation, being cold reduced through a duo reversing mill stand being batch annealled. On this work, the performance of the coating layer applied over the type II steel substrate has been evaluated focusing on the enamel quality parameters such as its thickness, roughness, adhesion and gassing generated along the glass cure process (firing). The enameling trials have been made at an independent enameler facility where two distinct types of commercial glasses have been selected being applied in both wet and dry methods of deposition. The enameling process variables and operational practices used for the trials were similar to those used for a regular enameling production line, from the cleaning and glass deposition techniques to the glass firing process using an open U-type electrical furnace. The quality of glass adhesion has been determined by the standard impact test and for the evolving gases determination a macroscopic analysis of “outgassing” and “fish scale” as surface defects have been considered. The achieved results are taken under the quality premises required by the enameler.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T21:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208780.pdf: 2874045 bytes, checksum: 159b1e2643264f5b63def2398ce4ab3d (MD5) / Os controladores PID (proporcional, integral e derivativo) avançados são controladores compostos de estrutura PID, cujos parâmetros são sintonizados por um dos métodos pertencentes ao controle inteligente, robusto, preditivo, adaptativo, não-linear ou ótimo, sem que se modifique o princípio de atuação desses parâmetros. A proposta desta dissertação é desenvolver e comparar diferentes técnicas de controle PID avançadas aplicadas ao controle, em ambiente de simulação, da espessura de chapas de aço produzidas por um laminador quádruo simples. A motivação deve-se ao fato de ser a laminação a área de maior influência no custo operacional do aço, além do constante esforço dos engenheiros para melhorar o desempenho, a produtividade e a qualidade do produto. No estudo de caso obtém-se a modelagem de uma cadeira de laminação, observando-se as variáveis pertinentes ao controle, bem como a descrição dos principais problemas como o atraso de transporte inerente à medição de espessura e o efeito da excentricidade devida a imperfeição dos cilindros. A dissertação aborda estratégias de controle PID avançados visando melhor o tratamento do atraso de transporte, usando abordagens de controle preditivo generalizado e compensadores PID, apresentando as etapas de desenvolvimento das abordagens avançadas a partir da técnica clássica. As simulações são realizadas para análises do comportamento regulatório da malha de controle, da robustez e da tolerância à excentricidade em regime permanente.

Diversos tipos de defeitos superficiais estão presentes em barras laminadas (e produtos longos) e a presença destes defeitos pode ser muito prejudicial ao desempenho de peças, principalmente, quando se trata de aços para aplicação na cadeia automotiva, onde os níveis de exigência durante o forjamento da peça e durante a sua aplicação são extremamente elevados. Neste trabalho buscou-se determinar as condições operacionais mais apropriadas para a melhoria da qualidade superficial do produto laminado bruto com conseqüente redução de refugo e retrabalho ao longo de toda a cadeia de produção. O objetivo do trabalho é mostrar os defeitos de superficiais de dobra e escama como conseqüência de condições operacionais inapropriadas. Para isto aplicou-se uma metodologia que envolve a análise dos principais pontos de geração de defeitos, possibilitando um levantamento das causas. Com as ações propostas, buscou-se tornar o processo mais estável. Obtiveram-se melhorias significativas na qualidade superficial do material com acentuada redução no refugo por qualidade de aço produzido. / Several types of defects are present in rolled bars and their effects can be very harmful to the performance of mechanical parts, especially in the case of steels for application in the automotive industry, where quality requirements during forging and during its application are high. In this study we sought to determine the most appropriate operating conditions for the reduction of scrap caused by defects that originate in the rolling process, the analyzed defects were the so called overlap of rolling, scales and risks. For this a methodology that involved the analysis of the main points of generation of defects, allowing a survey of the causes was applied. With the proposed actions it was aimed at making the process more stable. This led to a significant improvement in surface quality of the material with marked reduction in scrap for each kind of steel.

O presente trabalho teve como objetivo analisar os efeitos dos ciclos de recozimento de esferoidização nas propriedades mecânicas do aço ABNT 5160. O aço ABNT 5160 foi escolhido para este estudo por ter uma grande aplicabilidade na indústria automobilística; possuindo como características principais a sua utilização em peças e conjuntos que necessitam de grande resistência à corrosão e ao calor e também onde é necessário um número elevado de ciclos de tensões; como por exemplo: em molas automotivas. Os espécimes originais foram caracterizados através de análise química, tração, dureza e estrutura metalográfica. Para este estudo, foram realizados diferentes ciclos de recozimento de esferoidização para a obtenção das mudanças na estrutura cristalina e, por conseguinte, alterações nas propriedades mecânicas do material. Para isto, as amostras foram submetidas a diferentes ciclos de recozimento de esferoidização, seguindo a curvas distintas de tempo em temperatura. / The present work has as goal analyzes the effects of the spheroidizing anneal cycles of in the mechanical properties of the ABNT 5160 steel. The ABNT 5160 steel was chosen for this study by has a great applicability in the automobilist industry; possessing as main characteristics the use in pieces and groups that need great resistance to the corrosion and the heat and also where it is necessary a high number of stress cycles; as for instance: in automotive springs. The original specimens were characterized by chemical analysis, uniaxial tension test, hardness and metallographic structures. For this study, different spheroidizing anneal cycles were accomplished for the obtaining of the changes in the crystalline structure and consequently, alterations in the mechanical properties of the material. For this, the samples were submitted to different spheroidizing anneal cycles, following to curves different from time in temperature.

Diversos tipos de defeitos superficiais estão presentes em barras laminadas (e produtos longos) e a presença destes defeitos pode ser muito prejudicial ao desempenho de peças, principalmente, quando se trata de aços para aplicação na cadeia automotiva, onde os níveis de exigência durante o forjamento da peça e durante a sua aplicação são extremamente elevados. Neste trabalho buscou-se determinar as condições operacionais mais apropriadas para a melhoria da qualidade superficial do produto laminado bruto com conseqüente redução de refugo e retrabalho ao longo de toda a cadeia de produção. O objetivo do trabalho é mostrar os defeitos de superficiais de dobra e escama como conseqüência de condições operacionais inapropriadas. Para isto aplicou-se uma metodologia que envolve a análise dos principais pontos de geração de defeitos, possibilitando um levantamento das causas. Com as ações propostas, buscou-se tornar o processo mais estável. Obtiveram-se melhorias significativas na qualidade superficial do material com acentuada redução no refugo por qualidade de aço produzido. / Several types of defects are present in rolled bars and their effects can be very harmful to the performance of mechanical parts, especially in the case of steels for application in the automotive industry, where quality requirements during forging and during its application are high. In this study we sought to determine the most appropriate operating conditions for the reduction of scrap caused by defects that originate in the rolling process, the analyzed defects were the so called overlap of rolling, scales and risks. For this a methodology that involved the analysis of the main points of generation of defects, allowing a survey of the causes was applied. With the proposed actions it was aimed at making the process more stable. This led to a significant improvement in surface quality of the material with marked reduction in scrap for each kind of steel.

Orientador: Luís Rogério de Oliveira Hein / Coorientador: Peterson Luiz Ferrandini / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Ricardo Risso Chaves / Resumo: O nível de qualidade de peças produzidas a partir de grandes lingotes está intimamente relacionado à qualidade dos lingotes em si. Dentre os diversos defeitos inerentes ao processo de solidificação, destacam-se as microssegregações de elementos de liga, que causam uma deterioração nas propriedades do produto final. Uma maneira de reduzir o dano causado pela microssegregação é através do Tratamento Térmico de Homogeneização, este por sua vez demanda elevados tempos de processo, elevando custos e tempos de fabricação. Uma das formas de reduzir os tempos de homogeneização, uma vez que este apresenta caráter difusional, é através da redução do espaçamento interdendrítico. Neste trabalho foi analisada a influência da deformação plástica como forma de reduzir o espaçamento entre dendritas no tratamento térmico de homogeneização. Para tal fim, utilizou-se um lingote fundido em aço ferramenta de composição química similar ao AISI A2. As amostras foram retiradas do núcleo do lingote no estado bruto de solidificação e sofreram deformações de 0,6 e 1,3 através do processo de laminação a quente, sendo temperadas em água na sequência. Após laminadas as amostras passaram por um tratamento térmico de homogeneização na temperatura de 1200°C por 8h ou 16h e foram novamente temperadas em água. As análises foram feitas através de Microscopia Óptica, Dureza Vickers, Difratometria de Raios-X e Microscopia Eletrônica de Varredura. Foi observado em todas as amostras a presença de microrechupes, e u... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The quality of pieces produced from large ingots is closely related to the quality of ingots itself. Among the various defects inherent to the solidification process, there is the microsegregation of alloying elements, causing a deterioration in the properties of the final product. One way to reduce the damage caused by microsegregation is through the homogenization heat treatment, this in turn demands long time of process, increasing costs and lead-times for manufacture. One way to reduce the homogenization time, since it has a diffusive character, is by reducing the interdendritic spacing. In this study was analyzed the influence of plastic deformation as a mean to reduce the spacing between dendrites in the homogenization heat treatment. For this purpose it was used a cast ingot of chemical composition similar to the AISI A2 tool steel. Samples were cut from the ingot center in the as-cast state and suffered deformations of 0.6 and 1.3 through the hot rolling process and quenched in water in the sequence. After rolling the samples passed through a homogenization heat treatment at a temperature of 1200°C for 8h and 16h and again were quenched in water. Analyses were performed by Optical Microscopy, Vickers Hardness, X-Ray Diffractometry and Scanning Electron Microscopy. It was observed in all samples the presence of microcavities, and a microstructure consisting predominantly by solidifications dendrites identified by a martensitic phase, involved by a retained austenite matrix containing carbides and sulfides. The plastic deformation broke the dendritic structure, and approached the segregated regions to the non-segregated regions. The heat treatment for 8h was not sufficient to homogenize the microstructure and reduce the microsegregation, independently of the deformation state of the samples. The heat treatment for 16h ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-16Bitstream added on 2014-06-13T20:18:22Z : No. of bitstreams: 1 goncalves_cg_me_guara_parcial.pdf: 217661 bytes, checksum: c20902856040fbee187ead0ee3cb00b5 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-25T13:01:15Z: goncalves_cg_me_guara_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-25T13:03:30Z : No. of bitstreams: 1 000679599_20151231.pdf: 217896 bytes, checksum: cf025ea71faace9e52cbc1051e6f88a1 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-01-04T10:26:26Z: 000679599_20151231.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-04T10:28:17Z : No. of bitstreams: 1 000679599.pdf: 1039378 bytes, checksum: fb5a9506ef24ceed88e78978a6f9f073 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este estudo mostra as variáveis dinâmicas do processo de fundição centrífuga de cilindros de laminação, que são utilizados para realização de conformação em gaiolas de laminação. O objetivo desse estudo é analisar as principais variáveis dinâmicas do processo de fundição centrifugada de cilindros de laminação e estudar as relações entre estas variáveis. Os processos de fundição centrífuga podem ser classificados em fundição centrífuga vertical e horizontal. Para a fundição centrífuga vertical, são elaborados os envelope de carga de dois modelos de máquinas centrífugas verticais existentes na literatura, onde se consegue determinar o tipo de rolamento de apoio utilizado na máquina. Para a fundição centrífuga horizontal, são estudadas variáveis como rotação, razão G, “aspect ratio”, espessura e vibração de uma amostra de aproximadamente 1.000 cilindros de ferro fundido, aço rápido e aço alto cromo. Desta amostra, verifica-se que a causa de sucateamento de parte dos cilindros não está ligada a adoção de variáveis dinâmicas incorretas no processo. Também é visto que diferentemente do alumínio, os cilindros de ferro fundido, aço rápido e aço alto cromo exigem maior rotação quanto maior a espessura da casca fundida. / This paper shows the dynamic variable of centrifugal casting process of rolling mill rolls which are used to compress the metal in rolling mill process. The main goal is to analyze the main dynamic variable and to study its relation in the process. There are two type of centrifugal casting: horizontal and vertical. For the horizontal centrifugal casting, two load envelopes are done, being possible to determine the bearing model used on the vertical centrifugal casting machine. For the horizontal centrifugal casting, variable such as rotating, ratio G, aspect ratio, thickness and vibration are studied to a sample of 1,000 casting rolls made of casting iron, high speed steel and high chromium steel. From this sample, it is seen that the cause of scrapping is not related to incorrect adoption of dynamic variables in the process. It is also verified that differently from the aluminum, cast iron, high speed steel and high chrome steel rolls demand greater speed with the increasing the shell casting thickness.

Este trabalho avalia a influência do método e qualidade do esmerilhamento de tarugos na qualidade superficial de barras redondas de aço laminadas. Foi avaliada a rejeição de barras laminadas para três condições diferentes de acabamento superficial de tarugo – não esmerilhado, esmerilhado total simples, e esmerilhamento total duplo. Constatou-se que o esmerilhamento superficial de tarugos melhora a qualidade superficial de barras laminadas e, para os aços testados, o esmerilhamento total simples ofereceu melhor custo beneficio entre rendimento metálico e rejeição de barras por defeito superficial. Também se constatou que a profundidade de remoção da camada superficial do tarugo no esmerilhamento não é proporcional à redução de defeitos no produto laminado, sendo a aproximação da camada colunar uma variável com provável influência em tal resultado, assim como a presença de defeitos internos subsuperficiais, que tendem a aflorar com a redução da distância até a superfície da peça. / This work evaluates the influence of billet grinding method and quality in surface defects of hot rolling steel bars. It was evaluated bar rejection rates due to surface defects for three different billet surface conditions: without grinding, bright grinding of the entire surface and double bright grinding of the entire surface. The results show that the bright grinding of the entire surface with a single pass results in better cost benefit between yield loss and bar rejection rates. It was also observed that the grinding depth of the superficial layer of the billet is not proportional to the reduction of defects in the rolled product. This may occur in consequence of the reduction of the chill zone thickness, or even by the presence of sub superficial defects that can emerge to the surface with the reduction of the defect distance to the billet surface

Sistemas de geração de referências para as malhas de controle de laminadores a frio têm proporcionado elevados níveis de produtividade e de qualidade do material processado. No caso de falha da unidade de processamento responsável pela execução do sistema de geração de referências, a operação do laminador fica comprometida e necessita-se de um modo de operação emergencial. Nesse trabalho é desenvolvido um sistema alternativo para geração de referências que visa substituir o modo de operação de emergência de consulta a tabelas de referências pré-calculadas da planta em questão. O sistema de geração de referências desenvolvido, assim como o sistema usado em condições normais de operação, é composto por uma função custo que avalia o nível de produtividade e de qualidade que um conjunto de referências pode proporcionar. A função custo é minimizada pelo método simplex de Nelder e Mead e as variáveis do processo envolvidas na função custo são avaliadas por um modelo de laminação a frio composto somente por equações algébricas, enquanto que o sistema usado em condições normais de operação usa um modelo clássico, composto por equações algébricas e integrais. A comparação entre o sistema usado em condições normais de operação e o sistema desenvolvido mostrou que apesar desse sistema ser mais simples, menos preciso e robusto, as referências por ele calculadas são aceitáveis e podem proporcionar resultados superiores que o modo de operação de emergência baseado na consulta a tabelas. / Setup generation systems for cold mill control loops have provided rolling mill operation with high levels of quality and productivity. In case of malfunctioning in the process unit responsible to execute the setup generation system, the normal procedure for the operation of the mill is interrupted, being necessary the use of an emergency operation mode. This work develops an alternative system for references generation which aims to replace the current emergency operation mode based on pre-calculated, not continuous, setup tables for the rolling mill. The developed references generation system, like the normal system used during mill operation, is composed by a cost function which evaluated the mill quality and productivity operation level which a set of references may propose. The cost function is minimized using the Nelder and Mead simplex method and the process variables involved in the cost function are evaluated by a cold rolling mill model composed only by algebraic equations, while the normal operation system uses a classical model, made up by integrals and algebraic equations. Comparing the existing main setup system to the developed reference system it was observed that, despite its simplicity, less accuracy and less robustness, references calculated using this system were accurate enough to achieve better results than the one emergency table mode has provided.