Apresentação Abmt5 Sidnei

Outubro de 2007Contribuição técnica apresentada no 44º Seminário de

Laminação da ABM- Campos de Jordão

Otimização da especificação NBR 6665 T65 para a produção de folhas metálicas com espessura maior que 0,25 mm.

EQUIPE

Sidnei Gomes ItaborayCarlos Agenor Onofre Cabral CostaTomé Moreira de Alvarenga

Eduardo Amorim MotaJoão Antônio ItaborayPaulo Roberto Campissi de SouzaMarcos Delane de Souza

Estrutura da apresentação

1. Objetivo

2. Justificativas

3. Problemas

4. Metodologia

5. Desenvolvimento

6. Resultados e Discussões

7. Conclusões


OBJETIVO


OBJETIVO

Desenvolver a especificação NBR 6665 T65, a fim de atender o segmento de mercado

que demanda espessuras acima de 0,25 mm e necessitam de elevada resistência a

compressão para evitar amassamento durante estocagem.

Principal segmento de mercado a ser atendido latas de tinta de 18 litros.

JUSTIFICATIVAS


JUSTIFICATIVAS

1ª - Manter posição de mercado contra ataque de sucedâneos.

99%

JUSTIFICATIVAS

2ª - Aproveitar o crescimento de demandaobservado no setor de tintas e vernizes.

Fonte: Sitivesp

Consumo de tintas e vernizes em milhões de galões

281

288

297

292

310

320

330

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Mil

hõ

es d

e G

alõ

es

JUSTIFICATIVAS

3ª - Atacar o problema de amassamento das latas de 18 litros.Aumentando a confiabilidade do envasador no produto aço.

PROBLEMAS


PROBLEMAS

1º - A aplicação NBR 6665 T65, nas dimensões de 0,25mma 0,30 mm não atendiam a faixa especificada.

70686664626058

Target USLLSL

Dureza do material T5 - Grau 4230

% Total

% > USL

% < LSL

% Total

% > USL

% < LSL

% Total

% > USL

% < LSL

Ppk

PPL

PPU

Pp

Cpm

Cpk

CPL

CPU

Cp

StDev (Overall)

StDev (Within)

Sample N

Mean

LSL

Target

USL

3,00

0,03

2,97

2,77

0,03

2,74

0,49

0,00

0,49

0,63

0,63

1,13

0,88

0,70

0,64

0,64

1,15

0,90

1,51497

1,48779

3691

63,8564

61,0000

65,0000

69,0000

Exp. "Overall" PerformanceExp. "Within" PerformanceObserved PerformanceOverall Capability

Potential (Within) Capability

Process Data

Within

Overall

Fonte : Laboratório de Folhas Metálicas CSN

PROBLEMAS

2º - Produção do aço via RH.Aumentando o custo em um produto que não atende a especificação.

Blast Furnace

Blast Furnace

LD-Converter

Scrap

2-StrandSlab Caster No. 3

LD-Converter

Desulphurization

RH-Degasser

2 Bubbling Stands

Ladle Furnaces

LD-Converter

Fluxo de processoFluxo de processo



Laboratory

Informações resultados de Composição química

Legenda:

Pontos de medição de temperaturaPontos de AmostragemComputadores de processo

C-Mn

N4230

Gerência de Processos da Metalurgia

METODOLOGIA


METODOLOGIA

Responsável / EnvolvidoEtapas

Assistência Técnica/

Vendas

Desevolvimento

deProduto

Especificação deProduto

Processo

siderúrgico

Preço eMercado

Programação e

planejamento

CustoProdu-

ção

1.1Identificação daoportunidade

1- Oportuni-dade do novoproduto. 1.2

Análise daoportunidade.

2.1 Característicasdo produto.

2.2Variáveis deprocesso.

2 – AnálisePreliminar.

2.3Atratividademercadológica.

3.1Padrões técnicosde processo.

3.2Planejamento eprogramação daprodução.

3.3 Execução.

3.4Análise crítica /verificações

3 – Lotesexperimentais

3.5Acompanham.no cliente /Validação

4 – Liberação para produção naUPV.

5 – Inclusão no MPA.

Fonte : PP500443

DESENVOLVIMENTO


DESENVOLVIMENTO

As fases principais do desenvolvimento do trabalho foram:

- Análise do material atualmente em uso T4 – resultados na Usina Presidente Vargas (UPV) e das latas no campo;

- Desenvolvimento de alternativas de aço Nitrogenado ou com base C-Mn,

baseada em modelos computacionais e nos mecanismos de endurecimento;

- Desenho do processo com definição do tratamento termo mecânico, taxa de resfriamento no Armazém de Bobinas a Quente ,

taxa de redução a frio e ciclo térmico na Linha de Recozimento Contínuo;

-Teste nos envasadores;

-Caracterização das latas;

-Análise dos resultados com base estatística.

4230 Nitrogenado C-MnC 0,08 máx 0,09 máx 0,11 máxMn 0,4 0,4 0,5N 0,004 - 0,008 0,008 - 0,012 0 - 0,008

DESENVOLVIMENTO

RESULTADOS EDISCUSSÕES


RESULTADOS E DISCUSSÕES

- Análise do material atualmente em uso T4 – resultados na Usina Presidente Vargas (UPV) e das latas no campo.

Latas testadas, as duas primeiras são de envasadores atuais e a terceira é uma amostra históricafornecida pelo envasador.


- Análise do material atualmente em uso T4 – resultados na Usina Presidente Vargas (UPV) e das latas no campo.

Esp. Dureza Esp.Tra LE LR Along. Carga (Kgf)(mm) HR30T (MPa) Compressão

Tampa 0,244 62,8 --------- --------- --------- ---------Corpo 0,283 64,0 0,282 424 442 9Fundo 0,282 62,8 --------- --------- --------- ---------Tampa 0,275 61,7 --------- --------- --------- ---------Corpo 0,285 63,8 0,281 420 447 18Fundo 0,279 61,7 --------- --------- --------- ---------Tampa 0,281 64,0 --------- --------- --------- ---------Corpo 0,249 64,0 0,240 426 445 27,4Fundo 0,27 64,0 --------- --------- --------- ---------

Fornecedor B

Desconhecida

898

669

Amostra

929Fornecedor A

Fonte: Laboratório da Pesquisa da CSN.

- Desenvolvimento de alternativas de aço Nitrogenado ou com base C-Mn, baseada em modelos computacionais e

nos mecanismos de endurecimento.

6866646260

Target USLLSL


% Total

% > USL

% < LSL

% Total

% > USL

% < LSL

% Total

% > USL

% < LSL

Ppk

PPL

PPU

Pp

Cpm

Cpk

CPL

CPU

Cp

StDev (Overall)

StDev (Within)

Sample N

Mean

LSL

Target

USL

0,86

0,01

0,85

0,86

0,01

0,85

0,00

0,00

0,00

0,80

0,80

1,21

1,00

0,85

0,80

0,80

1,21

1,00

1,33170

1,33170

695

64,1784

61,0000

65,0000

69,0000



Process Data

Within

Overall



Comparação entre os resultados dos graus 4230 e N.Comparação entre os resultados dos graus 4230 e N.

A análise comparativa dos resultados deste desenvolvimento com o grau anterior (4230), nos mostra uma melhora em relação ao deslocamento da distribuição, com menor dispersão e decréscimo de pontos abaixo na performance

esperada de 3,00 % para 0,85%.

O grupo decidiu não adotar esta solução para a aplicação de lata de tinta de 18 l, pois teríamos que continuar com a rota RH.

O produto conforme este desenho foi vendido para o mercado externoem outras aplicações.


- Desenvolvimento de alternativas de aço Nitrogenado ou com base C-Mn, baseada em modelos computacionais e

nos mecanismos de endurecimento.



706866646260

Target USLLSL


% Total

% > USL

% < LSL

% Total

% > USL

% < LSL

% Total

% > USL

% < LSL

Ppk

PPL

PPU

Pp

Cpm

Cpk

CPL

CPU

Cp

StDev (Overall)

StDev (Within)

Sample N

Mean

LSL

Target

USL

0,15

0,02

0,12

0,14

0,02

0,12

0,00

0,00

0,00

1,01

1,01

1,17

1,09

1,06

1,01

1,01

1,17

1,09

1,22653

1,22340

3631

64,7083

61,0000

65,0000

69,0000



Process Data

Within

Overall

Comparação entre os resultados dos graus 4230 e C-Mn.Comparação entre os resultados dos graus 4230 e C-Mn.

A análise comparativa dos resultados deste desenvolvimento com o grau anterior (4230), nos mostra uma melhora em relação ao deslocamento da distribuição, com menor

dispersão e decréscimo de pontos abaixo na performance esperada de 3,00 % para 0,12%. A centralização dos resultados com uma média de 64,7 HRB em comparação com 63,8 HRB

do grau 4230, elevou os índices de capacidade, sendo:

- Cp do 4230 – 0,90 e do grau C-Mn de 1,09;- Cpk do 4230 – 0,64 e do grau C-Mn de 1,01.

O grupo decidiu adotar esta solução para a aplicação de lata de tinta de 18 l, pois tem melhores resultados e elimina a rota RH.



- Testes nos envasadores e caracterização das latas.

Esp. LE LR Along. Dureza Carga (mm) (MPa) (MPa) (%) (HR30T) Ferrita Cementita TG Comp.(Kgf)

Media 0,281 411 429 21,6 64,1 GFP(1)

CGFDA(2)

>12 954Desvio 0,005 10,8 8,8 4,1 0,88 (1)- Grão Ferríticos Poligonais 102Maximo 0,288 436 448 27,8 65,3 (2)- Cementita Globular Fina 1255Minimo 0,271 386 406 11,2 61,8 Disposta em Alinhamento 692

Esp. Dureza Esp. Dureza(mm) (HR30T) (mm) (HR30T) Ferrita Cementita TG

Media 0,254 64,1 0,267 64,3 GFP(1)

CGFDA(2)

>12Desvio 0,015 1,43 0,004 0,74 (1)- Grão Ferríticos PoligonaisMaximo 0,278 67,2 0,275 65,5 (2)- Cementita Globular Fina Minimo 0,230 56,3 0,259 62,7 Disposta em Alinhamento

Sn Livre C. Liga Sn Total Cr met. Sn Livre C. Liga Sn Total Cr met.Media 1,8 1,1 2,9 87,3 1,4 1,0 2,5 83,5Desvio 0,24 0,15 0,27 9,7 0,33 0,16 0,44 9,6Maximo 2,6 1,4 3,7 112,9 2,0 1,4 3,2 124,4Minimo 1,2 0,8 2,0 69,3 0,9 0,8 1,8 64,3

Tampa Fundo

Corpo

Metalografia Tampa e Fundo

SVT

SVT

Metalografia

Rev. Interno([Sn]=g/m² / [Cr]=mg/m²) Rev. Externo([Sn]=g/m² / [Cr]=mg/m²)

Tampa Fundo



- Simulação baseada em dados de campo.


Simulação

Especificação atual:NBR 6665 - T61 - 0,28 mm

Dureza Esp. LE LR RE Carga Média Simulação ErroHR30T (mm) (Mpa) (Mpa) (Kgf) (Kgf)

Média 64,1 0,281 411 428 0,96 954 1007 5,5%Maximo 65,3 0,288 436 448 Análise de Melhor Caso 1174Minimo 61,8 0,271 386 406 Sensibilidade Pior Caso 814

Nova especificação:NBR 6665 - T65 - 0,28 mm

Dureza (1) Esp. LE LR RE SimulaçãoHR30T (mm) (Mpa) (Mpa) (Kgf)

Média(1) 68,0 0,281 431 449 0,96 Carga Média 1094Maximo(1) 69,2 0,288 456 475 Análise de Melhor Caso 1262Minimo(1) 65,7 0,271 406 423 Sensibilidade Pior Caso 901(1)- Valores previstos

Conclusão da Simulação (análise de sensibilidade):

Para aumentar em 100 Kgf a carga de compressão -> Aumentar o LE em 24 Mpa ouAumentar a espessura em 0,012 mm

Avaliação dos resultados.Avaliação dos resultados.

- O valor médio de carga de compressão aumentou em 90 kgf;

- Os valores de limite de escoamento aumentaram em 20 MPa quando comparados com a especificação T61;

- Trechos com variação de espessura em torno de 0,270 mm, tanto na especificação T61 e T65 apresentaram menor resistência à compressão,

sendo necessário o ajuste da espessura nominal para atendimento mean to high.


Produção após modificação.Produção após modificação.Até o mês 06/07.


Material T65 fornecido após desenvolvimento

5230

11549

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

Produtor A Produtor B

t

Fonte : Informação da Gerência de Processos da Laminação - CSN.

Produção do aço C-Mn sem RH.Redução de custo e atendimento ao uso.

Blast Furnace

Blast Furnace

LD-Converter

Scrap


LD-Converter

Desulphurization

RH-Degasser

2 Bubbling Stands

Ladle Furnaces

LD-Converter

Fluxo de processoFluxo de processo



Laboratory

Informações resultados de Composição química

Legenda:

Pontos de medição de temperaturaPontos de AmostragemComputadores de processo

C-Mn

N4230

Gerência de Processos da Metalurgia


CONCLUSÕES


- O desenvolvimento do aço de base CMn para especificação T65, permitiu maior flexibilidade de produção a CSN, apresentando melhores

resultados de custo e de aplicação.

- As latas de tinta de 18 litros produzidas com esta nova concepção, apresentaram maiores limites de carga para compressão, o que resultou numa maior resistência ao amassamento.

- O desenvolvimento de um produto com maior resistência à compressão nos permitiu junto aos envasadores o desenvolvimento de melhores condições de manuseio,

a fim de assegurar o desempenho das latas.

- A aplicação do método estruturado de desenvolvimento de produtos nos permitiu o atendimento dos resultados numa menor bateria de testes,

atendendo a urgência deste desenvolvimento para um setor em franco crescimentoe ameaçado pelo ataque de sucedâneos.

CONCLUSÕES

““Feliz é a pessoa que avança diariamente eFeliz é a pessoa que avança diariamente enão considera o que fez ontem, mas, sim,não considera o que fez ontem, mas, sim,

que progresso pode obter hoje.”que progresso pode obter hoje.”

Jerônimo - Jerônimo - 331 a 414 d.C.Tradutor da Bíblia para o latim.

PENSAMENTO

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