apresentação abmt5 sidnei
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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
Otimização da especificação NBR 6665 T65 para a produção de folhas metálicas com espessura maior que 0,25 mm.
OBJETIVO
Otimização da especificação NBR 6665 T65 para a produção de folhas metálicas com espessura maior que 0,25 mm.
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
Otimização da especificação NBR 6665 T65 para a produção de folhas metálicas com espessura maior que 0,25 mm.
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
Otimização da especificação NBR 6665 T65 para a produção de folhas metálicas com espessura maior que 0,25 mm.
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
2-StrandSlab Caster No. 2
2-StrandSlab Caster No. 4
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
Otimização da especificação NBR 6665 T65 para a produção de folhas metálicas com espessura maior que 0,25 mm.
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
Otimização da especificação NBR 6665 T65 para a produção de folhas metálicas com espessura maior que 0,25 mm.
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
Otimização da especificação NBR 6665 T65 para a produção de folhas metálicas com espessura maior que 0,25 mm.
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.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
- 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
Dureza do material T5 - Grau 4200
% 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
Exp. "Overall" PerformanceExp. "Within" PerformanceObserved PerformanceOverall Capability
Potential (Within) Capability
Process Data
Within
Overall
Fonte : Laboratório de Folhas Metálicas CSN
RESULTADOS E DISCUSSÕES
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.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
- Desenvolvimento de alternativas de aço Nitrogenado ou com base C-Mn, baseada em modelos computacionais e
nos mecanismos de endurecimento.
Fonte : Laboratório de Folhas Metálicas CSN
RESULTADOS E DISCUSSÕES
706866646260
Target USLLSL
Dureza do material T5 - Grau 2610
% 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
Exp. "Overall" PerformanceExp. "Within" PerformanceObserved PerformanceOverall Capability
Potential (Within) Capability
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.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
RESULTADOS E DISCUSSÕES
- 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
Fonte: Laboratório da Pesquisa da CSN.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
- Simulação baseada em dados de campo.
Fonte: Laboratório da Pesquisa da CSN.
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.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Produção após modificação.Produção após modificação.Até o mês 06/07.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
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
2-StrandSlab Caster No. 3
LD-Converter
Desulphurization
RH-Degasser
2 Bubbling Stands
Ladle Furnaces
LD-Converter
Fluxo de processoFluxo de processo
2-StrandSlab Caster No. 2
2-StrandSlab Caster No. 4
Laboratory
Informações resultados de Composição química
Legenda:
Pontos de medição de temperaturaPontos de AmostragemComputadores de processo
C-Mn
N4230
Gerência de Processos da Metalurgia
RESULTADOS E DISCUSSÕES
CONCLUSÕES
Otimização da especificação NBR 6665 T65 para a produção de folhas metálicas com espessura maior que 0,25 mm.
- 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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