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By Francisco Diego Araruna da Silva

necessidade de elevados patamares de competitividade na indústria do aço tem levado à utilização cada vez mais frequente, por parte daqueles que utilizam lingotamento contínuo, de ferramentas de modelagem matemática da solidificação. A construção dessas ferramentas, por sua vez, possui uma etapa importante de validação, onde devem ser comparados os resultados simulados com dados reais do processo sendo estudado. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo utilizar critérios metalúrgicos de qualidade e processo no lingotamento contínuo para auxiliar na construção e validação de um modelo matemático da solidificação de tarugos de aço. Uma vez que há na literatura diversas formulações para os coeficientes de transferência de calor na refrigeração primária (molde) e secundária (zona de sprays), foram realizadas análises – a luz dos critérios metalúrgicos – dos resultados simulados com nove combinações dessas formulações, sendo possível, ao final, determinar qual combinação melhor modela o processo (ou máquina) em estudo.

Aug 17, 2017

By Bruno Deves Flores

O presente estudo visou avaliar em escala laboratorial os efeitos da substituição de carvão importado por nacional em misturas típicas para fabricação de coque metalúrgico. Carvão da camada Barro Branco foi amostrado, beneficiado e caracterizado. Misturas entre carvões coqueificáveis importados, coque de petróleo e o carvão brasileiro foram produzidas de modo a permitir a avaliação da influência do carvão nacional na qualidade do coque. O coque gerado no estudo foi produzido em escala de laboratório e posteriormente avaliado a partir de testes de resistência mecânica e reatividade. Os resultados do estudo apontam que a substituição parcial de carvão importado por nacional é viável tecnicamente sem que ocorram prejuízos importantes à qualidade do coque gerado. As diferenças de qualidade dos coques produzidos com ou sem carvão nacional foram menores para misturas com alto teor de inertes, onde as características termoplásticas da mistura passam a controlar a qualidade do coque gerado.

Oct 30, 2017

By Leland E. Paulson

This investigation examined the feasibility of altering the inorganic component of North Dakota lignite by ion exchange. Lignite of specific size consist was washed with various ionic solutions and examined for evidence of exchange. Ions of higher valance substituted preferentially at equivalent concentrations. Results indicate that a major portion of the inorganic material associated with lignite is combined in exchangeable form with the organic component. Particle size of the treated coal is a critical factor in determining the rate of exchange. The data indicate that monovalent ions are easily replaced by divalent and trivalent ions, and the presence of ionic material in slurries containing finely divided lignite significantly increases filtration rates.

Jan 1, 1968

By AIME

Burton J. Westman-Besides decreasing the diamond size, there appear to be two other approaches open to overcome excessive diamond loss and, more particularly, the rapid diamond polish that took place in this quartz-feldspar rock. First, however, a short discussion of the diamond characteristics should be made in order to discuss the situation more clearly. The West African diamonds which we can assume were used. for this drilling have two disadvantages when drilling hard, exceptionally fine-grained rocks. These are rapid polishing and, if .the bit isn't "drilled in" carefully, a tendency to damage, resulting in excessive diamond loss. The normal wear resistance of any diamond is inversely proportional to the compressive strength of the diamond, therefore only the highest grade, of diamonds free from insipient fractures should be employed. Using upwards of 90 diamonds per carat instead of the20 to 30 per carat not only decreases the total projected area of the cutting points but increases the stress per point which, in turn, causes greater depth of penetration into the rock. Considering this depth of penetration, therefore, suggests an approach other than increasing the, number of diamonds per carat and that is to decrease the actual number of diamond points (also the carat weight per bit) so that the penetrating force on an individual diamond is increased. This penetration increases the chipping or rock shearing action.

Jan 1, 1950

By Victor Freire de Oliveira

A exaustão das reservas mundiais de minérios de ferro de qualidade, bem como o progressivo avanço das legislações ambientais, são tendências que têm motivado pesquisas acerca do uso de resíduos ricos em ferro e carbono para a fabricação de sínter metalúrgico para uso em alto-forno. Para tal, é necessário que se verifique o comportamento desses materiais nas condições termodinâmicas e cinéticas do processo de sinterização, bem como o seu efeito sobre a qualidade do sínter e sobre os parâmetros de processo da sinterização. Com esse objetivo, em uma primeira etapa do presente projeto de pesquisa, misturas representativas da prática operacional das usinas brasileiras, bem como misturas visando à maximização da reciclagem de resíduos foram testadas em laboratório em condições próximas às da sinterização. Os resultados de análises químicas e mineralógicas obtidos experimentalmente foram comparados com predições termodinâmicas de um modelo de equilíbrio multicomponente, havendo concordância satisfatória.

Oct 30, 2017

By Thomas Mütze, Frank van der Meer, Gunnar Kretschmar

"The air classification of moist bulk materials is addressed in the literature insufficiently. Therefore a feasibility study investigated the influence of feed moisture on the separation efficiency expecting a reduction with higher moisture content in the feed. Two iron ore samples were characterized in terms of the nature of bonding of moisture as well as its effect on the agglomerate strength. The classification tests themselves were conducted with two dynamic laboratory air classifiers at cut sizes from 45 to 110 µm and a moisture of the feed material between 0 to 10 wt.-%. The quality of classification was assessed by split factor, cut size, separation efficiency, moisture of both products, as well as the yield of the fines as product fraction in a corresponding processing plant. An initial approach was found for a technological implementation: A sufficient drying of a moist feed can be realized simultaneously to the pneumatic transport inside the classifiers. In the present case the drying effect and dispersion intensity was sufficient to provide good separation results up to 3 wt.-% feed moisture. An additional drying step was necessary beyond 3 wt.-%.INTRODUCTIONSpecific information about the influence of moisture in air classifiers is very rare. Mostly only dry products are processed and/or drying prior to classification is recommended. Apart from the specific influence of the feed moisture a lot of literature can be found regarding air classification itself. Altogether air classification can be divided into several sub-process (Leschonski, 1977):- dosage of the feed material,- dispersing the solid feed material into a gas stream,- feeding the dispersed material into the classification zone by pneumatic conveying,- separation of coarse and fine particles, and- separation of fine particles from gas.For wet feed particles also drying plays an important role. Interesting for the present investigation are the humidity of the feed and its influence on the single sub-processes."

Jan 1, 2016

By Donald P. Schlick

This Information Circular presents a brief historical digest of the early attempts of the Bureau of Nines and the U.S. Public Health Service to establish coal mine dust exposure standards. It reviews current, accepted standards of the United States as well as available standards of other countries.

Jan 1, 1971

By G. H. Gronhovd

This report describes the design and initial operation of a slagging gasification pilot plant installed by the Bureau of Mines at the Lignite Research Laboratory, Grand Forks, N. Dak., in 1958-59. The tests covered in this report were conducted over a period of about 2 years, beginning in April 1959. The pilot plant was designed for eventual operation at pressures ranging from 400 to 600 p.s.i.g. (pounds per square inch gage); however, for the preliminary test reported here, the gasifier was fitted with a low-pressure slagging section and operated at atmospheric pressure and at 80 p.s.i.g. The reason for using a low-pressure slagging section for initial operation was to facilitate modifications in design during the development of a reliable slagging procedure.

Jan 1, 1962

By D. Mark Richards

Highland Valley Copper (HVC) is a large open pit copper mine in the southern interior of British Columbia. Machine guidance technology using GPS has been utilized at the mine since 1996 for blast hole drill navigation and since 2000 for shovel and dozer navigation. Since 1997, rock recognition has been part of the drilling process. This allowed the mine to develop a Mine to Mill strategy using the rock hardness information from drill monitoring systems to both refine drilling and blasting parameters as well as downstream crushing and grinding strategies. Although this preliminary effort has been very successful at HVC, the current intent is to gain further benefits through better use of existing information while also deriving an enhanced data set from monitoring production drills. In the latter case, the objective is to acquire and process drill variables in such a manner as to permit more detailed definition of rock mass characteristics. The subsequent focus will be to use the derived geotechnical and geological information as part of a practical process to more prescriptively blast the rock mass. Through the definition of domains based on drill monitored derived rock mass properties, the intent will be to enhance blast outcomes that lead to optimized downstream (from blasting through to concentration) processes in a more proactive and timely manner. This paper examines a proposed approach to be able to derive more accurate and consistent rock mass properties from production drilling. In addition, the discussion will identify potential benefits to be gained from process improvements that result in enhanced productivities, and crushing and grinding optimisation due to blasting strategies that are more closely matched to identify rock mass characteristics.

May 1, 2007

By Denir Paganini Nascimento

O efeito da convecção forçada foi estudado na micro e macroestrutura de lingotes de silício grau metalúrgico obtidos pela solidificação unidirecional a partir da extração de calor por uma base refrigerada em contato com o fundo do cadinho com o banho líquido. Um disco sob rotação foi imerso no silício líquido para promover a convecção forçada. Em lingotes de 100 mm, esta convecção aumenta de 8 para 80 mm o comprimento de uma região de grãos colunares claramente alinhados e livre de intermetálicos, indicando um aumento da macrossegregação. Um modelo de transferência de calor e massa indica que o aumento de transporte de soluto causado pela convecção forçada diminui o super-resfriamento constitucional e, consequentemente, aumenta a estabilidade da interface sólido-líquido plana, sem células ou dendritas. A ausência de células e dendritas pode ter contribuído para a maior macrossegregação de impurezas observada sob efeito de convecção forçada.

Oct 30, 2017

By Guilherme Suguinoshita

As propriedades mecânicas e custo-benefício dos ADIs (ferros fundidos nodulares austemperados) tem motivado diversas pesquisas acadêmicas com o intuito de compreender a influência da sua microestrutura em suas propriedades. Buscando consolidar os resultados de estudos anteriores, no presente trabalho foram analisados os efeitos das características (tamanho e posição) dos nódulos de grafita na propagação de trinca submetida a um dado carregamento, utilizando o método dos elementos finitos (MEF) associado à técnica de re-meshing para propagação de trinca, com incremento de comprimento de trinca fixo, tendo como base de estudo dois tipos distintos de ADI. Dentre as principais conclusões, foi observado que nódulos de maior diâmetro apresentam maior influência sobre os fatores intensidade de tensão, sendo este fator um possível motivo para a melhor resistência em fadiga do material ADI 2 (menor tamanho de nódulo) em relação ao ADI1, conforme observado em estudos experimentais anteriores.

Aug 16, 2017

By Donna lynne Anderson

This report documents the status of a laser-based underground guidance system for tracking and controlling the movements of underground mobile mining equipment. This research is part of a multiple project effort at the U.S. Bureau of Mines to increase mine safety and efficiency by developing technology for computer-assisted mining. Guidance systems, which can track and control the movements of underground mining equipment, are essential during computer-assisted mining operations. A continuous mining machine at the Bureau's surface test facility served as the test-bed for initial development and experimentation of this guidance system. Subsequently, a continuous mining machine in an underground mine served as the platform for in-mine experimentation The first section of this report includes details of the laser sensors, communication network, and computer hardware. The next section includes experimental results, which show the system capable of accurately tracking and controlling the tram maneuvers of a continuous miner underground. The final section discusses conclusions and recommendations.

Jan 1, 1992

By Alexandre Keunecke Hardt

A dinâmica competitiva do mercado globalizado demanda informações confiáveis no dia-a-dia das empresas. Essas informações são preciosas, pois estabelecem vantagens que permitem que as empresas mantenham suas lideranças no mercado. Enquanto sistemas de Business Intelligence (BI) normalmente pertencem ao mundo da gestão e da estratégia, os conceitos da Indústria 4.0 trazem um conjunto de novas oportunidades para obtenção e extração de dados direto do chão-de-fábrica, permitindo com isso que decisões operacionais e táticas suportadas por esses dados sejam tomadas quase em tempo real. Uma solução BI desenvolvida em tecnologia OLAP (Online Analytical Processing) possui na etapa de ETL (Extract Transform Load) um de seus maiores gargalos. Este trabalho propõe uma ferramenta de processamento desenvolvida em Spark, denominada neste trabalho como BI 4.0, que resolve esse problema ao realizar o ETL de forma escalável, distribuída e com alta performance, trazendo ganhos significativos para o negócio.

Aug 17, 2017

By Willian Facundes

Algumas qualidades de aço UltraBaixo Carbono têm exigido teores de fósforo cada vez mais baixos. Quando se obtém teor de fósforo fim de sopro no convertedor acima dos níveis exigidos pelo cliente, faz-se necessário realizar um retrabalho na corrida ou promover desvios, utilizando-a em aços para outras aplicações. Para reduzir ainda mais o teor de fósforo durante o vazamento do aço do convertedor para a panela desenvolveu-se uma escória sintética desfosforante a ser utilizada quando o teor de fósforo não atende ao especificado no fim de sopro. Foram comparadas corridas com utilização da escória sintética e corridas utilizando somente cal. Obteve-se um aumento de 28,2 pontos percentuais na taxa de remoção de fósforo durante o vazamento com a utilização da escória sintética. Diante dos resultados obtidos, o produto foi aprovado para utilização na Aciaria 2 da Usiminas Ipatinga

Aug 17, 2017

By José Geraldo da Silveira, Luiz José Gonçalves, André Mendes Carneiro Lyrio, Raylander Rocha Pessoa, Péricles Guimarães Oliveira Aguiar, Guilherme Ribeiro do Espírito Santo, Filipe Soares Pontes

Este trabalho tem como objetivo apresentar a origem do projeto inovador do cadinho do Alto-forno 2 além do planejamento, a implantação e os resultados obtidos no Alto-forno 2 da Aperam South America após a reforma. O trabalho de pesquisa e desenvolvimento teve início em 2012 após a primeira marcha fria com conseqüente redução das temperaturas da soleira. Foram realizadas diversas reuniões, discussões e seminário sobre alto-forno com especialistas de diversas empresas. A mudança de redutor carvão vegetal para coque por seis meses serviu para comprovar parte da teoria construída pelo time da redução. Para, por fim, culminar no conceito por trás do problema do AF2 e então o novo design do cadinho que foi proposto e implantado na reforma iniciada em dezembro de 2017. Após sua implantação, conforme teorizado pelo time, uma nova gama de resultados e patamar de operação foram atingidos, comprovando diversas das teorias formuladas.

Oct 1, 2019

By Saul Hissaci de Souza

A liga de alumínio AA 7075 recebida no estado T6 (conformada e envelhecida artificialmente) sofreu tratamento térmico a 300°C com o objetivo de causar o engrossamento das partículas de MgZn2, intermetálico responsável pelo endurecimento do material. As amostras foram então deformadas 45% em redução de espessura por laminação e recozidas isotermicamente a 200°C e a 250°C por tempos variados para estudar a cinética de amolecimento por meio de medidas de dureza Vickers. Os resultados indicam que a cinética de amolecimento em ambas as temperaturas de recozimento aproxima-se do comportamento previsto pelo modelo Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) com boa concordância (coeficientes de correlação de 0,9725 e 0,9140 a 200°C e a 250°C, respectivamente), ainda que as micrografias ópticas da amostra recozida a 300°C por 4 horas não evidenciem a ocorrência de recristalização.

Oct 30, 2017

By Kyle W. Charlton

The Bureau of Mines utilizes special testing methods for the analysis of underground mine atmospheres for use during or after mine disasters and fires. These methods depend upon drawing sample gas to the surface through multiple tube bundles with the subsequent analysis of grab samples or the automatic analysis by often remotely located instruments on a continuous, 24-hour basis. During cold weather, low ambient temperature causes condensation and freezing of condensable vapors in the sample which can result in delayed response times or complete blockage of the sample line. This report covers research and resulting development conducted by the Bureau of Mines to produce a reliable method to selectively remove condensable vapors and particulate in the sample gas stream under worst-case field conditions. The effort resulted in two prototype systems which have greater field utility than originally anticipated. The innovative project resulted in two patent applications submitted through the Bureau of Mines.

Jan 1, 1981

By James A. Wasson

This report summarizes the results and conclusions reached by various investigators who have attempted to determine the extent to which hydraulic fracturing will affect the secondary recovery of crude oil by waterflooding. It also discusses the most advantageous use of this well-stimulation method in waterflood projects. A thorough search of the literature was made, and pertinent information was abstracted from appropriate reports. A carefully designed and controlled program of formation fracturing is an effective aid in waterflooding because it increases water-injection and oil-production rates. Generally, fracturing has resulted in little or no reduction in ultimate oil recovery, but under certain circumstances recovery has been substantially increased.

Jan 1, 1963

By Bruno Deves Flores, Alessandro Gums, Eduardo Osório, Matheus Teixeira Fraga, Anderson Azevedo Agra, Janaína Machado, Antônio Cezar Faria Vilela, Anderson Nicolodi

A utilização de carvão vegetal em substituição a outros materiais de origem fóssil na produção de coque é uma das alternativas para mitigar as emissões de CO2 na siderurgia. Contudo, a inserção de carvão vegetal na coqueificação apresenta fortes limitações, as quais estão principalmente associadas à sua elevada reatividade ao CO2. Assim, o presente estudo visou investigar alternativas para diminuir a reatividade do carvão vegetal. Para isso foram investigados os efeitos da temperatura de pirólise, desmineralização e impregnação por alcatrão. Os resultados mostraram que o aumento da temperatura de pirólise diminui a reatividade do carvão vegetal. Essa mesma tendência foi também observada ao se remover os componentes inorgânicos do carvão vegetal e ao se impregnar a sua estrutura com alcatrão. A associação dos tratamentos térmico, de desmineralização e impregnação com alcatrão resultou em reduções de reatividade na ordem de até 6 vezes a do material inicial.

Oct 1, 2019

By Saulo Morais de Andrade

Aços de alta resistência mecânica têm sido aplicados largamente no setor automotivo para redução do peso veicular e aumento da segurança. O aço de alta resistência e baixa liga (ARBL) é um dos exemplos de materiais utilizados em peças estruturais e de reforço dos automóveis. Nesse trabalho foi avaliado o efeito das temperaturas de bobinamento e encharque nas propriedades mecânicas do aço ARBL laminado a frio microligado ao nióbio, com limite de escoamento mínimo de 410 MPa, produzido em escala industrial. De uma forma geral, foram observados queda nos limites de escoamento e resistência, e aumento do alongamento total do aço com a elevação das temperaturas avaliadas. Foi observado que a temperatura de encharque apresentou uma maior influência, ocasionando uma maior queda na resistência mecânica. Como não foram verificadas alterações significativas no tamanho de grão ferrítico, as variações nos valores de propriedades mecânicas podem ser atribuídas ao coalescimento de precipitados.

Aug 16, 2017