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By Alexandre Bellegard Farina

O sistema MgO-NiO é um dos importantes sistemas para o entendimento das reações metal-escória na elaboração das ligas de à base níquel. As ligas à base de níquel usualmente apresentam adições de magnésio com o intuito de melhoria da plasticidade destas o que permite o seu processamento através de processos de conformação mecânica. Neste trabalho foi realizada a modelagem termodinâmica deste sistema utilizando o modelo de células de Kapoor-Frohberg-Gaye e o módulo PARROT® do pacote Thermo-Calc® com objetivo de complementar o banco de dados SLAG®. Como resultado foi obtido um conjunto de parâmetros termodinâmicos que descrevem as fases deste sistema.

Aug 17, 2017

By Mariana Sizenando Lyrio, Fernanda Nascimento Moreira, Weslley Luiz da Silva Assis, Harison da Silva Ventura, Gabriella Maria Silveira de Sá, Ana Gabriella Conceição dos Santos

surgimento de fases intermetálicas em aços é matéria de grande interesse devido ao caráter nocivo que elas podem conferir às propriedades mecânicas do material. No presente trabalho, foi estudado o efeito do surgimento da fase sigma em um aço inoxidável duplex através de modelamento numérico-computacional. A microestrutura duplex foi obtida via simulação, sendo, então utilizada como matriz para a nucleação e crescimento da fase sigma, também via simulação. O método do Cone Causal foi utilizado para o desenvolvimento da microestrutura e os resultados foram comparados com a metodologia da cinética formal de JMAK para fins de validação do modelo. Os resultados da simulação permitem obter, através da Regra das Misturas, predições sobre as propriedades mecânicas do material, no caso, o limite de resistência à tração, que foi comparado com os dados encontrados na literatura. Foi possível constatar o aumento do limite de resistência à tração para maiores frações volumétricas de sigma, o que traz como resultado a diminuição da ductilidade para o aço.

Nov 17, 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 Johne Jesus Mol Peixoto, João Victor Gomes Guimarães Ananias, Itavahn Alves da Silva, Thiago Araújo Santos de Oliveira, Weslei Viana Gabriel, Carlos Antônio da Silva, Salvatore Giuliano PeixotoTropia

O arraste de escória para o distribuidor, durante a drenagem de panelas de aço, tem grande impacto no rendimento metálico, limpidez e produtividade no processo de lingotamento contínuo. Modelamento físico e matemático foram utilizados para o estudo da formação do escoamento tipo vórtice e funil no esgotamento de panelas de aço. Em um modelo em escala 1:6,5 foi avaliada a influência da vazão de drenagem, altura inicial de líquido, temperatura do banho e estratificação da temperatura sobre a altura crítica (Hcr) de formação de vórtice. Para todas as condições experimentais, o valor de Hcr se mostrou crescente com o aumento da vazão, respeitando uma relação linear. Através da técnica de Particle Image Velocimetry – PIV observou-se o desenvolvimento do campo de velocidades sub-superficiais da água durante a drenagem em modelo de acrílico em escala 1:6,5. Os resultados das simulações fluidodinâmicas obtiveram bom acordo com os experimentos físicos, e foram capazes de representar a influência da vazão e da temperatura sobre o valor de Hcr.

Oct 1, 2019

By Raissa Santos Salgado

Atualmente, a exigência do mercado pela produção de aços de alta qualidade aliada a redução de custos, impulsiona maiores investimentos em novas tecnologias e a busca pelo melhor conhecimento dos processos que ocorrem na usina siderúrgica. O desgaseificador RH tem-se revelado um equipamento fundamental para produção de aços ultra low carbon, tipo cada vez mais solicitado pelos maiores consumidores de aço. Diante disso, este trabalho visa a elaboração de um modelamento matemático das curvas de descarburação e desidrogenação no RH thyssenkruppCSA. A geração dessas curvas possibilitou o estudo do comportamento do teor de carbono e hidrogênio durante o tratamento das corridas no reator. Os resultados demonstram que o teor de carbono médio obtido não está dentro do esperado, conforme previsto pelo comissionamento. No entanto, a desidrogenação pode ser considerada como satisfatória.

Oct 30, 2017

By Izabela Diniz Duarte

O controle da temperatura do aço líquido desde o refino secundário até o lingotamento é condição essencial para alcançar alto nível de qualidade do produto final e economia de energia, o que permite ressaltar a importância de se determinar as perdas térmicas na panela. Entre outros fatores este trabalho buscou identificar a importância relativa das perdas térmicas para o revestimento refratário e através da escória. A temperatura, espessura da camada de escória, temperatura do revestimento refratário, propriedades físicas e características de convecção foram os fatores considerados. Cálculos numéricos que quantificam essas perdas.

Jul 30, 2018

By Flávio Beneduce

O conhecimento das características termodinâmicas do sistema NiO-CaO é de fundamental importância no modelamento do equilíbrio metal-escória-refratário para a elaboração de ligas à base de níquel em fornos elétricos a arco assim como para o desenvolvimento de base de dados consistente para a extração de níquel de minérios lateríticos. O modelamento existente para a escória líquida, baseado no modelo quase-químico modificado por Pelton e Blander, não pode ser utilizado diretamente na base de dados SLAG usada pelo programa Thermo-Calc pois utiliza um outro modelo termodinâmico para a fase escória. O presente trabalho apresenta o modelamento do sistema NiO-CaO usando o modelo quase-químico de células de Kapoor-Frohberg-Gaye para a fase escória líquida. Os dados utilizados neste modelamento foram atividades das espécies químicas nas fases sólidas, composições solvus em várias temperaturas e parâmetros magnéticos da fase NiO. A otimização foi feita com o módulo PARROT® do programa Thermo-Calc®. Os resultados obtidos da otimização ajustaram-se bem aos dados experimentais apresentados na literatura.

Aug 17, 2017

By Otto Sandoval Zea

En la actualidad, existen equipos que analizan los daños colaterales producidos por la voladura como el uso de sismógrafos, los que son aplicados para el control de los limites permisibles de vibración en construcciones superficiales, de forma que permiten realizar análisis de vibración en condiciones subterráneas (Minas) y establecer parámetros que generen un mejor diseño de excavación en el avance y producción. En esta perspectiva, el presente texto para predecir el daño generado por los explosivos y la reducción de los mismos, emplea el análisis vibracional, donde se determina un comportamiento de atenuación de la velocidad vibracional de partículas en función a la distancia y la carga operante* representado por una curva exponencial denominado “Ley de Atenuación de Vibración de Partícula”, que difiere según la calidad del macizo rocoso y la potencia del explosivo empleado.

Sep 14, 2009

By Luz Marina Acharte L., Luis Quispealaya A., Enriquez Donaires A., Daniel Lovera D.

La presente investigación modela los impactos de los polvos de perforación en frentes mineros empleando una metodología integral: producción, ambiental, seguridad y salud ocupacional en la pequeña minería Cambalache ubicado en la Provincia de Angaraes, Departamento de Huancavelica a una altura de 3,250 m.s.n.m, que realiza actividades de explotación subterránea de minerales polimetálicos (Ag, Pb, Zn , Fe y Cu), con un análisis mineralógico de la roca: Magnetita ( tamaños hasta de 0,775 mm), Hematita (0,250 mm), Ilmenita (0,250 mm), Rutilo ( 0,175 mm), Leucoxeno ( 0,185 mm de longitud), Pirita ( 0,045 mm), Calcopirita ( 0,055 mm ) y Goethita.

Sep 1, 2017

By Angel Mondragon

El presente texto señala la explotación por minería subterránea y cielo abierto desarrollado en Cerro de Pasco a través del software minero Datamine y la implementación de Sistemas de Información. Los procesos ejecutados durante la implementación se basan en 3 actividades: el ingreso de datos, el procesamiento de estos datos y la obtención de resultados. La tarea principal para cualquier proceso, se enfocará en ingresar la información correcta y dearrollar el procesamiento adecuado, de tal manera que garantice que los resultados obtenidos sean los correctos.

Aug 25, 2002

By Juan Oswaldo Alfaro, Angel C. Nuñez, Hildebrando A. Cóndor

Se ha desarrollado un software para facilitar la evaluación del proceso molienda-clasificación en plantas concentradoras. Se ha modelado en UML-Lenguaje Unificado de Modelado; los datos e información se almacenó en SQL Server; se programó en Java (Programación Orientada a Objetos). Investigación Aplicada y Cuantitativa obteniendo como resultados un Software para Circuito de Molienda-Clasificación (Directa e Integral).

Sep 1, 2017

By Hugo Herreras

Recientes estudios en la ingeniería de voladura de rocas señalan herramientas modernas, como es el caso del sistema JKSimBlast, que han permitido a Shougang Hierro Perú avanzar en la ingeniería del diseño de voladura de rocas desde el diseño original hasta el actual. En ese sentido, el presente texto describe el sistema del diseño, modelamiento, simulación y administración de voladura en la integración de la empresa Shougang Hierro Perú S.A.A. El diseño consiste en modelar cálculos complejos para realizar las modificaciones apropiadas en el diseño y lograr una voladura que convierta al macizo rocoso in-situ en un muckpile de forma apropiada, suelto, con una fragmentación adecuada para los procesos subsecuentes como carguío, acarreo, chancado, molienda etc y que no cause daño por vibración e impacto por presión de onda aérea al entorno de la mina.

Sep 19, 2006

By Tuula Mäkinen, Lauri Pesonen, Peter Björklund, Jouni Pihlasalo, Mikko Korpi

Outotec Direct Blister Flash Smelting technology has proved to be an efficient and environmentally friendly way to treat copper concentrates from the Zambian Copperbelt at Konkola Copper Mines' (KCM) Nchanga smelter in Zambia. The modeling of slag chemistry and thermodynamics with MTDATA software played a central role in deciding the operation parameters for the smelter. Outotec FSF Online Process Advisor is used to calculate the process parameters and to give valuable information of the process state for the operating personnel. The pre-calculated slag liquidus graphs are also integrated to the Online Advisor.

Jan 1, 2011

By R. W. Fedors, S. T. Green, R. A. Hart, D. B. Walter

Computational fluid dynamic (CFD) modeling of a potential nuclear waste repository drift may be an important tool to estimate moisture redistribution caused by natural convection within the drift. To refine and support CFD techniques, a small laboratory cold-trap experiment was developed. Results from numerical modeling of the laboratory experiment show the sensitivity of the bulk air flow rate and average air temperature within the drift to several key parameters, including various boundary condition assumptions and surrounding porous media properties.

Jan 1, 2004

By R. K. K. Mbaya

The concept of adsorption or separation of platinum anions from base metal cations in chloride media using native or chemically modified activated carbons has been discussed in various journals within the context of batchwise systems. In our research work, a fixed-bed column, loaded with native and amine-immobilized activated carbon pellets (Norit RO 0.8), was used to study selective adsorption of platinum ions from chloride media at different flow rates, bed depth and initial metal concentrations. The kinetics, mass transfer characteristics, breakthrough data and separation factors (ß(Pt/Fe) and ß(Pt/Cr)) were quantitatively analysed and modeled. The bed-depth service time (BDST) model was used to model the breakthrough curves successfully in fixed-bed columns and also the dispersive diffusion in the radial and axial directions of the bed were evaluated. The inner diameter of the column was 3 cm and the bed depth was between 1.0 cm and 2.5 cm. Concentrated 4 M HCl acid solution was used to elute the fixed-bed column. It was demonstrated that amine-treated activated carbons provides superior separation factors between platinum and base metals (Fe, Cr). Results showed also, that 95% saturation was reached within 10~26 hours depending on the nature of ACs at a flow rate of 11 mL/min and initial concentration of 5 ppm.

Jan 1, 2014

By Lazar Kricak, Vladislav Kecojevic, Dragan Bogunovic

In spite of many advantages explosives have, their usage may cause environmental problem such as seismic vibration. One of the solutions to this particular problem may be application of an artificial screen as a barrier to the seismic wave path. This paper presents the results of experimental research on the artificial screen concept, its characteristics and role in attenuation of seismic effects generated by blasting. More than 1,500 laboratory measurements were conducted with different combinations of screen sizes, positions of the screen to blasting source, and intensities of blasting impulses. The results of the study show a significant reduction of generated vibrations by employment of artificial screens.

Jan 1, 2007

By Pengfu Tan

In order to understand and control the formation of dioxins and furans in iron ore sinter plants and to possibly avoid expensive end-of-pipe removal stages, thermodynamic calculations on the stability of PCDD/Fs have been combined with sinter process modeling by means of kinetic simulations and computational fluid dynamics. Three thermodynamic databases of PCDD/Fs, derived using the Group Additivity approach and two computational molecular modeling methods, MNDO and PM3, respectively, combined with the SGTE database have been used to model the PCDDIF formation and the PCDD/F isomer distributions in iron ore sintering. The results show very similar conditions for the PCDD/F formation using the different databases. Concerning the isomer distributions of toxic PCDD/Fs, the calculated data derived from the MNDO method showed optimum agreement with measured values from industrial furnaces. The thermodynamic calculations also proved that the isomer distributions found in combustion processes are equilibrium values, while the concentration ratio of PCDDs and PCDFs in the wind boxes does not represent an equilibrium state. A CFD model of iron ore sintering was developed including the kinetics of 15 relevant chemical reactions with the aim of describing the temperature fields and the gas flow patterns in the sintering bed. On the basis of these information and experimental observations reported in the literature possible pathways for the PCDD/F formation in sinter plants have been identified: PCDD/Fs are formed in the critical temperature region of 250 to 450°C below the combustion zone, are then carried downwards with the gas and condensed close to the bottom of the sinter bed. Transported to the discharge end with the solid mixture, they are again released into the gas phase when the flame front approaches the bottom. PCDD/Fs are also formed in the last wind boxes when the hot off-gases cool down and reach the critical temperature range. Consequently, methods to reduce the dioxin formation reactions are proposed including inhibitor addition to the sinter feed and off-gas quenching.

Jan 1, 2003

By Pengfu Tan

In order to understand and control the formation of dioxins and furans in iron ore sinter plants and to possibly avoid expensive end-of-pipe removal stages, thermodynamic calculations on the stability of PCDD/Fs have been combined with sinter process modeling by means of kinetic simulations and computational fluid dynamics. Three thermodynamic databases of PCDD/Fs, derived using the Group Additivity approach and two computational molecular modeling methods, MNDO and PM3, respectively, combined with the SGTE database have been used to model the PCDDIF formation and the PCDD/F isomer distributions in iron ore sintering. The results show very similar conditions for the PCDD/F formation using the different databases. Concerning the isomer distributions of toxic PCDD/Fs, the calculated data derived from the MNDO method showed optimum agreement with measured values from industrial furnaces. The thermodynamic calculations also proved that the isomer distributions found in combustion processes are equilibrium values, while the concentration ratio of PCDDs and PCDFs in the wind boxes does not represent an equilibrium state. A CFD model of iron ore sintering was developed including the kinetics of 15 relevant chemical reactions with the aim of describing the temperature fields and the gas flow patterns in the sintering bed. On the basis of these information and experimental observations reported in the literature possible pathways for the PCDD/F formation in sinter plants have been identified: PCDD/Fs are formed in the critical temperature region of 250 to 450 °C below the combustion zone, are then carried downwards with the gas and condensed close to the bottom of the sinter bed. Transported to the discharge end with the solid mixture, they are again released into the gas phase when the flame front approaches the bottom. PCDD/Fs are also formed in the last wind boxes when the hot off-gases cool down and reach the critical temperature range. Consequently, methods to reduce the dioxin formation reactions are proposed including inhibitor addition to the sinter feed and off-gas quenching.

Jan 1, 2003

By B. K. Chakrabarti

Modeling and a screening design of experiment (DOE) was performed with the process variables to identify the greatest effect of variables on the response quality in the dead burning of magnesite refractory in a rotary kiln. Among various interdependent variable factors, the design variables chosen were raw magnesite (RM) feed rate, kiln rotation time i,e, seconds per rotation(SPM) and burning zone temperature (BZT). The response variables chosen were exit gas temperature and density of dead burnt magnesite(DBM). ANOVA and normal plots were used to evaluate the effects.This work had enabled to correlate the BZT, RPM, RM feed with the exit gas temp and density of magnesite produced. The result opens up an avenue to look into the optimum region of operations within the ranges of variables considered in order to conserve energy and to minimize the exhaust gas temperature and to maximize the density of the DBM produced

Jan 1, 2015

By MOHAMED WAEL, ANASTASIA GOEVA, ABDULAZIZ TAWFEEQI, IHTISHAM TARIQ, S. M. ZAKIR HOSSAIN, NIAZ ALI KHAN, MUHAMMAD FAISAL IRFAN

Carbon capture and storage (CCS) is an attractive area of research in such fields as CO2 mineral carbonation, global warming and sustainable energy systems. In this study, carbonation efficiency for aqueous mineral carbonation (MC) was achieved through two steps,which include leaching of calciumfrom cement kiln dust (CKD) followed by the reaction of pure CO2 with the calcium hydroxide precipitates formed by the hydroxylation using NaOH. Response surface methodology (RSM) with a Box-Behnken design (BBD) was applied to optimize the calciumleaching yield,while the carbonation efficiency from CKD was assessed using RSMwith central composite design (CCD). Optimization of calcium leaching is highly important, as it is a rate-limiting reaction step in MC and also influences and enhances carbonation efficiency. Different parameters including acid concentration (HNO3), leaching temperature, leaching time, and dose of CKD sample were considered in order to optimize the maximum yield of Ca leaching from the CKD sample. In addition, different CO2 flow rates and temperatures were used as parameters for optimizing carbonation efficiency. Two quadratic regression models were developed for each process, i.e. calciumleaching and carbonation. For calcium leaching, a maximum of 98.55% calcium was extracted under the optimal set of acid concentration 4.13 M, 90 °C, 28 min leaching time, and 13.8 g of CKD sample. For carbonation, the maximum carbonation efficiency of 89.2% was achieved for a CO2 flow rate of 1163 cm3/min at 90 °C. Calcium leaching results indicate that the leaching yield was significantly affected by all the input parameters except leaching time. For carbonation, both factors affected the carbonation efficiency, with the effect temperature shown to be greater than that of the CO2 flow rate. Additionally, the predicted results agreed well with the experimental values for both calcium leaching and carbonation processes, with errors of less than 1% and 5%, respectively.

Jun 5, 2020