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By Ricardo dos Santos Oliveira

Este trabalho foi realizado a partir da identificação do problema da alta geração de resíduos cafeeiros e de emissão de gases poluentes pelas indústrias siderúrgicas. Ao analisar as emissões nacionais de sistemas de energia, observou-se que o segmento da indústria de aço tem uma importante participação devido ao alto consumo de carvão metalúrgico e coque no balanço energético. O projeto teve como objetivo utilizar duas biomassas, a casca de café e o carvão vegetal, como uma fonte de energia no processo de redução do minério de ferro, através da injeção de finos pulverizados pelas ventaneiras de altos-fornos. O cafeeiro e a planta de eucalipto são fontes renováveis, ao contrário do carvão mineral, e através da fotossíntese capturam o gás CO2 da atmosfera, reduzindo parte da poluição causada pelos altos-fornos à coque. Para simular a possibilidade de injetar as biomassas estudadas, um simulador de injeção de materiais pulverizados foi utilizado. Foram utilizadas, também, técnicas para caracterizar os materiais, como classificação granulométrica, combustão, calorimetria, análise de gás, superfície específica, microscópica e química. Através do estudo, esta pesquisa mostra que a casca de café pode ser injetada em altos-fornos substituindo parcialmente a moinha de carvão vegetal.

Aug 17, 2017

By Thompson Júnior Ávila Reis

Neste trabalho, a microscopia de força atômica foi empregada para estudo da evolução da fragilização a 475ºC em um aço inoxidável lean duplex. Para tal, amostras deste aço foram submetidas a tratamentos isotérmicos com duração variando entre 1 e 100 horas na temperatura de 475ºC. Ensaios de tenacidade ao impacto e de dureza foram realizados para confirmar a ocorrência da decomposição da fase a. Posteriormente foram realizadas análises no microscópio de força atômica. Os ensaios de tenacidade ao impacto e de dureza indicaram que ocorreu decomposição espinodal da fase a. Medições da diferença da dissolução das fases a e ?, conduzidas no microscópio de força atômica, indicaram que a resistência à dissolução da fase a diminui com o tempo de envelhecimento de forma similar a redução da tenacidade. Os resultados indicam que a microscopia de força atômica é uma ferramenta eficiente para avaliar o grau de evolução da fragilização a 475ºC.

Aug 16, 2017

By Wemerson Junio Gandra

Para a redução do minério de ferro no alto-forno é necessária a utilização de uma fonte de carbono, que pode ser encontrada no carvão mineral e/ou carvão vegetal. Diante do cenário atual, a busca constante por maior competitividade, associada ao atendimento da qualidade e aos requisitos ambientais, exige a implementação de várias ações alternativas no processo de fabricação de gusa. Dentre elas, destaca-se a utilização de combustíveis alternativos no sistema de injeção dos altos-fornos, como por exemplo, a substituição parcial do carvão mineral pelo carvão vegetal. Do ponto de vista ambiental, é altamente favorável a utilização de uma fonte renovável de carbono. O objetivo desse trabalho é apresentar a adequação do processo, desde o recebimento do material até sua injeção nos altos-fornos, bem como os resultados já alcançados e os desafios futuros. A utilização do carvão vegetal na mistura de carvão pulverizado resulta em flexibilidade na utilização de matérias primas e contribui para preservação do meio ambiente.

Oct 30, 2017

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 Guilherme Liziero Ruggio da Silva

Uma marcha estável do Alto Forno está bastante ligada à consistência das propriedades químicas, físicas e metalúrgicas das suas matérias-primas, especialmente, do coque. O desafio da produção de coque está em projetar misturas de carvões que produzam coque a custo baixo e com elevada qualidade. Neste contexto, este trabalho visa avaliar a utilização de moinha de carvão vegetal na mistura de carvões reduzindo a necessidade da importação de carvões minerais, mantendo a qualidade requerida pelo Alto Forno, além de desenvolver uma rota para minimizar a emissão de CO2 proveniente do processo de obtenção de ferro gusa em Altos Fornos a coque, reduzindo seu impacto ambiental. Foram realizados testes em escala piloto com até 20% de moinha de carvão vegetal. Os resultados das análises realizadas no coque mostraram a viabilidade técnica e comercial para utilização em até 2% na carga.

Aug 17, 2017

By Leandro Moosher

A crescente geração e disposição de resíduos sólidos tornou-se preocupante, para tanto busca-se um fim adequado aos mesmos. Este trabalho objetivou avaliar a viabilidade técnica, ambiental e financeira do uso das areias fenólica e verde usadas de fundição como co-produto em substituição parcial ao agregado miúdo areia natural de rio na fabricação de blocos de concreto para pavimentação. Produziu-se 3 traços com 25% e 50% de substituição da areia natural por uma composição de areia de fundição com os mesmos equipamentos e parâmetros comerciais e obteve-se resultados satisfatórios, como a resistência à compressão através do traço rico em consumo de cimento e com 25% de substituição da areia natural pelo co-produto atingindo 37,2 MPa, cerca de 6% acima do mínimo requerido pela NBR 9780. Já na avaliação ambiental esses blocos foram classificados como Resíduo Classe II-A Não Inerte e a análise de viabilidade financeira mostrou custo 1% menor que o bloco convencional.

Aug 8, 2018

By Pedro Sampaio Cotta

O mercado de Siderurgia no Brasil vive um momento de pressão causado pelas quedas dos preços internacionais e agravado por fatores internos como a redução no consumo, aumento do custo de energia e tributação elevada. Tendo em vista que, ao menos no curto prazo, não há perspectiva de melhoria, as indústrias do setor se mobilizam para adequar a esta nova realidade. A sobrevivência em um cenário de alta competitividade é garantida reduzindo custos de produção e manutenção e buscando aumentar a produtividade sem, entretanto, expandir a capacidade produtiva. Para atingir estes objetivos as indústrias focam em pequenas melhorias operacionais, com investimentos em pequenas modernizações e otimizações de processos existentes, em detrimento de grandes investimentos em expansões. Neste contexto observa-se um aumento na relevância do software de automação, que surge como alternativa para realização de melhorias, pois possuem custo relativamente baixo em comparação com reformas a nível mecânico e podem proporcionar ganhos importantes de eficiência e qualidade. Este artigo apresenta um estudo da utilização de metodologias ágeis de desenvolvimento de software para realização de melhoria contínua em processos industriais. Como exemplo de aplicação é apresentado o trabalho de otimização do software de automação de um laminador de alumínio com foco no aumento de sua taxa de utilização. A meta foi buscar um ganho de produtividade garantindo os mesmos padrões de segurança originais dos equipamentos e com impacto mínimo nas atividades produtivas.

Aug 17, 2017

By Fabio Da Costa Garcia Filho

Durante os processos de beneficiamento de alumina, no processo Bayer, é gerado um resíduo insolúvel denominado lama vermelha. A incorporação de resíduos industriais em cerâmica vem sendo utilizada atualmente na busca de matérias-primas alternativas, e também buscando uma destinação ambientalmente correta aos resíduos que poluem. O objetivo deste trabalho foi utilizar planejamento experimental para estudar a absorção de água em cerâmica incorporada com lama vermelha. Foram tomados pontos experimentais, cujos teores dos materiais utilizados variaram de 0 a 100%, e as formulações queimadas a 950°C. A argila verde e as misturas contendo maiores percentuais da mesma apresentaram menores valores de absorção de água e retração linear de queima. O modelo matemático que mais se ajustou foi o cúbico especial. Os resultados obtidos no planejamento de misturas mostram que para as três regiões experimentais propostas, o modelo cúbico especial foi o que mais se ajustou aos resultados reais, e que este é estatisticamente o melhor modelo matemático e deve ser usado para avaliar a absorção de água.

Oct 30, 2017

By Filipe Augusto Vasconcelos Guimarães

O presente artigo discute as interferências causadas pelo incremento gradual de umidade nos minérios produzidos atualmente, especialmente aqueles produzidos diretamente para carregamento. O aumento de umidade representa um desafio constante no transporte e tratamento dos materiais produzidos, uma vez que a simplificação dos fluxogramas pode também significar uma importante parcela na redução dos custos, tema hoje primordial na sobrevivência de qualquer empreendimento de minério de ferro. A utilização de reagentes auxiliares para ajudar no tratamento e transporte desses materiais pode significar a diferença entre a manutenção ou o fechamento de uma mina.

Aug 16, 2017

By Lorena Cristina Amorim Moura

As coquerias enfrentam um grande problema que é a oxidação do carvão. Este fenômeno as afeta diretamente, pois deterioram as propriedades coqueificante do material, impactando na síntese do coque metalúrgico. Portanto, gerando perda de valor econômico, uma vez que as propriedades coqueificantes são fatores que determinam a atratividade e o custo do carvão. Sendo assim, torna-se necessário o uso de medidas para retardar o efeito da oxidação, garantindo a menor perda possível, desde a extração do carvão mineral da mina, até o carregamento nos fornos de coqueificação. Neste estudo em particular, definiu-se uma equação para previsão do decaimento de fluidez, que é a principal propriedade afetada pela oxidação, e matéria volátil de carvões em pilhas a céu aberto. Foi também desenvolvido o estudo do efeito da aspersão de uma camada polimérica para minimizar os decaimentos de fluidez e matéria volátil.

Oct 30, 2017

By Mário Andrean Macedo Castro

Este trabalho teve por objetivo analisar o efeito da incorporação do rejeito de minério sulfetado de cobre em três formulações argilosas para cerâmicas estruturais. Os corpos de prova foram sinterizados em temperaturas que variaram de 900 a 1000°C, com patamar de queima de 2 horas, com o objetivo de determinar suas propriedades tecnológicas, tais como: absorção de água, densidade aparente, porosidade aparente e retração linear de queima, bem como o ensaio mecânico para a determinação do módulo de ruptura à flexão. Os resultados mostraram que as formulações obtidas apresentaram propriedades adequadas quanto à introdução do rejeito, apesar de que nenhum deles obteve valores melhores em relação à formulação sem o rejeito.

Aug 16, 2017

By Jorge Luís Coleti

A siderurgia mundial vive um momento de excesso de oferta, com isso as empresas necessitam reduzir custos por meio da melhora de processos e/ou através da substituição por matérias primas alternativas às convencionalmente utilizadas. Este trabalho trata justamente deste tópico e busca substituir a fluorita por outra fonte de fluxante, neste caso, o óxido de boro. Neste trabalho o óxido de boro foi adicionado a escórias sintéticas num banho de aço à 1600°C. Foram realizados testes com proporções de 3%, 5% e 7% de óxido de boro na composição das escórias. A fusão foi realizada em atmosfera inerte de argônio em um forno de resistência de dissiliceto de molibdênio. Amostras de aço foram removidas periodicamente a cada 5 minutos até os 25 minutos de experimento. Estas amostras foram analisadas em um espectrômetro de infravermelho. Os resultados indicam a viabilidade técnica para a aplicação do óxido de boro como substituinte da fluorita.

Aug 17, 2017

By Anderson Carvalho Nogueira

Este artigo descreve a utilização da proteção cerâmica do composto SiO2(62-68)-MgO+CaO(29-39) na região frontal das máquinas que injetam massa refratária para interromper corridas de ferro gusa e escória em estado líquido nos altos fornos. O novo modelo de proteção (protótipo) apresentou uma economia de aproximadamente R$ 32 mil reais comparado com o composto anteriormente utilizado CaO-Al2O3-SiO2. Apresentou também menor toxidade, já que possui em sua morfologia menor quantidade de fibras. Estas fibras quando inaladas provocam danos aos tecidos internos dos pulmões sendo prejudicial à saúde. Houve manutenção dos índices de produção, pois em todas as amostras da nova proteção cerâmica testada, a parte frontal foi preservada possibilitando a injeção de massa refratária na quantidade e pressão necessárias para reconstituição do comprimento do furo que retira o ferro e escória do interior do alto forno, possibilitando um volume interno maior para se produzir mais. Os modelos de proteção usados nos testes foram da empresa Morganite. A verificação da morfologia e posterior caracterização do material foram executadas por Microscopia Eletrônica de Varredura e Difração de Raios-X.

Oct 30, 2017

By Romulo Camata

O objetivo deste trabalho é estudar as reações de dessiliciação, envolvidas no processo de pré-tratamento de ferro-gusa. A princípio, as misturas utilizadas foram caracterizadas e estudadas através do software de termodinâmica computacional (FactSage). Em seguida, os resultados obtidos através do estudo termodinâmico computacional foram comparados com aqueles obtidos mediante os testes experimentais a 1400 °C. As misturas dessiliciantes tiveram como base fontes de CaO e FeO. Os testes experimentais permitiram identificar que a agitação do sistema, maior quantidade de massa de mistura adicionada e misturas com adição de 20% de fonte de CaO mostraram-se mais eficazes no processo de dessiliciação do ferro-gusa. Com os resultados pode-se afirmar que a termodinâmica computacional mostrou-se eficaz em prever o processo. Além disso, a termodinâmica computacional também contribui, em alguns casos, para a análise de compostos sólidos que podem se formar na escória e limitar as reações de dessiliciação.

Oct 30, 2017

By Paulo Henrique Zunzarrem Pinto

Dois assuntos que vêm sendo cada vez mais discutido na indústria são revisão crítica de projetos e a capacitação da equipe de operação para otimização do processo. Além dos benefícios financeiros diretos que se obtêm na redução do tempo de partida, as melhorias, quando identificadas em fases anteriores do projeto, produzem resultados positivos durante outras fases do ciclo de vida da planta. Neste sentido, o sistema de controle e a capacitação dos operadores desempenham um papel fundamental. O presente trabalho apresenta uma estratégia efetiva de se validar as lógicas de controle de uma planta por meio do simulador dinâmico de processos de alta fidelidade IDEAS, e a utilização desta ferramenta no treinamento operacional via OTS (Operator Training Simulator). Neste trabalho, é realizada uma breve revisão sobre a metodologia utilizada para a construção da arquitetura de automação que permitiu a validação das lógicas de controle e o desenvolvimento do sistema de treinamento. Especificamente, são apresentados resultados obtidos com a simulação em projetos de beneficiamento mineral, por meio da quantificação dos ganhos em operação, manutenção e segurança. Como exemplo de resultados, mais de 2000 pontos de melhoria foram encontrados em projetos executados, e mais de 14 cenários de operação foram criados para treinamento. Os ganhos observados corroboram a robustez da ferramenta utilizada e o potencial da metodologia empregada.

Aug 16, 2017

By Douglas Marcel Quatiabara Sander Libardi

O optical televiewer (OPTV) é um dispositivo de perfilagem geofísica que produz uma imagem contínua e orientada da parede do furo de sondagem. Neste trabalho, foram selecionadas perfilagens realizadas em furos de sondagem executados em duas minas que fazem parte da ‘Megaestrutura Gandarela’, localizada na porção centro-norte do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais. As imagens geradas pela sonda OPTV desempenham um papel auxiliar em campanhas de exploração mineral e também na aquisição de informações geotécnicas. Os dados coletados foram retirados das filmagens realizadas a partir da sonda OPTV e do geoposicionamento oferecido pela sonda. A marcação das estruturas nas imagens de OPTV, a correção da deriva magnética e as análises cinemáticas foram realizadas nos softwares WellCad e Dips. O principal objetivo deste trabalho é efetuar a análise cinemática feita a partir de estruturas marcadas em imagens de OPTV e compará-la com a análise cinemática efetuada a partir das estruturas identificadas no mapeamento geológico estrutural nas minas. O estudo mostrou que as estruturas marcadas com OPTV reproduzem satisfatoriamente as observações do mapeamento geológico estrutural.

Oct 30, 2017

By Rick Steen, Weldon Read, Morrism Tracy T.

Edging for starter sheet blanks used in conventional copper refineries has always been problematic for getting the edging to seal and adhere to the titanium material used for the blank so that copper is prevented from plating under the edging and cause undo problems in getting the copper sheets to separate from the blanks. A method was developed at the Amarillo Copper Refinery utilizing an injection molding process that better adheres the edging material to the titanium that makes the harvesting of starter sheets much easier to the point that robots are now used to strip with and which holds up very well to the unforgiving physical nature of the electroplating process. It is believed that this technology could be successfully utilized for permanent cathodes as well. INTRODUCTION ASARCO LLC (Asarco) was organized in 1899 as the American Smelting and Refining Company. Originally a consolidation of several lead-silver smelting companies, it evolved over the years into an integrated producer of primary non-ferrous metals, including copper, lead and zinc and associated co- products (Marcosson, 1949). Grupo México, S.A.B. de C.V acquired Asarco in 1999. Today, Asarco is a vertically integrated producer of primary refined copper and associated co-products such as gold, silver, molybdenum, selenium and tellurium. Asarco operates three open-pit mines and mills and two solvent extraction-electrowinning (SX-EW) plants all in Arizona plus a copper smelter in Arizona and a copper refinery in Texas. Figure 1 illustrates how the copper metal comes out of the ground at the mine and ends up as a refined product at the refinery. The copper refinery in Texas is known as the Amarillo Copper Refinery (ACR) and is located in Amarillo, Texas. It was built in 1975 to replace 3 other aging refineries and was designed to produce 550,000 tons (500,000 MT) of refined copper per year using conventional starter sheet technology. At the time it was commissioned it was the largest tankhouse in the world at just under 1/2 miles long under one roof.

Jan 1, 2019

By Connor Meinke, Shaihroz Khan, Kevin Erwin, Rajiv Chandramohan, Muhammad Usman Siddiqui

High-quality sample selection for metallurgical test work is essential to a geometallurgy study, but the large multidimensional dataset makes sample selection a daunting task, as classifying the dataset while respecting its heterogeneity is difficult. This paper presents a streamlined approach for sample selection, utilizing custom-built tools in Python to standardize the methodology, saving time and costs. This approach uses the cumulative sum method, principal component analysis, and k-means clustering method to elegantly cluster the data and select representative samples. A case study is used to demonstrate the effectiveness of the methodology by selecting 40 samples for flotation test work.

Feb 1, 2024

By R. Roufail

Mineral exploration is in a race to employ drilling technology that can perform the exploration and drilling investigation in a fast and inexpensive manner. After an extensive study of the available drilling technologies in the market, coiled tubing was chosen as a tool to be employed for mineral exploration due to its flexible mobility and ease of operation with a minimum number of personnel. Since coiled tubing technology is primarily used in the oil and gas industry, it was important to re-design the coiled tube rig to drill hard rocks in a fast and feasible manner. The main requirements were to drill the smallest feasible hole diameter and go as deep in the ground as possible, in the shortest reasonable time. The drilled rock particles, cuttings, are to be collected and analysed at the surface for their metal mineral contents. The process also needs to be repeated multiple times at different locations for mapping, without the need to change the tube on the rig due to failure or potential failure. The focus of the new designed coiled tube, for drilling and mineral exploration, is three fold. First is to increase the rate of penetration in drilling by designing a small high speed turbo motor. Second is to determine the controlling parameters of cuttings transport to effectively lift the cuttings to the surface for analysis and third is to minimize the overall weight of the rig for manoeuvring and prolong the life span of the coiled tube string. In this paper, a small downhole turbo motor, 5cm outer diameter, is designed to achieve a rotation speed of up to 10,000 rpm to fit on a small bit, coiled tube drilling assembly. The motor design utilised multiple finite volume and finite element analysis softwares for fluid flow study and fluid structural interaction analysis. The paper is also introducing the concept of a flow slurry loop that is designed to lift the cutting particles to the surface for mineralisation analysis. The controlling parameters of the cuttings transportation are the particle?s physical properties such as size, density, concentration and shape, as well as the rheological properties of the carrying fluid, drilled hole angle, as well as the fluid flow rate and flow dynamics within the annulus gap between the coiled tube and drilled hole. Such parameters are addressed via experimental work as well as numerical analysis. The paper is also presenting the selection and testing procedure of the material type for the coiled tube string. The tube needs to be light in weight for overall rig weight and its transportability. The tube is also required to drill several dozens of investigation holes before failing due to fatigue. A fatigue bending machine is designed to test the endurance limit of candidate materials for coiled tube strings and a performance index methodology is followed for material selection of the optimum material. The coiled tube rig is designed to be light in weight for transportation and relocation. It is also required to speed the drilling operation with the minimum footprint and reclaim the drilled rock particles for mineral composition analysis at the surface.

Aug 1, 2013

By M. A. Georgiana

The Emerald Mine No. 1, located in southwestern Pennsylvania is presently owned and operated by Cyprus Minerals of Englewood, Colorado. High volatile bituminous coal is produced from the Pittsburgh No. 8 seam by both longwall and continuous mining methods. The coal is then mechanically cleaned on site utilizing a combination of heavy media separation and froth flotation methods prior to shipment to both the metallurgical and steam coal markets. The Emerald Mine is presently producing 2.8 million raw tons per year, while liberating approximately 6.5 million ft per day of methane. In light of the methane liberation rate, ventilation requirements have been significant and have always received utmost priority and consideration. Figure 1 shows the locations of the current and proposed shafts. Emerald utilizes two Joy (Model M120-58-880) axial vane fans on shafts No. 1, No. 2R, No. 3R. (one operational, one stand-by) The use of computer simulation of various ventilation networks was initially employed during the design stages (1975-1977) and has been utilized through the present. Obviously, the initial planning, under the ownership of Lykes Resources, was strictly theoretical. All the quantities were proposed and the resistances were based on prior simulations of other mines and mathematical formulas. However, once the mine was moderately developed, actual values were recorded and utilized. This procedure consists of: a) layout pressure and quantity points b) measure all air quantities where an air course splits

Jan 1, 1986