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By Juan Daniel Martínez, Janaina Accordi Junkes, Dachamir Hotza, Tatiana Pineda

"The rice husk combustion in a bubbling and atmospheric fluidized bed reactor was investigated. The results showed the technical viability of producing both heat and amorphous silica from a renewable energy source. This paper presents the characterization of rice husk ash (RHA) obtained under varying fluidization velocities (0.13-0.15 m/s) and rice husk feed (4.5-7.2 kg/h). Characterization techniques include X-ray fluorescence, X-ray diffraction, particle size distribution and scanning electron microscopy. For the employed range of fluidization velocities of rice husk feed no noticeable influence on the chemical composition of produced RHA was observed. After combustion, RHA containing ~93% amorphous silica and <3% unburned char was obtained. RHA primary particles presented sizes from 90 to 100 µm and a tendency for agglomeration in aqueous media. Thus, the potential of this type of reactors with respect to speed, continuity and self-sufficiency energy of the process was shown.IntroductionDue to the increase of the agroindustrial production, the concern with processing by-products, such as rice husk (RH), is growing. For a better material and energy use, allowing a cleaner production and a more maintainable development, RH can be used as renewable fuel in the production plant, for instance, in steam generators. The adequate combustion of RH generates hot gases with low levels of pollutants, as carbon monoxide and particulate material.RH is the protecting coating formed during the growth of the rice grain, composed by four structural layers.1 The main components of the husk are cellulose and hemicelulose (50%) besides lignine (26%) and organic components (4%), as oils and proteins. The remaining amount includes inorganic materials (SiO2, Al2O3, K2O, Na2O, MgO, CaO, Fe2O3, MnO, P2O5).1The rice husk ash (RHA) is the product of the termochemical transformation of RH. The conditions of the different conversion processes (pyrolysis, gasification and/or combustion) determine the physical-chemical characteristics of the final product. RHA corresponds to 14 to 25% RH, depending on the variety of the rice, climate and soil of the producing area.2-4 The main component of RHA, which is generated at moderate combustion temperatures, is amorphous silica (SiO2) in the range from 80 to 97%.4,5"

Jan 1, 2008

By Ana Paula Domingos Cardoso

A indústria automobilística é um dos maiores mercados para aços de aplicações de conformação criticas, exigindo contínuo desenvolvimento de novos materiais e tecnologias. Dentre estes, destaca-se o revestimento metálico (GA) que é composto por diferentes fases Fe-Zn com boas propriedades de aplicação, mas o seu comportamento em processos de conformação é sensível à fragilidade das fases intermetálicas, podendo resultar na fragmentação por powdering. A presença da fase ? na superfície é prejudicial à tribologia do revestimento, pois eleva o coeficiente de atrito, a ausência desta fase pode significar transformação excessiva e maior fragilidade do revestimento, reduzindo a resistência ao powdering. A aplicação de filmes de pós-tratamento de pré-fosfatização sobre o GA, com ganhos de conformação através da redução do coeficiente de atrito, tem sido desenvolvido pela ArcelorMittal. Este trabalho objetiva avaliar a tribologia e resistência ao powdering de diferentes condições de superfície do revestimento. A evolução do coeficiente de atrito é determinada por ensaios de desgaste, além de ensaios de powdering e análises metalográficas via MEV-EDS para avaliação do pós-tratamento.

Aug 7, 2018

By E. H. Burroughs

This bulletin is the fourth in the series of petroleum bibliographies being published by the Bureau of Mines, the three preceding, Bulletins 149, 165, and 180, being compilations for the years 1915, 1916, and 1917, respectively. In this bulletin the same general plan has been followed in arranging the references, but a few changes and additions have been made in the classification, the more important changes being in the classes "Geology and Origin" and "Refining and Refineries." Dl1'ring the year German periodicals were not available, and, as in the bibliography for 1917, references to articles in foreign journals that were not available have been taken' from other sources and credit given to those sources.

Jan 1, 1921

By Vinícius Carvalho Teles

Durante a estampagem, ocorre o desgaste na superfície da ferramenta devido ao deslizamento entre a ferramenta e a peça. A manutenção das ferramentas de conformação envolve o polimento das bordas ou, em casos mais severos, a substituição da mesma é necessário. Ensaios de deslizamento alternado em revestimentos CrAlSiN depositados sobre aço ferramenta evidenciaram mecanismos de desgaste abrasivo devido a partículas de desgaste anteriores. O objetivo deste trabalho foi investigar a resistência a abrasão destes revestimentos, onde variou-se a topografia do substrato e arquitetura do revestimento, a composição química e a espessura. As propriedades mecânicas destes revestimentos foram avaliadas utilizando ensaios de esclerometria com carga progressiva e microdureza Knoop. A resistência à abrasão foi avaliada utilizado testes de microabrasão com partículas abrasivas de SiC. Os resultados mostraram que não houve diferença nas taxas de desgaste entre as duas arquiteturas. Maiores taxas de desgaste foram obtidas ao diminuir o teor de AlSiN na superfície e ao diminuir a espessura. Também foi observado uma relação entre as taxas de desgaste e o produto da carga crítica e a microdureza.

Aug 16, 2017

By Sarra Scherbakova, Alexander Kurkov, Andrey Egorov

"Deep concentration of iron ores involves extraction, in addition to magnetite concentrate, of hematite and martite concentrates and recovery of other valuable components. A flotation technology was designed specifically for finely disseminated hematite ore, allowing producing saleable hematite concentrate containing 64-66% Fe. The main process challenge is caused by the presence of other ferruginous minerals such as carbonates, silicates, and phosphates, and fine hematite and martite mostly concentrated in the -0.044 mm fraction. Main operations of the processing circuit are removal of slime, flotation to remove impurities (carbonates, phosphates etc.) with an anionic phosphorous collector in an alkaline environment, hematite and martite flotation using same collector in a slightly acidic environment to produce commercial iron concentrate. Tailings of wet magnetic separation of magnetite containing 24.5% Fe and finely disseminated hematite ore containing 51% Fe were processed to produce iron concentrates with a yield of 15% and 50%, respectively, containing approximately 65% Fe and 5% of silica. Hematite flotation tailings had the highest content of gold (up to 0.09 - 0.11 g/t), while in other products it never exceeded 0.02 g/t. Using a Knelson concentrator was able to recover 40 to 45% of the gold into 3.31 g/t Au gravity concentrate. The success of gravity concentration is due to high gravitational contrast of gold to mostly quartz and aluminosilicates in the hematite flotation tailings. In general, the proposed process can be used as a solution to the challenge of selective concentration of finely disseminated iron minerals."

Jan 1, 2014

By J. W. Senn

A magnesium alloy modeled after commercial alloy WE54 was thermomechanically processed and characterized to understand the mechanisms by which its texture can be randomized, as reported by Ball and Prangnell [1]. Samples were deformed in plane strain compression to prescribed strain levels at temperatures high enough to prevent cracking and then recrystallized. The deformation texture is very similar to that observed after plane strain compression (e.g., rolling) of other Mg alloys, such as common AZ31. However, the texture can radically evolve during recrystallization. Annealing above the precipitate solvus temperature results in a nearly random recrystallization texture where the initially strong basal texture is completely eliminated. Annealing below the solvus temperature produces a recrystallized texture similar to conventional Mg alloys, i.e., a weakened basal texture. If this same material is then annealed above the solvus to promote grain growth, a randomized texture evolves, which is similar that of samples simply recrystallized above the solvus. It is hypothesized that a sort of preferred growth mechanism, whereby grains with random orientation grow faster than those with the original basal texture, contributes significantly to the texture randomization observed in wrought magnesium alloys containing rare earth elements.

Jan 1, 2006

By Ting Ren, Jon Roberts, Zhongbei Li, Ming Qiao, Jianming Wu

Spontaneous heating of coal continues to present a health and safety hazard in underground coal mines. The influence of seam gas composition on gas flow dynamics and distribution characteristics in the active longwall goaf has not been studied in-depth, and corresponding effective proactive goaf inertization strategies for preventing potential spontaneous heating from occurring have limited investigation. To advance this knowledge, an 80-m-height goaf model was constructed and developed based on specific conditions of an Australian underground coal mine, and onsite gas monitoring data was collated to verify base model results, which allowed for various scenarios of seam gas composition to be simulated and investigated with confidence. This study involved modeling five different gas composition scenarios for the goaf atmosphere, namely, 100% CO2 (case 1), 80% CO2 and 20% CH4 (case 2), 50% CO2 and 50% CH4 (case 3), 20% CO2 and 80% CH4 (case 4), and 100% CH4 (case 5). Simulation results show that O2 is primarily distributed at the middle and upper part of the CO2- dominant goaf model, while it is mainly layered at the floor level of the CH4- dominant goaf model. N2 is superior to CO2 in the goaf inertization for the CO2- dominant goaf model, whereas CO2 performs better than N2 for the CH4- dominant goaf model. The optimal inert gas flowrates for case 1 to case 5 are 1.5, 1.75, 0.75, 0.5, and 1.0 m3/ s, and the oxidation zone area is reduced by 55.76%, 67.21%, 58.04%, 78.17%, and 81.82%, respectively. The simulation results allow for increased insight and understanding of the gas distribution patterns in the active goaf with different seam gas composition and the development of corresponding proactive goaf inertization practices, thus minimizing potential spontaneous-heating-related hazards and improving mining safety.

Sep 26, 2023

By Maria José Santos Lima

A pesquisa e o desenvolvimento de Materiais nanoestruturados vêm crescendo significativamente nos últimos anos. Estes materiais apresentam propriedades significativamente modificadas em comparação às dos materiais convencionais, devido às dimensões extremamente reduzidas dos cristalitos. O carbeto de Tântalo (TaC) é um material extremamente duro, apresentando elevada dureza, elevado ponto de fusão, elevada estabilidade química, boa resistência ao ataque químico e choque térmico e excelente resistência à oxidação e corrosão. Desta forma este trabalho teve como objetivo a obtenção de TaC nanoestruturado a partir do precursor tris(oxalato)oxitantalato de amônio hidratado, através de reação gás-sólido a baixa temperatura (1.000°C) e curto tempo de reação. Os materiais obtidos foram caracterizados através de difração de Raios-X (DRX), Refinamento Rietveld, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Infravermelho (espectroscopia IV), Termogravimétrica (TG). Através das analises de DRX e do refinamento Reitiveld para o TaC com S = 1,1584 observou-se a formação do carbeto de tântalo puro com estrutura cúbica e tamanho médio de cristalitos na ordem de 12,5 nanômetros.

Aug 7, 2018

By Edgar S. Rush

This study was conducted to make a limited evaluation of experimental and standard tractor dozer blades. A field test program was conducted in the southeastern part of Kansas on strip-mined areas where the spoil banks are parallel with rest-to-crest distances between 90 and 120 ft and maximum dozing distances usually less than 50 ft. This evaluation was a part of an overall joint Pittsburg and Midway Mining Company--U. S. Bureau of Mines (USBM) Specialized Reclamation Field Test Program primarily centered on the field t sting of experimental high-volume lateral relocation blades. The three blades evaluated were the 60-ft-wide angle (A) blade mounted on two 41B tractors. a 48-ft-wide A blade mounted on two D9H tractors, and a 13-ft-wide reclamation universal (Rec U) blade mounted on a D9H tractor. In addition to the experimental blades, three commercially available blades were tested: A 20-ft universal (U) blade mounted on two side-by-side (SxS) D9H tractors; a 20-ft U blade mounted on a 418 tractor; and a l2-ft straight (S) blade mounted on a D8H tractor. The dozer blade evaluations compared measured blade performance with soil and other site characteristics and with estimated earth-moving performance rates based on earthmoving methodology that accounts for the traction and speed of the tractor. The earthmoving methodology was also validated with data collected during this program.

Jan 1, 1978

By Fábio de Oliveira Braga

Um sistema de blindagem multicamada consiste de uma camada frontal de cerâmica, uma camada intermediária de fibras sintéticas ou de material compósito, e uma camada posterior de um metal dúctil. Recentemente, há o interesse em substituir as fibras sintéticas por fibras naturais, por suas propriedades adequadas, menor custo e peso. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de compósitos de matriz poliéster reforçados por fibras naturais de Curauá em blindagens multicamada. Placas com 0, 10, 20 e 30% vol. de fibras integraram a blindagem que sofreu impacto balístico com munição 7.62 mm, e o dano foi avaliado pela indentação característica em plastilina e por uma análise microscópica das superfícies de fratura. Foi mostrado que a blindagem resiste ao impacto balístico, atendendo à norma NIJ-0101.04 para o nível de proteção III. Além disso, as fibras de Curauá são responsáveis por manter a coesão do compósito após o impacto balístico, e o compósito por dissipar parte da energia do projétil por mecanismos como delaminação, trincamento da matriz, fratura e descolamento das fibras.

Aug 16, 2017

By Fabio Da Costa Garcia Filho

Todos os anos toneladas de vidro são produzidos, sendo que restos de vidro são facilmente encontrados em resíduos domésticos e comerciais. O resíduo de vidro ainda apresenta uma baixa taxa de reciclagem embora apresente um tempo estimado de decomposição de aproximadamente quatro mil anos. Este trabalho busca propor uma alternativa para resolver o problema da acumulação desses resíduos, através do uso desse material na construção de blocos de concreto, o que se apresenta como uma solução sustentável para redução do volume de vidro descartado. Neste trabalho, foi utilizado o resíduo de vidro moído, como agregado fino na mistura para a produção de pavimentos de cimento interligados, em substituição à areia em uma porcentagem de 25%. A resistência à compressão e a absorção de água foram analisadas. Comparando os resultados dos blocos produzidos com o uso de vidro ao padrão (com a quantidade de areia normal), verificou-se que este novo produto apresenta alto potencial para contribuir para a reutilização desses resíduos nocivos para o meio ambiente, melhorando o desempenho dos blocos, reduzindo o custo e o consumo de matérias-primas.

Oct 30, 2017

By J. H. Swisher

ALUMINUM deoxidation equilibrium in liquid iron has been the subject of many investigations. Sawamura and Sano1 have written a critical survey of the literature on this subject and consider the data of Gokcen and chipman2 and of d&apos;Entremont, Guernsey, and Chip-man3 to be most reliable. The present study was undertaken to check these data and extend the range of the experiments to lower temperature. The experiments consisted of equilibrating 5-lb Fe-Al melts with recrystallized alumina crucibles at 1580o + 10oC, and analyzing the solidified ingots for aluminum and oxygen. The electrolytic iron stock contained 100 ppm C, 20 ppm 0, and trace amounts of other elements.* The stock was induction-melted in an atmosphere of 5 pet H2 in argon to attain equilibrium between the melt and the crucible. The temperature was measured with a W, 3 pet Re/W, 26 pet Re thermocouple, and the equilibration time was about 4 hr. The results are plotted in Fig. 1 along with curves obtained from the data of d&apos;Entremont et al.,3 for temperatures of 1740o and 1910°C. The present results can be seen to be consistent with the previously reported high-temperature data. The reaction under study is AI2O3 (s) = 2 Al (l) +3O [1] for which the deoxidation product is Kl =[% Al]2 [%O]3 [2] (Under the experimental conditions, Fe A12O4 is not expected to form.4) In Fig. 2, values of log Ki evaluated at 0.01 pet A1 are plotted against 1/T, using data obtained from all the investigations under consideration. The deoxidation product is plotted in Fig. 2 in lieu of the equilibrium constant (normally obtained by evaluating Ki as pet A1 — 0) because of the uncertainty involved in extrapolating to zero concentration. The difficulty in extrapolating the present data for 1580°C is apparent curvature in the log Ki vs pet Al plot. This curvature is perhaps due to the uncertainty in oxygen analysis for concentrations of 5 ppm and below. For the data of Gokeen and chipman,&apos; the extrapolation is also difficult because of experimental scatter. The line drawn through the points plotted in Fig. 2 may be represented by the equation:

Jan 1, 1968

By Ana Maria Guilherme Bailon

A coesão entre os grãos de ferro em pelotas queimadas é afetada por mecanismos difusionais dependentes de tempo e temperatura de sinterização e do tipo de elementos presentes na escória. Óxidos presentes nos insumos e no minério exercem influência significativa no processo de difusão das partículas de ferro e na formação de escória, composta principalmente por CaO, SiO2, Al2O3 e MgO. O estudo da influência da escória na microestrutura de pelotas de minério de ferro permite um maior entendimento das principais características relacionadas às fases formadas, que afetarão diretamente sua resistência física e comportamento metalúrgico. Neste trabalho abordamos a influência da variação nos teores de CaO e SiO2 na estrutura das pelotas com o objetivo de verificar a interferência desses compostos na diminuição da energia livre superficial e crescimento de grão bem como na distribuição de porosidade e formação de fases como hematita, sílicatos, ferritos e, eventualmente, a magnetita. Para tal avaliação, pelotas com diferentes teores de escória passaram por caracterização química, análises em Microscópio Óptico e análises em Microscópio Eletrônico de Varredura.

Aug 1, 2018

By Bruno Pinheiro da Silva

Controlar a distribuição de carga do Alto Forno é fundamental para o controle de processo, e através de sua otimização, dentre as mais variadas configurações operacionais, busca-se lograr da estabilidade do processo e aproveitamento do gás no interior do reator. Para tal, utiliza-se um sistema de carregamento, sendo o mais usado na atualidade o do tipo Bell Less Top com calha rotativa. Durante o carregamento do forno as partículas passam pela calha rotativa, resultando em abrasão dos elementos de desgaste que por sua vez, altera a geometria da mesma, gerando alterações na trajetória das partículas carregadas e a mudança de trajetória pode perturbar a marcha do Alto Forno. Nesse contexto, a boa condição da calha passa a ser um fator essencial para a manutenção da estabilidade operacional. O presente trabalho, aplica o método dos elementos discretos (DEM) para caracterizar os efeitos do desgaste da calha na trajetória do material descarregado, podendo assim avaliar melhor os distúrbios na estabilidade do Alto Forno, e com isso a indicar o melhor momento para troca da calha.

Oct 30, 2017

By Mariana Tomé da Silva

A câmara de empuxo do Motor Foguete a Propelente Líquido (MFPL) L75 é composta de uma liga Cobre cromo, classe C18200. A jaqueta de refrigeração, responsável pela extração de calor, é feita de aço inoxidável AISI 316L. No que tange ao processo de fabricação, a união entre a câmara de combustão e a jaqueta de refrigeração é uma etapa crítica, pois envolve processos de união de materiais dissimilares e de componentes de geometria complexas. Este trabalho visa contribuir à fabricação do conjunto motor foguete, por meio da soldagem a laser entre a câmara e a jaqueta. Com o uso de um laser a fibra de alta potência, foi possível verificar que existe uma condição otimizada de solda sobreposta, inox sobre Cu(Cr), com potências entre 1.000 e 1.300 W e velocidades de soldagem de 0,05 m/min a 1 m/min. Embora as análises mostrem heterogeneidade microestrutural, pela dissolução parcial de uma fase na outra, obteve-se níveis de dureza aproximadamente constantes ao longo da profundidade da junta.

Aug 16, 2017

By Geovane Viturino da Silva, Diogo Costa, Paulo Eduardo Marcelino, Alan José Santos De Almeida, Marco Antônio dos Reis, Deilton de Oliveira

A utilização de coque como combustível em Altos Fornos é necessária, apesar das restrições ambientais e dos custos envolvidos. Para diminuir a quantidade de coque utilizado no processo, são adotadas medidas como a injeção de hidrocarbonetos, dentre os quais, o carvão pulverizado, que é comprovadamente um bom substituinte parcial do coque carregado nos Altos Fornos. A injeção de carvão pulverizado (pulverized coal injection - PCI) propicia um maior retorno econômico, quando utilizado no processo de fabricação do ferro-gusa, pois permite uma maior capacidade da taxa de injeção ao se comparar com o emprego de óleos, gases e outros substituintes. No processo da injeção de carvão, conforme o objetivo do presente trabalho, se faz necessária uma baixa variabilidade (relação da taxa de carvão real com o set point pedido). A utilização da metodologia (Six Sigma) foi de fundamental importância para as principais ações adotadas, e trouxeram como principais resultados, estabilidade nos processos de moagem e injeção, bem como a redução do desvio da taxa de injeção de 16% para 10%, gerando uma economia para a Ternium BR.

Oct 1, 2019

By Mateus Gomes Rossi

O estudo de recursos e caracterização de jazidas de minério de ferro é de extrema importância frente à demanda mundial deste bem mineral. A ocorrência de minério de ferro em Bodoquena, MS, desperta interesse sobre a viabilidade técnica e econômica deste recurso. A mineralização de ferro está associada à Formação Puga, caracterizada por metadiamictitos, quartzitos e filitos. Este minério de ferro possui matriz magnetítica de granulação muito fina, variando de 0,01 mm a, em raros casos, 0,2 mm, demandando moagem ultrafina para sua liberação. O beneficiamento do minério, realizado por separação magnética de baixa intensidade e flotação reversa, gerou produto magnetítico concentrado com teores de 64,9% de Fe, recuperando cerca de 47% do Fe contido e obtendo baixo teores de P (0,01- 0,04%), SiO2 (±4,5 %) e Al (±1,8%). A redução carbotérmica do minério se mostrou eficaz mediante a pelotização sem aglomerantes químicos, utilizando-se de coque de carvão mineral na composição de pelotas auto-redutoras. O produto final foi uma pelota reduzida a ferro metálico com pequenos resquícios não reduzidos e escória.

Aug 16, 2017

By Bernard Lewis

This report summarizes fundamental research and technical studies conducted by the Explosives and Physical Sciences Division of the Bureau of Mines from July 1, 1949, to June 30, 1950. It is the fourteenth of a series of annual reports whose aim has been to bring to the reader a résumé of the research results that have appeared in published form during each fiscal year under the authorship of members of the staff. These are referred to throughout the report.

Jan 1, 1951

By Leandro Rocha Lemos, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Iara Patricia Vieira de Oliveira, Paulo Santos Assis, Lorena Cristina Amorim Moura

O coque fica exposto a diferentes solicitações mecânicas do tipo impacto, abrasão e compressão, desde o desenfornamento até o seu consumo no Alto-Forno. Para evitar que o coque sofra uma acentuada degradação, é exigido que o mesmo apresente uma elevada resistência mecânica a frio. Para monitorar tal parâmetro, utiliza-se principalmente o teste de tambor, porém este contempla apenas a degradação por impacto e abrasão. Neste contexto, este trabalho desenvolveu uma metodologia para avaliar a resistência mecânica à compressão, inicialmente em partículas individuais de coque, apontando quais seriam as granulometrias mais resistentes. Os coques foram transformados em corpos de provas e testados em máquina de ensaio universal. Os resultados apontam que a tensão média de ruptura cresce com o aumento da granulometria. Posteriormente, foi avaliado a resistência mecânica à compressão em leito de coque, onde foi possível simular em uma prensa hidráulica, a pressão que a coluna das cargas exerce sobre o leito de coque no Alto-Forno e, posteriormente, correlacionou a compressão com o teste de tambor e se obteve excelentes resultados.

Oct 1, 2019

By Daniel Antonio Kapper Fabricio

O módulo de tenacidade é um parâmetro que representa a energia absorvida por um material até a ruptura, e é uma variável importante para avaliar se o material sofrerá fratura quando em serviço. A tenacidade é determinada através da área sob a curva tensão-deformação de engenharia, a qual é difícil de ser calculada analiticamente. Assim, o presente trabalho propõe a utilização de métodos numéricos para o cálculo do módulo de tenacidade através de planilhas eletrônicas. Como resultados são apresentados o procedimento desenvolvido e os valores obtidos na estimativa da tenacidade de uma amostra, assim como a comparação do resultado com o valor calculado analiticamente e com o valor calculado através de um método simplificado. Conclui-se que o valor numérico calculado é tão próximo do verdadeiro quanto maior o número de pontos obtidos na curva tensão-deformação de engenharia, viabilizando a utilização desse método na estimativa da tenacidade de uma ampla gama de materiais. Além disso, o método numérico pode ser usado na determinação de outras propriedades calculadas através da área sob curvas.

Aug 7, 2018