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By M. Grenon

"The presence, size, orientation, nature, and persistence of geological discontinuities dictate the behaviour of a rock mass. Block size, which is defined by discontinuity spacing, by the number of joint sets, and by the persistence of the discontinuities delineating potential blocks is an important indicator of the degree of fracturing of a rock mass. Consequently, block size is represented either explicitly or implicitly in all rock mass classification systems employed for analysis and design of surface and underground mining structures. Insitu block size distributions may provide a better means to describe the structural complexity of a rock mass. These are the distributions that would be derived if the in-situ rock mass was separated into its constitutive blocks, delineated by existing discontinuities, and each block measured. This paper presents the results of a field campaign at Louvicourt Mine aiming to characterize the rock mass using different methods for determining block size and block size distributions. IntroductionGeological structural data are used to provide input data for analysis and design methods for surface and underground structures. As the collection of structural data involves considerable investment of time and effort, it is sometimes overlooked, thus denying an important source of information for mine design. What is somewhat surprising, however, is that when structural data are available, they are not used to their full potential. Recent work has shown that data on block size have potential applications in different areas of rock engineering:• Blasting — Hudson (1993) has described the excavation process as the change of a preexisting natural block size distribution to the debris fragment size distribution (Fig. 1). Lizotte and Scoble (1994) have reviewed previous efforts on integrating site specific geological conditions into blast design. Grenon et al. (1997) provide a case study where in-situ block size distributions are compared to photogrammetric studies of blasted rock.• Rock mass classifications — Block size is used in the majority of rock mass classification systems either explicitly, as in the RMi classification system Palmstrøm (1995), or implicitly, such as in the NGI system, Barton et al. (1974)."

Jan 1, 1998

By Elizaveta Cheremisina

In steelmaking process lime serves as flux. Rapid lime assimilation and slag formation of the desired composition have a significant effect on the refining reactions. It is important to know the rate limiting step of lime dissolution to control and improve the converter process. Kinetics of pure CaO and industrial lime dissolution in model slag has been studied in the range of temperatures 1300 –1600°C. Lime samples were prepared in cylinder form and immersed in the melt for predetermined time. Considering the total mass balance of CaO in the slag and linear dimensions of lime samples, mass transfer coefficients were derived. Diffusion coefficients were calculated under conditions of non-stationary diffusion. The derived activation energy of less than 200 kJ/mol indicates that diffusion is the limiting step in the process of lime-dissolution in slag.

Oct 30, 2017

By Anne Kathrine Kalager

"Stretching from Norway’s capital, Oslo, to the city of Ski, a new railway line is under construction with a 20 km long hard rock tunnel. This is a major project with high demands regarding quality, cost and schedule. In addition, restrictions concerning locations close to sensitive urban infrastructure require execution with the highest level of precision and expertise. The new double track railway line forms an important part of the intercity rail development southwards from the capital and includes the longest railway tunnel to date in the Nordic countries. With its novel methods and solutions, this project offers a model for future railway project developments in the region. This paper provides general pertinent details and facts relating to this current railway project and includes a description of the project with information relating to concept and design of the tunnels, geological conditions, particular challenges, selected tunneling techniques and contracting strategies. THE FOLLO LINE PROJECT The Follo Line is a new 22 km long double track railway line under construction between Oslo Central Station and the city of Ski. The project is divided into four subprojects, as shown in figure 1. The main part of the project consists of a 20 km long hard-rock tunnel, which will be the longest railway tunnel in the Nordic countries to date.The Østfold Line is the existing double-track railway line running between Oslo Central Station and Ski serving 12 local stations. The new Follo Line will offer a direct service, without stops, between Oslo Central Station and Ski and reduce the travel time from 22 minutes to 11 minutes. After completion of the Follo Line, these two railway lines will, in combination, more than double the capacity for train transport in the region south-east of Oslo."

Jan 1, 2016

By Marcelo Ferreira Martins, Breno Totti Maia, Sandro Luís Zahner, Leandro Martins Perreira, Paulo Roberto Ogliari Hopperdizel, Geraldo Vieira da Silva

O reator EOF foi desenvolvido no Brasil nos anos 80 com características únicas. O pré-aquecedor de sucata e a distribuição dos pontos de injeção de gases oxidantes e combustíveis conferem estas características. Um reator dinâmico e versátil capaz de adequar-se a grandes variações de carregamento de gusa e sucata, porém com equipamentos de injeção calcados ainda nos princípios da concepção da tecnologia. O objetivo deste trabalho é apresentar a etapa 1 de uma seqüência planejada de 3 etapas os desenvolvimentos que visam o aumento de produtividade do EOF. Nessa etapa 1 são apresentadas os ganhos relativos a modificação do número de pontos de injeção de oxigênio e a adequação desses pontos para condição supersônica de sopro.

Oct 1, 2019

By Yan Samuel Ferreira Junqueira

A Coqueria de uma usina siderúrgica é responsável pela produção de coque e produção de vapor para geração de energia usando como matéria-prima uma mistura de carvões, o coque produzido é utilizado como o principal combustível nos altos-fornos. A Coqueria da ThyssenKrupp CSA utiliza a tecnologia Heat Recovery com Stamping Charger para compactação e preparação da massa de carvões para enfornamento e coqueificação. A tecnologia de compactação da massa de carvão agrega vários benefícios ao processo, tais como: aumento da densidade, homogeneidade e alinhamento da carga enfornada, melhora no controle do processo de coqueificação e nos parâmetros de qualidade do coque, além de possibilitar a utilização de carvões de menor poder de coqueificação, reduzindo assim o custo de produção do coque e da geração de energia. Através do automatismo do Stamping Charger é possível avaliar e calcular a densidade da massa de carvões e o ganho de produtividade que este sistema proporciona.

Aug 1, 2018

By Adilson Rodrigues da Costa

Os cilindros usados em laminadores a quente, especialmente os cilindros de trabalho são submetidos a altas taxas de desgaste da superfície durante a laminação. Após a campanha de laminação os cilindros devem ser enviados para uma retifica de cilindros para remover a camada danificada. Para este processo de retifica, são utilizadas rebolos com alta eficiência de corte e alta resistência. O objetivo foi analisar os resíduos metálicos e as partículas abrasivas do rebolo após a retificação dos cilindros e, correlacionar com o desempenho obtido com dois tipos diferentes de rebolos, sendo assim capaz de definir um rebolo com melhor desempenho e menor custo operacional.

Jul 30, 2018

By Antonio Adel dos Santos

Em agosto/2014 foi introduzido o gás natural, GN, na matriz de combustíveis dos fornos de reaquecimento de placas da Linha de Tiras a Quente, em Ipatinga, eliminando o óleo combustível deste processo. Isto demandou o ajuste dos parâmetros do modelo matemático de controle automático do reaquecimento, que estava ajustado para a queima de mistura de gases siderúrgicos e óleo combustível. O ajuste foi realizado com base em resultados de experiências de medição das curvas de aquecimento com placas especialmente instrumentadas. Verificou-se que os gases da combustão na presença do GN ficam mais quentes na região do início do forno, próximo do canal de fumaça, elevando com isso o perfil térmico do forno. Em consequência, as temperaturas de desenfornamento da placa ficam mais elevadas em relação ao aquecimento na ausência do GN, comparando-se condições de processo e de material similares. Os ajustes do modelo foram implantados dentro do escopo de uma melhoria geral introduzida no sistema de controle automático dos Fornos, permitindo a determinação correta da temperatura de desenfornamento e a operação otimizada dos fornos do ponto de vista de aquecimento da placa.

Aug 16, 2017

By Caio Henrique Vidigal

No processo siderúrgico de uma usina integrada são gerados diversos combustíveis como subprodutos, os quais são reutilizados internamente ou mesmo, comercializados. Na ArcelorMittal Tubarão, isso ocorre com o Alcatrão, um subproduto do processo de coqueificação do carvão. No Presente trabalho são descritas melhorias implantadas no Sistema de Carregamento de carretas para comercialização do produto na empresa. Essas melhorias visaram eliminar duas fragilidades do sistema original: o risco de transbordo devido dificuldade de visualização do nível da carreta e o risco de exposição do motorista/operador aos hidrocarbonetos presentes no alcatrão, em caso de deficiência do sistema de exaustão dos vapores gerados e da não utilização correta dos EPIs definidos para a atividade. Para tal, foram realizadas algumas adequações ao processo, com a instalação de uma cabine para operação remota do carregamento e para monitoração do nível das carretas, utilizando um sistema de visão termográfica.

Oct 30, 2017

By Thiago Cesar de Souza Pinto

Os teores de umidade (U) presente no minério de ferro, após o processamento mineral, se torna uma dificuldade para seu transporte marítimo à medida que este teor ultrapassar os limites de TML (Transportable Limit Moisture). O presente trabalho teve por objetivo a identificação dos mecanismos de secagem em concentrados de minério de ferro tipo sínter feed em unidade experimental de secador de bandejas em escala de laboratório. São apresentados e discutidos resultados em que os mecanismos identificados se revelam como água livre superficial e capilaridade, para a faixa de umidade de interesse (13<U<6%). Uma regressão não linear foi realizada identificando o peso das variáveis em estudo, permitindo assim um modelamento dos resultados de redução de umidade. O modelo apresentou boa aderência aos resultados experimentais com desvios menores que 10% entre os dados previstos e observados.

Aug 16, 2017

Objective: To improve the effectiveness of dust collector capture on surface mine drills.

Oct 1, 2005

By Éric José de Souza Baeta

Maximizar a produtividade com o mínimo de perdas e sem interferir nas operações unitárias adjacentes é um dos grandes desafios existentes nas usinas de beneficiamento de minério em geral. O presente artigo tem como objetivo mostrar um caso prático de implementação de uma estratégia de controle do tipo preferencial, considerando restrições de processo, com o objetivo de obter ganho de produtividade e redução de perdas. Serão abordados aspectos práticos da implementação e resultados reais obtidos em uma das etapas do processo de uma usina de beneficiamento da Vale.

Aug 16, 2017

By Steferson Ferreira de Oliveira

A máquina convencional de usinagem por descargas elétricas (EDM) é utilizada no processo de nitretação por descargas elétricas (NDE), pois permite enriquecer a superfície de um substrato de aço SAE 52100 com nitretos em meio a uma solução dielétrica composta por água deionizada e ureia. O objetivo do presente trabalho é caracterizar as camadas formadas ao utilizar uma solução dielétrica (30g / l) como fonte de nitrogênio e comparar as propriedades obtidas quando se utiliza eletrodo de cobre eletrolítico. As caracterizações das amostras no processo foram por meio das técnicas de microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microdureza Vickers (HV), revelando a formação de uma camada uniforme e endurecida de nitretos, recoberta por uma camada branca (Zona Refundida), como comprovado por difração de Raio-X (DRX) a formação de compostos com nitrogênio. As camadas formadas no eletrodo peça temperado e revenido foram mais espessas do que as que formaram no eletrodo peça esferoidizado. Para avaliar o desempenho do processo de usinagem, foram utilizados parâmetros como taxa de remoção de material (TRM), taxa de desgaste do eletrodo ferramenta (TD) e desgaste volumétrico (DVR).

Oct 30, 2017

By João Victor Gomes Guimarães Ananias, Itavahn Alves da Silva, Thiago Araújo Santos de Oliveira, Salvatore Giuliano Peixoto Tropia de Abreu, Guilherme Santiago Queiroz, Carlos Antônio da Silva

Oct 1, 2019

By Aldo Henrique de Almeida Barbosa

Os modelos de tratamento de galvannealing, com encharque isotérmico após o aquecimento indutivo, permitem otimizar o aporte térmico para a formação de compostos intermetálicos Fe-Zn, o que contribui significativamente para a obtenção de revestimentos galvannealed-GA de elevada qualidade. Nesse estudo foi avaliado o efeito das condições de galvannealing na formação do revestimento GA sobre aços bake hardenable-BH. Foram realizadas, em escala de laboratório, simulações variandose o modelo de galvannealing, com ciclos isotérmicos e resfriamento imediatamente após o aquecimento indutivo, a temperatura de aquecimento, entre 525°C e 570°C, e o tempo de encharque, até 20 segundos. Em todas as simulações, além dos ciclos completos foram realizadas, também, interrupções do tratamento ao longo da etapa de encharque, através de resfriamento brusco das amostras, com o objetivo de se avaliar a microestrutura do revestimento ao longo de todo o tratamento. Para a caracterização dos revestimentos foram realizadas análises de composição química, microestrutura, perfil de composição ao longo da camada e de aderência. Os resultados permitiram determinar as características da formação do revestimento GA sobre os aços BH e estabelecer condições de galvannealing para o processamento desses aços, de forma a obter microestruturas otimizadas para as aplicações mais exigentes.

Aug 16, 2017

By W A. Take, M McKellar, A Walsh, S McDougall, S G. Evans

Recent tailings dam failures have heightened public awareness of the hazard posed by storage facilities for mining waste, illustrating the need for a more critical examination of tailings dam breach mechanisms and the potential mobility of liquefied tailings. Knowledge from tailings dam breach studies will help improve safety and risk management through more accurate inundation maps, dam consequence classifications and emergency preparedness plans. Tailings dams differ from conventional water retaining dams, although dam breach relationships used in practice rely heavily on relationships derived for breach processes from the latter. Physical modelling offers a controlled environment to advance the understanding of tailings dam breach processes, thereby allowing for modelling of simple geometry and boundary conditions to test hypotheses. The performed experiments investigate prototypical tailings dam configurations and material behaviour, with the objective of validating numerical models that will enable practitioners to better assess and mitigate tailings flows resulting from tailings dam failures. Research conducted in the Queen’s University Landslide Flume at the Coastal Engineering Laboratory has investigated the breaching of 1 m high dams with tailings geometry by overtopping initiated by a v-notch incised in the dam crest. This paper presents the initial results of the next stage of this research comparing the outflow hydrograph following loss of containment caused by shear failure to overtopping initiated by notch flow. The two dam experiments presented are constructed with similar dam and reservoir geometries allowing for a direct comparison of the effect on the outflow hydrograph of each failure event. Preliminary outcomes suggest that although both dam failure events are triggered from separate mechanisms their geometries allow for similar values of Q_peak to be reached. Future work is currently planned to expand the shear test series to explore the influence of failure mechanism on the outflow hydrograph.

Jul 1, 2021

By James M. Tantalla, Dwight Metcalf, Roderic A. Ellman Jr.

"The construction of a new low head hydro-electric plant at the Cannelton Lock and Dam required the design and construction of a cofferdam to accommodate a deep excavation extending approximately 150 feet below the Ohio River levels. The new plant, which generates about 390 GWh of electricity annually, is owned by American Municipal Power (AMP). A specialist team was assembled to design and construct the cofferdam, marine dike and CB slurry wall that helped make the project successful and on time for project delivery.Because the new plant diverts water from the locks and dam through a powerhouse to generate power, it would need to be partially in the river to operate properly. To accomplish this, approximately 250,000 square feet of land was reclaimed from the river by construction of a marine dike. The dike, combined with the design and construction of a 150 foot deep cement bentonite (CB) cutoff wall enabled construction of the new plant in the dry. Extensive dewatering analyses were performed using Modflow to evaluate pumping requirements and the number of wells needed to maintain ground water at required levels within the side slopes and final subgrade. A monitoring program consisting of inclinometers, piezometers and movement monitoring points were used to monitor cofferdam stability and performance throughout construction. Detailed two and three dimensional stability analyses that included a parametric study of fluctuating river levels and slurry unit weight were performed to ensure stability and suitable low permeability of the trench during cut-off wall excavation both on land and in the marine dike. The wall was constructed with both a hydromill excavating primary panels and a clamshell following behind to construct secondary panels. Data acquisition systems onboard the excavating equipment allowed for detailed confirmation of the continuity of the wall at each interface between panels. Another challenging aspect was the CB mix design for the trench. The cofferdam required the construction of a 1,300-foot long marine dike downstream of the existing dam up to 100 feet tall founded on existing river sediment to enclose the site and cut-off the seepage into the excavation from the river. Marine dike construction utilized vibro-compaction to pre-densify granular fills placed underwater through which the CB trench extended."

Jan 1, 2016

By Jerry C. Tien

The rare earth elements (REEs) are a group of 17 chemical (metallic) elements which appear in the periodic table. The group consists of 15 lanthanide elements along with yttrium and scandium (Table 1). They share many similar properties, which is why they occur together in geological deposits. Although commonly referred to as rare, they are really quite common; the reason they are perceived as rare is because it is not common to find them in commercially viable concentrations. These metals are critical to advanced technology, ranging from smart phones to global positions system (GPS) receivers, medical devices and jet engines. They are critical in green, high-tech and defense industries (Fig.1 and 2). Although there have been increasing efforts to find alternative supplies, these efforts have been complicated by the pollution that rare earth mining and processing creates. To extract rare earths minerals from mined ore is a complicated and costly process. The ore is first mined through normal mining process, the bastnaesite, which generally contains a number of minerals of little value, is first removed through a floatation process. The bastnaesite containing the REEs is further separated into their respective pure forms in a separation plant using acid and various solvent extraction separation steps. Each element has its own unique extraction steps and chemical processes. At times, these elements, in the form of oxides, will require reprocessing to achieve ideal purity. The last steps would be to further process into metals first, then alloys for various applications. The entire process takes approximately 10 days. The mining and processing of REEs, if not carefully controlled, can create environmental hazards. This is one of the reasons the Mountain Pass Mine in California was closed down in the 1980s.

Dec 1, 2013

By Johne Jesus Mol Peixoto, Itavahn Alves da Silva, Marina Braga Campos, Carlos Antônio da Silva

A composição, morfologia e distribuição de tamanho das inclusões presentes nos aços têm forte influência sobre propriedades químicas e físicas como fadiga, usinabilidade e resistência à corrosão. Desta forma, melhorar a qualidade do aço implica em aumentar a limpidez do aço líquido [1]. Para tanto são utilizados processos (que apresentam diferentes custos operacionais) como o burbulhamento de gás inerte na panela e o tratamento no desgaseificador a vácuo RH. O presente trabalho apresenta resultados de simulações matemáticas bem como operacionais dos processos de remoção de inclusões através do borbulhamento de gás inerte e do tratamento a vácuo. É feita uma comparação entre as capacidades de remoção de inclusões destes processos, confirmando a maior efetividade do reator RH.

Oct 1, 2019

By Tainan Ferreira Muniz

Visando atender à demanda de materiais de engenharia que apresentem elevada resistência ao desgaste sem prejudicar sua ductilidade, o presente artigo objetivou avaliar a influência dos tempos de cementação em meio sólido nas propriedades mecânicas de um aço baixo carbono submetido ao tratamento. Adotou-se diferentes tempos de estágio, a saber 6h, 11h e 24h, fixando-se a temperatura a 900ºC. Além disso, a fim de verificar a validade dos experimentos e compará-los às previsões teóricas, estimou-se, pela Lei de Fick, a profundidade da camada cementada. Métodos mais práticos, como a elaboração de perfis de dureza e a análise de microestruturas, reafirmaram as previsões e indicaram que a profundidade da camada cementada aumenta com o tempo de exposição das amostras à atmosfera adequada.

Oct 30, 2017

By Leandro de Arruda Santos, Lorena Isabela de Oliveira Ribeiro, Jéssica Dornelas Silva, Pedro Damas Resende, João Victor Lucas Amim, Suzanny Cristina Soares Martins, Vicente Tadeu Lopes Buono

O objetivo do presente estudo foi avaliar a resistência à fadiga de duas ligas de NiTi diferentes sob condições de teste controladas por deformação a 25°C por meio de testes de fadiga por flexão rotativa. Além disso, as propriedades mecânicas, térmicas e estruturais dos fios foram caracterizadas por ensaios de DSC, DRX, MEV/EDS e tração. Os resultados revelaram que ambos os materiais são superelásticos à temperatura ambiente e, portanto apresentaram composição basicamente austenítica de sua matriz. Os resultados de ensaio de tração são condizentes com a caracterização térmica e estrutural, pois os materiais apresentam recuperação total de forma após ciclos de carga e descarga em tração. Ambos os materiais são ricos em titânio, um deles apresenta camada de óxido superficial enquanto o outro apresenta acabamento superficial. Apesar das propriedades similares a amostra 1 apresentou média de 77 ciclos até a falha, enquanto a amostra 2 resistiu a 1827 ciclos..

Oct 25, 2019