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By K. Dufresne

Blasting in geothermally high temperature ground and/or extremely reactive ground is an increasing common challenge for surface and underground mines. Many current PETN based non-electric and electronic detonators have manufacturer published in-hole temperature limits ranging from 55°C to 65°C (131°F to 150°F). When confronting blasthole temperatures above the manufacturer published limits, operations may request site-specific guidance and qualification for use. The advised safe loading window for in-hole PETN based detonators is often too short to be practicable for production blasting. To overcome limitations of PETN based initiation systems, surface mines with high temperature ground and/or reactive ground are known to load blastholes with a qualified high temperature bulk emulsion that are top primed with a cartridge of temperature qualified detonator sensitive emulsion plus an RDX detonating cord downline. As there is no in-hole delay detonator in this system, blasthole timing is accomplished with surface delays. Although this system is safe, top priming and surface delaying does influence floor quality and top size fragmentation, and safe loading windows times reduce blast block size and increase blasting frequency. A mining company with a site characterized by geothermally high temperature ground plus highly reactive ground employed a blasting system like the one described above. The site desires to improve blasting performance by moving to an in-hole delay initiation system that can withstand the site ground conditions. At the request of the mining house, DynaEnergetics (hereafter “the company”) developed an electronic initiation system for application in geothermally high temperature ground and/or extremely reactive ground conditions. The DynaEnergetics IGNEO high temperature electronic initiation system is rated for in-hole use in ground up to 150°C (302°F) for 48 hours. The detonator consists of a high strength detonator with an HMX base charge and thermally resistant downline. To make up a primer, the detonator is inserted into a booster charge assembly that is fitted with a small HMX shape charge. This high energy primer is designed to be compatible and reliable for firing bulk emulsions, including those with high percentages of urea inhibition to combat reactive ground. Up to 1000 detonators may be programmed in 1ms increments up to 1500ms. The system is controlled by a digital firing panel that can be used with either a wired or wireless trigger. The system enables high temperature and/or reactive ground sites to utilize in-hole delay initiation and realize the associated performance benefits

Jan 1, 2024

By C. Feliciano, M. Cavalcante

A large iron ore open pit mine in Brazil operates with reduced blast sizes, due to the imminence of red alerts in the rainy season and the proximity of plant and dam structures that demand control of the maximum load of fired explosives. Blasts are currently not allowed to remain loaded with explosives due to the risk of red alerts, limiting mine operations close to them. There is a need to increase the blast sizes, reducing the number of events required to obtain the planned mass and, consequently, the unproductive operating hours lost with mine evacuations. The WebGen™ wireless electronic initiation system is a technology for firing detonators via lowfrequency magnetic induction that propagates through the medium, without physical connection. A blast was carried out with 406 holes divided into 4 panels, aiming to validate the preloading technique with wireless detonators and its performance in safety and productivity. The absence of lead wires in the system eliminates the risk of interaction between vehicles and detonator cables in stemming and loading operations, which can result in unplanned detonation or misfire. By eliminating the need for a spotter, it reduces people's exposure to dust and the risk of human-machine interaction. Furthermore, it eliminates the risk of unplanned detonation caused by lightning strikes. The pre-loading technique with wireless detonators enables flexibility and efficiency in planning through temporary accesses over loaded areas. In the demonstration, driving over the loaded area was essential to avoid jams and excessive wear on equipment due to the narrow berm and very friable material. Another gain in productivity was optimizing operational stages, since detonators were programmed in parallel with loading, anticipating process stages, in addition to eliminating the need to connect detonators. Considering the average handling and savings in downtime due to the reduction of blasting events, a potential increase in movement of 49,000t (54,013 short tons) in 3 months was estimated, keeping the vibration results within the required limit. The trial with wireless detonators demonstrated the feasibility of carrying out blasts with preloaded panels, without restrictions on the number of panels or detonators, enabling vibration control, innovating mine planning and increasing safety and productivity

Jan 1, 2024

By J. A. Sanchidrián, P. Segarra, S. Gómez

Blasting is a common activity in mining that can cause significant damage in the remaining rock mass. The most commonly used method for predicting vibrations is the Swedish or Holmberg-Persson approach. It is a simple and fast method that uses empirical formulation to estimate the vibration levels based on the explosive charge weight, distance to the source, and other parameters. However, it has limited accuracy and does not consider the effect of free surfaces or other boundary conditions. On the other hand, recently developed methods as the full-field solution (FFS) can provide more accurate predictions of vibrations due to excitations provoked by cylindrical columns of explosive, but the inclusion of free surfaces in analytical methods is a challenging problem. This paper presents a new approach that includes free surfaces in the FFS to predict vibrations analytically in the near-field. The main obstacle to including free surfaces in the FFS was the belief that the solution was non-decoupleable in P- and SV-waves separately. The Heelan's approach was previously used to decouple them, but it only provides valid radiation patterns in the far-field and does not account for intrinsic attenuation. In this paper, we address this problem successfully, allowing for the inclusion of free surfaces in the FFS.

Jan 1, 2024

By Michel Rodrigo Luiz, Glaudistoni da Silva Félix, Osmar Duarte Junior

This article deals with a project to reduce the preparation time and threading the coils in the input section of a pickling line coupled to the cold strip mill (PLTCM) at ArcelorMittal Vega. The project developed serves for the detection and elimination of bottlenecks in the input section. The project was conceived by the philosophy of the Theory of Constraints (TOC) and Lean Six Sigma (6 sigma), here seen as sequencing serial / parallel in the preparation and threading the coils. In this context, a proposal to modify the automatic sequencing and reduction of interruptions due to failure of the automation / equipment confirmed its effectiveness reducing the total time preparation time and threading the coils in the entry section by 15%. This project was developed without investment costs, bringing gains on the order of US$613,769.00.

Oct 1, 2019

By Zhi Zhang

The ever increasing demand of high performance rolls in the late finishing stands (F5 – F7) for hot strip mills (HSM) requires better product solutions from roll suppliers. Roll development activities never stop at Union Electric Åkers (UEÅ) in order to meet the requirement. The HYBRID STEEL, a new concept of roll materials especially for the late finishing stands in the HSM, is successfully developed in UEÅ. This paper reviewed the development of previous ICDP as well as enhanced ICDP (eICDP) roll materials, and, the novel HYBRID STEEL roll grade. Rolls manufactured by this new grade have been used in several European mills. A significant improvement over the enhanced ICDP rolls has been observed.

Oct 30, 2017

By Willy Ank de Morais

Pontos estratégicos de solos foram analisados com o objetivo de estudar a possível contaminação de água pluvial, por difusividade, mantidas em reservatórios existentes na Ilha dos Arvoredos, localizada no Guarujá, litoral de São Paulo, Brasil. Iniciou-se o procedimento com a preparação das amostras (homogeneização e quarteamento), seguida das análises físicas (granulometria e umidade). A caracterização foi realizada por espectrometria de fluorescência de Raio-X e por espectrometria de absorção atômica. As concentrações de enxofre foram quantificadas por forno de combustão e as cinzas e matéria volátil por TGA (Analisador Termogravimétrico). As análises realizadas em Raio –X mostraram composição química de solo argiloso com altas concentrações de SiO2 e Al2O3 e as realizadas no equipamento de combustão mostraram concentrações de enxofre menores que 0,03%. Os resultados se apresentaram negativos para metais pesados ou outro tipo de elemento que poderia comprometer a potabilidade das águas contidas nos reservatórios.

Oct 30, 2017

By Debora Machado de Souza

O crescente aumento da produção do setor moveleiro tem fortemente contribuído para a economia do país. No entanto, o setor gera grande quantidade de resíduos sólidos. Este trabalho visa avaliar o resíduo em pó de MDF, com o intuito de identificar a melhor forma de valorização do mesmo. Para isso, realizou-se um diagnóstico ambiental de uma fábrica de móveis de pequeno porte, e procedeu-se a caracterização do resíduo de MDF na forma de pó. O diagnóstico ambiental identificou que o resíduo na forma de pó está presente em todas as etapas do processo. As etapas de maiores impactos ambientais são a de corte e acabamento/polimento, já que nestas ocorre a maior geração de resíduo sólido, bem como consumo de energia e geração de material particulado. A caracterização da amostra identificou o material com algumas limitações para aplicações em processos industriais, mas que podem ser atenuadas com algum tipo de beneficiamento, podendo o mesmo ser utilizado como carga de reforço em matriz polimérica.

Aug 17, 2017

By João Carlos Jânio Gigolotti

Foram estudadas experimentalmente as relações de fases do sistema Nb-Ti-Si na seção isotérmica a 1200 °C. Ligas fundidas em forno a arco em atmosfera de argônio a partir de Nb, Ti e Si de alta pureza (? 99,9 %), foram tratadas termicamente a 1200 °C durante 264 h em forno tubular, em atmosfera de argônio, encapsuladas em tubos de quartzo. As ligas tiveram sua microestrutura caracterizada por difração de raios-X, microscopia eletrônica no modo elétrons retroespalhados e por microsonda. Ficaram determinados os campos ternários Nb5Si3 + (Nb, Ti)3Si + (Nb, Ti, Si), Nb5Si3 + (Nb, Ti)3Si + Ti5Si3, Ti5Si3 + (Nb, Ti)3Si + (Nb, Ti, Si), Nb5Si3 + Ti5Si4 + Ti5Si3, Nb5Si3 + Ti5Si4 + NbSi2, NbSi2 + Ti5Si4 + TiSi, NbSi2 + TiSi2 + TiSi e NbSi2 + TiSi2 + SiSS. Existe boa concordância dos resultados com as propostas calculadas e experimentais existentes na literatura para essa seção isotérmica do sistema Nb-Ti-Si. Pequenas alterações composicionais são sugeridas para a locação dos campos ternários observados.

Aug 16, 2017

By Ana Clara Petrucelli

A principal ferramenta de controle do processo BOF reside na regulagem do sopro de oxigênio. A análise dos parâmetros de interação entre o sopro e o banho metálico compõe o objetivo deste trabalho. Através de uma análise visual da penetração e fração volumétrica da bacia de descarburação, foi determinada a melhor configuração de sopro entre diferentes combinações de bicos multifuros (3 a 6 furos), distância lança-banho e vazão. Foram feitas previsões sobre a penetração do jato a partir de um balanço de energia a fim de validá-las com o modelo físico. As maiores penetrações foram alcançadas com os bicos de 3 e 4 furos, com a maior vazão e menor distância lança-banho dentre os padrões testados. Todavia, as maiores frações volumétricas da bacia de descarburação foram obtidas com 5 e 6 furos, vazão e distâncias variadas dentre as ensaiadas.

Jul 29, 2018

By Johan Richaud

Achieving high surface quality steel in the continuous casting process requires optimal mould level control. The design of the casting channel from the tundish to the mould is crucial to prevent formation of undesired instabilities or biased flows that can cause level fluctuation. With the aid of CFD and with physical water models, the geometry of the stopper nose and the nozzle seat have been studied and optimized to improve the overall mould flow stability. A special stopper nose; Ripple Stopper (RST), has been developed that reduces the formation of large and unwanted eddies in the liquid steel that destabilize the port exiting jets. Instead, the RST produces a fast release of turbulence in the form of a large number of small eddies. The large sudden fluctuations in the mould level are reduced, which in turn reduces the occurrence of surface defects. An additional benefit is derived from the local pressure around the stopper nose region being greater which reduces the refractory erosion. For a tundish gate type flow regulation, a new design encompasses an offset in the Tundish Well Nozzle (TWN) that realigns the flow and reduces the bias flow that is common to tundish gate regulation. The steel recirculation regions below the throttling gate are decreased reducing the risk of oxide depositions. The RST and the Offset bore casting channel have been applied successfully leading to a superior flow control performance between the tundish and the mould.

Jul 30, 2018

By Michaela Böberl

State of the art sinter coolers are working based on the cross flow cooling principle. Thus, only a part of the thermal energy can be used for heat recovery application. The other part of the cooling air is brought unused to the environment. Furthermore, environmental regulation regarding dust emission and intelligent usage of exergy are getting stronger. Therefore, Primetals Technologies developed sinter coolers based on the counter flow principle. The cooling air passes the sinter bed in counter-flow direction enabling a direct heat transfer from the hot sinter to the air. The exhaust gas temperature can be maximized by using the total heat of the hot sinter. Due to the possible usage of the total exhaust gas amount, diffusive dust emission is reduced to zero. Two types of counter flow coolers are in the portfolio of Primetals Technologies. One type is based on a stationary shaft, in which the hot sinter is charged. The flow of the hot sinter is in vertical direction from top to bottom, in counter direction than the cooling air. The second type is a circular hopper cooler. The hot sinter is charged on top of a moving bed. At the bottom of the bed the sinter is discharged. The cooling air flows also from the bottom to the top, following the counter flow principle. Depending on the requirements, one of the two counter flow cooler types can be chosen for optimized and efficient cooling of hot sinter..

Oct 30, 2017

By José Adilson de Castro

In the integrated steel industries the sintering process plays an important role furnishing raw material to the blast furnace. In this work, a computational simulation of the sinter process is developed that is able to predict the most important phenomena within the sintering bed. The model is based on the multi phase concept with multiple components described by conservation equations of each component coupled with the momentum, chemical reactions and heat transfer. The model validation was carried out comparing the model predictions with averaged industrial data and local temperature measurements within the sinter strand. The model predictions presented good agreement with the averaged values measured on the industrial sinter process.

Aug 2, 2018

By Leandro Miranda Nascimento

A maior parte da produção mundial de aço passa pela conversão de minério de ferro em grandes altos-fornos, tendo o coque como uma das matérias-primas. Por um lado, boas propriedades mecânicas a quente do coque, como o CSR e CRI, são necessárias para que o consumo de coque seja o mínimo, pois é também, junto com os óxidos de ferro, um dos maiores componentes dos custos variáveis do ferro gusa. As misturas dos vários tipos de carvões minerais utilizados exigem a participação de uma fração Hard, a mais cara e com maior poder de coqueificação, e de uma fração Soft, mais barata e inerte. Logo, quanto maior for a participação do Hard mais caro será a mistura a ser coqueificada. Uma maneira de aumentar a fração de Soft na mistura de carvões, reduzindo o custo da mistura, e ainda assim obter um coque com boa qualidade é aumentar a densidade a granel da mistura. Para isso alguns métodos já são empregados com sucesso, como o Stamp Charging e a Briquetagem Parcial. Este artigo apresenta um novo método, que consiste na densificação da mistura de carvões dentro do forno via dispositivos de vibração. Foram realizadas simulações físicas a frio e em escala reduzida para avaliar o potencial de aumento de densidade a granel da técnica. Os resultados mostram um ganho de aumento de 30% da densidade a granel da mistura.

Aug 17, 2017

By Alessandro de Castro Corrêa

A comparação de processos de soldagem é uma tarefa complexa por envolver diversos atributos. A designação dos pesos dos atributos a serem avaliados é uma etapa fundamental na análise de problemas multicritérios; contudo, por vezes, a única informação que se obtém é a ordem de prioridade. O objetivo deste trabalho foi calcular os pesos das propriedades destinadas à comparação de processos de soldagem em aço inoxidável AISI 316L para o reparo de eixo naval com base na ordenação fornecida pelo tomador de decisão. Os atributos considerados foram taxa de deposição, energia de soldagem, rendimento econômico, diluição e relação reforço-largura. Os métodos de atribuição de pesos aplicados foram o de ponderação igual (Equal Weights), ordenação recíproca (Rank Reciprocal), somatória (Rank Sum), ordenação exponente (Rank Exponent) e o método do centroide (Rank Order Centroid). Para se verificar o efeito da escolha dos pesos estimados numa avaliação multicritério, avaliaram-se dados reais, aplicando-se a Ponderação Aditiva Simples (Simple Additive Weighting). Os resultados indicaram que diferentes atribuições de pesos podem alterar a posição das alternativas. Foi sugerido que a elaboração tabela ou gráficos com as distribuições de pesos pode ser útil para que o tomador decisão identifique a que melhor reflete as suas preferências.

Oct 30, 2017

By Vinicius Oliveira dos Santos

Este trabalho tem como objetivo estabelecer um quadro comparativo – baseado na literatura científica vigente – entre o comportamento mecânico sob irradiação neutrônica dos Aços Inoxidáveis Austeníticos e as ligas de Zircônio empregados ostensivamente em componentes estruturais de instalações nucleares, como reatores e submarinos. O conhecimento do dano induzido pela irradiação nos materiais é de fundamental importância para os projetos de engenharia para minimização das probabilidades de risco de acidentes.

Aug 8, 2018

By Taciana Rezende Pereira

O aço 10B06 é utilizado na produção de fio máquina para trefilação. Por ser produzido em aciaria elétrica, o teor de nitrogênio desse aço é elevado, o que pode causar envelhecimento por deformação, resultando em aumento de resistência e queda de ductilidade. Reduzir o teor de nitrogênio livre é uma forma de minimizar esse efeito, o que é feito pela adição de boro. O presente trabalho teve como objetivo realizar uma caracterização mecânica e microestrutural de materiais com teores de boro variando de 55 a 112ppm’s. Nas propriedades mecânicas obtidas no fio máquina, foi observada uma redução do limite de resistência com o aumento do teor de boro, evidenciando o seu efeito em minimizar o envelhecimento. Na análise metalográfica, as microestruturas apresentaram-se similares para todos os testes. Nas imagens do reagente Le Pera foram identificadas três fases, austenita retida e/ou martensita, ferrita e perlita. A presença de martensita não era esperada nesse aço. O que pode ter potencializado a sua formação é a presença de boro livre, que pode causar aumento da temperabilidade. Nos próximos passos desse trabalho serão feitas outras análises para confirmar esse resultado, como microdureza, MEV-EDS e detalhamento do processo produtivo do fio máquina.

Aug 17, 2017

By Cassiele Renata da Silva

O presente trabalho trata-se da modelagem por elementos finitos de materiais compósitos reforçados com fibras de carbono utilizando duas teorias: a Teoria da Deformação Cisalhante de Primeira Ordem (FSDT) e a Teoria da Deformação Cisalhante de Ordem Superior (HSDT), com o objetivo de efetuar um comparativo entre ambas no contexto de sua capacidade de predição do comportamento dinâmico, sendo possível avaliar e ilustrar as características de desempenho de ambas as formulações. Além disso, analisando o parâmetro geométrico da espessura das placas compósitas torna-se possível comprovar a limitação de uma das teorias. Os resultados são apresentados na forma de funções de resposta em frequência (FRF’s) onde é avaliada computacionalmente a presença de ruídos nos resultados.

Oct 30, 2017

By Leandro de Arruda Santos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento mecânico sob flexão de um instrumento endodôntico constituído de Ni-Ti M-Wire e comparar suas respostas com aquelas obtidas de um instrumento de Ni-Ti superelástico convencional com a mesma geometria, utilizando-se simulação por elementos finitos. Um instrumento ProTaper Universal F1 foi selecionado para este estudo. O modelo geométrico para a simulação numérica foi gerado através de micro-tomografia computadorizada e os dados para os modelos constitutivos foram obtidos por meio de ensaios de tração realizados em laboratório. A simulação numérica foi realizada em ABAQUS, com condições de contorno baseadas na especificação ISO 3630-1. Os resultados mostram que instrumentos de Ni-Ti M-Wire apresentam maior flexibilidade e menores valores de tensão quando submetidos à flexão, o que indica que estes instrumentos são mais resistentes à fadiga por flexão.

Aug 8, 2018

By Tomaz Fantin de Souza

O processo de trefilação de barras, arames e tubos é amplamente utilizado na indústria metal-mecânica para a fabricação de eixos automotivos, componentes mecânicos, pregos, parafusos, etc. O conhecimento e controle dos parâmetros de processo como coeficiente de atrito, força de trefilação, tensões e deformações pode contribuir para uma melhor qualidade do produto e na realização de um processo menos poluente, que reduza o consumo energético e perdas desnecessárias. Desta forma, este trabalho objetiva analisar e medir a força necessária para trefilar uma redução em área de um processo de fabricação de arames de aço baixo carbono através de uma máquina universal de ensaios Emic® adaptada para a realização do processo e construção de um dispositivo para fixação da fieira . Além disso, este trabalho objetiva indicar o coeficiente de atrito de Coulomb (µ) deste processo utilizando-se o valor da força de trefilação obtida nos experimentos com a utilização da equação teórica de Siebel.

Aug 16, 2017

By Fabio Andre Brand

As empresas de classe mundial, para atingir a excelência, buscam inovações para maximizar a utilização dos seus ativos. Para estas empresas, os departamentos de manutenção assumem uma função estratégica e a utilização de metodologias como a Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) tem contribuído muito para a obtenção de um desempenho positivo em seu sistema produtivo. Apesar das inúmeras vantagens da aplicação da MCC, identificou-se uma oportunidade de melhoria nesta metodologia, na etapa de aplicação do diagrama de decisão para escolha das tarefas de manutenção. Pois é dentro deste contexto que se insere o presente trabalho, que busca consolidar o processo de implementação da MCC, com a introdução de melhorias na etapa mencionada, voltadas principalmente para a sua utilização na indústria siderúrgica. Inicialmente, apresenta-se uma abordagem sobre os conceitos e métodos empregados na MCC tradicional. Em seguida, as melhorias propostas foram detalhadas junto com um estudo de caso, onde a MCC, já contendo os métodos elaborados neste trabalho, foi aplicada em uma empresa siderúrgica, sendo que os resultados obtidos demonstraram a adequação desta proposta às necessidades deste ramo industrial.

Oct 30, 2017