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By Antônio César Freitas, Lucas Machado Barbosa de Faria

Este trabalho descreve o funcionamento do sistema automático desenvolvido para realizar o posicionamento de vagões durante a troca de rodeiros, que opera no Centro de Troca de Rodeiros – CTR, localizado nas instalações da empresa Vale em São Luís do Maranhão. O posicionamento de composições com até 110 vagões e com precisão de centímetros, resguardando a folgas entre vagões, é um desafio na rotina de manutenção. Para superar esse desafio foi desenvolvido um sistema automático para posicionar as composições de vagões, que utiliza medição baseada em tecnologia laser, com precisão de centímetros, e que atualiza continuamente a distância entre um rodeiro e o ponto correto de parada, possibilitando assim o posicionamento de rodeiros.

Oct 1, 2019

By Marcos Paulo da Silveira, Carolina Conter Elgert, Messias Prado de Almeida, Rafael Stella Galdino

Microalloyed steels have been intensely studied as an alternative to increase strength by grain refinement and/or precipitation hardening. Long steel products have a wide range of opportunities to apply well-defined principles of controlled rolling (CR) in order to increase strength and toughness with reduced costs. To evaluate the effect of microalloying elements as Nb and Ti with thermomechanical treatment, three conditions were tested: DIN 16MnCrS5 with hot rolling (HR), DIN 16MnCrS5 with Nb and CR and DIN 16MnCrS5 with Nb+Ti and CR. Austenitic grain size, obtained by direct quenching after rolling, has shown a decrease 32% with Nb addition, and 29% when Nb and Ti was added. Controlled rolling generated higher grain refinement and pancacked grains near the surface. When comparing ferritic grain size, controlled rolling plus niobium and titanium additions resulted in significant reduction of 35%. Yield strength increased 15% with microalloying and CR and more than 270% in impact toughness, even at -40°C.

Oct 1, 2019

By Anna Beatriz Almeida Leandro da Costa, Erica Renata Cruz da Cunha, Dayany Karla Silva da Rocha, Mateus Nunes de Souza, Flánelson Maciel Monteiro, Bruna Pereira do Nascimento Souza

As argilas cauliníticas, popularmente conhecidas como de queima branca, possuem a coloração final dos seus produtos como principal característica. As jazidas desse tipo de argila não são encontradas com facilidade, sendo a prospecção de novos depósitos o principal desafio do setor cerâmico. Portanto, o objetivo deste trabalho é estudar as propriedades tecnológicas de uma argila caulinítica do município de Boa Saúde – RN. O trabalho foi iniciado com a coleta in loco da argila e, em seguida, seu destorroamento, cominuição e peneiramento em uma peneira ABNT 200 mesh (0,074mm). Após essa etapa, foram confeccionados trinta (30) corpos de prova utilizando uma prensa hidráulica com pressão de 21 MPa. As amostras ficaram em uma estufa por um período de 24 horas com temperatura de 100ºC para retirada da umidade. O processo de sinterização ocorreu em um forno do tipo mufla, sem atmosfera protetora, nas temperaturas de 850°C, 950°C e 1050°C, com taxa de aquecimento de 10°C/min e patamar de isoterma de 60 minutos. Em cada temperatura foram sinterizados dez (10) corpos de prova. Os ensaios tecnológicos realizados nas amostras foram os seguintes: absorção de água (AA%), retração linear (RL%), perda ao fogo (PF%), porosidade aparente (PA%) e massa específica aparente (MEA). Os resultados dos ensaios apontam que a argila estudada possui características que apontam sua utilização na fabricação de peças para os setores da cerâmica estrutural e revestimentos.

Mar 1, 2019

By Guilherme Vitor de Araujo, Igor Cuzzuol dos Santos, Loyslene Rabelo Fernandes, Gustavo Henrique Sousa, Athos Fernandes Araujo

O desenvolvimento de nanopartículas magnéticas vem recebendo bastante atenção de pesquisadores devido a sua potencial aplicação em diferentes campos tecnológicos, principalmente em microeletrônica e medicina. A magnetita nanoparticulada é particularmente atraente para estas finalidades, pois apresenta comportamento superparamagnético, biocompatibilidade e resistencia à oxidação. Neste estudo foi avaliado a síntese das nanopartículas pela coprecipitação. Para isso foi observado a influência da razão molar de Fe+2/Fe+3 e da variação de concentração de NaOH na nucleação e precipitação das partículas. Sendo possível, determinar os melhores parâmetros para obtenção das mesmas e garantindo as suas propriedades. Para a constatação estrutural, a caracterização das amostras foi realizada por difração de raios X (DRX). A razão molar de Fe+2/Fe+3 se mostrou uma variável importante, em razões muito pequenas o resultado obtido foi goetita, enquanto a síntese a partir da razão 0,5 observou-se apenas a magnetita. E a variação da concentração de OH- teve influência no tamanho das partículas nucleadas, no qual menores partículas foram obtidas em meios mais básicos.

Oct 6, 2019

By Ismael Vemdrame Flores, Maurício Covcevich Bagatini, Otávio Henrique Matos de Assis

De modo a explorar o fenômeno de retardo de redução sobre a taxa de redução de cargas ferrosas no início da zona coesiva, testes de redução e de amolecimento e fusão, completos e interrompidos (nas temperaturas pré, 10 e 50% de contração), foram realizados para duas variedades de cargas ferrosas comumente utilizadas em altos-fornos: sínter e pelota. Os produtos dos experimentos interrompidos foram caracterizados fisicamente por meio de testes de densidade real, densidade aparente e porosidade (aberta, fechada e total). Os resultados obtidos mostraram que para as matérias-primas utilizadas o retardo de redução ocorreu em menor temperatura para a pelota, sendo também mais pronunciado. Por meio da análise dos resultados obtidos, foi possível verificar o aumento da porosidade aberta e total das cargas durante sua redução até níveis de contração de 10%. Para contrações de 50%, dentro do intervalo de retardo de redução, uma redução significativa da porosidade aberta para ambos os materiais foi observada.

Oct 1, 2019

By Roney Eduardo Lino, Loyslene Rabelo Fernandes, Gustavo Henrique Sousa, Athos Fernandes Araujo, Wallace Crisólogo Souza Gonçalves

Nos processos de refino dos aços, as ferroligas exercem um papel muito importante. E deve-se conhecer o comportamento do rendimento dessas ligas para que não sejam feitas adições desnecessárias que possam elevar os custos de produção ou até mesmo acarretar em perdas de corridas por composição química fora da faixa de especificação. Nesse trabalho foi utilizado o simulador de refino secundário do Steel University para avaliar o comportamento do rendimento das principais ferroligas em estação de rinsagem com banho metálico desoxidado ao alumínio e em banho não desoxidado. Foi possível avaliar que o comportamento do rendimento das ferroligas tende a ser mais positivo quando se é feita a desoxidação do banho metálico utilizando Alumínio briquetado. Com isso feito um comparativo do custo de produção que mostrou que, quando se conhece o comportamento dos rendimentos, é possível gerar economia para o processo.

Oct 1, 2019

By Cesar Santos, Marcelo Duarte Silva, Ediron Antônio Lage, Fábio Silva dos Santos

Ceramic filtration technology, despite consuming about 90% less energy than conventional vacuum filters and producing clean water ready for reuse, faced a big challenge that put in doubt its technical and economic viability. In 2015, the production of pellet feed in this last stage of the process of the Minas-Rio Complex of Anglo American was impacted by deep fillings in the filter medium. The chemical regeneration process indicated by the filter manufacturers did not have the necessary effect. SUEZ then carried out a research work on the potential causes and indicated specialty chemicals. After an intense work of the Anglo American technical team supported by SUEZ, an efficient regeneration methodology was developed. From this reference, SUEZ received another 03 similar challenges with ceramic filters. Among them, the Herculano Mineração Dry Stacking pioneer project, which until 2017 could not process more than 20% of the tailings generated in the pellet feed concentration process. Following adaptations in the regenerative methodology as a function of the mineral characteristics facilitated by the development of a pilot backwash system, success was achieved, providing a condition for production of 3.0Mtpy without the use of tailings dam and with continued decline in the unit cost of the tailings filtration operation.

Oct 3, 2019

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 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 Raquel Húngaro Costa, Jonathan Tenório Vinhal

The demand for natural resources has grown over the years, however, the environment offers a limited amount of these resources for exploration. Then, the investigation of new methods for recovering and reuse some compounds and elements are essential to know later tailings purposes. Zinc is used in corrosion resistance as a protective coating for several products. One of the steps for the extraction of zinc is by flotation process to obtain the concentrated ore, in which a residue is generated. The aim is to characterize this residue, allowing the choice of recovery routes for compounds and elements in future stages. The methods of analysis were Malvern, VA, Eltra and ICP-OES, besides the water content. In this study, a characterization of elemental chemical analysis was performed, in which the main elements presented were: calcium (17.4%), magnesium (10.3%) and iron (7.97%); the water content was 27% and the grain size of the material presented an average size of 50μm. With the presented characteristics the material can be used, after treatment, in the recovery of other compounds for applications in the sector of fertilizers, ceramics and steel industry.

Oct 3, 2019

By Daniel Horta Fernandes, Walter Gomes de Albuquerque, Adriano Cesar Carvalhido, Victor Dias Martins

O trabalho apresenta a experiência recente da troca de 38 staves contribuindo no prolongamento da campanha operacional do Alto-Forno 3. Durante 13 dias ocorreu a substituição dos Staves originais de FoFo instalados em 1999 por novos Staves de cobre fundido. Além da recuperação do sistema de refrigeração, a mudança no material dos Staves contribui para maior troca térmica favorecendo a formação carga inativa (cascão) que protege os Staves e o corpo do Alto-Forno. Esta substituição foi fundamental para recuperar a estabilidade da temperatura da carcaça e prolongar a vida útil do equipamento até o final de sua campanha. Diversos aspectos do projeto serão apresentados: engenharia, metodologia, planejamento, segurança, qualidade técnica, cronograma e outros.

Oct 1, 2019

By J. N. Stevens, M. Tulwin, P. J. Lawlor

All metals producers are on an unending search for a competitive advantage. They need to produce in the most cost effective way. Sometimes a new mill might be considered but in this paper we present examples of how this might not always be necessary. A detailed investigation by an equipment vendor who can consider the mill and or plant as a complete entity: mechanics, automation and process control can often find solutions that are both lower cost and can be implemented in shorter time frames.

Oct 1, 2019

By Dagoberto Brandão Santos, Dalila Chaves Sicupira, Graziele Gianini Braga Maria, Jéssica Caetano Fortes Monteiro, Raphael França Assumpção

O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito do tempo de recozimento na resistência à corrosão do aço inoxidável duplex UNS S32205 laminado a frio. Quando o aço duplex é submetido a deformações intensas, a austenita transforma-se parcialmente em martensita, elevando a resistência mecânica do aço. Já quando é feito o recozimento essa transformação é revertida, ou seja, a martensita se transforma em austenita. Porém, esses aços apresentam forte tendência à formação de fases secundárias quando expostos a determinadas temperaturas por certo intervalo de tempo, que levam à deterioração das propriedades mecânicas e corrosivas dos mesmos. O aço estudado foi submetido à laminação a frio até 60% de redução da espessura, e posteriormente recozido a 850°C, temperatura na qual a cinética de precipitação de fases é máxima, nos tempos de 300, 600, 1800 e 86400 segundos. Para a análise microestrutural foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e a difração de raios-X. A resistência à corrosão foi estudada por meio da técnica de impedância eletroquímica (EIE), utilizando solução de NaCl 3,5% à temperatura ambiente. O aumento do tempo de recozimento aumentou a precipitação das fases secundárias, o que leva ao aumento de regiões empobrecidas em Cr e Mo. Com o aumento do tempo de recozimento, essas regiões são parcialmente recuperadas pela difusão desses elementos, melhorando a resistência à corrosão.

Mar 1, 2019

By Kashyap Chaturvedula, Emad Farouz

The paper presents a discussion on the axial capacity of deep foundation elements bearing in the Yorktown formation in the southeastern region of Virginia. The fossiliferous marine soils of Tertiary age Yorktown formation typically consist of silty/clayey Sand or sandy Silt/Clay with varying amounts of shell fragments. The Yorktown formation is generally divided into Upper and Lower Yorktown layers depending on the shell content and the percent fines. Results of multiple load tests performed by Jacobs Engineering on auger cast piles as part of water and wastewater treatment plant expansion projects in southeastern region of Virginia are presented in this paper. The paper describes the subsurface investigation methods used to study the existing subsurface conditions and the design methodologies followed to estimate the axial capacity of the auger cast piles. The paper provides details regarding installation of test piles, instrumentation, load testing procedure, and interpretation of test results. The paper presents a comparison between the various methods of estimating axial capacity of auger cast piles based on the SPT-N values, the empirical methods for the Yorktown formation and the load test information. The paper distinguishes the side resistance values obtained within the upper and lower Yorktown formations. The paper compares the various design methods to the multiple load test results and recommends a design modification that is closer to the load test results.

By Sushant Upadhyaya, Deniz Karadeniz

As part of the widening of I-64 in Williamsburg, Virginia, an extensive subsurface exploration program consisting of Standard Penetration Tests (SPT), Cone Penetration Tests (CPT), Dilatometer Tests (DMT), and Vane Shear Test was performed. In addition to these in-situ tests, an extensive laboratory testing program was completed including Consolidated-Undrained Triaxial, Unconsolidated-Undrained Triaxial, Direct Shear, and consolidation tests. The strength and the compressibility properties are deemed conservative for Yorktown and St. Mary’s Formations when evaluated based on the current topography, the existing overburden pressure and SPT values. SPT exhibited low blow counts especially within Yorktown Formation due to the increased excess pore water pressures resulting in a localized liquefaction at the tip of the split spoon sampler corresponding to remolded or fully softened strength of the soil. Therefore, the applicability of the SPT correlated soil parameters somewhat leads to conservative designs with deeper piles to achieve a desired structural load demand. Generally, the in-situ estimated soil design parameters are found to be comparable with the laboratory test results corresponding to long-term resistance gain with time. It is of practical importance to employ realistic soil design parameters for design applications such as pile foundations to provide cost and schedule savings. This paper presents a discussion on the soil strength estimates and variability from in-situ and laboratory tests for realistic strength characterization of Coastal Plain deposits.

By Verônica Scarpini Candido

Este estudo tem por objetivo caracterizar a escória de alto forno proveniente de uma siderúrgica do estado do Pará visando a sua incorporação em argilas para produção de telhas. O resíduo passou pela etapa de beneficiamento e, depois, foi realizada a difração de raios-X (DRX) e fluorescência de raios-X (FRX). Além disso, realizou-se também a análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que hematita, magnetita, goethite e wustita são as fases predominantes a associadas aos óxidos de ferro. A análise química por FRX mostrou que o resíduo apresenta elevados teores de sílica (SiO2) e óxidos de ferro associados a baixos teores de alumina (Al2O3). Dessa forma, a caracterização da escória de alto forno mostrou que esse resíduo apresenta-se como um potencial constituinte mássico cerâmico podendo contribuir par ao aumento da refratariedade das peças queimadas.

Oct 30, 2017

By Sushant Upadhyaya, Deniz Karadeniz, Ahmed Mohamed

Soil setup analysis provides opportunities for efficiencies in pile foundation design and installation. Soil setup gain with time was evaluated as part of the foundation design and installation for twelve bridges along the Interstate 64 corridor between York County and Newport News in Virginia. The substructure elements of the bridges consist of driven precast prestressed concrete piles or H-piles. This case study describes lessons learned to understand the soil setup phenomenon during the installation of the piles in coastal plain. We were able to make expedited decisions during construction by analyzing previously performed pile dynamic analyzer (PDA) test results within the project alignment. Data evaluation included analyses of PDA data obtained from initial driving and restrike after a few hours to 5 weeks. The test data showed pile resistance increase up to twice in most cases and as high as four times in some cases. Foundation design and acceptance based on soil setup can provide opportunities for cost savings and advanced scheduling during construction.

By A. S. Tawadrous

This paper is an evaluation of Artificial Neural Networks (ANN) as a tool in the design of the geometry of surface blast patterns. The built model uses eight different parameters, which affect the design of the pattern. Those parameters are rock type, stratification, blasthole diameter, bench height, type of explosive, priming position, powder factor and fragmentation size required. The network was trained to predict burden and spacing of the blast pattern. The model was built and trained (back-propagation technique) using 43 case histories collected from the literature. The model has then been validated using 16 cases from operational quarries.

Jan 1, 2006

By John S. Civetta, Seth Martin, Marc J. Gallagher, Arthur J. Alzamora, Ronald Peralta

The Crown Building, built circa 1921, is a 26-story iconic building located at West 57th Street and Fifth Avenue in the heart of Manhattan. The paper highlights collaboration between the geotechnical engineer and foundation contractor to develop economical and practical solutions to foundation design and construction challenges associated with this complex redevelopment project. The project includes both below-grade and above-grade expansion of the occupied building, and required undermining the existing foundations, and essentially doubling the foundation loads. The below-grade expansion required surgical foundation work including drilling minicaissons, shoring columns, underpinning, and excavating 20 feet of rock.

By Frank E. Chase, John Rusnak, David Newman

During the past quarter century, coal mine geologists have evolved from providing a qualitative description of drill core and coal reserves into quantitative geotechnical specialists who bridge the gap between geology and engineering. In the late 1970’s and early 1980’s, hazard prediction mapping was in its infancy. At best, hazard maps identified rudimentary structures and conditions such as stream valley locations, sandstone/shale transition zones, and lineaments. A “technical disconnect” had existed between geologists and mining engineers as each profession operated largely independent of each other. Engineers did not readily integrate geology and geologic conditions, with the exception of coal thickness, into mine planning. Geologists were relied upon for reserve estimates and did not participate in mine planning or design. The employment and market slump of the 1980’s and 1990’s combined with mining more challenging reserves mandated that this gap be bridged and forced geologists to learn to speak more “numerically” to engineers so they could be understood. The purpose of this paper is to describe the procedures and thought processes used by coal mine geologists when determining various mineability and reserve extraction feasibility issues. The paper will also address underground geologic hazard mapping and prediction techniques. To achieve these objectives, the opinions and experiences of leading coal mine geologists, geotechnical and strata control specialists across the United States were solicited.