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By A. K. Raji, M. O. Ojumu

Robotic subsea dredging crawlers are dynamically and remotely controlled vehicles that are used for deep sea mining and recovery operations. These exploration machines are released from a mother ship and move around on the ocean floor using tracks. Current ocean crawlers such as the MK3 ROST are hydraulically powered. In this paper we develop a scaled-down model for simulating and performing static loading analysis of an electrically powered robotic subsea dredging crawler (EPRSDC). The modeling, simulation, and analysis were carried out using modelling software from Solidworks. The structural frame was assembled using the Tetrix max robotics kit. The kit’s structural components were produced from 1050 aircraft-grade aluminum. The results were used in optimizing and for considering other materials, and the to identify specific areas to be reinforced in future crawler designs.

Oct 3, 2023

By D. O’Connor, A. Pytlik, D. J. Corbett

The resistance of yielding rockbolts to multiple impact loads was tested by means of a drop hammer. The methodology was based on the ASTM D7401-08 standard as well as the requirements specified for rockbolts by Luossavaara-Kiirunavaara Aktiebolag (LKAB – a Swedish mining company) and the Safety In Mines Research Advisory Committee of South Africa (project number GAP 423). During the tests, the loading force and bolt elongation were measured with a sampling frequency of fs = 19.2 kHz. In order to analyse the phenomena involved, the tests were recorded using two independent high-speed video cameras (600 and 1000 frames per second) and one thermal camera (128 frames per second). The tests demonstrated that all the samples transferred double the gravitational potential energy of Ep = 50.85 kJ from the impact load of mass m = 2825 kg and impact velocity of v = 6.0 m/s without failure. Damage to the bolt-resin contact in the upper anchoring zone of the bolt in the steel tube occurred after subsequent impacts. As a result, the macro-deformed bolt exhibits additional yield, and its operation following the shearing of the resin bond is similar to that of a ‘cone bolt’. Only one test resulted in damage to the threaded bolt rod-nut coupling, during the fourth impact; however, no damage to the bolt-resin contact zone was observed.

Nov 6, 2023

By M. Loots, E. Van Der Lingen, S. Grobbelaar

The increased adoption of unmanned aerial vehicles (UAVs) may improve the productivity and costeffectiveness of remote sensing in the mining industry. This review’s objective is to enable stakeholders to identify possible application adoption, improvement, and innovation opportunities. The review merges a building block strategy and practical screening criteria to identify possible avenues of research to answer the review questions. After the screening process, 72 documents were included in the review. Papers were classified into four categories: exploration, development, exploitation, and reclamation. Fifteen applications were identified, the majority of which were in the exploration phase. The most often researched applications were topographic surveys, reclamation monitoring, and slope management. From the two UAV types identified, multi-rotor vehicles were the most favoured for all applications. From the eight remote sensing techniques identified, photogrammetry was the one most often used. Other techniques were limited because of complexity, cost, or the incompatibility of sensors and UAVs. The review was limited to published papers in academic journals. Future studies could aim to include empirical data on the latest UAV applications used in the mining industry.

Jul 2, 2022

By S. Schutte, J. Pelders, F. Magweregwede, S. Ngobese, W. Botha

A people-centric, systematic approach that involves different stakeholders is considered necessary to successfully address changes associated with modernizing the South African mining industry. In this paper we discuss the inclusion of various South African mining industry stakeholders, particularly the employees, in equipment design and development processes. Data was acquired through a literature review and inputs from South African mining industry stakeholders through focus group discussions, interviews, and an online survey. It was suggested that some of the areas that could be improved by the inclusion of employees in the process are design quality, ergonomics, equipment acceptance by the workforce, safety, efficiency, skills, insight into context of use, and early design iterations and identification of problems. Among the issues considered to be barriers to inclusion were lack of buy-in, lack of resources, difficulty in manufacturers accessing the mines, difficulties in involving too many people, intellectual property concerns, and unavailability of mine employees due to their key responsibilities. Identified critical factors in the equipment design and development process include iterative design, stakeholder participation throughout the process, needs analysis through consultation, and change management. A guideline was developed for worker inclusion in equipment design and development that could be used by the South African mining industry. The study identified several economic and social benefits of including stakeholders in the early stages of design and development. It is recommended that the South African mining industry considers using the developed guideline.

Apr 5, 2023

By I. Soto, E. Córdova, A. Anani

The new caving megaprojects that are planned to go into production in the next decade have scheduled horizontal developments at very high rates, which are difficult to achieve. Research has been conducted that seeks to model the construction times for underground developments to determine the feasibility of achieving the planned rates. However, these previous attempts do not consider all the operational aspects that make up the mine development cycle. Here, we present a discrete event simulation (DES) model that individualizes each unit operation of the development cycle to determine the construction rates that new projects will be able to attain. The developed model was applied to the New Mine Level (NML) of the El Teniente Division (DET). The results indicate that it would be impractical to achieve the advance rates scheduled in the original plans if the unit operations of the mine continue to be executed using the status quo. The metres developed after six years in the sections analysed can be significantly improved by changing the maintenance strategy for the equipment (457 metres increase), orepass availability (194 metres increase), and the initial planning sequence (1 598 metres increase). It is recommended that the mine implements a flexible maintenance strategy, defines a strategy to ensure and increase orepass availability to contractors, and makes use of current simulation tools for a more robust development sequence planning.

Oct 1, 2022

By J. W. van der Merwe, A. M. Maleka, V. J. Matjeke

The 10.5–12.5% chromium, titanium-stabilized ferritic stainless steel (FSS) plates used to fabricate coal line jumbo wagons is susceptible to undesirable chromium depletion during welding with 309L electrodes. In this work, non-stabilized FSS plates were welded using 308L welding electrodes. The objective was to weld non-stabilized FSSs using gas-shielded metal arc welding without causing sensitization. The welding process was optimized by lowering the heat input. Sensitization was assessed by rigorous etching techniques and anodic polarization scans. In addition, the welds were subjected to tensile testing, and their fracture surfaces were examined for intergranular cracking. Non-stabilized FSS plates were successfully welded using gas metal arc welding.

Apr 5, 2023

By Mario Samamé Boggio

El presente texto señala los antecedentes históricos, diversificación, energía eléctrica, y geología del distrito minero más grande de CENTROMINPERÚ, Cerro de Pasco. Así también se describe los yacimientos minerales de la mina como son: Morococha, Casapalca, Yauricocha, San Cristóbal Cobriza y la fundición de la Oroya.

Jan 1, 1974

By Frenk van den Berg

In the manufacturing of steel strip for the automotive sector, the mechanical properties are largely defined by the process conditions in the hot strip mill. In particular the phase transformation, from austenite to ferrite, which takes place during the forced cooling stages on the run out table (ROT) after the finishing mill, governs the microstructure and hence the mechanical properties.In current practice, metallurgical models are used to predict the phase state at each position in the strip. These model predictions are supported by pyrometer measurements along the ROT. Although reliable in the majority of the situations, both measurements and models sometimes have difficulties in providing robust output. In this paper, we present a new type of inline measurement, which directly measures the amount of phase transformed. The instrument is based on a technique known as impedance spectroscopy. As result of a collaboration of different institutes and companies, the equipment is robustly running during several years exclusively in the Hot Strip Mill of Tata Steel in IJmuiden.

Aug 16, 2017

By Flaviano Galdino

Com a implantação do projeto de digitalização do Nível 1 no laminador de tiras a frio da CSN - Companhia Siderúrgica Nacional, a CSN modernizou o obsoleto controle de processo. Com essa modernização, houve a necessidade de adequação no Procom para manter a comunicação entre eles. Devido a essa necessidade, foi elaborado um plano estratégico para a atualização tecnológica deste Procom. O projeto foi divido em fases e o que vamos apresentar é resultado da primeira fase, onde a CSN desenvolveu com recurso interno.

Jul 30, 2018

By Ana Cláudia Carioca

Devido à complexidade dos minérios itabiríticos, sua caracterização é necessária, com ênfase em microestrutura. Muito usado é o microscópio eletrônico de varredura (MEV), com microanalisador químico por dispersão de energia (EDS). Métodos computadorizados/automatizados de análise mineralógica e microestrutural, incluindo a liberação dos minerais, têm sido propostos, usando MEV-EDS. Um desses sistemas analíticos é o MLA (Mineral Liberation Analyser), que usa análise de imagens de elétrons retroespalhados (BSE) e espectros de raios-X (EDS) na identificação dos minerais, em secções polidas de partículas de minérios. Assim, geram-se mapas de composição microestrutural, com informações importantíssimas como liberação, associações minerais e análises modais. Há grande significado estatístico, pois vários milhares de partículas podem ser analisadas. Estudaram-se 4 amostras de minérios de ferro do Quadrilátero Ferrífero, MG, com graus diferentes de complexidade microestrutural. As faixas granulométricas (-0,500+0,300 mm e -0,300+0,212 mm) foram estudadas por difração de raios-X, espectrometria Mössbauer e MLA. Pelos métodos instrumentais, os minerais abundantes foram quartzo e hematita, obviamente; também foram identificados goethita, gibbsita e magnetita, minoritários; em geral, os dados do MLA foram consistentes com esses. O quartzo se encontra liberado em 3 amostras, acima de 90%; a exceção é a amostra APV4 com liberação de 60%, onde o quartzo está associado a hematita (principalmente) e goethita.

Aug 1, 2018

By Vinicius Andres Strey

Segurança da informação é um tema crescente dentro do ambiente de Tecnologia de Automação. Da mesma forma que para outras rupturas que ocorreram, as grandes empresas desempenham um papel de vanguarda também quando se fala em segurança da informação. Grandes empresas, no geral, possuem diversas instalações. Neste caso, em se tratando de segurança da informação, é fundamental que os riscos sejam identificados e os controles sejam definidos e implantados de maneira integrada, de modo que vulnerabilidades quando exploradas não afetem o negócio como um todo. Desta forma, recomenda-se fortemente a adoção de um programa de segurança da informação com a participação das diversas instalações em vez de projetos isolados. Este trabalho apresenta a estratégia para o desenvolvimento deste programa através da adaptação de boas práticas e frameworks de referência, como ISA-62443 e NIST SP 800-82. As fases de concepção e desenho do programa estão contempladas, tomando como caso de referência o Programa de Cyber Security para Sistemas de Automação Industrial da Vale. Este programa foi concebido para ser abrangente nos aspectos de segurança da informação, considerando a situação individual de cada mina, usina ou porto envolvido, e estruturado de maneira a ser expandido facilmente para outras instalações.

Jul 30, 2018

By José Alberto da Cruz Junior

Aços multiconstituídos têm aplicações voltadas principalmente para o setor automobilístico. Isso porque esses apresentam uma boa combinação de elevada resistência, ductilidade e tenacidade. A elevada resistência desses aços é devida a martensita e aos finos feixes de ferrita bainítica, enquanto que a tenacidade e a ductilidade são atribuídas aos filmes finos de austenita retida presentes entre os feixes. Esses filmes contém uma maior concentração de carbono em relação aos blocos de austenita retida. Uma consequência é que estes se tornam mais estáveis mecanicamente e termicamente. Dessa forma, foi realizada a avaliação do desempenho mecânico de um aço tratado isotermicamente abaixo de Mi e revenidos a 400°C/1 h. Os resultados dos ensaios de impacto mostraram que quanto maior a fração volumétrica da austenita retida maior é a energia absorvida, independente da morfologia desse constituinte.

Aug 7, 2018

By Patrick Edward Connell

The next generation of the well-established 3-roll Reducing & Sizing Block (RSB), the RSB SCS® is the latest milestone in reducing and sizing technology for SBQ products. It offers enhanced bar quality, improved productivity, mill availability and economy as well as a simplified, safe and environmentally friendly operation. A newly developed modular drive concept of the RSB SCS® grants a smaller footprint in the layout, a reduced oil-lubrication volume and a simplified maintenance schedule. Intelligent engineering leads furthermore to reduced hydraulic functions of the RSB SCS®, which ensures a safe and environmentally friendly rolling. Another integral part of the RSB SCS® is an innovative stand changing concept, which allows automatic stand changing within three minutes. The new RSB SCS® also includes a Fast Remote Control (FRC) which enables the immediate adjustment of the roll gap against the rolling force (under load) within milliseconds. Size changes along the free-size range can also be made within the traditional billet gaps in less than five seconds. At the core of the future-oriented RSB SCS® is a real-time closed-loop control system called Size Control System (SCS®) acting with 3-roll stands adjustable under load (AUL) and / or the heavy duty stands. These features remarkably further improve the rolled tolerances and their reproducibility, and at the same time simplify the operation by means of an automated optimization of the process parameters for the rolled bars.

Aug 16, 2017

By Frederico Valadares de Andrade Resende

O uso de aglomerantes na pelotização é uma ciência que está em constante desenvolvimento de novos produtos, visando elevar o desempenho em suas aplicações, além da busca da redução e não incorporação de ganga ácida no produto final. Para tanto, a pelotização em parceria com fornecedores destes insumos está trabalhando em pesquisa para agregar cada vez mais valor nas pelotas de minério de ferro. Atualmente já ocorreram avanços na utilização da bentonita sódica superativada, com o desenvolvimento e aplicação em escala industrial, onde foi constatada vantagens em seu desempenho frente a outros tipos de aglomerantes. Porém, durante um maior período da utilização da bentonita sódica superativa em escala industrial, foram percebidas algumas influências não desejáveis no processo produtivo, as quais estavam interferindo diretamente no desempenho das plantas de pelotização que estavam utilizando tal aditivo em seu processo. Diante do exposto acima, foram estudadas possibilidades para adequação do produto, onde foi sugerida a alteração da formulação química promovendo uma redução do potencial de aglomeração do aditivo, alterando assim algumas características que estavam impossibilitando a utilização em escala industrial. Este trabalho apresenta a viabilidade da aplicação industrial da bentonita sódica superativada, após a reformulação desenvolvida em parceria com o fornecedor do produto, baseada em análises estatísticas dos resultados.

Aug 1, 2018

By Cássio Santos de Carvalho

Os pós fluxantes consistem de uma mistura de minerais que em contato com o aço líquido, devem fundir e gerar uma escória líquida com características específicas para cada condição de lingotamento. Possuem, como base, o sistema CaO-SiO2- Al2O3-Na2O-CaF2 e podem conter MgO, Li2O, K2O e B2O3. Este trabalho propõe caracterizar os pós fluxantes comerciais baixo carbono e peritético através da microscopia ótica de luz transmitida usando os mesmos procedimentos de descrição de lâminas delgadas para rochas e minerais. Os resultados mostraram a formação de grãos e fase cristalina bem definidas para o peritético e a fase amorfa para o baixo carbono. Em trabalhos futuros esta técnica melhor desenvolvida poderá servir para quantificar o nível de cristalinidade dos fluxantes com maior precisão.

Aug 17, 2017

By Christoph Sedivy

Industrie 4.0 is slowly but surely arriving in the melt shops. Furnaces are being equipped with more and more sensors, digital models are increasing the degree of automation, and information is being shared between different aggregates within the plant. Because the electrode control system plays a key role in electric steelmaking, it naturally assumes an important position in the melt shop’s Industrie 4.0 strategy. In addition to reliable, state-of-the-art core regulation functionality, monitoring and reporting tools and the ability to communicate with other equipment are also required. Therefore, the latest generation of our electrode control system, the Melt Expert, was developed based on Industrie 4.0 design principles. Intelligent plant condition diagnostics, performance monitoring, and user-defined reporting are essential modules in this new system. With these functionalities, electrode control systems are developing into the information and control center of the furnace. A newly developed software app brings most relevant process information to mobile devices. This feature allows steelmakers to keep an eye on the performance of their equipment anytime and anywhere. This paper describes the new features of the electrode control system and shares our customers’ operational experience. Our focus is on the practical aspects of plant status monitoring, KPI reporting, and diagnostic functionality as well as the improvements achieved.

Oct 30, 2017

By Sandra Lúcia de Moraes

O Brasil figura como uma das grandes potências minerais do mundo, sendo esse setor de grande valia para a economia brasileira por gerar milhares de empregos diretos e indiretos. Apesar de sua importância econômica e social, a atividade da mineração ocasiona uma grande geração de rejeitos. O país é detentor de um robusto arcabouço legal, com uma série de regulamentações a respeito do meio ambiente no setor mineral, sendo que 14 delas são específicas para rejeitos da mineração. No entanto, o acidente ocorrido com a barragem da Samarco em 2015 trouxe novamente à pauta a temática dos rejeitos, o que tem instigado uma série de discussões na cadeia da mineração. Neste trabalho, os autores procuraram caracterizar três aspectos: o cenário atual da cadeia produtiva da mineração, a problemática da geração de rejeitos e o nível de desenvolvimento tecnológico que visa o seu aproveitamento. Esse conteúdo está estruturado em duas partes. A primeira parte, retratada neste documento, analisa a cadeia produtiva da mineração e a dinâmica que caracteriza a participação de seus vários atores, assim como as formas de aumentar os investimentos em processos de recuperação de rejeitos.

Oct 30, 2017

By Tadeu Messias Donizete Borba

A soldagem com elevado aporte térmico é uma das alternativas adotadas pelos estaleiros para aumento da produtividade nas operações de união de materiais. No entanto, os ciclos térmicos gerados durante a soldagem podem provocar transformações microestruturais prejudiciais à tenacidade na zona afetada pelo calor (ZAC). Este estudo teve como principal propósito realizar a caracterização microestrutural e avaliar as propriedades mecânicas da ZAC do aço naval Sincron EH36 produzido na Usiminas por laminação controlada seguida de resfriamento acelerado em comparação com um aço de mesma classe de limite de escoamento produzido convencionalmente, ambos soldados pelo processo ao arco submerso em dois níveis de aporte térmico: 76 e 130 kJ/cm. Foi observado que a presença de uma microestrutura mais refinada nas diferentes regiões da ZAC, associadas ao menor tamanho de grão do metal base e ao menor carbono equivalente, foram os principais fatores que contribuíram para a excelente tenacidade da ZAC do aço Sincron em comparação ao aço convencional. Os resultados obtidos mostraram que é possível obter juntas soldadas com excelentes propriedades mecânicas ao se empregar aço Sincron para a soldagem com altos aportes de calor, e sua utilização pode ser uma estratégia para otimização dos tempos e custos de fabricação na indústria naval.

Aug 8, 2018

By Marlon Rosa de Gouvêa

Atualmente, o processo de globalização tem colocado as indústrias de praticamente todo o mundo, frente à necessidade de trabalharem com altos níveis de produtividade, sendo este, fator determinante de sobrevivência de muitas delas. O conceito de se fazer mais com menos se tornou uma das pautas principais do mundo moderno. Neste contexto, a simples redução da mão-de-obra não necessariamente significa maior produtividade. Se esta não estiver aliada à melhor qualificação profissional desta mão-de-obra e, principalmente, à maior eficiência dos processos industriais, dificilmente será possível se obter a desejada mudança de patamar na produtividade industrial. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo a apresentação de um sistema de suporte às equipes de manutenção e operação, denominado SMDO (Sistema de Monitoramento e Diagnóstico Online), que atua diretamente no prognóstico e diagnóstico de falhas.

Jul 30, 2018

By Rodrigo Alberto Moreira Gomes

São apresentados os resultados da instalação de uma câmara de combustão compacta para a substituição de óleo combustível por coque de petróleo, em um sistema de secagem e moagem de minério de níquel denominado Usina Sul, instalado na Unidade de Niquelândia – GO, da Votorantim Metais. Esta nova câmara de combustão, desenvolvida em parceria com a Dynamis Engenharia e Comércio, atingiu eficiências de queima acima de 95% (comprovada por medições realizadas em Planta Piloto). Além de elevada eficiência de combustão, esta câmara compacta possibilitou que se atingisse o patamar de 100% de substituição de óleo por coque de petróleo, representando ganhos significativos no custo da Unidade. Ganhos também foram observados na vida do refratário da câmara existente, denominada câmara VMN.

Jul 31, 2018