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By Rafaela Pereira Batista

O consumo de refratário na produção de aço é parte significativa no custo de produção. Por este motivo, é usual nas aciarias a oxigênio empregar os processos de slag splashing e slag coating, visando à formação de uma camada de escória sobre o refratário de MgO-C. Os dois procedimentos diferem, principalmente, pelo seu objetivo: o slag splashing visa a proteção do revestimento como um todo, enquanto o slag coating busca proteger principalmente o fundo do conversor e as ventaneiras do sopro combinado. Para a efetividade destes processos, é necessário adequar a escória para que a camada formada resista a temperatura e condições do processo, seja compatível quimicamente com o refratário e tenha boa aderência ao tijolo do forno. Este trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento de um modelo matemático que orienta quanto a adição para o tratamento do revestimento refratário do conversor pela projeção de escória.

Oct 30, 2017

By Douglas Luciano da Silva Oliveira

Em uma linha de decapagem contínua, o tempo de parada da entrada para realização da solda é um dos fatores que mais afeta a produtividade. Estratificando-se o tempo total dessa parada, parte significativa é composta pelo tempo de centelhamento, que é um dos parâmetros fundamentais da soldagem a topo por centelhamento. Adicionalmente, a energia elétrica e o gás natural, consumidos durante o processo de soldagem, contribuem para onerar o custo de transformação da BQD. A fim de reduzir esse tempo e os custos de transformação, avaliou-se, através de análise metalográfica, ensaios de embutimento e dureza, a qualidade de juntas soldas com tempos reduzidos e sem o uso do sistema de depleção de oxigênio, para aços de baixo carbono, de acordo com referências da literatura. Com base nos resultados obtidos, foi possível reduzir o tempo médio de solda em 5s em materiais com espessuras superiores a 2,50mm e eliminar a necessidade do uso de gás natural em todos os aços da GRADE 0, o que representa em torno de 76% das bobinas produzidas nas LDCs.

Aug 8, 2018

By T. Fernandez, V. Juchen, C. Petter, F. Cantini, V. Lenz, V. I. Araújo, R. Petter, R. Darrigo, A. Young, I. G. da Costa, J. Oppermann

There are many methods to estimate costs quickly. One of these is the Parametric Method, where costs are estimated from general algorithms (or curves). Derived from an original tool based on the O’Hara model, a software called MAFMINE was developed. MAFMINE is based on parametric models to estimate investment and operational costs in mining. The software itself is based on the use of a computer model known as client-server. However, the model needs new inputs from advances made by the mining industry, mainly in terms of electrification, automation, digital transformation and preconcentration to face Environmental, Social and Governance (ESG) concerns. Thus, this work was to prepare a new core module ready to incorporate the new technologies aiming to deliver operation and capital costs associated with environmental impact mitigation. The tool generates an order of magnitude estimate for CAPEX and OPEX to establish a very first Discounted Cash Flow (DCF) in a mining venture. For quick evaluations, at a preliminary level, the results are very promising.

Mar 2, 2022

By J. Scheepers, P. Smith, G. (Yunfei) Qiao

High pressure acid leach (HPAL) and pressure oxidation (POx) or pressure leaching extraction processes occur in autoclave vessels operating at elevated temperature and pressure, acidic conditions with abrasive mineral slurries. The harsh process conditions require specialized severe service metal seated ball valves to support operation of the vessels. Over several decades thermally sprayed titanium dioxide (TiO2) and chrome oxide (Cr2O3) coatings have been applied to extend the service life of the ball valves and other high wear critical components. Variability in the coating application quality control and severe process conditions can result in spalling, coating failure and premature failure of the component resulting is decreased autoclave circuit availability. In 2012 MOGAS, together with BRENCO, initiated research and development for ML-381, metallurgically bonded coating. This paper includes the historical development of severe service ball valve coatings, success of the trials and increasing industry adoption of the ML-381 coating for ball valves and other critical autoclave circuit components.

Mar 2, 2022

By L. Zhou, D. Bahrami

Mine ventilation is one of the most important aspects of mining operations in underground mines. It is critical to maintain and deliver required fresh air to the active areas to reduce the risk of overexposure to hazardous contaminants or explosive atmospheres. An unexpected or unknown event such as roof collapse, unexpected mine door closure/opening, a fire/explosion, or fan malfunction could adversely alter the airflow distribution within the mine ventilation network that could lead to a hazardous underground environment. Knowing the occurrence and location of such an incident is of critical importance. In this study, the authors developed a novel methodology to assist mine operators in quickly identifying the location of any abnormal airflow change within the network using the airflow changes at monitored airways. The concept is based on a direct derivative method developed by the authors. This paper provides the details of the developed method as well as numerical verification examples. The application of this method can benefit mine operators and safety personnel in making better decisions during a mine emergency response operation to mitigate hazardous conditions arising from an unexpected airflow disturbance

Mar 2, 2022

By S. S. Klima, A. L. Mazzella, J. S. Driscoll, T. W. Beck

Previous testing was performed by researchers at the National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) to improve longwall dust control using underside shield sprays with a longwall directional spray system. This testing provided encouraging results toward respirable dust exposure reductions for longwall personnel, achieving as high as 99% dust reduction at some sampling locations along the longwall personnel walkway. Additional laboratory testing was conducted to test these underside shield sprays in conjunction with a shearer-clearer spray system located on the longwall shearer body. The purpose of this testing was to determine if the underside shield sprays interacted positively or negatively with the shearerclearer sprays. Results from this testing indicate that while the shearerclearer system influences where the respirable dust particles are directed, underside shield sprays can still lower respirable dust exposure for longwall personnel.

Mar 2, 2022

By Jorge Ivan Sabogal Paz

Con este trabajo se desarrolló un sistema para eliminación de un olor no característico en CO2 captado como subproducto industrial de un proceso de producción de alcohol por fermentación de jugos de caña de azúcar. Al incrementarse la producción, este CO2 comenzó a presentar un olor Dulce que afectaba la calidad insabora por lo cual en este trabajo se reporta el diseño y análisis de un sistema de eliminación de este olor no característico basado en sistemas de lavado. optimizado por sistemas de control automático. En los resultados se reporta el efecto en la disminución de los olores no característicos de distintos sistemas con respecto a su eficacia técnica e impacto.

Aug 17, 2017

By Breno Totti Maia

This work was a continuous and multidisciplinary development. Through studies of the blowing process and its parameters results, evolutions, improvements and adjustments were made on the lance’s hot face with Slagless® technology, as well in the process parameters and mitigating actions of the projection of materials out of the converter. The main results are the increase in the nozzle’s life with a “record mark” of 1785 heats, and water leakage occurrence in the cartridge decreased considerably reaching the mark of one year without any occurrence.

Oct 30, 2017

By Mariella Cortez Caillahua

No presente estudo o gesso FGD (flue gas desulfurization) foi avaliado como aditivo retardador do tempo de pega, substituindo o gesso natural na fabricação do cimento Portland (CP II E-32). Os resultados da caracterização físico-química e morfológica do gesso natural e do gesso FGD identificaram um material de alta pureza, sulfato de cálcio di-hidratado para o gesso natural e a presença, principalmente, de bassanita (CaSO4.0,6H2O) e hannebachite (CaSO3.0,5H2O) com baixas concentrações de impurezas no gesso FGD. Baseado nos resultados, o gesso FGD é uma alternativa adequada para substituir o gesso natural. O tempo de pega mostrou cerca de uma hora de retardo em comparação com gesso natural e seu efeito sobre a resistência à compressão para as amostras de 3, 7 e 28 dias dependem da composição das misturas, atingindo um valor máximo para a argamassa com 2,1% de gesso FGD e 1,4% de gesso natural. Seguindo a norma ABNT NBR 10004:2004 o resíduo é classificado como não perigoso e não inerte.

Aug 8, 2018

By Isabel Ferreira de Barros

O objetivo deste trabalho é investigar o efeito da pulsação de corrente sobre a microestrutura da zona fundida de soldas dissimilares entre o aço inoxidável ferrítico AISI 444 e o austenítico AISI 316L. Chapas dos referidos aços foram unidas pelo processo de soldagem TIG. As soldagens foram realizadas variando-se a frequência de pulsação de 2 a 8 Hz e sem pulsação, mantendo-se constante a energia de soldagem. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica, MEV, EDS e EBSD. Os resultados mostraram haver um efeito da frequência de pulsação sobre a homogeneidade e microestrutura final da zona fundida.

Aug 7, 2018

By Leticia Costa Macêdo

Esse trabalho tem como objetivo analisar por meio da termodinâmica computacional a influência do K2O na dissolução das fases sólidas formadas durante o processo de dessulfuração de ferro gusa. Para isso, foi utilizada a cal como agente dessulfurante e a Sodalita (Fonólio) como fundente, realizando uma adição de K2O no fluxante de 1% a 10%, com uma temperatura de trabalho de 1400ºC. Por meio do uso de software de termodinâmica computacional FactSage, foi possível simular e avaliar as fases sólidas e líquidas formadas na temperatura determinada e comparar com os resultados obtidos com outras análises. Os resultados obtidos mostraram que o aumento gradativo de K2O levam a um aumento do potencial termodinâmico de dessulfuração e melhores condições cinéticas, sendo a mistura que apresentou os melhores resultados a que continha 10% de sodalita com adição de 10% de K2O na fonte.

Oct 30, 2017

By Hiroshi Ichikawa

In 2013, Nippon Steel & Sumikin Engineering Co., Ltd. (hereafter referred to as NSENGI), Tenova HYL and Danieli have entered into an agreement to combine ENERGION DR technology into blast furnace technology and/or with syngas technologies. This new alliance will allow the three companies to combine research and development activities with their respective expertise in ENERGIRON DR technology, Blast Furnace technology and Syngas (by-pro gas and coal gasification) technology, with the ultimate objective to develop breakthrough iron making technologies and create such EPC projects. This paper introduces the concepts and the features of our breakthrough technologies of combining of ENERGIRON DR technology, Blast Furnace technology and Syngas technology.

Aug 16, 2017

By J. Fisher, M. Barish

Over the past several years, Somerset International has successfully installed over 20 patented Sub325® Fine Coal Recovery Systems in the United States, Australia, Canada and Russia. These installations recover between 5 TPH and 40 TPH for the host sites. In addition to the increased revenue from the direct recovery of a recirculating load (Screen Bowl “Insurance”, Direct Recovery vs. Indirect Recovery via Recycle, CPSA 2020), host sites have seen benefits ranging from improved operation of refuse equipment to a reduction in the solids content of the refuse streams. As Somerset has improved ultra-fine coal recovery through the introduction of Sub325® Effluent Flotation and, most recently, the Sub325® Effluent Settler™, the amount of coal that has been recovered from these systems has increased by up to as much as 25%. Many host sites have taken a sense of ownership in the Somerset system and consider it to be a critical circuit in the overall optimal performance of the plant. In the past year, Somerset has taken the initiative to expand upon the capabilities of the Sub325® Fine Coal Recovery System, primarily the Sub325® Solid Bowl Centrifuge, to include Refuse Tailings Dewatering to allow for co-mingled refuse disposal. As slurry ponds and boreholes are becoming difficult to impossible to permit and operate, there is a need for a reliable, low-maintenance, continuous operation that can produce a handleable refuse cake. Refuse tailings disposal applications are by no means limited to coal plants and impoundments. Somerset has successfully tested at iron ore and phosphate locations throughout the world and have begun commercial installations. The ability to dewater -325 mesh material, whether it be coal, coal refuse, iron ore tailings, or something else, is a vital piece of processing capability for the continued production of mining operations across the globe. This paper highlights the success that Somerset has had in the coal industry worldwide as well as the initial successes with phosphate, iron ore, and copper tailings (patent pending).

Mar 2, 2022

By C. E. Seaman, H. Jiang, S. Klima, T. W. Beck, Y. Zheng

Respirable coal dust has been long recognized as a leading cause of multiple lung diseases. Efforts aimed at reducing dust concentration in underground mines have been made, but increases in coal workers’ pneumoconiosis incidence rates over the last 20 years among U.S. miners are concerning. Dust deposition and water spray suppression are two types of dust removal mechanisms in underground mining activities. In this study, laboratory tests were conducted to investigate the respirable dust decay characteristics during deposition and suppression processes in a confined dust chamber. Dust concentration and size distribution were monitored continuously throughout each 60-minute test. A number-basis particle size distribution was used for analysis to capture the changes of smaller size fractions within the investigated dust sample. This study found that around 62.1% of respirable dust particles were deposited at the end of the deposition test. In addition, the final deposition rate for very fine particles can be less than 20%. The results from the suppression test indicate that larger particles were removed quickly; however, sub-micron particles remain suspended through the 60- minute water spray, and particles under 0.5 µm can be considered irremovable dust under single-spray operation conditions. This study also observed the resuspension of a significant amount of sub-micron particles by the water spray. The results of this study provide basic information for improving dust control strategies and can be utilized to improve the water spray performance for reducing airborne dust levels.

Mar 2, 2022

By L. M. Sandoval, R. Kaunda, C. N. Vasquez, S. C. Falcon

Artisanal and small-scale mining (ASM) involves a wide range of practices, from highly informal and minimally mechanized mining operations with predominantly manual work to formal practices carried out by small but high-tech industrial mining operations [1]. ASM may be a traditional practice, with skills passed from one generation to another. It can be an important driver of local economic development, while simultaneously contributing to a complex array of positive and negative socioeconomic and environmental impacts. There are more than 100 million artisanal and small-scale miners in 80 countries worldwide, and they supply around 20% of the worldwide gold production [2]. According to the Peruvian Ministry of Energy and Mining (MINEM), in 2020, 32% of fatal accidents in formal (legal) Peruvian mining operations were caused by groundfall events [3].The lack of resources, knowledge of best practices in health and safety, and insufficient equipment used in ASM make the probability of suffering work accidents very high. Furthermore, groundfall is one of the main causes of accidents and injuries in underground mines around the world [4], and it is also a concerning problem in ASM, where the associated fatality rate is similarly high. Unfortunately, a proper record of accidents in ASM is not kept, so an estimate of the actual number of groundfall accidents cannot be accurately developed [5]. Currently miners rely on empirical and observational tools acquired through previous experience to assess groundfall risks. The risks for artisanal miners can tend to be significantly greater than risks for those from the mining industry. This is due to the lack of regulation of ASM, which tends to operate outside the legal framework and the regulations lack of enforcement in force for occupational health and safety regulations.

Mar 2, 2022

By Jayme Alex Marques da Silva

A utilização de carvão vegetal na fabricação do ferro-gusa tem ganhado destaque devido a suas vantagens ambientais em comparação ao coque. A necessidade de suprir a demanda de consumo de carvão vegetal pelas siderurgias faz com que os produtores busquem maior produtividade e qualidade através da busca constante na redução do tempo de produção do carvão. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo matemático tri-dimensional transiente, para simulação da secagem, carbonização e resfriamento no interior de um forno retangular de alvenaria. Foi desenvolvido um modelo acoplado baseado na solução das equações de conservação da quantidade de movimento, energia e espécies químicas. As soluções das equações diferenciais que representam os fenômenos são obtidas através da técnica de volumes finitos. Ao longo do processo de carvoejamento, o modelo considera a transferência de massa e calor associada à cinética de reação de cada componente. O modelo é tridimensional e transiente, sendo capaz de prever detalhes dos fenômenos no interior do forno e sua evolução temporal o que possibilita o controle das fases de fabricação do carvão vegetal.

Aug 1, 2018

By Fernando Velazquez Guzman

Titanium is an alloying element used to refine grain size in steel and improve its physical and mechanical properties. In some stainless steels it is used to increase the resistance to corrosion by the precipitation of titanium carbides or carbonitrides. Its alloying performance is highly variable and depends largely on the stage of the secondary metallurgy process when it is added. Furthermore, the addition method (wire injection or direct addition) has a remarkable influence in secondary refining. This paper describes the tests performed in vacuum degasser (VD), with a highly compacted and encapsulated Ferrotitanium wire (FeTi HC). The yield of titanium in steel increased from 52% to 89%. Moreover, the consumption of the highly compacted Ferrotitanium was optimized.

Oct 30, 2017

By Artur Camposo Pereira

Cerâmicas argilosas foram processadas com adição de até 30% em peso de resíduos de pedra ornamental e queimadas a 900, 950, 1000 e 1050°C. Esta adição contribuiu para ajustar a plasticidade do corpo da argila e aumentar a densidade seca aparente, que ocasiona um empacotamento mais elevado das partículas. A cerâmica adicionada diminuiu sua retração linear com a quantidade de resíduos e evita assim alterações dimensionais excessivas nos produtos finais. Outra vantagem foi a diminuição na absorção de água com resíduos adicionados. As resistências à flexão e à compressão sofreram uma diminuição associada à adição de resíduos. Isto foi atribuído à grande quantidade de quartzo nos resíduos, que gera rachaduras e enfraquece o produto final. No entanto, até 30% em peso de adição a resistência mecânica, de acordo com a norma ASTM, é ainda satisfatória para utilização como cerâmica de pavimentação.

Oct 30, 2017

By Ana Clara Petrucelli

O reator EOF foi desenvolvido no Brasil nos anos 1980 com características únicas. O pré aquecedor de sucata e a distribuição dos pontos de injeção de gases oxidantes e combustíveis conferem estas características. O objetivo deste trabalho é reproduzir o comportamento do banho metálico de um EOF de 45 t comparando seus três pontos de injeção: lanças supersônicas, lanças atmosféricas e ventaneiras. A lanças supersônicas e ventaneiras promoveram uma grande agitação do banho quando comparado com os injetores atmosféricos uma grande oportunidade de melhoria.

Jul 29, 2018

By Daniel Augusto Ferro

Devido crescente necessidade de elevação dos níveis de conformação em peças estampadas, existe uma demanda cada vez maior em ligas e processos diversificados que atendam as variadas exigências do setor de produtos estampados e posteriormente tratados termicamente para aumento de dureza. Desse modo desenvolveu-se a liga C80M (modificada), que é uma variante da liga C80U especificada na norma DIN EN ISO 4957 porém com adição de Cromo, entretanto a liga C80M ainda é pouco estudada e pouca informação técnica se tem a seu respeito. Com a finalidade de melhor conhecimento técnico dessa liga, foram conduzidos estudos de caracterização em amostras laminadas a quente e após processo de esferoidização posteriormente sendo revestidas com fosfato de zinco. Foram realizados estudos de composição química, microestrutura e propriedades mecânicas, além de levantamento da curva CLC através do método Nakazima em amostras com e sem revestimento de fosfato. Através dos resultados parciais encontrados, foi possível definir o lado da curva CLC relacionado ao estiramento da chapa bem como comparar o deslocamento e a força do punção no teste Nakazima conformando-se amostras esferoidizadas sem e com revestimento de fosfato.

Jul 30, 2018