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By Ramon Augusto Moretti, Henrique da Rocha Severino, Renato Nascimento de Castro, Fernando Cesar Sousa

Rolling stand 12 (LTx) of long steel, installed in the company A, Piracicaba - SP unit, had presented high levels of vibration, which affected its internal components, such as: shaft, gears and bearings, generating downtime. To evaluate this equipment a study was proposed by the following engineering techniques: Conventional Vibration Analysis, Operational Deflection Shape (ODS) and numerical simulation by the Finite Element Method (FEM). In the Conventional Vibration Analysis, high levels of vibration were observed during manufacturing process, especially when the material reaches the equipment. Impacts generate high values in acceleration, on average 80 m/s² peak to peak. In the moment of impact, misalignment of internal components was observed by ODS. Field results were correlated to those obtained by the Finite Element Method, which allowed to calibrate FEM model. Thus, the most effective structural modification already numerically evaluated was implemented in the system. Afterwards, new measurements by vibration and ODS techniques were performed, and attenuation of vibrational levels and operational mode, which overloaded the internal components rolling stand, were verified.

Oct 1, 2019

By Jean-François Stumper, Mario Moser, Mark Kruessmann, Volker Langer, Daniel Bastos Martins Cruz, Claude Meisch

The latest generation of probes and casthouse machines provide a wealth of data that has not been available a few years ago. The evaluation of this data gives direct feedback to improve the blast furnace efficiency, the equipment maintenance and design and it allows the early detection of critical or deviating process situations. A stable operation with lower operation and maintenance costs are the final customer benefits.

Oct 1, 2019

By Susana Marraccini Giampietri Lebrão, Guilherme Wolf Lebrão, Viviane Tavares de Moraes, Amanda de Andrade Prioli

indústria de móveis gera cerca de 19.255.000 m³/ano de resíduos de madeira com potencial para reciclagem de materiais. Este projeto tem com o objetivo minimizar a destinação final de resíduos de Medium Density Fiberboard (MDF) através do desenvolvimento de um novo laminado de MDF reprocessado. Para tanto fez-se a coleta de MDF cru produzidos por corte a laser, em seguida o material foi triturado em moinho de facas e quarteado. O resíduo de MDF triturado foi misturado com resina poliéster nas proporções de 1 para 3 de resina poliéster em peso. A partir da formulação foi feito um laminado de 3 a 4 mm de espessura, onde também foi desenvolvido corpos de prova para a realização de ensaios mecânicos, tais como ensaio de tração, flexão e impacto, para determinação das propriedades do novo laminado. Os resultados esperados são a identificação das proporções ideais entre resina e MDF triturado e a resistência a impacto, tração e flexão determinadas pelos ensaios mecânicos.

Oct 12, 2019

By Lays Augusta Leal Carvalho, Luiz Filipe Cardoso de Oliveira, Alex Milton Albergaria Campos, Paulo Santos Assis

O agronegócio movimenta a economia de muitos países, sendo que sua produção representa um terço do PIB mundial. Desde a colheita até o processamento de seus produtos, a atividade agrícola gera uma grande quantidade de resíduos que, muitas vezes, não tem uma alocação correta, o que acaba sendo um problema. Esses resíduos tem um grande potencial para substituir parcialmente combustíveis fósseis, como o carvão mineral. O carvão queimado nos altos-fornos é responsável por cerca de 60% das emissões de CO2 na indústria siderúrgica. No entanto, a atividade agrícola pode contribuir para a captura de CO2 na atmosfera à medida que este é absorvido durante a fotossíntese. Portanto, o uso de resíduos do agronegócio pode ser viável para ser usado na injeção de alto-forno, substituindo parte do carvão mineral. Alguns estudos mostraram que o cultivo de cana-de-açúcar e a produção de carvão vegetal no Brasil, os resíduos do cultivo de milho nos Estados Unidos, bem como o uso de resíduos de Moringa oleifera na Índia, podem ser usados gerando economia e diminuindo a emissão de CO2. Neste trabalho, são apresentadas as comparações química, física e térmica de alguns resíduos do agronegócio com potencial para serem utilizados como material pulverizado injetado no alto-forno, junto ao carvão mineral. Além disso, a viabilidade econômica e a possibilidade de reduzir as emissões de CO2 nesse processo são comentadas.

Oct 1, 2019

By A. Chuma, K. J. Nyembwe, H. Simonsen, J. H. Potgieter

Different concentration techniques were evaluated for preconcentration of a mineral ore at a coarser size to avoid energy and resource wastage. Specifically, the aim was to reduce milling costs and energy required in the beneficiation of tin. In this study, cassiterite (0.17% Sn) was the mineral of interest in a pegmatite ore body associated with quartz (SiO₂ > 60%) and alumina (Al₂O3 > 20%). Three concentration techniques, namely dense media, shaking table, and flotation, coupled with characterization analysis, were used to assess the concentration response. The results confirmed that particle size and mineral liberation impact the separation process. High recovery and grade were obtained with gravity concentration methods (dense media and shaking table) for coarser (+300 to +212 μm) and intermediate (+150 to +53 μm) particle sizes. Lower recovery and grade were identified for much finer sizes (−53 to −38 μm). Flotation produced a high-grade product at a relatively low recovery and appeared to be only applicable to finer grains. Separation efficiency based on Schulz’s equation measured a segregation performance of 74.8% for dense medium separation and 60.7% for the shaking table for the coarse and intermediate particle sizes. Flotation only achieved a separation of 30%–40%. The results suggest that use of dense media separation as a rough preconcentration method prior to further grinding, and the utilization of a more advanced concentration technique for mineral recovery and upgrade, constitute a successful approach to improve process economics.

Apr 14, 2024

By G. Akdogan, M. Tadie, A. Tapfuma

The Southern African region contains abundant gold tailing heaps that are an environmental concern due to dust pollution and chemical contamination of nearby water bodies. Nevertheless, these heaps contain gold with potential to be extracted for financial gain. In this study, the feasibility of extraction of gold from a Witwatersrand gold tailings using glycine was investigated using a two-level full factorial design. Effects of variables such as glycine concentration at levels of 0.5–1.5 M with a solid–liquid ratio of 50–200 g/L were investigated. Although the solid–liquid ratio used in this study was below the industrial norm, it provides a starting point for investigating the applicability of this technology. To enhance the gold extraction, potassium permanganate pretreatment and copper ion addition were adopted. The results revealed that 91.4% gold extraction was achieved after 24 h pre-treatment of the tailings using 2 g/L potassium permanganate followed by subsequent leaching using 1.5 M glycine at pH 12, with 50 g/L solid–liquid ratio and 2 g/L copper ions. Statistically, the solid–liquid ratio and potassium permanganate pre-treatment of the tailings were found to be significant at 95% confidence interval, whilst interactions of copper ions and glycine concentration were significant factors. The work demonstrates that potassium permanganate pre-treatment prior to glycine leaching of low-grade secondary gold resources, such as tailings, can be beneficial. Furthermore, the methodology developed in this work provides an opportunity for further investigation of the recovery of gold hosted in complex mineralogical matrices.

Apr 14, 2024

By N. Coulson, P. F. Stewart

The Mine Health and Safety Act No. 29 of 1996, as amended, embeds an occupational health and safety management system that facilitates communication between representatives of the state, capital, and labour. In underground mines, two communication loops between these role players serve to separate the production chain of command from the political tripartite relations. Worker-elected health and safety representatives are involved in both communication loops, but are severely constrained in escalating their occupational health and safety concerns to the legalpolitical level. This has a direct bearing on the exercise of the Right to Refuse Dangerous Work (RRDW). As previously reported, health and safety representatives were found to primarily consult their production supervisors in preference to their trade-union representatives. This follow-up article presents production supervisor perspectives on the RRDW. The study demonstrates how, for mineworkers, the two distinct communication subsystems constrain, rather than facilitate, implementation of the RRDW.

Apr 14, 2024

By K. Barani, S. M. S. Ganji

Creatine was used as a lixiviant for gold dissolution from gold ore. The effects of creatine concentration, temperature, leach time, and pH were examined for their influence on extent of gold dissolution. The results show that at a temperature of 75°C and pH 11.5, gold dissolution increased from 51% to 88% on increasing creatine concentration from 25 to 50 g/t. Further increase in creatine concentration showed a negative effect on the gold dissolution. Gold dissolution increased from 47% to 87% by increasing the temperature from 25°C to 55°C, and from 61% to 89% by increasing pH from 10 to 11.5. Under the optimum conditions of solids’ content of 30%, pH 11.5, creatine concentration of 100 g/t, temperature of 75°C, and hydrogen peroxide addition of 2%, about 90% of the gold could be dissolved from the ore after 24 h. A comparison between creatine and cyanide leaching showed that 90% gold dissolution was achieved at a cyanide concentration of 300 g/t, which is three times higher than the creatine concentration under optimal conditions.

Apr 14, 2024

By Z. Zhang, J. Niu, H. Wang, Y. Xu, J. Shi

Tribo-electrostatic separation is a promising method for effectively utiliing low-grade magnesite resources by removing quartz and improving the grade of magnesite. To determine the chargeto- mass ratios of pure magnesite and quartz, a triboelectric measurement system was employed, and a laboratory tribo-electrostatic separation system was used to separate low-grade magnesite. The results showed that the maximum difference in charge-to-mass ratio between pure magnesite and quartz particles was observed after friction with polyvinyl chloride. The grade and recovery of magnesite increased with temperature and initially increased with increasing voltage, feed rate, and air flowrate before gradually decreasing. The optimal conditions resulted in a concentrate with 46.91% MgO content and 77.36% recovery, while the quartz content decreased from 7.02% to 1.95%. These experimental results demonstrate the effectiveness and potential of tribo-electrostatic separation in removing quartz and upgrading magnesite.

Apr 14, 2024

By V. W. Lumadi, S. Nyasha

The mining industry has yet to fully accept and embrace the strategic role of technology and innovation in successful business planning and execution. In this study, we empirically determine the factors that influence acceptance of technology solutions in the mining industry in South Africa, assess critical success factors influencing adoption of advanced technology in the South African mining industry, and explore challenges faced by the mining industry in South Africa in adopting advanced technology in its operations. Thematic content analysis is employed in the data analysis. Results show that critical success factors to the adoption of mining technology include learning culture, knowledge sharing, high labour costs, and behaviour of other firms in the industry; commonly identified challenges include inadequate engagement with external stakeholders, uncertainties, the cyclical nature of the sector, and high risk related to the adoption of unproven technology and performance systems focused on volumetric production. The study encourages mining companies to implement usage of technology. This can be properly done through regular engagement with the Minerals Council South Africa.

Apr 14, 2024

By K. Karaman

This study investigated the effect of surface roughness on Schmidt rebound hardness (RL). Four different test surfaces of rock samples were studied: natural, ground, cut surfaces, and core samples. There was significant variability of standard deviation based on the RL on the natural surface, which indicated high roughness of the rock surface, whereas surface polishing caused a significant decrease in standard deviation. ISRM and ASTM methods were compared to estimate unconfined compressive strength (UCS) for different testing surfaces. RL obtained from the cut surface was found to be more reliable than those obtained from other testing surfaces for the prediction of UCS; however, regression and ANOVA analyses revealed that the ISRM method gave a more accurate UCS estimation of rocks with highly rough surfaces. It was also shown that RL values obtained from a cut surface were significantly higher than those obtained from core samples. Therefore, a comparison between RL values obtained from core samples and cut surfaces was made based on previous studies. This study statistically showed that estimated UCS values are not statistically significant if Schmidt rebound tests are not performed on similar surfaces. In addition, the mineral grain sizes of the studied rocks, different testing surfaces compared with those in literature, and standard deviation from RL are evaluated and discussed. The Schmidt hammer technique is a rapid, inexpensive, and straightforward method for estimating UCS for preliminary assessment; however, roughness of the surface should be eliminated if variations are shown in the surface rebound hardness.

Apr 14, 2024

By N. C. Steenkamp

Lightning has been observed in dust clouds following open-pit blasting. It is proposed that the occurrence of this phenomenon is related to the physical composition and characterization of the mineral fines that comprise the bulk of the dust cloud. Silicate minerals, which are susceptible to fine fracturing during blasting, generate the initial charge. This is further enhanced by collisions and friction during the turbulent upcast in the post-blast dust cloud. Varying size fractions result in different rates at which these particles drop out of suspension and create a secondary temperature gradient. This results in the creation of two charged zones and increases the potential of developing a discharge in the form of lightning. The ideal prevailing meteorological conditions need to be windless to minimize the effect of particle dissipation and have sufficient moisture toenhance the potential of generating lightning.

Apr 14, 2024

By Ângela Selau Marques

A fabricação de matrizes para forjamento a quente vem sendo estudada com maior atenção nos últimos anos devido à necessidade de fabricação das ferramentas com maior rapidez e menor custo, estudo do processo de usinagem, com melhores propriedades mecânicas a fim de aumentar sua vida útil. Para atender as atuais necessidades do mercado são utilizados softwares de CAD e CAM e principalmente de máquinas CNC, que além da rapidez garantem a qualidade da usinagem das matrizes. O objetivo deste artigo é demonstrar, através de um estudo de caso, as etapas para a fabricação das matrizes superior e inferior, para forjamento a quente. Foram utilizados sistemas de CAD e CAM, o SolidWorks para modelagem da peça e das cavidades da ferramenta, e o software Edgecam para a programação e simulação da usinagem. As facilidades obtidas com a integração entre os sistemas CAD/CAM e máquina CNC conferem a manufatura de ferramentas muitos benefícios, dentre eles destaca-se a rapidez com a qual se pode fabricar uma matriz.

Aug 8, 2018

By José Aparecido Pereira

Em um laminador de barras e perfis leves (MBQ) é necessário ter um padrão técnico corretamente elaborado a fim de facilitar a preparação do câmbio e tornar o ajuste de bitola (set up) mais rápido gerando o mínimo de sucata e de produto fora da especificação de qualidade. Para se chegar ao padrão diversas etapas necessitam ser cumpridas para se ter um resultado confiável e uma ferramenta de trabalho acessível e de fácil entendimento pelos operadores do laminador. A Engenharia de Processos cuida de todas as etapas deste trabalho e também adota métodos para que o processo de produção se mantenha estável e com boa produtividade.

Aug 16, 2017

By Carlos Eduardo Pinedo

A nitretação dos aços inoxidáveis tem sido objeto de diversos estudos nas últimas décadas. O objetivo primordial é promover o endurecimento superficial e com isso elevar a resistência ao desgaste, sem comprometer a resistência à corrosão. Em vista disto, a nitretação sob plasma a baixa temperatura, abaixo de 430oC, tem se mostrado um processo eficiente para inibir a precipitação de nitretos de cromo e promover o endurecimento superficial pela formação de fases expandidas pela supersaturação de nitrogênio. Este trabalho mostra a formação de ferrita expandida em um aço inoxidável ferrítico. Para isso foi utilizada o processo de nitretação sob Plasma-DC na temperatura de 400oC por 20 horas em mistura gasosa contendo 75%N2 e 25%H2. Os resultados de Difração de Raios-X mostraram que a nitretação em baixa temperatura é capaz de formar uma camada nitretada de ferrita expandida. Em Microscopia óptica observa-se uma camada homogênea com profundidade média de 32 microns de profundidade e dureza média de 1296 HV promovendo um endurecimento superficial do aço inoxidável ferrítico em mais de 5 vezes sem que ocorra a precipitação de nitretos de cromo e, com isso, preservado a resistência à corrosão.

Oct 30, 2017

By Fernando Generoso Neiva Ferreira

Os aços alto carbono baixa liga são amplamente utilizados, principalmente em componentes que necessitam de elevada resistência mecânica, manutenção de forma e resistência à abrasão. São largamente aplicados em lâminas de corte, molas, peças de segurança, implementos agrícolas, utensílios, serras em geral, entre outros. Neste trabalho, estudam-se, em escala industrial, os parâmetros de processo, as características críticas para o desenvolvimento e as propriedades mecânicas e metalúrgicas de um aço alto carbono baixa liga especialmente desenhado para a produção de correntes de motosserra. Utilizando ensaios de tração, dureza, microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), avalia-se a evolução das características mecânicas e metalúrgicas do aço estudado.

Oct 30, 2017

By Manara Nogueira Quintino

No processo de produção de ferro e aço, uma grande quantidade de resíduos é gerada. Esses resíduos e coprodutos contêm consideráveis quantidades de ferro e carbono, que podem ser reaproveitados, ajudando a reduzir a poluição ambiental que pode surgir devido ao descarte inadequado. Este trabalho tem como objetivo avaliar o potencial energético contido em um resíduo siderúrgico, quando misturado à biomassa. Por meio de análise termogravimétrica e cinética (método Coats – Redfern) amostras com diferentes proporções de resíduo metalúrgico, biomassa de capim elefante e carvão vegetal foram estudadas. A amostra com menor tamanho de grão e maior quantidade de resíduo foi a que apresentou melhor perda de massa ao final do experimento, apesar de não ter apresentado o melhor resultado antes da faixa isotérmica do experimento. Contudo, a quantidade de capim elefante se mostrou relevante na performance da queima.

Oct 30, 2017

By Camila Oliveira de Souza

O material em estudo consistiu em um aço inoxidável austenítico 201LN, na forma de chapa com aproximadamente 5,00 mm de espessura na condição laminada a quente. As etapas de processamento adotadas neste estudo consistiram em laminação a temperatura ambiente e pré-resfriamento em salmoura, com o objetivo de avaliar a formação de martensita e evolução da resistência mecânica do material. As técnicas de caracterização utilizadas foram macro Dureza Rockwell C (HRC), Ferritoscopia e Difração de Raios-X (DRX). Os resultados preliminares mostraram que tanto a fração volumétrica de martensita formada, como a dureza, foram maiores nas amostras submetidas a maiores percentuais de redução e pré-resfriamento em salmoura.

Oct 30, 2017

By Bruno Leonardy Sousa Lopes

Este trabalho tem como objetivo mostrar a correlação entre as fases constituintes do aço superdúplex SAF 2507 na junta soldada por processo MIG-MAG, considerando os efeitos da energia de soldagem nas propriedades mecânicas e de corrosão. Os resultados mostraram que a energia de soldagem causou mudanças no balanço das fases a/?, na formação pontual da fase s nos contornos de grãos ferriticos e mudanças de microdureza e tenacidade nas regiões da zona fundida (ZF) e zona termicamente afetada (ZTA), além de promover o aumento da fase ? e do índice de resistência à corrosão por pite (PREN?), quanto maior energia de soldagem. Entretanto, a tenacidade na ZF diminuiu mesmo com maior formação da fase ?, coalescimento dos grãos ferriticos, elevando a microdureza na ZTA sob baixa energia de soldagem. Assim, espera-se que estes resultados permitam estabelecer diretrizes para procedimentos de reparo em aços superdúplex sob processo de soldagem

Aug 17, 2017

By Daniel Costa Bezerra

Este trabalho tem como objetivo, fazer uma explanação sobre a aplicação de tecnologias emergentes de informação e automação no cenário de indústria, onde serão descritos casos de uso com potencial de alavancar resultados para a empresa, através do aumento de produtividade e redução de custos operacionais. Para fazer este trabalho, foram selecionados os projetos mais recentes, provas de conceito e laboratórios, onde a solução explorada possui aplicações de característica inovadora. Em seguida foram avaliados os resultados alcançados ou, nos casos de projetos não concluídos, os potenciais ganhos projetados. Desta forma pode-se avaliar e concluir que os custos de grande parte das iniciativas de apelo inovador, com foco no aumento de produtividade, trazem ganhos substanciais ao negócio, não só financeiro, mas também no quesito de segurança ao homem, e qualidade do produto ou serviço prestado.

Aug 17, 2017