Search Documents

By Jagannath Pal, Ammasi Ayyandurai

Hematite ore pellets require a much higher induration temperature than magnetite ore pellets because no exothermic heat is generated due to oxidation inside during induration-like magnetite pellets. Carbon is used as in situ heat source in hematite ore pellets which can reduce temperature requirement in the induration strand and hence decreases energy consumption. Many investigators have reported that a 0.8–1.25% addition of carbon in hematite pellets can improve the pellet properties also. However, to investigate the exact role of carbon in hematite pellets, its reaction mechanisms and kinetics study are required which have not been done so far. Therefore, the reaction mechanism and its kinetics have been studied in this investigation. It has been found that carbon reaction happens in pellets from the surface towards the center in a topochemical manner which is controlled by pore diffusion of gas, and its activation energy is around 52 k J mol− 1. It is also found that apart from in situ heat, carbon in hematite pellets enhances diffusion bonding which improves pellet properties. This study ascertains the exact role of carbon in hematite pellets which may help operators to use carbon effectively to reduce energy consumption and improve pellet properties.

Nov 6, 2022

By W. P. Arnott, P. Nascimento, X. L. Wang, K. C. Kocsis, S. J. Taylor, H. Firouzkouhi

We report the first spectral photoacoustic measurements of silica, coal, and kaolinite dust absorption coefficients from 11 to 13 μm at 5 nm resolution made with a tunable quantum cascade laser. This is important because airborne silica dust and coal dust within mining environments continue to be a problem for mine workers and staff due to their severe health effects on the respiratory system, while other dust types are potentially interferents to their detection. Our real-time spectra compare favorably with the non-real-time filter-based Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) spectra obtained using the sampling system developed by NIOSH for their end-of-shift method to determine silica dust concentrations using a portable FTIR. We discuss our new dust generation system and instrument testing chamber. We also show that our PM4 silica mass concentration measurements by a low-cost air quality sensor (SPS30) are in good agreement with the TSI Aerosol Particle Sizer instrument, the NIOSH end of shift method, gravimetric mass, and correlate well with photoacoustic light absorption measurements at a wavelength where silica absorbs strongly.

Aug 20, 2022

By Wu Aixiang, Zhou Qian, Zhou Zaibo, Liu Juanhong, Wang Hongjiang

To improve the pumping capacity and engineering efficiency of fresh thickened tailings slurry, a high charge density superplasticizer was developed to improve the rheological properties of tailings slurry. The effects of superplasticizer content, the concentration and fineness of tailings, the proportion and type of cementitious materials, temperature, and hydration time on the rheological properties of unclassified tailings slurry and backfill materials were studied. The variation characteristics of the slurry yield stress, plastic viscosity, and thixotropy with different factors were measured by a Brookfield R/S-SST plus rheometer. The experimental results of fresh thickened tailings illustrated that the higher the concentration of the slurry and the finer the tailings, the worse the rheological properties of the slurry. The results of cemented paste backfill materials indicated that the rheological parameters increased as binder content and time increased. The rheological parameters decreased as the temperature increased. The addition of a superplasticizer reduced the rheological parameters and improved the rheological behavior of the fresh thickened tailings and cemented paste backfill materials, which was beneficial to the slurry’s pipeline transportation. This paper can provide technical guidance for slurry transportation in the backfill system and provide a reference for designing the superplasticizer used in tailings.

Jan 5, 2022

By Erik Sundström, Magnus Nygren

The study explores the influence and consequences of safety initiatives on the development of safety cultures in the Swedish mining industry. It involves interviews with experts from four mining organizations, highlighting themes such as organizational structures, safety leadership, feedback, and communication.

Nov 1, 2023

By Sunny Schoone, Maximilian Getz, Felix Leaman, ELISABETH CLAUSEN

Hydraulic transport is commonly used in mining for moving particles or ore concentrates in pipes over long distances with a water stream. Control and monitoring of this process require sensor technology that can obtain relevant characteristics of the two-phase flow. This work investigates the acoustic emission (AE) technology for monitoring a hydraulic system with different sand concentrations, showing the strong relationship between friction behavior in the pipe and the measured AE signals.

Apr 1, 2023

By Ch. R. V. S. Nagesh, Ramesh Naidu Mandapati, Venkata Swamy Nalajala, Tondepu Subbaiah, Naga Jyothi Kothamasu

Leaching studies of magnesite obtained from Tamilnadu Magnesite Limited, Salem, have been carried out using hydrochloric acid leaching and percentage of magnesium chloride recovered was estimated. The variables considered in this study were the following: duration of leaching, volume percentage of hydrochloric acid, temperature, and pulp density. Percentage recovery of magnesium chloride increased with duration of the leaching, volume % of concentrated hydrochloric acid, and temperature. Percentage recovery of magnesium chloride decreased with increase of pulp density. The optimum conditions found to be pulp density (10%), hydrochloric acid concentration (30%), duration of leaching (2 h), and temperature (348.15 K). Iron was removed by treating the leach liquor with hydrogen peroxide and by raising the pH to 3.5–4. The purified leach liquor was subjected to spray drying for producing high pure magnesium chloride.

Jun 7, 2022

By Osvaldo Guilherme Comineli

While the hot cracking of Cu-containing steels is a serious and widely known problem for the industry, the literature reports that copper only slightly impairs the hot-ductility measured in laboratory. A distinction is drawn between hot ductility and hot shortness and the respective cracking operating mechanism involved at the respective range of temperature. The representability of the laboratory assessment of hot cracking of Cu-containing steels by hot tensile tests compared with actual results in industrial practice is discussed. The effectiveness of the variable affecting in each cracking mechanism and respective temperature range, focused in improving the hot cracking assessment of Cu-steels and the relative importance of oxidation will also be discussed. It is concluded that the hot tensile test in argon might be a good simulation if properly interpreted and that the role of oxidation is secondary in causing hot shortness. A schematic diagram for the hot tensile test is proposed.

Oct 30, 2017

By Eduardo Côrtes de Castro

O presente trabalho aplica o modelo de análise de capacitação tecnológica desenvolvido por Figueiredo (2001) para definir um método de aumento de competências e melhoria de performance numa unidade de prestação de serviços da Companhia Siderúrgica Nacional, a gerência de oficina de cilindros de laminação. A utilização deste método permitiu o aumento da capacitação técnica da unidade, através dos processos de aprendizagem subjacentes, e a melhoria de performance, medida por indicadores chave de desempenho relevantes para o resultado da empresa (qualidade, custo, atendimento e produtividade da mão de obra). São apresentados, além dos resultados, a estrutura analítica do modelo proposto e as evidências associadas às capacidades tecnológicas acumuladas e aos processos de aprendizagem.

Oct 30, 2017

By Jorge Madias

O trabalho está centrado na análise comparativa de normas de vinte paises/regiões sobre vergalhão, escolhidos levando em conta os principais paises productores, exportadores, e consumidores deste produto para a construção civil. São comparadas as propriedades mecânicas: limite de escoamento, resistência à tração, elongamento à rotura, elongamento uniforme, relação escoamento/tração), a análise química, testes especiais como fadiga e adherência e outros ítens. Tambén é tida em conta a evolução dos quesitos das normas ao longo do tempo. O foco é o comportamento anti seismo do vergalhão.

Oct 30, 2017

By N J Welham

A commercial enargite concentrate was mechanically milled in inert and oxidising atmospheres for 10 hours. No substantial effect was observed in either an inert atmosphere or in air other than a broadening and weakening of the diffraction peaks. Milling dry in oxygen or wet in air was dramatic with a significant reaction occurring which formed arsenolite, As2O3 and CuSO4.5H2O, both of which are readily soluble.A small amount of SO2 was also formed. Dissolution in acid left CuS as the major phase implying incomplete oxidation. The small fraction of tennantite in the sample was comparatively resistant to oxidation.

Jan 1, 2001

By Lucas Andery Reis

Em uma usina de processamento mineral podem existir dezenas de controladores que alteram automaticamente variáveis como taxa de minério, vazão de polpa, nível de caixa, quantidade de insumos, etc. Esses controladores existem para manter o processo em seu estado mais produtivo com o mínimo de ação humana. Para que este sistema de controladores funcione adequadamente, é preciso que estes sejam avaliados e sintonizados periodicamente. Devido à grande quantidade de controladores, diversos métodos de avaliação e inúmeras técnicas de sintonia, a tarefa pode se tornar extremamente complexa, confusa e longa. Por esta razão, nesse trabalho é proposta a aplicação da abordagem Seis Sigma DMAIC para gerenciar de forma eficiente e concisa as atividades de avaliação e sintonia de controladores industriais. A aplicação foi realizada na SAMARCO Mineração S.A. em Mariana/MG e os resultados comprovam a importância da abordagem proposta.

Oct 30, 2017

By Yuting Xue

Classification of rock and coal is one preliminary problem for fully automated or intelligent mining. It assists in automated rib stability analysis and enables the shearer to adjust the drums without human intervention. This paper studies the classification of rock from coal on rib images using machine learning techniques. A database of rock and coal images was created by filtering photographs taken by NIOSH researchers during site visits. Machine learning was conducted on patches, smaller images randomly extracted from each rock or coal image. After training, the classifier was validated with the testing dataset and achieved an accuracy score of 0.9.

Jan 13, 2022

By Y. Pan, V. V. S. Vytla, P. Tukkaraja, R. BHARGAVA, S. Jayaraman Sridharan

Panel caving is an underground bulk mining method that utilizes gravitational force for mining massive, steeply dipping, and deep-seated ore deposits at a lower operating cost. To control dust and gas emissions entering the production level during the extraction of ore from the draw points in a panel cave, relatively negative pressure is created in the cave by installing an exhaust fan in the exhaust drift located on top of the cave. Since caving is a dynamic process, the design of an effective ventilation system is a challenging task, and therefore, estimation of airflow resistance offered by the broken rock inside the cave is critical. The complex and dynamic nature of caving also makes it difficult to predict the airflow resistance by using traditional approaches. This study investigates the effect of changes in the bulk porosity of the broken rock on the cave airflow resistance using computational fluid dynamics (CFD) approach. The results show an inverse relationship between the cave airflow resistance and the bulk cave porosity. The pressure-quantity characteristic curves presented in this paper provide valuable information for sizing and operating an exhaust fan used for a mature panel cave ventilation.

May 17, 2022

By Rafael Fernandes Reis

A solidificação do aço no molde é determinante para a qualidade superficial da placa, considerando que os principais defeitos tendem a se formar nos primeiros estágios de formação da pele. Assim, diversos parâmetros do processo que afetam a solidificação no molde devem ser considerados e um deles é a oscilação do molde. A partir de amostras da face estreita de placas obtidas no processo industrial, duas técnicas para avaliar o efeito da oscilação foram desenvolvidas com base em perfilometria a laser e metalografia. Em relação à perfilometria a laser, desenvolveuse um método de análise da profundidade das marcas de oscilação. Foi comprovada a correlação da profundidade média dessas marcas com o tempo de estripamento negativo. A segunda técnica refere-se ao ataque metalográfico à base de ácido pícrico, que se mostrou eficiente para visualização, via microscopia ótica, do gancho na base da marca de oscilação. Bolhas de argônio e partículas de pó fluxante podem ser aprisionadas na região do gancho de oscilação, e eventualmente ocasionar defeitos nos produtos laminados. O uso das técnicas apresentadas nesse estudo forneceu subsídios à tomada de ações visando a diminuição da profundidade do gancho e da marca de oscilação, resultando em melhoria da qualidade superficial das placas produzidas.

Aug 16, 2017

By Eneias Pacheco Moreira Junior

A partir do advento computacional, foram possíveis novas formas de análises comportamentais de fenômenos físicos via simulação computacional. Este trabalho visa utilizar de técnicas de visão computacional e processamento de imagens digital, aliado ao método do cone causal para simular evolução microestrutural em aços. A partir de uma micrografia, um domínio real em 2d foi obtido computacionalmente por visão computacional. Os contornos da microestrutura foram detectados por processamento de imagem digital. Nestes contornos foram simulados nucleação e crescimento de novos núcleos, pelo método do cone causal. Ao fim do trabalho foram apresentados, dados da evolução microestrutural do sistema estudado na forma de fração volumétrica versus tempo, área superficial por unidade de volume versus tempo e uma microestrutura discreta simulada. Apresenta-se neste trabalho uma nova ferramenta computacional para estudar reações de nucleação e crescimento em 2d a partir de microestruturas reais.

Oct 30, 2017

By Thiago Viana de Oliveira Turra

Foi estudado o comportamento do resultado de dureza com o acréscimo de tempo de patamar de tratamento térmico para alívio de tensões, em juntas soldadas com processos MAG e TIG. Utilizou-se o metal base ASTM A743 CA6NM, um aço inoxidável martensítico usado na fabricação de rotores para geração de energia hidroelétrica, e o consumível de soldagem AWS A5.9 ER410NiMo. No processo MAG, foi usado o gás mistura de 96% Ar + 4% CO2, e no processo TIG o gás 100% Ar. Para cada processo, foi soldado um corpo de prova, que foi cortado em sete fatias ao longo do comprimento. Observou-se redução na dureza do estado “como soldado” para o primeiro ciclo de oito horas de patamar. Nos demais ciclos a variação encontrada não tem significância dentro da dispersão da amostragem.

Oct 30, 2017

By Edwan Anderson Ariza Echeverri

O aumento das exigências para reduzir o consumo de combustível e aumentar a segurança dos passageiros tem estimulado o desenvolvimento da nova geração de aços de alta resistência. Esses objetivos tornam-se atingíveis com a redução do peso dos componentes de aço do veiculo, pelo uso de chapas mais finas e resistentes, mas não menos dúcteis. Com esse propósito, no presente trabalho pretendeu-se analisar os efeitos de diferentes rotas de processamento: estampagem a quente, têmpera e partição e o inovador processo que combina a deformação a quente com a têmpera e partição. Os ciclos térmicos foram projetados para obter a maior fração de austenita retida, além de ferrita e martensita. Para cada amostra tratada, amostras de tração de tamanho reduzido foram extraídas de amostras previamente tratadas em simulador termomecânico avançado Gleeble 3S50. A microestrutura foi analisada por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Com o novo processo combinado acredita-se que seja possível atingir uma boa associação de propriedades para a nova geração de aços de alta resistência pela transformação da austenita retida metaestável em martensita induzida por deformação, contribuindo para a absorção de energia durante impacto.

Aug 16, 2017

By Joaquim Luiz Monteiro Barros

O atendimento as normas ambientais vigentes nos diversos processos das siderúrgicas no Brasil, mais do que uma exigência legal, deve ser um compromisso da empresa com os funcionários, clientes e com a sociedade como um todo. O perfeito dimensionamento do sistema de limpeza de gases e a aplicação de filtros de mangas horizontais é, com certeza, uma alternativa eficiente para solucionar de forma adequada as particularidades e necessidades dos diversos processos siderúrgicos.

Aug 17, 2017

By Lívia Lopes de Oliveira Goulart

Com o objetivo de avaliar a estabilidade do processo do FEA 1 da gerência de Aciaria Elétrica da Votorantim Siderurgia unidade Barra Mansa (VSBM) e de entender a eficiência energética e a formação de FeO no interior do forno, análises foram realizadas durante três meses envolvendo os parâmetros associados a essas variáveis. Foram avaliados consumos de energia elétrica e a energia química, considerando a composição química do mix de sucatas e o uso dos queimadores de gás natural. Notou-se que as condições da escória na etapa de refino não são ideais para a espumação, implicando em maiores perdas térmicas para as paredes do FEA. Para a formação de FeO, foi avaliada a quantidade de coque injetado adicionada e também a relação entre oxigênio e gusa equivalente da carga. Para a melhoria da eficiência energética são propostas melhoria de injeção e adição de insumos de forma que o consumo de energia elétrica possa ser reduzido e o rendimento metálico o maior possível, de forma a garantir um processo que possa manter o produto competitivo no mercado.

Aug 17, 2017

By Alexandre Patricio Vieira da Silveira

A thyssenkrupp CSA (TKCSA), Rio de Janeiro, possui dois Altos-Fornos. Ambos iniciaram operação em 2010, Alto-Forno 01 em 13/07/2010 e Alto-Forno 02 em 06/12/2010. Em Dezembro de 2014, foram verificados problemas de deslocamento dos staves de ferro fundido e deformação dos staves de cobre. Analisando estes eventos foi identificado quebra dos parafusos de fixação dos staves de ferro fundido na carcaça. O trabalho apresenta histórico destes acontecimentos, as intervenções realizadas como meio de preservar a integridade e prolongar a vida útil dos Altos-Fornos e os resultados obtidos após retirada de água do interior do mesmo.

Oct 30, 2017