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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

By Raphael Lemos

Durante o ano de 2008 foram observados diversos “Gap’s” no processo de lubrificação, tais como: alto consumo de graxa, lubrificação em excesso, degradação de sistemas centralizados, ausência de procedimentos, mão-de-obra sem o conhecimento adequado, entre outros. Dessa forma, o processo de lubrificação foi separado em cinco grandes grupos de atuação, sendo eles: seleção de lubrificantes, gestão do processo de lubrificação, sistemas centralizados, contaminações e vazamentos. Foram aplicadas as ferramentas do MASP (Método de análise e solução de problemas) sendo a primeira delas o "Brainstorming", nos valendo das observações realizadas no Laminador de tiras a quente nº 2. Em sequência foi definido e implantado o plano de ação. Os resultados obtidos após as ações foram: a redução do tempo de parada associada a problemas de lubrificação dos equipamentos do LTQ#2, redução média de consumo de graxa no laminador de - 6.277 kg/mês, quando comparamos a média de consumo do período de Novembro de 2010 a Outubro de 2013, frente ao consumo atual no período de Novembro de 2013 a Outubro de 2014, totalizando uma redução média de aproximadamente - 75.321 kg nos últimos 12 meses.

Aug 16, 2017

By Ycaro Jorge Maia da Costa

O desenvolvimento de estruturas com dimensionamento confiável requer o monitoramento de seus materiais, entretanto alguns processos de fabricação muitas vezes induzem modificações em seu comportamento mecânico. Isso faz com que as estruturas sejam menos confiáveis podendo causar redução da vida útil. Um dos processos onde isso acontece é a soldagem. Seu aporte térmico, modifica a microestrutura do material de tal forma a gerar três regiões mecanicamente distintas na junta soldada: Metal de Solda (MS), Zona Afetada pelo Calor (ZAC) e Metal de Base (MB), fazendo com que haja concentração de tensão na região afetada. Este trabalho se deteve em analisar o comportamento mecânico de uma junta soldada de aço inoxidável AISI 304 em comparação com o mesmo material não-soldado através da identificação dos gradientes de deformação, utilizando da Correlação Digital de Imagens (CDI) aplicada ao ensaio de tração. Os resultados provaram a capacidade da técnica de CDI em identificar campos de deformação mesmo em materiais anisotrópicos, como uma junta soldada.

Aug 17, 2017

By Rogerio Martelli

Os mancais de rolamento dos rolos secadores da linha de estanhamento eletrolítico da CSN são expostos a severa contaminação por água e ácido sulfúrico. O tempo médio entre falhas (MTBF) de cada rolamento da linha é de apenas 30 dias. A CSN aceitou realização de teste com um par de rolamentos autocompensadores de rolos vedados que foram montados em um rolo, com a supervisão da SKF. Os rolamentos do teste operaram por mais de 150 dias, apresentando sobrevida superior a 400% até o momento, sendo que ainda continuam em operação. Há cerca de 60 rolamentos operando simultaneamente na linha, sendo que a solução poderá ser replicada para os demais pontos, aumentando a vida em serviço dos rolamentos e reduzindo custos de manutenção.

Oct 30, 2017

By Mariana Xavier Milagre

As tensões residuais são geradas, sobre um material em equilíbrio, após a deformação plástica não uniforme causada por cargas mecânicas, térmicas ou mudanças de fase. Falhas estruturais podem ocorrer por uma combinação dos efeitos das tensões de serviço e das tensões residuais o que torna importante a medição e avaliação de como estas afetam as propriedades mecânicas dos materiais. Neste trabalho investigaram-se os valores médios das tensões residuais da fase austenítica de amostras de aço inoxidável duplex UNS S32304 por técnica de difração de raios-x. Acompanhou-se o comportamento do plano 420 com radiação CuKa (?= 1,5419 A ) em difratometro de geometria Bragg-Brentano. As amostras foram tratadas a 600°C com tempos de encharque de 10 minutos, 20 minutos e 8 horas em atmosfera ambiente e resfriamento ao ar e água do mar. Os resultados foram analisados pelo método do sen²? e indicam que as variações microestruturais e térmicas, relacionadas aos diferentes tratamentos, influenciam o valor médio das tensões residuais da fase em estudo.

Aug 8, 2018

By Alessandro Martins Duarte

O forno elétrico a arco é dos equipamentos mais versátil para produção de aço e representa os principais processos para reciclagem de sucata. A Aperam South America Timóteo possui dois fornos elétricos, dedicados à produção dos aços inoxidáveis, onde praticamente 90% da sucata de inoxidáveis gerada na planta é reciclada neste processo, com o adicional de sucata adquirida no mercado de inoxidáveis. Este projeto teve como objetivo o incremento de produtividade nos fornos elétricos através de ajustes no programa de potência dos fornos na fase de fusão, objetivando a redução do tempo de forno ligado, redução de paradas por engaiolamentos de forno, redução do consumo de energia elétrica e eletrodos. O incremento de produtividade nos fornos elétricos permitiu uma maior produção de aços inoxidáveis da série austenítica, ofertando um volume maior de aços para os processos posteriores de refino no AODL. Para a modificação do programa de potência foram necessárias adequações no processo de confecção de carga e ajustes no modelo térmico do forno, baseados na temperatura final da carga, estimada para cada fase. Além dos ganhos de produtividades auferidos com o projeto, o mesmo proporcionou uma economia significativa no consumo de energia elétrica e eletrodos, próxima a kR$ 3700 por ano.

Oct 30, 2017

By Eustáquio Vieira Junior

O Alto-Forno 3 da Usiminas, em Ipatinga, possui três regeneradores de câmara de combustão interna e passou por sua última reforma em 1999. Nessa reforma, não foram realizadas alterações de projeto nos regeneradores, sendo somente substituídas as fiadas superiores da parede de partição entre as câmaras de combustão e de regeneração e do checker, que se encontravam desgastadas. No decorrer de 2007 e nos anos seguintes, verificou-se a queda de tijolos refratários na região localizada acima do queimador cerâmico do Regenerador 7. Durante o processo investigativo, adotou-se a inspeção por videoendoscopia a partir de 2010. Face à deterioração da região onde se concentravam as quedas de tijolos e à postergação da reforma do Alto-Forno 3, decidiu-se pelo reparo a quente deste regenerador. O trabalho apresenta o histórico das ocorrências no Regenerador 7, as intervenções anteriores ao reparo, o planejamento e os resultados obtidos a partir da operação com dois regeneradores e o desempenho dos regeneradores do Alto-Forno 3 após o reparo a quente no Regenerador 7, mostrando a eficiência do reparo realizado.

Aug 2, 2018

By Eduardo Luiz Sales Marinho

A Central Termelétrica SOL, ou CTEs 5 e 6, foi construída com o objetivo de fazer o aproveitamento da energia do gás oriundo do processo de coqueificação do carvão mineral realizado em fornos específicos para este fim, em um processo denominado “Coqueria Heat Recovery”. Nesta unidade operacional de responsabilidade da área de energia da ArcelorMittal Tubarão, seguindo o plano plurianual de manutenção nas turbinas Fuji, foi realizado intervenção de manutenção nos dois turbo gerados CTE’s 05 e 06 no ano de 2015. Durante as atividade de inspeção de manutenção foi detectado que existiam trincas nos pés das palhetas encaixadas no rotor da turbina nº6. A partir desta constatação, o equipamento ficou sem confiabilidade para operação continua, precisando de substituição das palhetas danificadas. O trabalho proposto apresenta as alternativas possíveis até a solução definitiva que foi a substituição das palhetas defeituosas por novos spare parts. As possibilidades descritas a seguir, serão o objeto de tomada de decisão até a normalização do equipamento: i) Montar TG e operar com palhetas do ultimo estágio trincadas até a chegada do sobressalentes para troca; ii) Deixar equipamento parado aguardando chegada dos sobressalentes para troca e conclusão da montagem e testes; iii) Remover por usinagem de campo, o ultimo estágio de palhetas do rotor montagem e operação do TG6 até a chegada do sobressalentes vindos da Fuji Japão.

Aug 17, 2017

By Susanne Hahn

The Siemens VAI software model DynaPhase calculates thermodynamic properties depending on the chemical analysis of steel. It can be used online together with Siemens VAI’s secondary cooling model SIMETAL Dynacs 3D which is a unique feature. Offline it can be used to investigate the thermodynamic properties of steel grades and therefore supports the development of new grades. The core of DynaPhase is a substitutional solution model for the Gibbs free energy to calculate multi-component phase diagrams. The parameters of this model are determined by employing the CALPHAD approach. This model is combined with a microsegregation model to account for the interdendritic solidification process. New DSC (differential scanning calometry) measurements of the department of metallurgy of the Mining University of Leoben have been used to improve the DynaPhase database for high Al or Si concentrations. By comparing this experimental data to calculations it has been found that some of the widely used commercial software tools do not describe the ternary system FeAlC for high aluminum concentration correctly. In this paper we will show how thermal properties of high Al grades change with the optimized database and what impact this has on the secondary cooling of continuous casting, e.g. how the solidus point shifts on the strand. Moreover we will show that the online use of DynaPhase has many advantages for the production. Since DynaPhase uses the actual chemical analysis of the steel grade and not just concentration ranges or averaged concentrations it is possible to optimize the cooling strategy during casting for the actual chemical analysis of the actual heat.

Jul 30, 2018

By Rossana Bezerra de Azevedo Vasconcelos Seabra de Melo

O presente estudo apresenta um método de avaliação de desempenho de operadores na análise de ferro via úmida baseada na Norma ISO 2597-2, utilizando dados de carta de controle do processo como fonte de informação. A partir do Processo Analítico Hierárquico (AHP), definiram-se pesos que refletem o desempenho dos operadores quanto à produtividade, precisão e veracidade, indicadores estes que são combinados posteriormente num indicador geral de desempenho (IGD). Dados da carta de controle do Laboratório Químico do Terminal Marítimo de Ponta da Madeira (TMPM) foram utilizados para alimentar o IGD e gerar uma classificação dos operadores, possibilitando tomadas de decisão, tais como a dedicação exclusiva dos melhores operadores na análise de ferro e a realocação dos demais para outras atividades, e a identificação dos pontos fracos de cada operador com inferior desempenho, de forma a direcionar capacitações. Além destas melhorias diretas, verificou-se a possibilidade de utilizar o desempenho no IGD como critério para promoções dos operadores, servindo estas como incentivo para a equipe na busca contínua de melhoria em sua habilidade analítica, assim como o aumento da produtividade.

Aug 2, 2018

By Mauro Andrés Cerra Flórez

O presente estudo visa avaliar a resistência à corrosão de dois aços alto manganês com relação ao aço 9% Níquel em solução eletrólito 0,001M de H2SO4. Para esta pesquisa foram utilizados dois aços com teores de manganês de 22% e 26%, e a liga de aço 9% Níquel que é amplamente utilizada na indústria petroquímica. Os ensaios realizados para comparação da resistência à corrosão foram o monitoramento do potencial de circuito aberto (OCP) e polarização linear anódica. Foi escolhida a solução de H2SO4 pela presença do enxofre, oriundo dos campos de produção como impureza no gás natural. Foram utilizadas as técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS) para a caracterização dos produtos de corrosão. Os resultados obtidos mostraram que os aços alto Manganês apresentaram valores similares de resistência à corrosão, mas ainda inferiores em relação ao aço 9% Níquel.

Oct 30, 2017

By Johne Jesus Mol Peixoto

A complexidade do formato do molde de beam blank aumenta a importância de se compreender o comportamento do fluxo no interior do mesmo. Neste estudo verificou-se a influência da profundidade de imersão e da velocidade de lingotamento sobre as características de fluxo em um molde de beam blank alimentado por duas válvulas tubulares. Os resultados das simulações matemáticas foram coerentes com os resultados do modelamento físico. A velocidade de espalhamento do jato na região do flange é maior que na alma e este fator pode acarretar na solidificação irregular da pele ao longo da seção transversal. A profundidade de penetração do jato variou entre 66cm e 77cm. A intensidade média de flutuação do menisco foi de 0,22mm, sendo a flutuação máxima encontrada de 0,85mm. Com base nos resultados obtidos, os parâmetros de operação sugeridos são: profundidade de imersão igual a 75mm e velocidade de lingotamento máxima de 1m/min.

Aug 17, 2017

By Fábio de São José

Sistemas de moagem são projetados baseando-se, entre outros parâmetros, no consumo de energia das rotas existentes. Consideram-se custos com energia um desafio para a indústria mineral, pois a maioria da energia disponível ao processo é inevitavelmente absorvida pelos equipamentos e somente uma menor porção é destinada à fragmentação desejada. Hoje, a maioria das teorias utilizadas na avaliação do desempenho energético parte dos estudos de pesquisadores como Fred Chester Bond. De acordo com Bond, Work Index (WI) é um parâmetro representativo da resistência à moagem do minério, servindo para medir o consumo de energia na fragmentação e para comparar o comportamento de diferentes minérios. Estudos recentes comprovam que o WI de materiais em mistura pode ser medido, geralmente, com alto desvio devido às diferenças existentes de moabilidade de cada tipologia. Este trabalho consistiu na determinação do WI de minério de zinco silicatado com elevações nos teores de esfalerita (ZnS) e galena (PbS), devido à avanços na lavra, minério composto unicamente por willemita e suas misturas. Valores encontrados mostraram que a presença significativa de minerais de classes distintas daquele predominante na frente de lavra pode influenciar na determinação de parâmetros importantes para o processamento mineral. Amostras foram fornecidas pela Votorantim Metais Zinco.

Aug 8, 2018