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By Patrícia de Fátima Rodrigues

Neste trabalho, a técnica de ensaios de torção a quente foi utilizada na simulação física do processo de laminação a quente do produto fio-máquina. Foram realizados ensaios em dois tipos de aços, a saber, um aço baixo carbono (BC) e outro aço ultrabaixo carbono (UBC). A realização dos ensaios de torção a quente, sob condições próximas ao processamento industrial, ou seja, utilizando parâmetros de processo como taxa de deformação, temperatura e tempo entre passes, fornecidos pelo fabricante do laminador, possibilitou evidenciar os mecanismos de amaciamento destes aços. Foram obtidas as curvas de escoamento para as condições propostas e realizadas análises metalográficas para avaliar as microestruturas resultantes. A partir dos resultados obtidos pode-se concluir que ambos os aços apresentaram bom desempenho na laminação do fio-máquina. Em particular, o aço ultrabaixo carbono mostrou-se capaz de suportar as condições de processamento impostas nas simulações, o que torna viável sua possível aplicação no mercado de produtos de aços longos.

Aug 16, 2017

By Bernardo Martins Braga

O desgaseificador RH é um reator de refino secundário bem estabelecido. Nesse equipamento, gás inerte é usado para promover a circulação de aço entre a panela de aciaria e uma câmara de vácuo. A predição correta da dispersão de gás na perna de subida do RH é importante para a modelagem confiável do processo. O presente trabalho estudou a penetração de gás na perna de subida do RH por meio de modelos físico e matemático. No estudo, foram considerados apenas um ou dois bicos injetores e vazões de gás, por bico, entre 5l/min e 50l/min. Para as condições com um bico injetor, os resultados das duas abordagens mostraram boa concordância qualitativa. Já para as condições com dois bicos injetores, a concordância só foi satisfatória para vazões de até 30l/min por bico. Adicionalmente, os resultados obtidos indicaram que o problema de penetração de gás em modelos matemáticos de desgaseificador RH identificado na literatura está relacionado com erros numéricos e não com falhas na modelagem da física do problema.

Aug 17, 2017

By Ubaldo Marques Silva Filho

Dentro da estratégia de investimentos da CSN para a Usina Presidente Vargas - UPV - a construção de uma unidade produtiva de aços longos com capacidade de 500 mil toneladas/ano está em processo de conclusão. Entre os vários processos existentes na unidade, a logística interna de movimentação de metálicos (sucata e gusa sólido) e o abastecimento da Aciaria Elétrica com cestões, são processos que se não estiverem bem configurados podem restringir as capacidades produtivas almejadas, comprometendo o alcance das metas estratégicas. Para analisar os possíveis impactos e restrições a produção, foi desenvolvido um modelo matemático em computador para simular as operações virtualmente, como forma de determinar as melhores condições operacionais e prever quaisquer gargalos no sistema.

Jul 29, 2018

By Larissa de Barros Machado Vilela

O lingotamento contínuo é um processo de solidificação de aço líquido onde o conhecimento de suas variáveis é de extrema importância para a produção de aços de qualidade. Este processo contém um reator denominado distribuidor que se localiza entre a panela e o molde e tem como função tradicional, distribuir o aço que sai da panela para o molde, mas também realiza outras importantes funções. Devido a essa importância no processo, este trabalho objetivou realizar o estudo do escoamento do aço no distribuidor com duas configurações diferentes, sendo uma sem injeção de gás inerte e a outra com injeção de gás inerte. Neste estudo foram utilizados softwares para a realização das simulações matemáticas onde se podem notar as diferenças das curvas DTR, grandezas de turbulência e perfil de velocidade quando se tem ou não a injeção de gás inerte.

Aug 7, 2018

By Kíssia Carolina Bertoluci Cardoso

Para a fabricação de peças de grande porte, o forjamento em matriz aberta é o processo mais utilizado. Porém, se seus parâmetros não forem bem estabelecidos, defeitos metalúrgicos poderão surgir; esses, em sua maioria, provindos do material bruto de fusão, como rechupes e vazios. Para sanar tais defeitos, a deformação imposta na peça deve ser a mais homogênea possível. Neste estudo, a simulação numérica foi utilizada para verificar a relação entre a largura de contato matriz-peça e a espessura da parede de peças vazadas, com o objetivo de analisar o conceito de razão de mordida para esse tipo de geometria. Utiliza-se um billet cilíndrico inicial de 450 mm de comprimento, 360 mm de diâmetro externo e 120 mm de diâmetro interno, de material AISI 4140. As razões de mordida estudadas variam entre 0,2 e 1,4, sendo impostas variações de tempo em cada processo. Após análise, pôde-se verificar que as geometrias que apresentam distribuições mais homogêneas de deformação utilizaram razão de mordida de 0,4.

Aug 16, 2017

By Sandro Griza

Este estudo trata da simulação numérica por elementos finitos de um conjunto de trilhos, talas e parafusos de fixação, com o objetivo de verificar as tensões que ocorrem no conjunto, devido às cargas solicitadas e aplicadas nas condições de apoios estabelecidas pela norma NBR MB 3076/1989, além de duas condições de aperto dos parafusos: pré-carga de 50% da tensão de escoamento e 90% da tensão de escoamento do parafuso. Os resultados mostraram que o efeito de aperto do parafuso é mais significativo na distribuição de tensões do conjunto do que o efeito da carga externa. O aperto do parafuso a 50 e 90% do escoamento provocou maiores valores de tensões de Von Mises distribuídas tanto no parafuso quanto na tala, ultrapassando o escoamento dos materiais. É recomendável considerar que os menores valores de torque podem facilitar o desaperto da porca na prática, devido às passagens da roda sobre o conjunto.

Aug 16, 2017

By Thais Couto Silva

Foram realizadas simulações numéricas, utilizando Computational Fluid Dynamics, para determinar o comportamento fluidodinâmico em condições isotérmicas de metal e gás no interior de um reator RH. São estudados os efeitos da taxa de injeção de gás sobre a distribuição espacial de gás, taxa de circulação e campo de velocidade no sistema. Analisa-se, a partir dos dados de simulação, os resultados de uma operação industrial de dessulfuração por adição de reagentes na câmara de vácuo.

Aug 16, 2017

By Gustavo Coqui Barbosa

Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação a quente do trem acabador de tiras de aço C-Mn. O comportamento desse aço é definido por equações constitutivas que descrevem os mecanismos de encruamento e recristalização acoplados aos campos de tensões, deformações e temperatura. Foi implementada uma sub-rotina em linguagem FORTRAN disponível no programa de elementos finitos ABAQUS/Standard. O modelo foi estabelecido no estado plano de deformação por meio de elementos finitos com acoplamento dos campos de temperatura e deformação para o cilindro de trabalho e tira. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais do laminador de tiras a quente da CSN. O modelo prevê as distribuições de temperaturas e valor de carga de laminação em boa concordância com as medidas industriais. Os resultados do modelo evidenciam que há ocorrência de recristalização dinâmica durante o primeiro passe e, apontam que em determinadas regiões da tira a fração recristalizada dinamicamente chega a 100%. A análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo foi feita para determinar o seu impacto nos resultados das simulações, notadamente na força de laminação e no tamanho de grão austenítico final.

Jul 30, 2018

By Roberto Quadros Menin

Os métodos de simulação estocástica permitem acessar o espaço de incerteza associado à estimativa de atributos geológicos. Esse espaço de incerteza, obtido através da geração de múltiplos cenários equiprováveis, pode ser utilizado para análise de risco e tomadas de decisões, de acordo com alguma função de transferência utilizada. Os métodos de simulação sequencial são amplamente difundidos para a construção destes modelos. Simulação sequencial gaussiana requer que a variável original seja transformada em uma distribuição normal. O método de simulação sequencial direta não necessita de alguma transformação anterior a realização das simulações, permitindo simular diretamente dentro do espaço original dos dados. A metodologia apresentada, neste trabalho, irá abordar as principais diferenças destas duas metodologias de simulação sequencial comparando os resultados. Simulação sequencial Gaussiana tende a reproduzir melhor o histograma, enquanto simulação direta é mais facilmente implementada, pois não necessita de nenhuma transformação dos dados. Os métodos serão ilustrados através de um estudo de caso.

Aug 8, 2018

By Egnalda Pereira da Silva Pimenta

A umidade nos óleos protetivos temporários e na solução de encruamento, bem como alterações no pH da água desmineralizada, utilizada na lavagem do aço antes do seu oleamento, podem causar manchas na superfície dos aços revestidos com zinco. As condições de transporte e de estocagem nos clientes também podem causar manchas. Essas manchas causam forte impacto visual, podendo gerar dúvidas na aplicação dos aços. Por esse motivo, algumas medidas são utilizadas na Usiminas para evitar manchas, como os controles da umidade no tanque de armazenamento dos óleos, do pH da água desmineralizada e do tempo de estocagem entre o encruamento e o acabamento dos aços. No presente estudo, foram realizadas caracterizações de amostras produzidas e manchadas em laboratório. Foram empregadas técnicas como a microscopia de força atômica, a microscopia eletrônica de varredura com canhão de emissão por efeito de campo e o espectrômetro de emissão ótica por descarga luminescente (GDOES), sendo propostos mecanismos para a formação das manchas que estariam relacionadas com a oxidação superficial do revestimento.

Oct 30, 2017

By Breno Totti Maia

Para uma boa operação das lanças de oxigênio para convertedores BOF é necessário existir uma boa condição de refrigeração, devido à agressividade existente no ambiente, onde ela fica exposta a condições de alta radiação, gases a alta temperatura e, algumas vezes, com o aço líquido. Para uma boa refrigeração, basicamente são necessários uma boa qualidade de água e condições adequadas de vazão e pressão. Mas somente esses fatores podem não garantir o desempenho adequado às condições de escoamento da água, devido à complexidade geométrica do bico da lança. Esse artigo tem como objetivo apresentar um estudo comparativo de escoamento da água, na parte crítica de uma lança que é o bico, destacando a importância da geometria interna do bico na troca térmica do equipamento. Serão apresentados os resultados comparativos, onde se observa que otimização do escoamento interno no bico da lança aumenta a vida útil do equipamento.

Jul 29, 2018

By Jae-Chun Lee

One of the main advantages of the supported liquid membrane(SLM) would be that different kinds of ions can be extracted selectively or simultaneously from multi-component solutions by parallel treatments with multi-SLM units. This distinctive feature of the SLM extraction is originated from its non-dispersive contacting operation between organic and aqueous phases. In this study, simultaneous and selective extractions of zinc and copper ions from their mixed solutions have been demonstrated using two parallel modules of SLMs. PC88A and LIX84 were used as the extractants for zinc and copper, respectively, and the Hoechst Celanese hollow fiber modules(Liqui-Cel Lab Module) as the supporters. The performance of the simultaneous system was compared with those of the system in which the extraction of each component was achieved by individual runs

Jan 1, 1998

By René Winand

Due to chemical and electrochemical behavior of the most common additives in copper electrorefining i.e. gelatine, thiourea and chloride ions, it is essential to simulate as far as possible true industrial practice while performing laboratory experiments. The three additives must be studied simultaneously, and added continuously to the electrorefining cell. Ratio electrolyte volume to cathode area; ratio bleed flow to cathode area; hydrodynamic conditions; residence time of electrolyte in the cell; current density; electrolyte and soluble anode must be as near as possible to industrial ones. Experiments performed in the author's laboratory show that under these conditions, reproducible results can be obtained at normal industrial current density and at high current density as well. Problems are however still encountered when developing a sensor for additives monitoring, due to electrolyte redox potential and to substrate influenced thin layer deposition.

Jan 1, 1995

By Dave Howerton, Marshall Williams, Dave Finnerty

This paper will be presented jointly by El Dorado Chemical Co. and Arch of Illinois. It will deal with the simultaneous blasting of multiple overburden seams in surface coal mining. With the development of a new pit in Southern Illinois, production personnel with Arch were faced with serious equipment cycling problems. The solution to the problem was the development of a procedure that reduced drill movements on the highwall.

Jan 1, 1992

By Andrew H. Stearn, Robert O. Agbede, Edward F. Divers

The ability to compete profitably in a competitive, demanding and specialized market, requires all components of productivity to be optimized toward the same manufacturing goal. This ever present requisite is seldom more apparent than with the quality control (PC) considerations that confront the super-refined metallurgical production necessary for today's exacting technical applications. In a work-place that already exceeds all environmental standards for cleanliness, this paper describes the development of specific environmental mechanisms and controls implemented at a titanium processing facility to impact both the minimal air-borne particulate contaminants and excessive process heat generation which are believed to degrade product purity. Based on the analysis of a carefully structured and instrumented field survey, two alternative solutions were proposed to modify the present facility utilizing a forced air (blowing) system. The first scenario requires ambient air to be drawn from a louvered rooftop installation and ducted to specific zones within the plant with appropriate weighted louvers and wall and roof exhausters designed into the system for air control. The second scenario incorporates a properly sized baghouse to be used in conjunction with the first system.

Jan 1, 1991

By B. Q. Xiao

The nitrate content is an important factor for environmental water samples and flour. In a 0.35 mol/L H2SO4-2NO solution, has a strong catalyzing function on the decolourization of Gallocya-nine (GC) oxidated by NaBrO3. Based on this, a novel method was developed to measure the NO and -3NO concentrations in water and flour. The flow injection technology was introduced into the analysis system. A single-valve dual- cingulums to inject which the Copperized-Cadmium slice and the reduction zone are isolated. The optimum solution for this method contains 1.48×10-4 mol/L GC, 0.06 mol /L NaBrO3 and 0.2 mol /L of NH4-2NOCl. Two empirical equations were proposed to calculate the and -3NO concentrations based on the measured signals. It can be used to measure -2NO of from 0.001 mg / L to 2.0 mg/L and -3NO of from 0.002 mg / L to 2.5 mg/L. The measurement frequency can be up to 20 samples / h. The relative standard deviation for eleven samples is less than 5%.

Jan 1, 2014

By H. Sevim

Long term production planning in open pit mines requires the determination of cutoff grade, mining and milling production rates, mining sequence, mine life, and ultimate pit limits. These variables interact in a circular fashion, that is, the value of a variable can not be determined without the knowledge of the value of the preceding variable in the circle. Therefore, a genuine solution to the problem necessitates simultaneous determination of the variables. Such a solution methodology, comprised of a group of heuristic algorithms and an unconventional dynamic programming algorithm, is described in this paper. The methodology is applied to a small size Western US gold deposit to illustrate its logic and capabilities.

Jan 1, 1995

By Robert Mehl

RELATIVELY few data have been collected on the rates of diffusion in ternary solid solution systems. In general it does not seem worth while to gather extensive data for such systems until the factors that determine the rates of diffusion in binary systems are better understood. But the rates of diffusion in a ternary system of limited solid solubility, in which the terminal solid solution is in equilibrium with an intermediate phase and may thus be represented as a quasibinary system, represents a case of special interest. In this case, where by reason of the association of the two solute metals in an intermediate phase a special attraction of the two solute atoms may be safely assumed, some interaction of these atoms during simultaneous diffusion in the solvent lattice might be expected. It has frequently been proposed that molecular solid solutions exist in quasibinary and in other ternary (and binary) solid solutions. There is no direct evidence for such solid solutions; arguments based upon the supposed anomaly in certain physical properties1 are hardly important; unexpected density relationships have proved deceptive ;2 suggestions of molecular solid solutions have been made on the basis of solution laws in their application to certain systems, but without result;3 attempts to find lattice parameters in the solid solution Al-MgZn2, which cannot be calculated from the separate effects of magnesium and zinc and might therefore be taken as evidence for a molecular aggregation, have given negative results.4 Fundamentally, methods for the determination of the state of molecu¬lar aggregation in solution depend upon the kinetic behavior of the par-ticles constituting the system. If it could be shown that the two solutes in a quasibinary ternary system diffuse in molecular proportions, despite a radical difference in the separate rates of diffusion of each solute when diffusing alone in the solvent lattice, some basis for the concept of molecu-lar solid solution would be afforded. Freche5 examined the rates of independent and simultaneous diffusion of magnesium and silicon in

Jan 1, 1939

By W. X. Yin

Electrowinning of lead from aqueous solution of PbCl2 and electrowinning of manganese dioxide from aqueous solution of MnCl2 are two research focuses in hydrometallurgy. This paper investigated a new process of simultaneous electrowinning of lead and manganese dioxide in chloride medium. The simultaneous electrowinning process in chloride solution not only can prevent chloride from liberating at anodes but also obtain two electrolysis products and decrease electric energy consumption. Diaphragm cell is used in the simultaneous electrowinning process to form separate anode and cathode compartment. The effects of temperature, HCl concentration in anolyte, NaCl concentration in catholyte and electrolysis time on current efficiency and cell voltage are studied. The results indicate that current efficiency of anode and cathode for 5 hours is 99% and 96% respectively, average cell voltage is 1. 701V, the weight ratio of lead and manganese dioxide produced at electrodes is 2. 39:1 under the optimum conditions. As anode products, manganese dioxide is ??MnO2, content of which in the products is more than 92%.

Jan 1, 2014

By Francis Dakubo, Courtney Young, Avimanyu Das

"Hydrometallurgy of copper ores typically involve acid leaching followed by solvent extraction and electrowinning (SX/EW). EW is the final purification stage in which a voltage is applied across two electrodes causing the copper ions to reduce and deposit on the cathode. Applied voltages are near 2 volts with current densities around 300 amps/m2. In this study, research was undertaken to decrease the energy consumed in the EW process. To do this, various cell designs were constructed and tested in which a membrane was used to separate the cathode and anode compartments with concentrated solution from SX serving as catholyte and raffinate from SX serving as anolyte. Therefore, copper in the concentrated solution would be deposited on the cathode while ferrous in the raffinate would be oxidized to ferric at the anode. Because it is assumed that ferric acid leaching is used, resulting ferric would be recycled to the leaching process. A positive side effect of the envisioned process would be the elimination of oxygen evolution at the anode and thus the prevention of acid-misting. After a cell design was selected, it was used to test a number of variables: flowrate, concentration, temperature, ion-exchange membrane, and applied voltage. Following experiments in which variable ranges were determined, statistical modeling was conducted using STATEASE software. Optimal results indicate the voltage can be decreased to 1.5-1.7 volts with current densities of 300-400 amps/m2. Significant reduction in the energy consumption was accomplished by reducing the applied voltage. Furthermore, current efficiencies and copper production rates was increased by application of the membrane.INTRODUCTIONLeaching of copper ores is achieved using mostly sulfuric acid. The copper pregnant solution is contacted with an organic solvent or resin adsorbent which picks up copper ions as in Equation 1:"

Jan 1, 2016