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By Dale E. Walker

The Captain mine came into being under the following circumstances: 1) Commonwealth Edison had need for fuel for the generation of electricity in their Chicago service area. 2) Southwestern Illinois Coal Corp. had an ample supply of coal in the Illinois No. 6 and No. 5 seams. 3) The Gulf, Mobile & Ohio R.R. had a one-line transportation system with the capability of transporting coal from the Captain mine to Commonwealth Edison. These fortuitous conditions permitted an effective three-way partner- ship to develop. Commonwealth Edison had built a new generating station at Joliet, Ill., across the Illinois River from the existing station, to supplement their power-generating capacity for the Chicago area (Fig. 1). The annual requirement of the Joliet station is approximately 4.5 million tons of coal. From large reserves of coal in the No. 6 and No. 5 seams, Southwestern Illinois Coal Corp. contracted to supply Commonwealth Edison with approximately 6 million tons annually from its Captain mine. The logical carrier was Gulf, Mobile & Ohio, whose mainline travels through this coal field and also passes by the Joliet station on its way to Chicago. This railroad has been moving Southwestern's coal from the Streamline mine for more than 30 years. The basic ingredients of timing, scheduling, moving, and handling were adopted by the three parties, the precise details being worked out jointly. To do this, each group had to know its requirements exactly. The initial schedule was drawn up and tentatively approved, with each party taking a hard look at its own requirements and commitments to make certain that the schedule could be met on a normal daily basis. With only minor changes, the final schedule was adopted, each participant feeling that it had a sufficient factor of safety to maintain steady operation. Each party agreed to help the other in time of emergency. When a delay occurs in any part of the operation, the other

Jan 1, 1969

PRESENTATION of the 1922 Washington Award to Capt. Robert W. Hunt, honorary member and twice president of the Institute, was made at the annual dinner of the Western Society of Engineers, in Chicago, on June 18, 1923, in the presence of 250 mem-bers and guests. W. L. Abbott, Chairman of the Award Commission, when delivering the presentation address, said The life of the Govern-ment of this country, as the lives of governments are usually measured, is short, barely 150 years, but meas-ured by what it has accom-plished, this country has reached a venerable age. The first 75 years of our country's existence were necessarily preparatory to the greater developments which came in the second, and that last half of our country's existence is ex-ceeded, by ten years, by the span of life of our honored guest. "Very little iron and steel were produced in this coun-try until after the birth of Robert W. Hunt. And it was not until after 1860, when as a boy of 21 he joined his fortunes with those of the Cambria Iron Works, that the iron and steel business of the country really took root. After a year or two with the Cambria Works, he left a promising position to go into the army, where he served for four years. After the close of the war he returned to the iron works and qualified himself as a metallurgical chemist.

Jan 7, 1923

By A. G. Belova

With the federal climate change legislation in progress, there is a need for demonstration-stage technologies aimed at providing clean energy from coal. Our research aims to experimentally illustrate the feasibility of capturing CO2 on a novel sorbent system from a gaseous stream. The gas is then released resulting in a regenerated sorbent and a pressurized stream of pure CO2 to be used for storage. The proposed sorbent is a ceramic honey-comb structured monolith coated with CaO supported on a high-surface area alumina. CaO is a natural acceptor of CO2 and our design ensures the physical stability and chemical reactivity of CaO over a large number of CO2 capture/release cycles. Furthermore, the use of the monolith ensures a uniform flow through the reactor, minimizes pressure drop across the reactor, and maximizes the surface reactive area. In this paper, we will present the results from a flow-through laboratory-scale reactor that establishes the efficiency of the proposed system to capture CO2. Future applications of the reactor include integration within the new-generation coal gasification power plants, such as IGGC, as means of providing decarbonized electricity.

Jan 1, 2010

By D. L. Cluff

Ventilation Air Methane (VAM) is a high volume low concentration methane source. The capture or use of methane from VAM is challenging, which results in the routine discharge of methane into the atmosphere. Mitigating VAM has the benefits of providing an energy source and reducing the atmospheric Greenhouse Gas (GHG) burden. The GHG radiative forcing effect of methane is 17?23 times as potent as carbon dioxide on a 100-year time horizon. Thus, any reduction in atmospheric methane would be beneficial. The calorific value of methane is 55.5 MJ/Kg; therefore, a 100 m3/s flow with VAM concentrations from 0.1?1% can provide 3.8?38 MW of exploitable power. Strategies to mitigate VAM such as: Thermal Flow Reverse Reactors (TFRR), Catalytic Flow Reverse Reactors (CFRR), Lean Burn and Catalytic Gas Turbines, Biothermica Vamox®, Megtec VOCSIDIZER©, and Vamcat? are briefly reviewed. The review of VAM mitigation technologies reveals disadvantages such as the need to maintain a minimum internal heat capable of oxidizing the methane. This requirement uses all of the available methane up to the point of reaction sustainability and up to half at the highest methane concentration in VAM. Some systems may introduce a pressure drop to the ventilation system, which would impinge on the existing ventilation system design. These impediments necessitate the development of a more amenable technology. In the proposed system, gas turbines (GT), coupled to a combustion chamber with an external fuel supply, assist the combustion of the VAM. The combustion-chamber coupled system provides electricity, while the heat contained in the GT exhaust gases increases the temperature of the VAM, encouraging the development of a flame inside a combustion chamber. The flow from the combustion chamber streams through a primary air/fluid heat exchanger capable of producing steam of a high enough quality to generate electricity using conventional steam turbines. The residual heat after primary extraction, directed through other equipment, provides additional heat based products such as industrial scale dry air, chilling by an absorption chiller or hot water. The overall design of the system is scalable for low to high VAM flows or variations in concentrations and is capable of providing the company or community with heating, chilling, hot water, electricity or motive force as needed by the particular site or community. The Multi-generation system uses heat from three sources to provide clean efficient energy while mitigating the atmospheric emissions of methane. These sources are heat from the GT, often considered waste heat, heat from fuel injected into the igniters and heat from the VAM. The opportunity to collect carbon credits may improve the economics. In order to design a system with this capacity, a detailed analysis of the combustion characteristics of three separate flows is required. VAM is the main airflow, having the highest volumetric effect, while the GT exhaust and the additional fuel added to the hot exhaust flow of the gas turbine are lower flows, but have a higher velocity and temperature. The aim of the modeling undertaken in this work is to establish the combustion dynamics, degree of pre-heating required and the geometry essential to the design of combustion based VAM mitigation multi-generation systems.

Aug 1, 2013

By Samuel Taylor

IF I LIVE another fourteen months and am still con-nected with the coal industry, I shall then have com-pleted a half century with it. Since May, 1874, when .I first entered the bituminous workings as a miner, I think I have held almost every position connected with a mine except possibly that of mule driver, for which I was unfitted by reason of my religious upbringing. We are all agreed, at least I have not heard it contra-dicted, that there is serious over-production in the bituminous industry. This has come about in various ways and is easily explained. During the Fuel Admin-istration, I recall making an estimate of the possible output of the bituminous mines of the country provided they were given a full force of men and a full-car supply; my estimate was a little over a billion tons a year. A few months ago, the late Francis H. Peabody, of Chicago, made a practically identical estimate. If, however, both of these conditions should happen con-currently, there would very soon be no market for the coal, and many of the mines would close down. Even today, if 10 per cent. more cars were furnished, to the bituminous mines, market prices would drop very seriously.

Jan 4, 1923

By Ernesto Gustavo Maffia

En la actualidad, el moldeo por inyección es una tecnología muy utilizada en el procesamiento del plástico pues permite fabricar formas geométricas complejas. Para fabricar los moldes se utiliza ampliamente la aleación C17200 (Cu-2%Be), pero están en desarrollo algunas alternativas con aleaciones base cobre libres de berilio, que tienen valores de dureza por encima de los 30 Rockwell C y buena conductividad. Las aleaciones base de cobre, tipo CuNiSiCr son las más adecuadas como reemplazo. El siguiente trabajo trata del estudio y desarrollo del proceso de fabricación, por fusión, colado y conformado, de una aleación tipo CuNiSiCr de alta dureza y buena conductividad para ser utilizada en la fabricación de moldes de inyección para la industria del plástico. Los resultados preliminares de esta investigación demuestran que a través del aumento sistemático en el contenido de níquel y silicio se consigue un aumento de la dureza (>32 Rockwell C) y una aceptable conductividad eléctrica (˜25%IACS). El fenómeno segregación interfiere fuertemente en los tratamientos termomecánicos, pues se forma una segunda fase interdendrítica, de características frágiles, que genera fracturas en el conformado. Los resultados demuestran que la aplicación del recocido total y control de la temperatura durante la forja minimizan este problema.

Aug 7, 2018

By Pablo Bruno Paiva Leão

The present work is based on the characterization of nonmetallic inclusions in Ti stabilized ultra-low carbon steel, produced in a large steel mill. Due to a large incidence of submersed valve clogging in a continuous casting, the study is important in order to know the characteristics of the inclusions which are causing the problem. Total of 24 heats were sampled in the tundish and manually analyzed with a scanning electron microscope. The results revealed that 98.65% of the 3183 inclusions analyzed were solid in steelmaking temperature and 66.54% were alumina. The solid inclusions of alumina have low wettability for the iron bath, showing a high tendency of agglomeration in the submersed valves, affecting the castability. It has been concluded from the results and literature that some alternative measures such as the application of the treatment with calcium, precautions to avoid steel re-oxidation and the total or partial replacement of the pre-deoxidized element; would reduce the obstruction problem.

Oct 30, 2017

By Maurilio Pereira Gomes

The aim of this work was to heat treat and characterize sintered valve seat inserts (VSI). The powder metallurgy route was the only way found to substitute cobalt and lead, used in the VSI original alloy, due to their high cost and toxicological effect, respectively. The studied VSI was obtained with AISI M2 high-speed steel powder mixed with iron powder and other additives such as manganese sulphide, graphite, zinc stearate, carbides and copper, which was added by metallic infiltration. All the VSI were air quenched and double tempered, for one hour each, at seven different equidistantly temperatures, ranging from 100 °C up to 700 °C. The physical and mechanical properties were evaluated by means of the VSI apparent density, apparent hardness and crush radial strength. The chemical composition was determined through gas analysis, for the light elements such as carbon and sulfur, and energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry for other elements. Microstructural characterization was performed with the support of scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. Regarding the VSI final application, the best results were achieved with the inserts air quenched and double tempered at 600 °C.

Oct 30, 2017

By André de Albuquerque Vicente

Os aços inoxidáveis duplex caracterizam-se por apresentarem microestrutura bifásica, ferrítica-austenítica. A fração volumétrica ideal das fases é 50% de ferrita e 50% de austenita, entretanto, essa condição é de difícil obtenção quando realiza-se a união por soldagem a arco desses materiais. Neste trabalho estudou-se as melhores práticas de soldagem do aço inoxidável duplex UNS S31803 garantindo a obtenção de frações volumétricas ideais de ferrita e austenita. Foi soldado um corpo de prova pelos processos TIG e MIG-MAG. Para esse corpo de prova foi realizada a soldagem de um passe de raiz e um passe de reforço através do processo TIG e o preenchimento da junta através do processo MIG-MAG. Foram realizados os seguintes ensaios no corpo de prova: micrografia (metal base, ZAC face, ZAC raiz, face da Zona Fundida e raiz da Zona Fundida), medição da fração volumétrica de ferrita, microdureza Vickers (HV500), ensaio de tração da junta soldada, dobramento guiado, Charpy e ensaio de corrosão por pitting.

Oct 30, 2017

By Gabriel Grasselli Lorençon

Com a crescente utilização de aços inoxidáveis duplex na indústria petroquímica, química, de celulose e entre outras, motivada em grande parte pelas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão apresentadas por estes materiais. Por se tratar de um material com altos teores de elementos de liga e ser composto por duas fases, ferrita e austenita, se faz necessário grandes cuidados na sua soldagem e um aprimoramento dos conhecimentos deste material quando submetido a este processo. Para tal, o presente trabalho denota um estudo da microestrutura de um aço inoxidável duplex após a sua soldagem pelo processo MIG pulsado, sendo aplicada uma energia durante a soldagem de 1,0kJ e adotada uma temperatura entre os passes de soldagem de 150oC. Também foram analisados os percentuais de ferrita e austenita, foi efetuada a contagem de fases do metal base e também da zona afetada pelo calor (ZAC). Foram encontrados na ZAC além da fase austenita secundária, uma fase intermetálica que possivelmente se trata de nitretos de cromo. Apesar do metal base estar com uma proporção ferrita/austenita aproximadamente igual, na ZAC houve um desbalanceamento entre as fases, onde a predominância foi de grãos de ferrita.

Aug 17, 2017

By Rafael Eduardo Gomes Ribeiro

O fenômeno de degradação granulométrica de minérios devido à crepitação se apresenta como uma fonte geradora de finos que em excesso prejudica a permeabilidade da carga e diminui o rendimento da produção. Neste trabalho, realizou-se um estudo da crepitação de minérios de ferro da Sidermin (Siderúrgica Mineira) para dois períodos diferentes de 8 dias cada, num primeiro período o mecanismo de secagem do minério estava ativo e no outro seguinte não estava. Os resultados para crepitação foram satisfatórios pelo processo de pré-secagem do minério de ferro com gás de topo, pois resultou num aumento de produção por amenizar o fenômeno de crepitação.

Aug 7, 2018

By Evandro Armini de Pauli

Os aços inoxidáveis duplex apresentam propriedades superiores, quando comparados aos aços austeníticos e ferríticos, tornando-o bastante competitivo no mercado, inclusive na substituição dos aços AISI 316 e 316L. A soldabilidade dos aços duplex baixa liga, como o UNS S82441, não é tão boa quanto a dos austeníticos, exigindo um controle rígido da composição química do metal de solda e dos ciclos térmicos de soldagem, que afetam a fração volumétrica de austenita na junta soldada. O modo pelo qual o material é transferido no arco determina a estabilidade do processo e afeta fortemente a qualidade/geometria do cordão. O presente trabalho tem como objetivo estudar o formato do cordão de juntas soldadas do UNS S82441 comparando-o com os tipos de formato de onda da corrente de soldagem. Foram utilizados os processos MIG/MAG convencional, pulsado e curto-circuito controlado na realização de cordões de solda em chapas de dimensões de 100x300x6,1 mm com material de adição de arame tubular de núcleo metálico segundo a norma AWS A5.22 e gás de proteção com 98%Ar + 2%CO2. O metal de base foi caracterizado macroestruturalmente. Nas juntas soldadas foram realizadas macrografias para obtenção das características geométricas. O ataque eletrolítico foi efetuado com ácido oxálico 10%. Os resultados mostraram que a maior penetração e largura do cordão ocorreram para o MIG/MAG pulsado. O valor para a penetração foi de 4,3 mm e da largura 11,2 mm.

Aug 8, 2018

By Mônica Aline Magalhães Gurgel

Os aços inoxidáveis devido suas propriedades e vasta aplicação vêm sendo analisados em busca de maximizar o seu potencial, dentre as séries mais estudadas estão a 300 e a 200 que se diferenciam pela composição química. Neste trabalho analisou-se a imposição de baixos e distintos graus de redução (até 10%) pela laminação assimétrica de aços inoxidáveis austeníticos 304L e 201LN, possíveis transformações martensíticas induzidas por deformação no material, efeito TRIP, a fim de avaliar a formação de martensita em função da assimetria da deformação e ao longo da espessura do material. Confirmando os resultados esperados através de análises no microscópio eletrônico de varredura, e de macro e microdureza.

Oct 30, 2017

By Pedro Damas Resende

Fios ortodônticos de NiTi são alternativas para substituição dos materiais convencionais para a mesma utilização. Quando comparado ao aço inoxidável, NiTi apresenta resistência à corrosão semelhante e características mecânicas superiores, uma vez que produz forças de menor intensidade e constantes numa grande faixa de deformação. Foram caracterizados grupos de fios ortodônticos de dois fabricantes, com diferenças no tipo de ativação e em seus diâmetros. Foram utilizadas microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva para caracterização superficial e de composição dos fios. As fases presentes foram avaliadas por difração de raios X e ensaios mecânicos de dobramento de três pontos e tração foram conduzidos de forma a avaliar suas propriedades mecânicas. Todas as amostras apresentaram conteúdo de níquel acima de 50,5 at.%. Os fios superelásticos apresentaram recuperação total de forma em ambos os testes mecânicos e os fios termoativados apresentaram recuperação parcial de forma. Os difratogramas obtidos para todos os grupos apresentaram apenas fase austenítica anteriormente ao carregamento. Todos os fios superelásticos apresentaram maior força no descarregamento quando comparados com os termoativados.

Aug 17, 2017

By Etiene Pereira de Andrade

Em decorrência de índices de emissão de poluentes cada vez mais restritivos, de programas de incentivo à eficiência energética e do uso de fontes de energia renováveis, a indústria automobilística se renova e desenvolve tecnologias que permitam redução de massa dos veículos conciliada a bom desempenho estrutural e em serviço. Nesse contexto pode-se destacar o processo de Tailor Welded Blank (TWB). Esse processo permite que se reduza o número de reforços empregados no veículo, bem como a necessidade de um maior número de etapas de manufatura. Este estudo trata da caracterização das fraturas observadas em chapas obtidas pelo processo de TWB, para aplicação em portas laterais de veículos, quando submetidas à operação de estampagem profunda. Para a identificação da causa raiz foram realizados os ensaios de tração (de forma qualitativa, buscando apenas definir a região de falha), embutimento e análises metalográficas usando microscópio óptico (MO) microscópio eletrônico de varredura por feixe de elétrons (MEV). Os resultados indicaram que a fratura ocorreu na zona termicamente afetada, e não na zona fundida. Verificou-se, ainda, que a fratura ocorreu por esforços de tração simples, gerados pelo processo de estampagem do componente.

Oct 30, 2017

By Ana Carolina Ribeiro Duarte

Este trabalho teve por objetivo avaliar sistematicamente as etapas do processamento termomecânico de um aço SAE 1070 comercial. O aço foi trefilado a seco por 12 passes consecutivos com reduções médias entre 15% e 21%. A deformação verdadeira acumulada ao final do 12º passe foi de 2,52. Em seguida o material foi recozido a 1000ºC por 10, 20, 30, 60 e 120 min. A caracterização microestrutural foi realizada com o auxílio da técnica de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica. A rugosidade do material foi medida via microscopia confocal. O material teve ainda seu comportamento mecânico avaliado por meio de ensaio de dureza Vickers. Os fios de aço apresentaram a estrutura “curling” após o processo de trefilação. Essa estrutura foi substituída por uma estrutura perlítica refinada quando o material foi submetido ao recozimento. O ensaio de microdureza mostrou que, para restaurar as propriedades mecânicas do material, um recozimento entre 20 e 30 min seria suficiente. A análise da topografia revelou que o processo de trefilação altera consideravelmente a rugosidade do material.

Aug 8, 2018

By José Ramiro Esteves Ramos

Características microestruturais são determinantes para as propriedades não ôhmicas de materiais varistores, uma vez que elas se relacionam com o coeficiente de não linearidade das curvas U x I, com a capacidade de absorção de energia, e com o seu grau de confiabilidade. O presente trabalho tem por objetivo a análise composicional e microestrutural de um material varistor comercial a base de ZnO dopado com diversos óxidos, além de comparar a eficiência dos ataques químico e térmico para a visualização das imagens em MEV. Os resultados obtidos condizem com a literatura onde foi observada a predominância de grãos majoritariamente compostos por ZnO com a presença de segregações constituídas de diversos elementos e concentradas nos contornos de grão. Quanto aos ataques, foi notável uma melhor qualidade das imagens quando se adotou o ataque térmico do ponto de vista da visualização dos contornos de grão. O ataque químico, por sua vez, demonstrou ser mais eficiente na elucidação das fases segregadas e na revelação da porosidade do material varistor.

Aug 17, 2017

By Dielle Cristine Toledo Costa

Os aços austeníticos 304L quando processados tem suas propriedades mecânicas afetadas pelas transformações martensíticas induzidas pela deformação plástica (efeito TRIP). O objetivo deste trabalho foi avaliar esse comportamento em corpos de prova que sofreram deformações gradativas por meio de ensaios de tração uniaxial a partir de diferentes técnicas de análises microestruturais e mecânicas, a saber: ferritoscopia, difração de raios-x e ultramicrodureza. Os resultados obtidos foram satisfatórios e permitiram estimar o efeito da deformação na transformação martensítica e comparar as técnicas utilizadas.

Aug 8, 2018

By Jackson de Brito Simões

As Ligas com efeito de Memória de Forma (LMF) são metais funcionais que podem recuperar grandes deformações, superiores a 5%, quando submetidos a carregamento mecânico e/ou aquecidos. Este fenômeno ainda surpreende pesquisadores e engenheiros de projetos, materiais e processos. Esses metais possibilitam o desenvolvimento de atuadores termomecânicos capazes de gerar esforço mecânico com o bloqueio da recuperação de forma. Inúmeros são os processos para obtenção dessas LMF, cada um com sua particularidade e limitação específica. Nesse contexto, este trabalho avalia o efeito do reprocessamento pela técnica Plasma Skul Push-Pull (PSPP) e do tratamento térmico de solubilização nas propriedades térmicas de transformação de fase de uma LMF 55,1Ni-44,9Ti (% em peso) obtida originalmente pelo processo de fusão por indução a vácuo (VIM). Para isso, a LMF foi refundida com uma tocha de plasma e vazada sob pressão em quatro moldes metálicos distintos (aço, bronze, alumínio e cobre). As técnicas de caracterização térmica Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Resistência Elétrica em função da Temperatura (RET) foram utilizadas para avaliar o efeito desse reprocessamento e do subsequente tratamento térmico de solubilização a 850°C em diferentes tempos. Verificou-se que a injeção em molde metálico proporciona uma significativa redução nas temperaturas de transformação de fase, da ordem de 30°C em relação ao material bruto obtido por VIM. Por fim, foi possível concluir que a LMF NiTi reprocessada mantém a transformação de fase mesmo após tratamentos de solubilização a 850°C em tempos mais longos (8 h), contrariamente ao material originalmente obtido por VIM.

Aug 16, 2017

By P. Soros

Rich iron ore deposits were discovered during the 1960's in the mountain range of Serra dos Carajas, State of Para, Brazil, near the headwaters of the Tocantins River some 400 miles southwest from the state capital of Belem. (See Fig. 1 and 2). The key to the successful exploitation of this deposit was the development of an efficient an economical transportation system. The rugged terrain, and the dense tropical vegetation of the Amazonian jungle and the irregular coastline with its high tidal range presented severe obstacles to the planning and building of such system. Starting in 1972 extensive surveys and studies were carried out by Soros Associates on behalf of CVRD to determine the optimum way of transporting the ore from the mine site to the markets, most of which are located overseas. Overland transportation to the coast, loading into seagoing vessels and the ocean voyage to the ports of destination was treated as an integrated system in these studies.

Jan 1, 1986