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By Wilker Fernando Matias Lemos

Diferentes equipamentos e processos de produção industrializados utilizam, em maior ou menor grau algum nível de automação e controle, aos quais é possível avaliar através de alguns inputs selecionados (sensores específicos, sequências de operação, temporizadores, memórias, etc.) se o equipamento ou processo encontra-se de fato em plena execução de seu trabalho ou função principal. O objetivo do projeto é "descobrir" o momento em que os equipamentos / processos não estão em operação plena e "automaticamente" modificar o estado de funcionamento de seus órgãos principais e/ou auxiliares como: motores e bombas, qualquer mecanismo de atuação direta, (por meio de redução de velocidade, carga e/ou desligamento controlado e outros) que não precisariam necessariamente estar a pleno funcionamento. O projeto visa à aplicação do funcionamento em modo "stand by" normalmente utilizado em equipamentos eletroeletrônicos a maquinas e processos industriais, possibilitando economia de energia e permitindo que voltem imediatamente à sua condição plena de funcionamento quando maior ritmo operacional for solicitado. O trabalho mostra em aplicações práticas a possibilidade de incluir a filosofia nos sistemas automatizados em diferentes setores da indústria, logo podendo trazer grandes benefícios através de ações estratégicas com baixo custo de implementação.

Jul 31, 2018

By Maycon Athayde

A Samarco Mineração utiliza combustível gasoso para geração de energia térmica para o endurecimento pelotas de minério de ferro. O balanceamento térmico do forno ocorre através do controle das malhas de instrumentação que são compostas por válvulas de controle, sensores de temperatura, queimadores e sistema de suprimento de Gás Natural Industrial (GNI) para a combustão. A combustão é realizada por meio de queimadores, que são alimentados por uma mistura gasosa de GNI e Ar Atmosférico, ambos a temperatura ambiente. A função do GNI é fornecer a sua máxima capacidade energética para a produção de calor. Já o Ar atmosférico é resfriar o queimador, e estabilizar a chama dentro da câmara e ar primário de combustão. No entanto excesso de ar é fator determinante para eficiência de combustão, pois controla os produtos da queima, entre eles a temperatura. Um grande excesso de ar é indesejável, pois reduz a temperatura da chama, e aumenta as perdas de calor devido à entalpia dos gases.

Aug 1, 2018

By Bruno Alves Resende

Em julho de 2010, a linha de Tiras a Quente da Usiminas, planta de Ipatinga, passou a operar com um novo sistema de controle para o laminador de acabamento. Assim, foi necessário atualizar o simulador offline de set up do Trem Acabador, utilizado frequentemente pelas áreas técnica e operacional. Para isso, toda a lógica de cálculo e formulações matemáticas do sistema online foram assimiladas e empregadas no novo simulador. Os resultados das simulações, quando comparados com os valores gerados pelo modelo online, mostraram-se bastante confiáveis. Sendo assim, conclui-se que o aplicativo desenvolvido está apto para ser utilizado como uma ferramenta de simulação offline do modelo de controle do Trem Acabador. Os benefícios potenciais do uso do simulador são: (i) aumento da produtividade por meio da redução de paradas da linha, (ii) melhoria da qualidade final do produto, (iii) redução do número de experimentos na produção e (iv) ajuste dos parâmetros dos modelos de controle. No presente trabalho são apresentadas e discutidas as características do desenvolvimento, da apresentação e da aplicação desse simulador.

Aug 17, 2017

By Claudio José Martins da Silva

A planta siderúrgica da TKCSA possui em seu sistema de distribuição de gás dois flares (bleeders) que possuem funções distintas durante o regime normal de operação. O flare 2 é responsável por queimar o gás de alto forno de baixo poder calorífico, gerado no início do processo de partida do alto-forno até que o gás atinja as características adequadas para o aproveitamento e ser direcionado para o gasômetro. Já o flare 1 trabalha em conjunto com o gasômetro no processo de controle de pressão e vazão excedente de gás, quando da redução intempestiva de consumo de gás de alto forno. O presente trabalho apresenta a solução implantada pela TKCSA para garantir, sob quaisquer condições de fornecimento de energia elétrica, a operação dos equipamentos elétricos e de todo o sistema de automação e controle operacional dos flares. Podemos dizer que a operação do flares torna-se autônoma e relação ao sistema elétrico e sistema de automação e controle da distribuição de gás de alto forno. O sistema implantado promoveu uma elevação na segurança operacional dos flares, já que, a autonomia operacional impede o apagamento da chama eliminado a possibilidade de lançamento de gás cru na atmosfera.

Jul 31, 2018

By Ryoma Fujiyoshi

In this article, the technologies of highly durable MgO-C bricks for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters are demonstrated. On the bases of our recent investigations, wear of scrap impact zone and bottom tuyere are explainable in terms of crack initiation and propagation. Theoretically, crack propagation in brittle material is regarded as generation of new crack surface area. It occurs when the elastic strain energy stored in the material exceeds the energy required to generate a new crack surface area. Since the overall energy consumed for crack propagation until fracture is evaluated by fracture energy, materials exhibiting high fracture energy can be regarded as materials with high fracture resistance. Therefore, two fracture energy-improving technologies for MgO-C bricks were developed. One is matrix reinforcement and the other is carbon bond enhancement. These technologies were applied to bricks for the scrap impact zone and bottom tuyere. As a result of commercial applications, notable decreases in wear rates were recognized for high fracture energy materials for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters.

Oct 30, 2017

By Maria Stella Vasconcellos Limaverde

A utilização de moinhos verticais na indústria mineral vem ganhando destaque nas últimas décadas, quando granulometrias mais finas passaram a ser exigidas, principalmente por tais equipamentos apresentarem maior eficiência energética para moagem fina e remoagem em comparação aos moinhos tubulares tradicionais. O dimensionamento destes equipamentos ainda é fortemente embasado por experiências em projetos similares, metodologias proprietárias dos fornecedores de equipamentos e plantas piloto, criando a necessidade do desenvolvimento de ensaios laboratoriais abertos e confiáveis para guiar tais trabalhos. Outro problema observado é a quantidade de material necessária para a realização dos ensaios, da ordem de ao menos 1 kg, o que pode ser um impedimento nos estágios inicias de um projeto, quando pouca massa de material proveniente de furos de sonda está disponível. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um ensaio laboratorial com moinho de jarro para dimensionamento de moinhos verticais segundo uma abordagem energética que utilize uma pequena massa, de aproximadamente 500 g. O ensaio proposto mostrou-se de maior praticidade em relação em relação ao ensaio com jarro maior, por utilizar aproximadamente metade da massa necessária e também apresentar boa aderência aos resultados industriais.

Aug 16, 2017

By Rafael Duclou Rito

Com temperaturas altíssimas atingidas, os fornos são equipamentos responsáveis pelo aquecimento de materiais na produção de tubos sem costura. Assim, o investimento requerido de um forno em bom funcionamento é quase todo em combustível. Este trabalho foi desenvolvido objetivando a qualidade dos produtos e a otimização dos períodos em que o forno não produz. Durante os períodos citados, o forno é desligado ou mantido a uma temperatura menor que a de operação. Estudando a transferência de calor, principalmente no refratário, é possível analisar a melhor prática em situações improdutivas. Portanto, foi desenvolvido um simulador da temperatura dos refratários ao longo do tempo do forno em questão, sendo possível espelhar parâmetros reais para encontrar o controle de temperatura ótimo do forno, em que a temperatura da atmosfera interna é a principal entrada no programa. Termopares foram instalados ao longo das paredes refratárias para que o modelo fosse validado e aprimorado. Paralelamente, pontuou-se a relação dos materiais enfornados com as medições dos termopares, a fim de encontrar uma temperatura ideal de enfornamento. Os resultados foram positivos e permitem o uso de artifícios de refinamento dos resultados.

Oct 30, 2017

By Carlos Henrique Silveira Aguiar

O tubo formador de espiras é uma guia que está localizada no Laying Head, especificado de acordo com a norma ASTM 335P22, e tem por função conformar o fio-máquina na forma de espiras sobre o transportador Stelmor. O Laying Head gira continuamente, durante a operação normal, sendo que a cada revolução do tubo, uma espira é produzida, cujo diâmetro é determinado pelo raio final do tubo e pela velocidade do Laying Head, em relação à velocidade do Laminador. Estes tubos, durante a laminação dos aços BEXX, sofrem um desgaste acentuado, que é provocado pela carepa formada durante a passagem do fio máquina pelas caixas d’água, durante o processo de resfriamento. Desta forma, torna-se necessário trocá-los a cada 200t laminadas do referido aço, com tempo estimado de 30 minutos de parada. Além disso, há um desgaste físico acentuado na atividade de troca dos tubos, que coloca em risco a segurança dos funcionários. Outro efeito indesejável relaciona-se com o risco de ocorrência de sucata de linha, provocada pelo rasgamento do tubo, quando são fornecidos tubos cuja composição química se apresenta no limite inferior de especificação. Há programa de laminação que exige até 6 trocas diárias de tubo. Com a proposta de se incrementar a tonelagem laminada por canal dos discos de laminação do Bloco No Twist, tornou-se necessário desenvolver um tubo com insertos de metal duro, com vistas a aumentar a vida útil dos mesmos, como também a produtividade do Laminador 2.

Jul 30, 2018

By Alexandre Aparecida Morais

O rompimento de pele (breakout) é considerado uma das anomalias mais danosas ao processo de lingotamento contínuo de placas de aço. Esta ocorrência, além dos riscos de segurança durante a limpeza do aço derramado, resulta em pesadas perdas de produção e danos aos equipamentos. Estima-se que o custo potencial de um rompimento de média intensidade possa atingir a cifra de US$270.000,00, considerando a perda potencial de produção, o custo de reprocessamento do material e a recomposição dos equipamentos como segmentos, moldes, etc. Portanto, tão importante quanto evitar o breakout é também reduzir as suas consequências. Dentro deste contexto visando mitigar os danos de um rompimento quando o vazamento não é imediatamente reconhecido, desenvolveu-se um sistema pneumático de detecção de vazamento na saída do molde, envolvendo os edge e foot rolls. Basicamente, o sistema é um circuito fechado constituído de tubos de pequeno diametro com gás nitrogenio pressurizado. Se ocorrer um vazamento de aço, este funde o tubo (provocando perda de pressão ou excesso de vazão) ativando o sistema de alarme de indicação de vazamento, que fecha automaticamente a válvula gaveta do distribuidor para o veio e coloca a placa em extração. Atualmente todos os moldes da ArcelorMittal Tubarão possuem este sistema visando mitigar as consequencias de um vazamento.

Aug 17, 2017

By R. H. King

The Deserado Mine of Western Fuels- Utah Inc. installed a micro-computer based mine wide monitoring and control system for mine environment, beltway fire protection, belt operating parameters, and equipment power utilization. The Colorado School of Mines was funded by the U.S. Bureau of Mines to document, evaluate, and report on the system design, procurement, installation, tests, and operation. This paper results from that project. The paper compares planned activities such as installation and start up, procurement contract specifications and system layout with actual performance to develop recommendations for future installations by mine operators.

Jan 1, 1987

By Edilson Alves Maranhão, Willi Anton Buehler, Andrea Pezza

O processo de vácuo é a solução típica aplicada quando é hora de atualizar o nível de qualidade do aço de uma aciaria existente. A instalação do novo RH de 150t na planta integrada no México e do novo Tanque de Desgaseificação à Vácuo (VD) de 135t no Canadá para a produção de tubos de alta qualidade na América do Norte, é um exemplo típico disso. A nova instalação inclui o mais recente conceito de design para este tipo de equipamento: operações totalmente automatizadas e menor impacto ambiental são os principais aspectos do projeto. A solução de bomba mecânica a seco continua sendo a melhor abordagem de investimento e custo operacional para a tecnologia de vácuo. Os principais aspectos do design da planta são descritos neste documento. O desgaseificador a vácuo RH é responsável pela melhoria das performances metalúrgicas, especialmente em termos de nitrogênio, remoção de hidrogênio e nível de pureza do aço. O processo a jusante e os resultados estão estritamente ligados aos desempenhos do desgaseificador a vácuo. O monitoramento de processos através da linha completa é uma prática padrão para obter uma melhoria efetiva da qualidade do produto. Os desempenhos metalúrgicos do desgaseificador a vácuo RH são analisados e comentados neste trabalho.

Oct 1, 2019

By Edilson Alves Maranhão, Willi Anton Buehler, Andrea Pezza

O processo de vácuo é a solução típica aplicada quando é hora de atualizar o nível de qualidade do aço de uma aciaria existente. A instalação do novo Tanque de Desgaseificação à Vácuo (VD) de 135t no Canadá e do novo RH de 150t na planta integrada no México para a produção de tubos de alta qualidade na América do Norte é um exemplo típico disso. A nova instalação inclui o mais recente conceito de design para este tipo de equipamento: operações totalmente automatizadas e menor impacto ambiental são os principais aspectos do projeto. A solução de bomba mecânica a seco continua sendo a melhor abordagem de investimento e custo operacional para a tecnologia de vácuo. Os principais aspectos do design da planta são descritos neste documento. O desgaseificador a vácuo VD é responsável pela melhoria das performances metalúrgicas, especialmente em termos de nitrogênio, remoção de hidrogênio e nível de pureza do aço. O processo a jusante e os resultados estão estritamente ligados aos desempenhos do desgaseificador a vácuo. O monitoramento de processos através da linha completa é uma prática padrão para obter uma melhoria efetiva da qualidade do produto. Os desempenhos metalúrgicos do desgaseificador a vácuo VD são analisados e comentados neste trabalho.

Oct 1, 2019

By Breno Totti Maia

Metalurgistas e pesquisadores de aciarias a oxigênio buscam dia após dia o desenvolvimento de parâmetros operacionais com reflexos diretos em ganhos metalúrgicos e no desempenho dos equipamentos, visando aumentar a produtividade e evitando interrupções para manutenção. O principal requerimento para um converterdor a oxigênio é o conjunto de lança com bico de cobre. Recentemente a Lumar Metals apresentou cartuchos com a tecnologia Slagless que podem ser usados para substituir os bicos convencionais de cobre com expressivos resultados de processo. Alguns pontos são fundamentais para se obter um projeto de bico que tenha satisfatória vida útil, como por exemplo, a estrutura do material utilizado, o correto dimensionamento do circuito de refrigeração e o correto dimensionamento dos lavais de saída do oxigênio. O objetivo do presente trabalho é avaliar os efeitos dos parâmetros de processo: pressão e vazão e suas influências no desgaste do bico de lança devido ao mau dimensionamento dos lavais ou quando operando em condições abaixo da especificada. Os resultados mostram que para cada conversor com um perfil operacional único, o projeto do bocal específico é o que garante os melhores ganhos metalúrgicos e aumento da vida útil do bico.

Aug 16, 2017

By Richard Harrison, Frank Lim

"Lifting of slurry from the seabed mining machine to the surface production vessel is a critical element of any deepwater seabed mining system. A Vertical Transport System (VTS) comprises pump(s), riser string, connectors and hang-off assembly as its main components, but it is the pipe material, riser configuration and installation method that often attract the most discussions.This presentation will feature important VTS design work 2H has done over the years for different stakeholders, and highlight the work carried out as a partner to the EU funded Blue Mining Joint Industry Project.The key challenges faced by a deepwater VTS are:??High riser payload??Large deck space for storing riser joints??Long time to deploy and retrieve riser??Uncertain metocean conditions??Vortex induced vibrations??Weld and connector fatigueIncreasing the water depth further sees the longer and increasingly ‘springy’ riser experiencing axial resonance caused by wave induced vessel heave motions being close to the riser resonant period. This can lead to snatch loading and fatigue failure in the riser.The presentation will discuss the above design issues, analysis requirements and provide guidance on pump/riser selection. Solutions to mitigate the resonant response issues will also be proposed.."

Jan 1, 2017

By Z. Q. Liu, J. M. Du

"On the basis of analyzing current design and applications, the structure form, working loads and design principles of shaft sinking headframe are summarized in this paper. To overcome the insufficient bearing capacity and geometry size of the finalized shaft sinking headframe in China, a series of new large shaft sinking headframe were developed under vertical shaft construction conditions of maximum net diameter of 12.0 m and maximum depth of 1200 m. The new series shaft sinking headframe include two sets (with single sheave platform and double sheave platform), three dimensions (optimum shaft diameter <8.0 m, 8.0-10.0 m, and 10.0-12.0 m, respectively) for each set, and has innovation and optimization on structure of the sheave wheel platform (MU type) and bracing frame (REN and ZHONG type). The largest new shaft sinking headframe can arrange up to 4 hoisting equipment simultaneously and has bearing capacity more than 10000 kN. Two of the new shaft sinking headframe were successfully applied in practical engineering, such as the Hulusu auxiliary shaft, the Dahaize 1# auxiliary shaftand Sishanling auxiliary shaft. These applications showed that the new shaft sinking headframe has sufficient bearing capacity and reliable applicability. The new shaft sinking headframe could provide an effective guarantee for safety and efficiency sinking of deep-large shaft in the future.INTRODUCTIONShaft sinking headframe is one of the basic shaft sinking structures and it is mainly for hanging hoisting containers and sinking facilities in sinking a vertical shaft (Yu & Shi, 1991; Wang, Jing, & Liu, 2007). Currently, 7 types of steel pipe sinking headframe are used in China, which are mainly finalized by the Ministry of Coal Industry of China (Wang, 1988). As shown in Table 1, V-type is the largest of them and it is only suitable for sinking shaft of diameter less than 8 m and depth less than 1 000 m(Yang, 1982). However, with the increase of mining depth and scale of mineral resources in China, the diameter and depth of newly built vertical shaft are increasing continuously (Xie, Zhou, Xue, Wang, Zhang, & Gao, 2012; Qi & Pu, 2013). At present, the maximum net diameter of vertical shaft is close to 12 m, and the maximum depth is more than 1600 m (Yang & Chen, 2015; Xu, Yang, Liu, & Qin, 2015). The shaft sinking headframe has become the main restrictive factor for the development of sinking equipment, such as the height of muck discharging platform cannot meet the usage requirement of hydraulic umbrella driller, the size of sheave wheel platform is difficult to arrange the increasing hoisting and suspension equipment, the bearing capacity is insufficient to meet the needs of multiple hoisting loads in sinking a deep-large shaft, etc. Therefore, development of new shaft sinking headframe for deep-large shaft (>1000 m in depth and 8~12 m in diameter) is urgently required for China and also the whole world."

Jan 1, 2019

By Peter L. Dunn

With the advent of new high-strength magnetic materials, rare-earth magnetic separators have become more common place for processing heavy mineral sands. In many instances, rare-earth magnets have replaced conventional separators such as electromagnetic cross-belt and induced-roll type machines. This paper will present the results from a detailed test program developed to evaluate the performance of rare-earth drum and roll separators for processing heavy mineral sands. The effect of machine design parameters, such as magnetic element configuration and separator diameter, will be reviewed in light of these test results. The impact of basic operating parameters (i.e. feed rate and roll speed) on separation efficiency will also be presented.

Jan 1, 1999

By Helen D. Robinson

Traditional practice to resist large lateral loads on foundations is the use of large diameter caissons, battered driven piles, or battered micropiles. Dense urban construction environments, however, limit the usefulness of these systems due to the close proximity of below- and above-grade obstructions. This paper presents two micropile construction projects in the United States where a complex scheme of battered micropiles and grade beams was developed to counteract large lateral loads at the foundation level. The paper also presents a procedure used to design vertical micropiles for large lateral loads, which can greatly simplify the design of foundations subject to significant lateral loads in urban environments. A design example shows a case where vertical micropiles were used to support allowable design lateral loads greater than 80 kip per micropile.

Jan 1, 2010

By A Harburg, A Dendys, G Green

Dugald River Mine (DRM) is located approximately 85 km north-east of Mount Isa, and 65 km northwest of Cloncurry, in the north-west Queensland Minerals Province of Australia. DRM is an underground operation and includes an above ground processing area, a 200 ha tailings facility, two waste rock dumps and associated infrastructure. The mining method is conventional underground longhole open stoping and downhole benching of a lead/zinc deposit within a black slate environment. The deposit is estimated to contain ~53 Mt of zinc and lead, which will be mined over a 30-year period. During operations, waste rock is segregated into either Potentially Acid Forming (PAF) or Non-Acid Forming (NAF) based primarily on the sulfide concentration of the rock. In particular, the NAF waste rock is an asset and is used for various small construction projects during operation; however, its primary use is for rehabilitation work at closure. Since beginning operations in 2017, DRM has generated more NAF than was originally anticipated. Whilst this is an excellent asset to DRM, it did pose a logistical problem of where to store the additional NAF for the life-of-mine and how to manage the run-off. DRM experiences distinct wet and dry seasons with hot conditions and periods of rainfall between November to April, and relatively dry and mild conditions between May to October. Majority of rainfall is received between January and February with an annual average rainfall of 501.1 mm. Short and intense rainfall events are common. DRM’s above ground infrastructure is land-locked between two large ephemeral watercourses, making the significant expansion of any assets challenging from a permitting/regulation and cost perspective. MMG is also a member of the International Council on Mining and Metals (ICMM) and is committed to adapting to a changing climate through operations and closure. Following extensive studies DRM opted to store the additional NAF material into the adjoining NAF Dam and concurrently upgrade a previously minor sediment basin into a highly engineered sediment basin which relies on automatic flocculant dosing to meet the required discharge quality limits. This basin is climate-resilient in that the dosing system can be adjusted to counter high intensity extended rainfall events which produce highly variable inflow water quality. This abstract broadly describes how DRM designed and implemented an engineering innovation to enable the site to meet the changing climatic challenges. The abstract then describes the process to design the sediment basin and how the dosing rate was established and validated. Finally, the abstract comments on the effectiveness of the sediment basin and how it has revolutionised DRM’s approach to water treatment and management; all whilst minimising the disturbance footprint of the operation

Aug 2, 2023

By Carter A. J, Miller D. M, Holder N. H M, Van Aswegen P C

The Harbour Lights Mine situated at Leonora in Western Australia, mines a refractory sulphidic gold ore. The main sulphide minerals are pyrite and arsenopyrite. Due to the association of gold with the pyrite and arsenopyrite, gold recovery is not amenable to the normal cyanidation process.A pyrite/arsenopyrite flotation concentrate is produced at Harbour Lights. This concentrate has been stockpiled for the past two years.A bio-oxidation process (BIOX«)* to treat refractory gold flotation concentrates has been developed by GENMIN in South Africa. Harbour Lights acquired the technology from CRL BIOX« Pty Limited in Brisbane, to treat the refractory gold concentrates.

Jan 1, 1992

By R. H. Chambers, L. Alderman

"The paper is introduced by an examination of the factors which have led to the present world-wide interest in charging preheated coal to coke ovens. Various possible methods of preheating and charging the coal are considered and reasons are given for the adoption of the methods chosen. The design of the pilot preheating plant for the British Coke Research Association is discussed and its influence on the design of the commercial units for the South African Iron and Steel Corporation's plant at Pretoria and the British Steel Corporation's plant at Beighton are explained. Operating procedures on the pilot plant are described, particularly with regard to the charging of the preheated coal. Design features of the commercial installations, engineered by Simon-Carves Ltd., are explained with emphasis on the built-in safety of the control system of the preheating plant, and the particular problems associated with the erection of such plants on working coke oven batteries. Commissioning and operating procedures are described and the problems associated with the integration of the preheating plant into the normal pushing schedule of the plant are discussed. Preliminary operating results with regard to the effect of preheating on coal throughput on the commercial plants and on the properties of the coke produced are given."

Jan 1, 1972