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By Jilai Xue, Jun Zhu, GermainKouma Ndong, Luxing Feng

High-temperature corrosion behaviors of Fe-Ni-Cr alloy as inert anodes for aluminum electrolysis have been studied. The effect of anodic overpotential on layer growth of anodic surface is specially considered. The corrosion layers on the anodes tested were analyzed using XRD and SEM-EDS to provide a fundamental understanding of the layers growth at metallic anode surface. The dissolution of the scale layers on the metal anode occurred with low overpotential, while AlxM3-xO4 spinel phase within the scale layers was found with an increased overpotential. A mixture of multiple MyO layers existed on the anode substrate. The results may be useful for understanding and controlling the corrosion behaviors of Fe-Ni-Cr anode for potential application in aluminum electrolysis.

Jan 1, 2015

By Kexin Jiao, Zhijia Zhang, Jianliang Zhang, Zhengjian Liu

Carburization behavior of molten iron in blast furnace is an essential part of BF long campaign technology. Maintaining carbon content stable is an important prerequisite to ensure the high production of the blast furnace. In this paper, the important aspects of the research progress which mainly including the study of iron carburization at the upper and the lower parts of the blast furnace was reviewed. Indirect carburizing is the main way at the top of the blast furnace. The content of carbon in metallic iron increases with the reducibility of iron ore improved. The thermodynamics and kinetics conditions are good for carburization reaction to take place at the bottom of the blast furnace. Carbon content of molten iron increased by coke carburizing. Meanwhile, the drawbacks of the existing literature on iron carburization behavior were analyzed and new research directions of iron carburization were proposed in the future.

Jan 1, 2015

By Hong Yong Sohn, Miguel Olivas-Martinez, Zhixue Yuan

A novel flash ironmaking process that directly reduces iron oxide concentrate particles by gas is under development. The goal of this work was to study the possibility of reoxidation of iron particles in various gas mixtures. As the product iron cools down in the lower part of the flash reactor, conditions may become favorable for reoxidation because of equilibrium and high reactivity of iron particles. The effects of temperature (823 – 973 K) and H2O partial pressure (40 – 100 pct., Ptotal = 86.1 kPa) on the reoxidation rate were examined. The pressure dependence was first order with respect to water vapor, and the activation energy was 146 kJ/mol. A complete rate equation that adequately represents the experimental data was developed. For oxidation in O2-N2 mixtures, the effects of temperature (673 – 873 K) and O2 partial pressure (5 – 21 pct., Ptotal = 86.1 kPa) were determined. Reoxidation in pure CO2 was also investigated at 873 – 1073 K for comparison.

Jan 1, 2014

By Yuanbo Zhang, Zhixiong You, Li Qin, Guanghui Li, Tao Jiang

Low-grade manganese oxide ore is generally characterized by high iron content. In this work, sulfidation roasting of an iron-rich manganese oxide ore with elemental sulfur was characterized. The experimental results indicated that manganese dioxide can be selectively reduced over iron oxide by using elemental sulfur. The manganese phases in roasted product included low-valence manganese oxide, manganese sulfide and manganese sulfate, while those of iron mainly depended on the sulfur addition. Iron oxide would only be reduced or sulfidized at larger sulfur additions. The effect of roasting temperature and S/Mn mole ratio on the phase transformations was also investigated; extractions of Mn/Fe by sulfuric acid were evaluated. An extraction of Mn greater than 95% was obtained while that of Fe was controlled less than 10% under the optimal conditions.

Jan 1, 2016

By Raimison Bezerra de Assis

Ferritas de níquel-zinco são materiais cerâmicos ferrimagnéticos com estrutura cristalina cúbica do tipo espinélio, pertencente ao grupo espacial Fd3m, sendo uma solução sólida de composição NiO, ZnO e Fe2O3. O método de polimerização de complexos tem enorme potencial para obtenção de cerâmicas magnéticas, por se tratar de um processo simples, que se origina a partir de materiais com elevado grau de pureza, o que leva à obtenção de pós com elevada homogeneidade química e elevada área superficial. Este trabalho tem como objetivo avaliar as características estruturais e morfológicas das ferritas Ni0,25Zn0,75Fe2O4 e NiFe2O4 obtidas através do método polimerização de complexos. A solução foi submetida a uma temperatura final de 120°C até a formação da resina, pirolisada a uma temperatura de 350°C durante 2 horas e calcinada a 500°C durante 2 horas. Os pós resultantes foram caracterizados por difração de raios X (DRX), análises térmicas (TG/ DSC) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados do DRX das duas composições apresentaram formação de fase majoritária ferrita. Os resultados das micrografias obtidas por MEV mostraram a formação de partículas aglomeradas com placas longitudinais para ambas composições, sendo características microestruturais importantes para aplicação magnética. O método de polimerização de complexos se apresentou como um método promissor para obtenção de pós cerâmicos de ferrita de níquel e níquel-zinco para aplicação magnética.

Aug 8, 2018

By Camila Oliveira Colares

Após serem usadas como isolante térmico, as lãs de vidro descartadas pelas indústrias apresentam características constitucionais propícias para a utilização como matéria-prima para a obtenção de materiais cerâmicos. A constituição deste resíduo é baseada em uma mistura de óxidos sendo SiO2 e Na2O majoritários e vários outros em menores teores que podem agir como fundentes. Dentro deste contexto, neste projeto, buscou-se caracterizar física e quimicamente o resíduo de lã de vidro através de fluorescência de raios-X, análise térmica diferencial e difração de raios-X. A partir da composição química definiu-se a formulação mais adequada a ser utilizada para obtenção de materiais vitrocerâmicos com predominância da fase neflina. Al2O3 e Na2CO3 foram utilizados para corrigir a formulação e TiO2 foi utilizado como agente nucleante. Depois de formuladas as amostras foram fundidas para obtenção dos vidros base e submetidas a tratamentos térmicos de nucleação e cristalização, os quais serão definidos por ensaios de análise térmica a serem realizadas em cada formulação para obtenção dos vitrocerâmicos propriamente ditos. Espera-se que as formulações desenvolvidas apresentem nefelina como fase cristalina majoritária.

Aug 8, 2018

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 Igor Teixeira da Costa

Os pós fluxantes são formados por escórias sintéticas que em contato com o aço líquido deve fundir e gerar uma escória líquida. Suas principais funções são: lubrificar e controlar a transferência de calor entre a casca sólida do metal e o molde. Eles possuem composições diferentes para diferentes condições de lingotamento, sendo formados, basicamente, por CaO, SiO2, Al2O3, Na2O, CaF2 e podem conter MgO, Li2O, K2O e B2O3. Como alguns componentes influenciam diretamente na cristalinidade dos fluxantes, como o CaO, o MgO, o CaF2, neste trabalho serão analisadas quatro misturas de pós fluxantes com leves variações na composição de modo que possa gerar cristalinidades diferentes. Para esta análise será utilizada o método de lâminas delgadas, com auxílio de um microscópio óptico de luz transmitida, que tem apresentado resultados bem satisfatório sobre o detalhamento da cristalinidade dos materiais.

Oct 30, 2017

By Leandro Nakamura Alves Vieira

O acirramento da competição no mercado de aço tem exigido esforços de inovação e redução de custos. Por sua vez, as técnicas agrupadas como ICME - Integrated Computational Materials Engineering vêm acelerando o desenvolvimento e a otimização de materiais e processos de fabricação. O emprego destas técnicas tem sido uma ferramenta extra para assegurar a competitividade na indústria. Neste trabalho o uso da termodinâmica computacional no desenvolvimento e processamento de aços elétricos é revisado através da discussão de exemplos. Cálculos de equilíbrios mais relevantes para o processo de fabricação destes aços (tanto de grão não orientado-GNO como orientado-GO) permitem obter informações sobre as transformações de fases, solubilização de precipitados (sulfetos e nitretos) essenciais para a obtenção de texturas cristalográficas ideais. Os cálculos são discutidos e comparados com resultados reais. Discutem-se ainda, cálculos no sistema aço-gás, e os efeitos da composição da atmosfera na formação de óxidos na superfície do aço. Tais cálculos são importantes para descrever previamente as transformações que ocorrem durante as várias etapas de fabricação, assim como os efeitos dos parâmetros de processo sob os aços elétricos. A aplicação da técnica permite otimizar o processamento e o desenvolvimento dos aços elétricos em diversos aspectos. As vantagens e limitações do método, assim como o potencial de outras técnicas de ICME, na área, são discutidas.

Aug 7, 2018

By Baltus Cornelius Bonse

Foi desenvolvido um composto de elastômeros termorrígido (ebonite) para a fabricação de um selo mecânico de vedação de hélices de barcos, para substituir os modelos comumente encontrados de cerâmico, que possuem alto custo e são fabricados no exterior, e de borracha com face em Teflon®, que apresentam problemas de adesão na linha de junção entre estes materiais, resultando em vazamentos. O composto de elastômeros deveria possuir dureza em torno de 90 Shore D, baixo coeficiente de atrito, resistência térmica, a abrasão e a intempéries marítimas, ao ataque de radiação UV e ser autolubrificante. A formulação que resultou no melhor produto consistia das borrachas natural, nitrílica, nitrílica carboxilada, e fluorada (Viton®), aditivadas com alto teor de enxofre (37,5 phr), cargas reforçantes, plastificantes e lubrificantes sólidos, entre outros aditivos. A aditivação e mistura das borrachas foram realizadas em misturador interno Banbury e misturador de cilindros aberto, enquanto a conformação e vulcanização dos corpos de prova e dos selos foram realizadas por prensagem a quente. Foram realizadas análises de curva reométrica, morfológicas por microscopia eletrônica de varredura, de resistência à tração, rasgo, dureza e de abrasão em torno mecânico simulando a pressão de vedação em atrito com o aço inox girando a 800 rpm. O êxito do selo ficou evidente, pois após a montagem em barcos, durante um ano tem realizado com sucesso a sua função.

Aug 8, 2018

By Rodrigo Ribeiro de Andrade, Túlio César Nogueira, Ed Juarez Mendes Taiss, Nilton José Lucinda de Oliveira

The objective of this study was to determine the effects of an eventual slab central macro-segregation in microalloyed steels with low Mn content (0.80%) and high Nb content (0.08 to 0.10%) on the kinetics of recrystallization of austenite during its rolling, on its critical temperatures, that is, of non-recrystallization (Tnr), start Ar3 and finish Ar1 of ferrite transformation and its response to a simulated industrial thermomechanical processing. The determination of the austenite recrystallization kinetics was made through isothermal double compression tests using a dilatometer, while the critical temperatures were determined through hot torsion tests in a Gleeble® 3800. It was found that austenite recrystallization kinetics, Ar3 and Ar1 temperatures did not present significant changes for the samples extracted both at ¼ of the thickness and at the core of the plate, indicating that, as expected, the central segregation in this type of steel was not intense to the point of affecting this phenomenon. The Tnr values determined for the samples extracted in the core of the plate were, on average, 30°C lower than those obtained from specimens extracted at ¼ thickness, which suggests that a significant portion of the carbonitrides present in the core of the slab are eutectic and coarse, not having completely dissolved during the reheating of the specimens. This occurred despite the fact that the austenitization temperature adopted in this treatment theoretically leads to the total dissolution of Nb, as seems to have occurred in the case of specimens extracted at ¼ of thickness, where carbonitrides have a finer size.

Oct 1, 2019

By Alain Denis, Marcelo Curtes Martins, Jeferson Rocio de Oliveira

In this work we present a study of optimization of a new inhibitor for turbulence pickling line. The efficiency of inhibition was measured and the weight of loss was evaluated in four different materials to optimize the dosage of the inhibitor. In seven months we had 8.7% of reduction in pickling losses.

Oct 1, 2019

By Nigel Marx

In order to understand (and ultimately to predict) the friction reduction resulting from the use of polymer solutions, the rheological properties of model polymer solutions have been measured over a wide range of shear rates. Both temporary and permanent shear thinning have been observed. By using base fluids of different viscosities it has been shown that permanent shear thinning depends more closely on the shear stress experienced by the fluid than on the strain rate. Hydrodynamic measurements have been made on the polymer solutions using a compliant ball on flat lubricated contact that operates in isoviscous-elastic conditions. The measured friction values can only be predicted with reasonable accuracy if the measured shear thinning properties of the lubricant are taken into account in the hydrodynamic model.

Jul 31, 2018

By Cyro Takano

A tecnologia de autorredução apresenta um grande potencial por apresentar características de alta velocidade de redução e de eficiência energética, resultando em economia de energia e em alta produtividade na produção de metal primário. Têmse dois processos consolidados de aglomeração. A utilização de cimento como aglomerante, com cura a frio que formam hidratos que conferem resistência, apresenta problema principal de sofrer degradação às temperaturas na faixa de 800 a 1000 °C, devido à decomposição dos hidratos. O outro processo é o de utilização das propriedades do carvão de alta fluidez e tratá-lo termicamente para que sirva de redutor e aglomerante. Este processo não é o de cura a frio, porém diminui consideravelmente a quantidade de escória em comparação com a utilização de cimento. O objetivo deste trabalho é o de analisar, na literatura técnica, os aglomerantes alternativos e iniciar os ensaios para verificar os comportamentos de resistência mecânica, principalmente a quente. Em função dos resultados a etapa seguinte será a de projetar um processo que seja compatível com resistência mecânica a quente. A análise resultou em sugestões para os ensaios. Os resultados preliminares, com utilização de bentonita e ácido bórico estão indicando resistência a quente das pelotas melhores que as obtidas com a utilização de cimento.

Aug 17, 2017

THE opening session was held on Tuesday evening, February 17th, in the house of the American Society of Civil Engineers. The President of the Institute, Mr. E. B. Coxe, after a few introductory remarks, congratulating the members on the general prosperity in all the branches of the professions and manufactures represented by the Institute, called on Mr. E. F. Loiseau, of Philadelphia, for the first paper, On the Successful Manufacture of Compressed Fuel at Port Richmond, Philadelphia. Professor Prime called attention to the fact that the work of the United States Testing Board had been left unfinished at a point when valuable results had just been reached, and offered the following resolutions: WHEREAS, The American Institute of Mining Engineers has seen with regret that the work of the United States Testing Board has been suspended through the lack of an appropriation by Congress, which appropriation dues not seem likely to be renewed, and WHEREAS, It seems most important to the vital interests of our iron and steel manufactures that the experiments commenced by the United States Testing Board should be carried to successful completion ; Resolved, That a committee of three be appointed, to act with a like, committee to he appointed by the American Society of Civil Engineers, to carry out to completion the work commenced by the United States Testing Board. Resolved, That the American Society of Civil Engineers be requested to cooperate with this society by the appointment of a like committee. Resolved, That the committee have authority to request, in the name of the American Institute of Mining Engineers, contributions to a fund to be devoted to the completion of the experiments aforesaid. Resolved, That the Council of this Institute be authorized, whenever requested by the committee so appointed, to petition Congress for the free use of the testing machine at the United States Arsenal at Watertown. Resolved, That a committee be appointed by the President, to select the afore-said committee of experts. Resolved, That the President of the Institute have authority to fill any vacancies which may occur in the committee. The resolutions were unanimously adopted, and President Coxe appointed the following committee in accordance with the resolutions : Messrs. A. L. Holley, James Park, Jr., and J. F. Holloway. The President also appointed Messrs. Heinrich, Mickley, and Spils-

Jan 1, 1880

By S Khadhraoui, T Yusuf, C Kirmse, E Hecker, R Degel, A Akouch, N Borowski, M Reuter

For an optimal design and control of metallurgical processes, a deep understanding of the thermodynamics of the governing reactions is required. Modelling the thermochemical behaviour of those reactions is complex, as it involves multi-component and multi-phase systems. For this purpose, thermodynamic computing systems such as FactSage™ (Bale et al, 2016), which combine Gibbs energy minimisation routines with large databases of optimised thermodynamic data of solutions and compounds, have been used within the SMS group GmbH. Recently, the successful integration of those thermodynamic computing systems into the digital platforms of SMS has been achieved through ChemApp, which made running complex thermochemical calculations in Python-integrated development environments possible. ChemApp is a programmer’s package for thermochemistry and incorporates the Gibbs energy minimiser of FactSage™ as reported by Petersen and Hack (2007) as well as by Zietsman and Petersen (2018). The digital platforms link the fundamental and the industrial aspects together and can be applied as a process advisor, or for the evaluation of the environmental footprint and the economic implications of different process routes, as discussed by Reuter (2023). Two examples illustrating the progress of the developments in this regard will be introduced: 1. The Tilting Refining Furnace (TRF) for copper scrap recycling and refining to anode copper (the BlueControlApp). 2. Dephosphorisation control for the oxygen steelmaking process (Basic Oxygen Furnace (BOF)).

Jun 19, 2024

Edward A. UehlinG, New York City (communication to the Secretary*):—Mr. Baker's paper is one that brings up a subject of great importance, and if full statistics could be collectecl of the number of furnace-linings ruined by reason of bad distribution by skip-hoists, it would be found an astonishing array. Unfortunately a universal remedy has not yet been found. The fact that Mr. Baker has apparently succeeded in overcoming the trouble at Sydney, is no guarantee that the same remedy applied at another plant, where very different or even slightly different conditions prevail, mould cure the trouble. That it requires but a slight continuous difference of penetrability in the column of the descending stock of one section, over another, to produce channeling, is clearly demonstrated by Mr. Baker's experiments, by which he reversed the channeling from front to rear instead of remedying the trouble. Every change in the physical make-up of the charge necessarily requires a specific adjustment; even supposing this feasible, the regular working of the furnace is by no means assured, because with the high pressures now customary, the tendency of the ascending gases to plow their way through in a direct course, prevails, and having once opened up a passage, they will persist and cause trouble. Homogeneous filling-, hard driving and regularity of working are incompatible. The higher the furnace, the greater the

Jan 1, 1905

By Charles F. King

THE only investigations on record of the reactions occurring during the Bessemer blow are of charges containing a large percentage of manganese, with the exception of two partial analyses by Snelus and Barker of the. English method, where a low percentage of manganese was used. They do not give the analysis of the spiegel, nor do they report any graphitic carbon after the first stage of the process. Both report only traces of manganese after the first stage until the addition of spiegel. The slags corresponding to the samples of metal were not analyzed.

Jan 1, 1881

By W. H. Renison

This paper will discuss the operation and maintenance of Molycorp's Quests Mine ore conveyor system. The 1.2 m wide, steel cable-reinforced conveyor belts are capable of transporting 1089 kt/h of ore over a belt line distance of 3124 m with a vertical rise of 518 m. A portion of the conveyor runs in a 2057 m long underground decline on a 10° slope. Six 448 kW motors power the main 1.2 m wide belts.

Jan 1, 1984

By Dyego Irineu Silva de Almeida

O presente trabalho teve como objetivo analisar os efeitos dos ciclos de tratamento térmico de recozimento, normalização e esferoidização nas características microestruturais do aço SAE 8620. O aço SAE 8620 é amplamente utilizado na fabricação de engrenagens, pinos e peças onde há exigência de dureza superficial, obtida pelo processo de cementação ou carbonitretação. O aço SAE 8620 é empregado na construção de mecanismos onde a resistência ao desgaste é propriedade mais importante. Para essa aplicação, aços com baixo teor de carbono produzem um núcleo tenaz e os tratamentos termoquímicos conferem as características superficiais necessárias. O espécime original foi caracterizado através dos procedimentos necessários para visualização da microestrutura, bem como as amostras provenientes dos tratamentos térmicos. Sabe-se que o estudo metalográfico de um material é de grande importância para a identificação de suas propriedades, haja vista que essas propriedades estão diretamente relacionadas com a microestrutura que o material possui. Concluiremos que os diferentes ciclos de tratamento térmico, influenciam diretamente nas microestruturas das peças tratadas termicamente, como também na propriedades mecânicas.

Oct 30, 2017