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By João Batista Ferreira Neto

A escória de aciaria pode ser uma alternativa como mistura para o cimento portland, substituindo parcialmente a escória de alto-forno. Um processo pirometalúrgico tem sido desenvolvido para promover a modificação química da escória de aciaria LD. Os experimentos foram realizados através da refusão de 300 kg de escória de aciaria LD, seguido de sua modificação no estado líquido. Essas escórias foram resfriadas com o uso de esferas metálicas. Análises de fluorescência de raios–X (FRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) das escórias revelaram uma relação entre composição química, condição de resfriamento e a formação de fases cristalina ou vítrea. As amostras de cimento foram obtidas através da mistura de 25% de escória modificada e 75% de cimento Portland, resultando em mais de 280 J/g de calor de hidratação acumulado em 72h, expansão abaixo de 0,1% em ensaio em autoclave e resistências à compressão acima de 42 MPa com 28 dias. O processo mostra potencial para ser aplicado no tratamento de escória de aciaria LD.

Aug 17, 2017

By Ralillie Lopes Carvalho

O presente trabalho apresenta um estudo da influência do tratamento de nitretação a plasma sobre a dureza de lâminas utilizadas em prensa-facas de um picador de toras industrial. Tais peças são fabricadas em ligas com alto teor de Cromo e Carbono, assemelhando-se quimicamente aos aços para trabalho a frio AISI da série D. Para o estudo em questão, pequenas amostras das lâminas receberam tratamento térmico de têmpera e duplo revenido,e posteriormente foram nitretadas a plasma por 30, 90, 180, 360 minutos, em temperatura de 450°C, com pressão fixada em 2 Torr e mistura gasosa de 20%N2 e 80%H2. Logo após foram realizadas análises metalográficas com auxílio de microscópio óptico, ensaio de dureza superficial e perfil de dureza com microdurômetro em escala Vickers. Os resultados mostraram que para todos os tempos de tratamento houve endurecimento superficial em relação ao material não tratado, onde o tempo de 180 minutos propiciou a formação de camada com maior valor médio de dureza superficial “1171,20 HV”.

Aug 16, 2017

By Ayumi Yoshioka

Os componentes automotivos em geral devem atender a especificações rigorosas de propriedades mecânicas, requisitos de limpeza inclusionária, entre outros. Enxofre e alumínio são dois elementos adicionados ao banho líquido, que têm papel importante na obtenção destas propriedades, mas que dificultam o processo de produção por lingotamento contínuo por favorecer a formação de partículas sólidas de alto ponto de fusão, que podem prejudicar a limpeza inclusionária e provocar a obstrução das válvulas de lingotamento. O objetivo do presente trabalho é analisar e classificar as inclusões de corridas do aço DIN 38MnSiVS6 em escala industrial e avaliar estes resultados em conjunto com os dados de processo de aciaria e com os resultados de simulação termodinâmica utilizando o software FactSage 6.4. Foi observado que as corridas apresentaram tanto sulfetos de cálcio quanto espinélios, mas as primeiras, associadas a uma fração líquida menor na escória, tiveram uma correlação mais perceptível com a má lingotabilidade.

Aug 17, 2017

By Mônica Aline Magalhães Gurgel

Este trabalho avaliou a evolução estrutural e mecânica dos ciclos térmicos realizados em uma chapa laminada a frio de aço baixo carbono com micro adição de molibdênio e nióbio destinado para a indústria automobilística, associado a classe dos aços bifásicos. Para realização do estudo foi feita a caracterização microestrutural e mecânica, por intermédio de amostras retiradas após a laminadas a frio produzidas em escala industrial, com auxílio das técnicas de microscopia óptica, e avaliação da dureza via Nanoindentador Instrumentado. Os ciclos térmicos foram feitos com o intuito de observar os processos de recuperação, recristalização, e transformação de fases no aquecimento e após resfriamento, com encharque em distintas temperaturas do campo intercrítico, via análise de dilatometria em um equipamento de análise termomecânica (TMA) em amostras extraídas da chapa laminada a frio “Full- Hard”.

Aug 16, 2017

By Adriana de Oliveira Vilela

A produção de carvão vegetal em Forno Container Rima (FCR) consiste em um processo semi-contínuo composto por fornos cilíndricos metálicos móveis, com exaustão forçada dos gases. Cada ciclo se divide em 4 fases: carregamento, carbonização, resfriamento e descarregamento. Após o carregamento com toletes de madeira, 20% de umidade, o forno é deslocado para plataforma de carbonização, onde permanece por 3 a 4 horas. A entrada de oxigênio no interior do forno é regulada para controle das reações de pirólise. Todos os gases gerados são conduzidos a um sistema de queima para aproveitamento da energia e eliminação do metano. O peso, a temperatura e a pressão no interior do forno, bem como a vazão, composição e energia do fluxo de gás, são monitorados continuamente, em tempo real. A carbonização finaliza quando é atingido o rendimento gravimétrico de 35% em carvão e 60% em gás. O carvão ainda quente é transferido para cilindros de resfriamento, permanecendo por 12 horas. O forno então, é novamente carregado e se inicia um novo ciclo. Cada plataforma de carbonização pode gerar 1MWe de potência elétrica, produzir 20t/mês de alcatrão, 450t/mês de carvão vegetal e eliminar 500t/mês de CO2 equivalente. Cada FCR substitui 60 fornos Rabo Quente, reduzindo em mais de 50% a mão-de-obra braçal dos processos tradicionais, pela valorização, humanização e qualificação deste trabalho. O carvão produzido atende aos quesitos necessários para uso como redutor na metalurgia e na siderurgia.

Aug 16, 2017

By Juan Marcelo Rojas Arango

O refino de grão da estrutura bruta de solidificação da liga Cu-8%Sn com a adição de Cu-50%Zr (inoculante) foi estudado utilizando analise térmica e metalografia quantitativa. Os efeitos da adição de Cu-50%Zr foram analisados nas curvas de resfriamento, no tamanho do grão médio e no calor latente liberado durante a solidificação. Os resultados mostram que as curvas de resfriamento sofrem uma alteração significativa na região da recalescência com a adição do inoculante. Observou-se que adições que resultam em um teor de 0,009% de Zr na liga causaram uma redução do tamanho médio de grão de até 90%. Algumas evidências parecem indicar que o mecanismo de inoculação causado pela adição de Cu-50%Zr é o surgimento no banho líquido de partículas de ZrC, sobre as quais ocorre a nucleação heterogênea da fase Cu-a.

Aug 16, 2017

By Bráulio Pinto Terra

Devido à sua vasta aplicação, o estudo das propriedades mecânicas das superligas de níquel é de grande importância. A superliga 718 possui papel fundamental no funcionamento de grades espaçadoras em reatores nucleares. As grades espaçadoras são oriundas de chapas laminadas, submetidas a tratamentos térmicos de solubilização e de envelhecimento. O objetivo do presente trabalho é analisar a anisotropia das propriedades mecânicas de amostras de 0,3mm de espessura, tratadas termicamente por solubilização e envelhecimento, e testadas por tração uniaxial. Além disso, obteve-se os expoentes de encruamento nas condições estudadas, bem como o índice de anisotropia. Foi possível observar maiores valores de limite de escoamento e de alongamento para as amostras transversais provenientes de ambos tratamentos térmicos, enquanto o limite de resistência apresentou comportamento contrário, sendo os maiores valores oriundos das amostras longitudinais.

Oct 30, 2017

By Antonio Augusto Gorni, Kenji Camey, José Herbert Dolabela da Silveira

Recently several studies have been developed on the use of microalloyed steels with low Mn content (below 1%) in the controlled rolling of heavy plates for the manufacture of pipes. However, this novel concept of alloy has peculiarities in its thermomechanical processing. Lower Mn contents should lead to the acceleration of NbCN precipitation kinetics during rolling, leading to a reduction in the soluble Nb content in austenite that delays its recrystallization by drag effect. This fact, plus the heavy and fast passes applied under virtually isothermal conditions in a heavy plate rolling mill with high power, increases the risk of partial recrystallization during the finishing stage of the controlled rolling, since strain hardening of austenite becomes significant and the interaction between precipitation and recrystallization is increasingly delayed. The objective of this study was to analyze the evolution of mean flow stress during the finishing stage of controlled rolling in these low Mn, high Nb microalloyed steels, in order to better understand the metallurgical mechanisms acting during this process and identify conditions that allow full compliance with the requirements of this product class.

Oct 1, 2019

By Rogério Pinto Coelho Catalão

No presente trabalho utilizou-se etanol no tratamento de cementação de engrenagens de aço DIN17NiCrMo5 utilizadas em transmissões automotivas. O processo de cementação foi realizado em fornos industriais contínuos utilizando gás natural e etanol como agentes cementantes às temperaturas de 870°C, 890°C e 930°C após o qual as peças foram temperadas e revenidas. As amostras tratadas foram submetidas à análise de fases por difração de raios-X e as microestruturas foram caracterizadas por microscopia ótica. O tamanho de grão austenítico das amostras tratadas foi determinado em 20 ± 2 µm com percentual de austenita retida entre 20% e 30%. A adição de etanol elevou o teor de CO na atmosfera do forno. Foi determinada a variação do teor de carbono em profundidade nas amostras tratadas, o que permitiu o cálculo das constantes de difusão do carbono na austenita.

Aug 8, 2018

By Ernest N. Patty

WHEN an Alaskan prospector makes a new mineral discovery he stakes out his claims and then starts prospecting for a near-by landing field. This may be a convenient lake but more often it is a gravel bar along a river, where, by cutting off some brush and throwing the larger rocks to one side and then tying a flour sack to a pole, he may decoy some intrepid aviator into testing it gingerly with the wheels of his plane. It was only a few years ago that .the fence around the baseball park at Fairbanks, Alaska, was taken down so that planes could get in and out of the ball park without ripping off boards. Today the grandstand is lost among the modern hangars which line one side of a modern and busy airport. Planes come and go all during the day, and in summer, when there is no darkness, the night stillness is frequently broken by the hum of a motor overhead. Fairbanks is the hub of interior Alaska and from that hub airplanes radiate in all directions to mining camps large and small. An air industry of comparable size is based at the town of Anchorage, and in fact there are but few towns of more than 200 population in the Territory that do not have one or more planes based there.

Jan 1, 1937

By H F. Yu, S Ueda, J Diao, W F. Gu, Y Sasaki, H Qin

The main reason for the underutilisation of steelmaking slags is their instability, which is influenced by their complex phase structure. Recycling and sustainable steelmaking slag face challenges due to the presence of magnesium oxide (MgO), a crucial component in steelmaking slag. This study investigates the phase evolution of steelmaking slag during the cooling process with different MgO contents, using high-temperature experiments and FactSage™ software, ver 8.1, (by Thermfact/CRCT and GTT-Technologies) thermodynamic equilibrium calculations. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope - energy dispersive x-ray spectroscopy (SEM-EDS) analyses identified main phases in steelmaking slag, including Ca2SiO4 (C2S), RO (MgO-FeO solid solution), Ca2Fe2O5 (C2F), and Ca3SiO5 (C3S). The study reveals that RO phase increases as the MgO content increases. C3S precipitates from steelmaking slag with a 12 mass per cent MgO content at a reduced temperature of 1400°C. It is important to note that C3S remains in the steelmaking slag even after slow cooling. This may be due to the substitution of Ca2+ in C3S by Fe2+ and Mg2+ ions. Intriguingly, the precipitation of f-CaO in steelmaking slag with 10 mass per cent of MgO content occurred after one year, while there was no manifestation of f-CaO precipitation in the steelmaking slag with 12 mass per cent of MgO content even after one year. This discrepancy suggests a potential stabilising effect of an appropriate amount of MgO in steelmaking slag. However, it is crucial to emphasise that this inference lacks supporting data, necessitating further research to validate this hypothesis. The significance of this work is in uncovering the complexities of steelmaking slag behaviour, providing essential insights for optimising recycling processes. The research sheds light on the factors that influence the phase composition and stability of steelmaking slag, contributing to the utilisation of steelmaking slags, promoting environmental sustainability, and enhancing the overall efficiency of metallurgical processes in the current industrial landscape.

Jun 19, 2024

By Jim Glider, Noah Miner

The Gordie Howe International Bridge is a project to build a cable-stayed bridge and border crossing across the Detroit River. With a span length of 2,800-ft (853.4 meters), the Gordie Howe International Bridge will have the longest main span of any cable-stayed bridge in North America. Each tower has two legs that are supported by six drilled shafts each for a total of 12. The tower shafts are 9.84 feet in diameter (3-m) and extend well into bedrock. 17 each, 6.6 feet (2-m) drilled shafts were built to support the aging river bulkhead and replace shipping bollards. In addition to shallow groundwater fed by the Detroit River, artesian conditions at depth result in a water head that is approximately 17.2-ft (5.2-m) above surface. At 95-ft (29-m) below grade Dundee Limestone, of the Detroit River Group, is moderately weathered and fracture density decreases with depth. The Dundee Limestone strength ranges from 8-ksi (55.1-MPa) to 12-ksi (82-MPa) and may carry hydrogen sulfide in fractures. Working through casing that sticks three stories out of the ground is less than ideal, but was necessary to maintain a positive fluid head and prevent artesian-related quality issues. The sheer scale of the bridge forces required a load test configuration that could impart an equivalent static load of over 38,000,000 pounds (170-MN). A suite of QA/QC tests was developed to ensure the shafts would meet the project plans and specifications to include critical base cleanliness criteria. Interesting CSL and TIP results obtained highlight the strengths and weaknesses of each test method. Cleaning drilling fluids with a centrifuge allowed recycling of product and reduced exposure to environmental contaminate exposure. Having large construction equipment working next to the river presented challenges in working pad design. A driven pile system was developed to support high oscillator forces and protect the aging seawall.

Sep 8, 2021

By Brenton Cook, Daniel Mageau, Larry Applegate, Aaron McCain

"Ground freezing was successfully used to create an impermeable barrier wall along 3,000 feet of the downtown Seattle waterfront as part of the Seattle Seawall Replacement Project. This $360 million re-development involved removing the original 1930-era seawall and replacing it with a new, seismically resistant concrete wall supported on fill soil improved by jet-grout. The replacement wall was one of the largest construction projects in the state of Washington at the time. Ground freezing is typically used as both a structural shoring wall and groundwater cutoff. However, at this project it was used primarily as a cutoff wall to stop groundwater seepage into the 16-foot deep excavation from the landside areas.The project was divided into ten boxes (sections), each typically 200 to 600 feet in length. Only a few boxes were under construction at one time to reduce the impact on tourist-dependent local businesses. Soil conditions in the freeze zone consisted of sand, gravel and silt fill with abundant wood and debris. Tidally influenced groundwater, much of it contaminated, was difficult and expensive to control using wells during initial stages of construction. For all subsequent stages, a frozen soil wall extending to about 35 feet in depth was used to stop groundwater seepage into the excavation. An additional benefit of ground freezing included elimination of potential settlement beneath nearby buildings, utilities, and the Alaskan Way Viaduct that would likely have occurred with the use of conventional dewatering wells. The frozen soil wall crossed more than 130 buried utility locations (including water, sewer, storm, electrical, fiber optic, phone, gas, steam) with no damage. The frozen soil wall was very successful and limited groundwater influx from the landside to the seawall excavation to a negligible amount so that pumping, storage and treatment of contaminated groundwater was essentially eliminated."

Jan 1, 2016

Government established and financed the NZ Steel Investigating Co in 1960. Its investigations showed that a steel industry was feasible and desirable based uponNorth Island titanomagnetite ironsands, and charted a route for its establishment. The initial processing used post-1945 preheating and prereduction developments, but later innovative improvements created what was essentially a new New Zealand technology. Of the North Island titanomagnetite deposits: the small ones at Waipipi were best made available for export; those at Kawhia and Taharoa were too remote for the economic siting of a mill; that at Raglan proved too small; while at Waikato North Head three times the requirement of 50 million tons of concentrate were located in two sand areas averaging 18 per cent titanomagnetite. Economic studies showed that a South Auckland site would be ideal, close to New Zealand's biggest market. The mill site, on a basalt flow at Glenbrook, was located by a half-day's fieldwork - near both the Waikato North Head deposit, and a railhead for bringing in Waikato coal, etc, and taking out steel products.   This development was one of several since World War II which altered significantly the lives and homes of New Zealanders (others were natural gas, oil, geothermal power, epithermal gold, aluminium, opencastable lignite, etc). All had the essential ingredients of the highest government backing, direct or indirect government finance, and first-class New Zealand scientific and engineering skills (eg to create new technologies). Not one such project failed.

Jan 1, 1993

By Michael L. Wayman

Native copper is copper which exists in nature in elemental, metallic form, rather than being chemically combined as is the case with the more usual oxides, sulphides, carbonates, etc. Several other metals, including gold, silver and platinum also occur in native form as do, rarely, iron, lead and mercury; a few naturally occurring native metal alloys, notably electrum (gold-silver) and tumbaga {gold-copper or gold-silver-copper) are also known. An analysis of the relative availabilities of native metals as nuggets in a useful size range111 shows native copper to be by far the most abundant of the native metals, exceeding both gold and silver by at least two orders of magnitude. While such an estimate is crude, it serves to illustrate why copper was one of the first metals to have been used by ancient peoples. Native copper is known to occur on all inhabited continents, although its exact occurrence and abundance in ancient times cannot be unambiguously determined because many surface deposits may have been totally exploited and are therefore no longer identifiable. It is clear, however, that native copper does or did occur in all areas inhabited by the early metal-using cultures, for example in the Andes, in Central America and in the Near East. It is remarkable that most of the world's native copper occurs in the deposits of the Lake Superior region, primarily on the Keweenaw Peninsula of northern Michigan and on Isle Royale, an island in Lake Superior some 50 miles north of the Keweenaw deposits. Canadian deposits of native copper are found in Newfoundland and Labrador, Nova Scotia, Quebec, Ontario, British Columbia, the Yukon and the Northwest Territories (on Victoria Island, Bathurst Inlet and the Coppermine River area). It was to locate the latter deposits that the explorer Samuel Hearne was sent overland from Hudson's Bay in 1770; they were also surveyed by Sir John Franklin's expeditions in the 1820s.

Jan 1, 1999

By T. Yalcin, S. Brunet

The flocculant-assisted hydrocyclone involves the addition of a flocculant to the cyclone feed for the purpose of obtaining a clear cyclone overflow, and thereby eliminating or reducing thickener requirements in tailings disposal operations. This paper describes the testing of this concept on the iron ore tailings of Quebec Cartier Mining Company's Mount Wright Concentrator. The current practice at Mount Wright makes use of conventional hydrocyclones and thickeners for the disposal of their tailings, which are generated in a spiral gravity separation circuit. The test work was conducted primarily on their cyclone overflow product which becomes the feed to the thickeners. A detailed study was carried out to determine the sedimentation properties of these tailings in terms of their response to a variety of flocculating reagents, and to varying conditions of pH, pulp density and flocculant dosage. The tailings were then processed in a laboratory hydrocyclone with the aid of flocculants. The use of a shear resistant flocculant, in particular, was found to yield cyclone overflows with low solids contents. Based on the test results obtained, a conceptual flow sheet has been proposed for the treatment of the iron ore tailings at the Mount Wright Concentrator.

Jan 1, 2004

By Dobos SK, Gibson GM, Little TA, Sliwa R

Current studies, and analysis of previouslypublished data, have lead to a re-evaluation of the inclusion of the North D'Aguilar block within the "Gympie Province" in southeast Queensland. The metamorphic rocks are part of a Late Devonian(?)-Early Carboniferous subduction accretionary complex and are unconformably overlain by volcanic and coarse-grained clastic rocks of probable Early or mid-Permian age, as well as by Early to middle Triassic rocks of the Esk Rift. Metamorphic fabrics in the basement rocks include not only those that can be related to convergence, but also younger fabrics that may have developed during Late Carboniferous or Permian uplift and unroofing of the accretionary rocks. A predominance of basic schists, some of which are blue amphibole-bearing, and associated fine-grained pelagic and hemipelagic sediments in the Northern D'Aguilar block contrast with the siliciclastic-dominated sediments of most of the accretionary complexes of the New England Orogen. However the similarity of structural style, and metamorphic and igneous history, with adjacent basement blocks, and with other blocks throughout the New England orogen, suggests that the North D'Aguilar block simply represents deeper, probably underplated, levels of the same subduction complex. Uplift and cooling may have been accomplished by extensional faulting during Permian inception of the Esk rift, which flanks the block on the west.

Jan 1, 1990

By Luiz Fernando Pimentel Simões

Neste trabalho são apresentados o planejamento e preparação para o início da operação, o período de “ramp up” e estabilização da produção da sinterização da Companhia Siderúrgica do Pecém. Incluindo a estruturação e execução do comissionamento; elaboração dos procedimentos para operação aliado a implantação do sistema de gestão da qualidade; definição do quadro de pessoal, seleção, contratação e treinamento; definição das especificações de matérias-primas, aquisição dos primeiros lotes, com desenvolvimento de fornecedores locais; apresentação dos resultados dos principais indicadores de produção e qualidade no período de “ramp up” e estabilização da planta.

Oct 30, 2017

By Ivan Kwei Liu Kam

O presente trabalho propõe a carbonetação a laser de ferro puro para a formação de uma camada endurecida na superfície. A formação de uma camada dura permite obter peças com melhores propriedades tribológicas, mas sem alterar as propriedades volumétricas do sólido. Foram realizados experimentos em quatro condições de tratamento a laser, com uso de uma fonte do tipo fibra de Yb:vidro. Análises microestruturais e de dureza mostraram a formação de camada ledeburítica e martensítica, dependendo das condições experimentais, até cerca de 50 µm de profundidade. Análises por calorimetria permitiram, também, verificar que a absortividade do laser na peça variou entre 30 e 46%. Estes resultados mostram que o uso de laser para a carbonetação de peças ferrosas, com a metodologia proposta, permite um alto rendimento, alta dureza da superfície e baixo aporte térmico ao material.

Aug 7, 2018

By Alexandre da Silva Rocha, Luiz Maurício Barreto de Azevedo, Leonardo Sales Araújo, Rafael Menezes Nunes, Matheus Campolina Mendes, Thiago Marque Ivaniski, Luiz Henrique de Almeida

Superliga 718 é uma liga de níquel endurecida majoritariamente por precipitação controlada. As suas principais aplicações são nas indústrias aeroespacial, óleo e gás e nuclear devido a capacidade da manutenção das suas propriedades desde a temperaturas criogênicas até aproximadamente 650°C. Para atenuar fenômenos deletérios de natureza intergranular, neste material são feitos tratamentos termomecânicos específicos para se se aumentar a fração dos contornos do tipo Σ3n.Portanto, o objetivo deste trabalho é analisar duas rotas termomecânicas capazes de aumentar a fração destes contornos por ciclos iterativos de deformação por trefilação, seguido de solubilização em temperaturas sub-solvus  e super-solvus  e envelhecimento além de avaliar a influência da trefilação na precipitação de  mesotextura e tamanho de grão  Para a análise microestrutural, foram feitas imagens de microscopia eletrônica de varredura(MEV) e difração de elétrons retroespalhados (EBSD). Foi feita simulação computacional por elementos finitos do processamento termomecânico para avaliar a distribuição e o grau da deformação no processo. Os resultados mostram que é possível atingir uma elevada fração de contornos do tipo Σ3n pelo processo de trefilação, contudo, a heterogeneidade da deformação ao longo da seção radial influencia em parâmetros microestuturais .

Oct 10, 2019