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By Morgana Cristina Arnold

O Pó de aciaria elétrica (PAE) é um resíduo siderúrgico, produzido pela volatilização de metais pesados durante a fusão da sucata no forno elétrico a arco. Os metais volatilizados, entre eles Zn, Pb, Cd, Ni e Cr, são oxidados e subsequentemente solidificados na forma de um pó fino com partículas de dimensão inferior a 10 micrômetros. Este resíduo é classificado como Classe I – perigoso, segundo a norma NBR 10.004/2004, devido às concentrações de chumbo e cádmio acima do limite estabelecido no ensaio de lixiviação. Neste sentido, uma das alternativas para um possível uso deste resíduo seria a tecnologia de Solidificação/Estabilização (S/S) para a imobilização dos metais tóxicos. O PAE atrasa as reações de hidratação do cimento Portland, o que inviabiliza este cimento na tecnologia de S/S. Portanto, este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito do PAE nas características mecânicas e ambientais de argamassas à base de cinzas volantes (CV) e cinzas de casca de arroz (CCA) álcali-ativadas. Foram preparadas argamassas com traço de 1:3 (CV+CCA: areia, 4 granulometrias) e adicionados teores de PAE de 0, 10, 15 e 20% em relação à massa de CV+CCA. Ensaios de resistência à compressão foram realizados nas idades de 7 e 28 dias. Para avaliar a periculosidade do material, análises de lixiviação foram realizadas na idade de 7 dias. Os maiores resultados de resistência à compressão, entre as argamassas contendo o resíduo, foram encontrados para o teor de 20% de PAE.

Aug 16, 2017

By Daniel Angelo Zattera Milesi

Em determinadas rotas de manufatura de componentes automotivos, principalmente de produtos do segmento rodoviário pesado, são muito comuns processos de desempeno a quente, assim como outros procedimentos como arqueamento e alinhamento de longarinas. O presente trabalho tem por objetivo traçar os principais impactos destes processos sobre o material de alta resistência e baixa liga norma DIN EN 10149 S700MC em uma rota de fabricação de produtos automotivos com interferência de um procedimento a quente. Esse material, quando submetido ao ciclo térmico para alinhamento a quente, através do aquecimento de algumas regiões pontuais e do posterior resfriamento ao ar calmo têm suas propriedades mecânicas alteradas. Para comprovar isso, foram reproduzidas as condições do processo atual para mapeamento de dados de temperatura para os subsequentes ensaios de laboratório. Comparando as amostras submetidas ao ciclo térmico, com as produzidas com a mesma matéria prima sem aquecimento, pode-se verificar o impacto causado pelo processo de alinhamento a quente utilizado sobre as propriedades mecânicas do material. Os resultados mostram que o aço DIN EN 10149 S700MC apresenta alterações expressivas em todos os ciclos realizados. Com isso, ocorrem modificações na microestrutura pelo ciclo térmico ocasionando a diminuição de algumas propriedades mecânicas importantes, como tensão de escoamento, dureza e a tensão limite de fadiga.

Aug 16, 2017

By Racquel Nottingham, Freddy Lopez, Ole Gadermann

The ongoing urban development is a global phenomenon, placing has high demands on urban infrastructure (housing, public services, transportation, telecommunications, etc.). Micropiling is one of the most successfully implemented deep foundation technologies in urban interventions, and in densely populated and built-up areas. The use of micropiles enabled the implementation of several solutions within short time frames, with minimal disturbance to the daily activities of the population. Since urban interventions usually represent a very important investment and have an economic impact, special attention should be paid to the serviceability of the urban infrastructure in the middle and long term. For the foundations, the design loadbearing capacity of the used structural elements needs to be guaranteed during the planned life time of the structures. In the case of micropiles, it must be ensured that the steel load bearing elements are effectively protected against corrosion. This paper presents the structural design of permanent self-drilling micropiles, subject to tension due to uplift loads. For the case study, different micropile systems - available worldwide - will also be evaluated. For the afore mentioned micropile systems, the design considerations regarding the durability of the reinforcement, based on their corrosion protection approaches, will be presented in this paper.

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 Laís Couto dos Santos

A corrosão é definida como um conjunto de fenômenos de deterioração progressiva dos materiais em consequência de reações eletroquímicas. Em determinadas instalações metálicas, tais processos são monitorados através de cupons de perda de massa. Quando tal fenômeno se evidencia pela formação de cavidades com pouca perda uniforme, consistindo em um processo de corrosão puntiforme, ele é denominado corrosão por pites. As normas ASTM G46-94 (2005) e NACE RP0775 (2005) recomendam caracterizar a corrosão por pites através da densidade, tamanho, profundidade e taxa de corrosão por pites. Entretanto, essa é uma avaliação subjetiva e o fator humano pode ter influência significativa na obtenção dos resultados. No presente trabalho, cupons de corrosão comerciais foram expostos à corrosão em câmera de imersão no período de três meses, tendo como fluido a água potável. O objetivo principal foi avaliar a influência do fator humano nos parâmetros de corrosão puntiforme. Foi realizada uma análise comparativa dos resultados obtidos por três diferentes operadores. As alterações encontradas se mostram significativas, entretanto, tais variações não modificaram o nível de classificação dos cupons segundo as normas.

Aug 17, 2017

By A. Golder, I. Roy

The Jayant opencast operation is one of the largest opencast coal mines in India. Prior to 2008 the mine experienced a number of dragline dump failures, which was a major hindrance in sustaining production. Northern Coalfields Limited (NCL) and the mine management engaged several design, research, and academic institutions to carry out dump slope stability studies, particularly of dragline dumps. BirlaInstitute of Technology prepared a report on the investigations in May 2009. In this paper we review the findings of the report and the measures taken to tackle the safety aspects of dragline dumps.

Jan 2, 2022

By Raffaele Alves Paranhos

Devido à alta competitividade no mercado siderúrgico se faz necessário à otimizaçãodo processo como forma a atendermos a demanda de produção com um menorcusto de transformação. Nesse contexto, foi utilizado para desenvolvimento dotrabalho a metodologia DMAIC e os conceitos do “LEAN”. O objetivo do grupo foiestratificar o custo de produção do equipamento e atuar nos principais fatores, tendocomo princípio a redução do desperdício, aumento da produtividade da mão de obra,aliada a produtividade de tonelagem de material. Na estratificação do custo deprodução identificamos o “Rendimento metálico” como sendo o fator maissignificativo e propomos ações internas que contemplaram alteração de programade automação para melhora do descarte da cauda (Final) da bobina e com issoatingindo valores recordes de aproveitamento material acabado. Fizemos reduçõesde lead time do nosso processo eliminando os tempos que não agregam valores,aumentando a produtividade do equipamento. Com este trabalho conseguimosreduzir consideravelmente o custo de transformação do equipamento, além, deaumentar sua capacidade produtiva.

Aug 16, 2017

By Irajá Bernardino Ribeiro Juniorr

O presente trabalho tem por objetivo apresentar alguns exemplos de aplicações na Indústria Siderúrgica e de Mineração (Prensa de Rolos e Torre de Resfriamento) mostrando que com o emprego de uma confiável metodologia para determinação dos benefícios energéticos é possível a implantação das medidas de conservação de energia em sistemas de força motriz instalados nestas indústrias com o simples uso de Lubrificantes Sintéticos Especiais em substituição ao largo emprego de óleos minerais. Esta solução também proporciona ganhos energéticos e financeiros expressivos e mais atrativos do que as já consagradas soluções de eficiência energética como troca de lâmpadas e /ou motores de alto rendimento. Além do mais, a troca de lubrificante já é rotina implementada nas indústrias e seus profissionais da área de manutenção, não sendo preciso treinamento adicional para implementação, tornando esta ação com o propósito de economizar energia simples e fácil de ser implementada. Este trabalho é uma parte dos resultados do projeto inovador desenvolvido pela Klüber Lubrication desde 2010, onde o principal objetivo é disponibilizar aos usuários de sua linha de produtos este recurso, internacionalmente reconhecido, de Medição & Verificação para a comprovação de ganhos de energia em prensas de rolos com alcance de redução de cerca de 10% de consumo de energia.

Aug 17, 2017

By Joo Hyun Park, Soo Sang Park

The distribution behavior of Pb between molten copper and FetO-SiO2 (-CaO, Al2O3) slags was investigated at 1473 K (1200 oC) and p(O2)=10-10 atm in view of the reaction mechanism of Pb dissolution into the slag. The distribution ratio of Pb (LPb) decreases with increasing CaO content (~6 mass pct) irrespective of Fe/SiO2 ratio (1.4~1.7). However, the addition of alumina into a slag with Fe/SiO2=1.5 linearly decreases the LPb, whereas a minimum value is observed at about 4 mass pct Al2O3 at Fe/SiO2=1.3. The log LPb continuously decreases with increasing Fe/SiO2 ratio, and the addition of Al2O3 (5 to 15 mass pct) into the silica-saturated iron silicate slag (Fe/SiO2 < 1.0) yields the highest Pb distribution ratio. The log LPb linearly decreases by increasing the log (Fe3+/Fe2+) value. The Pb distribution ratio increases and the excess free energy of PbO decreases with increasing Cu2O content in the slag. However, from the viewpoint of copper loss into the slag, the silica-saturated system containing small amounts of alumina is strongly recommended to stabilize PbO in the slag phase at a low Cu2O content.

Jan 1, 2014

By L Dyer, G. J. Wilkie, P. Walters, B Tadesse, L. Keeney

Grade Engineering® is a term trademarked by the Cooperative Research Centre for Optimising Resource Extraction (CRC ORE) and includes five key levers for upgrading ores and rejecting waste prior to expensive downstream comminution and mineral processing. These five levers include natural deportment, induced deportment, bulk sorting, particle sorting and gravity separation. Over the past ten years, CRC ORE has progressed a range of technologies that exploit these levers from laboratory proof of concept through to large scale demonstration and validation. This paper details the work carried out by CRC ORE and Curtin University for assessing the amenability of an ore for its natural deportment and particle sorting attributes in an Integrated Screening and Particle Sorting (ISPS) Grade Engineering® process. ISPS is seen as a preferred method for Grade Engineering® as compared to individually operated unit operations as the benefits of each can be complementary. Furthermore, it is suggested that integrating the two levers has two important impacts: 1. Firstly, there is a risk that isolated particle sorting test results will be misinterpreted as being representative of the full sample without considering the mass balance impact of high-grade material that might have been lost in the fines fraction. This fine fraction will not be detected through the particle sorter. 2. Secondly, and potentially of more valuable impact, is that the opportunity may exist to upgrade the feed first through determining if there is a concentration of high grade to the fine (or coarse) fraction which can be separated through screening. Undertaking screening in the preparation stage of the particle sorting process will enable analysis and separation of the fine or coarse fractions of a rock mass. The result of this study provides the mining industry with an independent framework for undertaking an Order of Magnitude (ISPS) Grade Engineering® assessment on a range of constituent ore types. Keywords: Grade engineering, particle sorting, grade by size fractionation

Jan 1, 2020

By S. Kauvosaari, M. Olofsson, O. Haavisto, M. Kosonen, J. Martikainen

The target in grinding circuit operation is usually to maximise the throughput and energy efficiency while keeping the product particle size on an optimal level for downstream operations. Furthermore, feed ore variations in size and hardness need to be compensated in order to stabilise the process. This is a challenging task for any circuit and requires good instrumentation, combined with careful control design. This study investigates the control of a two-stage iron ore grinding circuit with an AG and pebble mill at LKAB Kiruna KA3 concentrator in northern Sweden. A new control approach based on multivariable model predictive control (MPC) is designed, implemented and evaluated for the circuit. Additionally, advanced instrumentation including a volumetric charge measurement for grinding mills is utilised. The MPC control approach starts with step tests that are used to model the effect of manipulated variables (MVs) like feed rate, water addition and primary mill speed on controlled variables (CVs) such as final product particle size, power consumption and volumetric charge of the mills. In the control implementation phase, the models are then utilissed together with current process measurements and known operating limits to predict optimal future changes for the manipulated variables in order to reach the desired process output values. It is shown that the new control approach improves the stability of the circuit and reduces energy consumption. Keywords: Model predictive control, grinding, optimisation

Jan 1, 2020

By P. Pięta, A. Surowiak, T. Niedoba

In a flotation process of copper ore three factors were measured: copper grade in concentrate (β), copper grade in tailings (J) and recovery of copper in concentrate (e). The experiment was conducted by means of the Jameson cell. The factors influencing the quality of the process were particle size (d), time of separation (t), type of the collector (k) and dosage of the collector (s). The considered vector function was then [β(d, t, k, s), J(d, t, k, s), e(d, t, k, s)]. Optimisation achieved was based on determining the values of the adjustable factors (d, t, k, s). The goal was to obtain the highest possible values of functions β and e (maximum) and the lowest possible values of function J (minimum). To this purpose the taxonomic methods were applied. Keywords: Flotation, copper ore, lithology, flotation agents, particle size distribution, taxonomic methods

Jan 1, 2020

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 Diego Ruben Martin

Este trabalho objetivou comparar, por meio de experimentos desenvolvidos em uma fundição, através da adição de três inoculantes diferentes (IM-22 com FeSi-Ba/Zr, G 20 com FeSi-Ba) e IMSR 75 com FeSi-Sr), para observar as características da vida util de ferramentas na usinabilidade das peças, microestrutura e propriedade mecânica. A metodologia da pesquisa se baseou em analisar principalmente pelo processo de fresamento o ferro fundido cinzento GG-25 inoculado diferentemente, denominado de acordo com a Norma DIN EN 1561. As formas de avaliação dos resultados terão como base uma análise quanto ao desgaste da ferramenta, acabamento superficial, análise microestrutural, composição química e propriedades mecânicas do material da peça. Os resultados mostraram que dentre os inoculantes aplicados o com Sulfeto de Estrôncio (SrS) apresentou-se mais estável termodinamicamente que as amostras inoculadas com os outros dois inoculantes, pois ele levou a uma variação da energia livre de Gibbs mais negativa e portanto mais favorável a formação de núcleos com raio crítico (rc) maiores, o que permitirá uma solidificação com nucleação heterogênea. Todavia o respectivo inoculante também foi mais eficiente na formação de uma microestrutura mais estável, com maiores quantidades de células eutéticas e vida útil do inserto mais longa quando usinado.

Aug 16, 2017

By Isadora Dias Perez

Com a preocupação ambiental, econômica e social perante o descarte de metais oriundos da mineração, busca-se por métodos alternativos e sustentáveis de tratamento e recuperação. Dessa forma, o processo escolhido foi o de troca iônica e o estudo investiga a adsorção do Co2+, Cu2+ e Ni2+ por meio da resina quelante Purolite S950. A resina foi escolhida pela sua capacidade de adsorção dos metais de transição de uma solução ácida. Portanto, o trabalho tem como objetivo investigar o efeito da variação do pH 0,5-2,0, considerando o tempo de contato de 120 min a 25 ºC. Os ensaios foram executados em batelada e as amostras analisadas pela técnica de espectrometria de fluorescência de raios-x de energia dispersiva (EDX). Por meio dos ensaios realizados, foi concluído que a resina quelante Purolite S950 utilizada no estudo foi capaz de remover os metais, destacando a extração de 96,3 % Co2+, 94,8 % Cu2+ e 75,3 % Ni2+, quando a solução estava condicionada em pH 2,0.

Oct 30, 2017

By Luana Araújo Batista

Os aços inoxidáveis austeníticos apresentam interessante junção de propriedade mecânica com elevada resistência à corrosão. Porém, quando aplicados em temperaturas na faixa de sensitização e submetidos a ambientes agressivos, tornam-se suscetíveis à corrosão intergranular. Para verificação da suscetibilidade desses aços sofrem este fenômeno são realizados ensaios de corrosão. Dentre eles os mais utilizados são os contidos na norma ASTM A262, que possui cinco diferentes procedimentos. Este trabalho consiste na comparação dos procedimentos das Práticas A, C e E, contidos nessa norma, para determinação da tendência à corrosão intergranular do aço AISI 304L. Para isto, amostras do aço foram sensitizadas a 675°C por uma hora e em seguida submetidas aos diferentes ensaios descritos na norma. Após a realização dos três procedimentos, considera-se que a metodologia mais assertiva e confiável seja a Prática E, conhecido como ensaio de Strauss, e que as amostras analisadas não apresentaram corrosão intergranular.

Aug 16, 2017

By Felipe Darabas Rzatki

Polyether ether ketone (PEEK) is a high performance thermoplastic often selected for high temperature tribological applications under chemically aggressive environments. The present work evaluate the tribological behavior of a high performance PEEK composite under ambient and high temperature (30 and 80°C, respectively). The atmosphere was also varied (air or tetrafluorethane). An AMTI tribometer equipped with a hermetic chamber and a heating system was used to carry out sliding tests of PEEK cylinders on 304 stainless steel polished discs (Sq < 10 nm) with reciprocating movement and 175 N normal force. Surfaces roughness analyses were performed with a white light interferometer. As expected, there was a strong influence of temperature on the tribological behavior of the samples tested in ambient atmosphere (25% decrease in friction coefficient associated with a 100% increase in wear rate). On the other hand, samples tested in tetrafluorethane atmosphere showed no significant friction temperature dependence.

Jul 31, 2018

By Bryan de Barros Soares

O aço carbono é um material amplamente empregado na indústria petrolífera devido sua elevada resistência mecânica e baixo custo. Entretanto, este material não possui boa resistência à corrosão. Neste contexto a predição da taxa de corrosão é de extrema importância para estimar a durabilidade desses materiais. Atualmente isto é feito com base em dados de ensaios de perda de massa em um único tempo de imersão, estimando-se a taxa de corrosão. Contudo, para converter os dados de perda de massa em taxas de corrosão é imprescindível que os ensaios sejam conduzidos em diferentes tempos de imersão e que haja linearidade entre perda de massa e tempo. Neste trabalho a corrosão do aço carbono em meios saturados com CO2 foi investigada através de ensaios de perda de massa em três tempos de imersão diferentes, com o objetivo de avaliar essa linearidade. Dos quatro meios corrosivos estudados, um não apresentou linearidade entre PM e tempo de imersão, sendo portanto incorreto extrapolar os dados para taxa de corrosão. Os resultados comprovaram que a extrapolação de dados de PM para taxas de corrosão não pode ser aplicada sem uma prévia verificação da linearidade entre perda de massa e tempo de imersão.

Aug 16, 2017

By Leandro Wiltemburg Araújo

Em Conformação sob Fluência com Envelhecimento, do inglês Creep Age Forming (CAF), o material previamente solubilizado e temperado é carregado elasticamente (normalmente por flexão) e subsequentemente aquecido à temperatura de tratamento térmico de envelhecimento. Basicamente, a conformação se dá por meio de deformações provocadas simultaneamente pela tensão aplicada ao longo do tempo (fluência) e endurecimento por precipitação (envelhecimento). Sendo assim, pretende-se avaliar os efeitos dos parâmetros mencionados no retorno elástico, como tempo, temperatura, retorno elástico e propriedades mecânicas. Portanto foi avaliado, a variação do retorno elástico (springback) em função do tempo para a liga de alumínio AA7475 submetida a um carregamento de flexão durante o envelhecimento realizado em duas temperaturas diferentes (120°C e 150°C). Foi possível observar que quanto menor o tempo e a temperatura de envelhecimento, maior o retorno elástico. Portanto, quanto maior o retorno elástico da peça, mais próxima ela estará do seu formato original antes da conformação [1]. Em relação à dureza, foi observado que quando o material é submetido a uma temperatura de 120°C obtém-se um aumento significativo de dureza Vickers com o passar do tempo (atribuída a precipitação refinada) e a 150°C não ocorre esse aumento significativo dessa propriedade mecânica (atribuído a precipitação mais grosseira).

Aug 16, 2017

By Fabiano Soares

Strand guide rolls in continuous casters are crucial components for guaranteeing an optimum process for the production of high-quality steel grades. The properties of these rolls greatly influence the quality of the slab produced. The most commonly used designs so far have been the axle roll and the solid roll. A quite new roll concept is the STEC-Roll®. It combines the advantages of the axle roll with those of the solid roll. This paper explains the development of this roll type and shows the current design. The characteristics of the STEC-Roll® are presented in greater detail and are underlined by a number of simulation results. Beside the design itself, the benefits for casting and maintenance are explained, including for example the easy assembly and dismantling or the use of the roll for dry casting. A brief examination is made of the TCO for the STEC-Roll® and an estimation is provided of the exchangeability of this roll. To conclude, an overview on the current applications is presented.

Aug 17, 2017