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By Breno Totti Maia

A principal ferramenta de controle do processo BOF reside na regulagem dos parâmetros de sopro de oxigênio. As condições ótimas desse processo envolvem diversas variáveis, como vazão de oxigênio, distancia banho lança (DBL), número de furos para a saída de oxigênio na lança, entre outros fatores. Através de uma análise visual da penetração do jato e do volume movimentado, foram analisados os comportamentos para cada configuração de sopro entre diferentes combinações de bicos multifuros (3 a 6 furos), para uma distância banho lança (DBL) e vazão constantes. A análise dos parâmetros de interação entre o sopro e o banho líquido composta pelas frações de metal e escória, representados respectivamente por água e óleo de parafina é o principal objetivo deste trabalho. Foi necessário desenvolver nova metodologia para a determinação da penetração assim como proposta de nova fórmula e ajuste da constante empírica, fator K. As maiores penetrações foram alcançadas com os bicos de 3 e 4 furos. Para a configuração de 6 furos, foram encontrados os menores valores de penetração e maior volume de zonas de baixa movimentação em relação aos parâmetros estabelecidos.

Aug 17, 2017

By Verônica Scarpini Candido

A utilização de fibras de naturais como agente de reforço tem sido amplamente estudada, pois é uma alternativa para o desenvolvimento de materiais sustentáveis. Assim esse trabalho tem por objetivo estudar o comportamento em flexão de compósitos de matriz poliéster reforçados com fibras de bagaço de cana de açúcar. Foram produzidos compósitos com adição de 0, 10, 20 e 30% em volume de fibra e, depois, testados em flexão em 3 pontos. Os resultados mostraram que adição das fibras reduziu a resistência à flexão, porém, mesmo com uma queda dessa propriedade, os resultados são similares aos encontrados na literatura.

Oct 30, 2017

By Gustavo Henrique Bolognesi Donato

A utilização de materiais cerâmicos em componentes que operam em elevadas temperaturas (p. ex.: trocadores de calor cerâmicos que operam acima de 800°C) é vantajosa do ponto de vista térmico, mas não é trivial em termos estruturais, uma vez que estes materiais são frágeis e portanto, suscetíveis à fratura catastrófica. Considerando a necessidade de materiais resistentes a elevadas temperaturas e que garantam a integridade de aplicações como tais trocadores de calor, este trabalho investiga as propriedades mecânicas da alumina a (Al2O3) como função da temperatura na faixa de 23°C a 850°C. Para tal, cem ensaios de flexão em 4 pontos e ensaios adicionais selecionados em 3 pontos foram realizados em amostras de seção transversal retangular de ~ 45 mm2 produzidas por gelcasting, técnica esta que tem grande potencial para moldar peças de geometria complexa. Os ensaios foram conduzidos empregando um dispositivo fabricado em Inconel (superliga de Níquel-Cromo) especialmente desenvolvido para esta finalidade e contendo articulações objetivando autocompensação de desalinhamentos. Os resultados experimentais puderam ser muito bem descritos usando a estatística biparamétrica de Weibull e demonstram o efeito da temperatura na redução da resistência à flexão. Adicionalmente, o dispositivo proposto facilitou e dinamizou a realização dos ensaios, além de garantir pequena dispersão das propriedades mecânicas obtidas, especialmente se considerado o micromecanismo frágil de fraturamento desta classe de materiais.

Aug 8, 2018

By Antonio Augusto Gorni

A Temperatura de Não-Recristalização (Tnr) é um parâmetro fundamental para a definição dos limites de temperatura a serem adotados nas fases de esboçamento, espera e acabamento da laminação controlada de chapas grossas feitas com aços microligados. Sua determinação experimental normalmente requer a execução de ensaios laboratoriais de torção a quente mas, a princípio, também é possível que a Tnr seja determinada a partir da evolução dos valores de tensão de escoamento média e temperatura obtidos durante a laminação de chapas grossas. O objetivo deste trabalho consistiu em verificar a viabilidade desta abordagem sob as condições específicas da usina de Cubatão da Usiminas. A partir dos resultados obtidos foi possível verificar o real potencial desta técnica, propor alterações na metodologia disponível na literatura e constatar suas limitações.

Jul 30, 2018

By Leticia dos Santos Aguilera

Nanopartículas magnéticas são amplamente empregadas em diversas áreas devido as suas propriedades superparamagnéticas, e vem sendo estudadas por todo o mundo com potencial em campos como biomedicina e tratamento de efluentes. Nesse experimento as propriedades de ferritas mistas de manganês e zinco foram testadas e avaliadas com base na sua concentração de zinco em cada composto, usando como fator de comparação suas velocidades médias de arraste em um tanque de ondas graduado na presença de um campo magnético externo. O processo procura viabilizar um método de análise que sugira possível coerência com resultados observados em outro método de caracterização magnética, a magnetometria por amostra vibrante. Tais resultados apresentaram maior magnetização de saturação para as amostras de Mn0,5Zn0,5Fe2O4 assim como foi observado maior velocidade de arraste nas amostras de mesma estequiometria.

Oct 30, 2017

By Emanuelle Garcia Reis

O trabalho apresenta a previsão das propriedades mecânicas de um aço C-Mn com adição de Nb laminado pelo processo TMCP, utilizando equações matemáticas que correlacionam os parâmetros operacionais de deformação e as temperaturas de processo obtidos em uma simulação laboratorial. Foram considerados os fenômenos metalúrgicos de solubilização, precipitação, recristalização e crescimento de grão. Os resultados finais previstos pela simulação mostraram-se satisfatórios, permitindo uma boa previsibilidade da resistência mecânica do laminado a quente.

Aug 16, 2017

By Verônica Scarpini Candido

O estudo da composição mássica de cerâmicas vermelhas é de extrema importância para a produção de peças com propriedades tecnológicas aceitáveis. Nesse contexto esse trabalho tem por objetivo determinar as propriedades tecnológicas de cerâmica vermelha para fabricação de blocos de vedação. Dois tipos de argila foram usados, argila forte e fraca, para a confecção dos corpos de prova que foram moldados por prensagem uniaxial. Após essa etapa foram determinadas a absorção de água e a resistência em flexão. Os resultados mostraram que a massa composta por 50% de argila forte e 50% de argila fraca apresentaram os melhores resultados de resistência à flexão. Assim, o estudo mostrou que todas as massas estudadas atendem aos requisitos mínimos exigidos por norma e que a massa composta pela mistura das argilas apresentou o melhor desempenho mecânico tecnológico.

Oct 30, 2017

By Lucio Fabio Cassiano Nascimento

A determinação dos parâmetros cinéticos de cura de uma resina polimérica, bem como do compósito de matriz polimérica constitui importante ferramenta científica e tecnológica para processos industriais. No presente trabalho foi utilizada a técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC), prevista pela ASTM E698, com taxas de 5, 7,5 e 10°C/min para determinação da energia de ativação “E” (kJ/mol), fator pré-exponencial “Z” (min-1) e o tempo médio para alcançar 50% de cura “t1/2” para o epóxi puro e para o compósito reforçado por fibras de malva, em temperaturas variando na faixa de 25ºC a 100ºC. Os resultados mostraram que o tempo médio de cura de 24h, utilizado para a produção de placas de resina epóxi DGEBA-TETA ou compósitos de epóxi reforçados com fibras naturais, pode ser reduzido consideravelmente.

Oct 30, 2017

By Verônica Scarpini Candido

O comprimento crítico das fibras vegetais é um importante parâmetro para melhorar as propriedades dos compósitos por elas reforçados. Assim, esse trabalho tem como objetivo determinar o comprimento crítico das fibras de bucha vegetal para possíveis aplicações em compósitos poliméricos. Para a execução desse ensaio, as fibras foram embutidas em matriz polimérica e depois foi feito ensaio de pullout. Os resultados mostraram que o comprimento crítico das fibras de bucha é igual a 2,14mm

Aug 16, 2017

By Kelly Cristina Ferreira

A determinação do consumo energético e o dimensionamento da etapa de moagem tem sido objeto de estudo de diversos pesquisadores desde o século XIX, iniciandose com Rittinger e Kick. Mais recentemente, outras técnicas, envolvendo modelagem matemática do processo têm sido aplicadas com sucesso. O material em estudo é um minério de ferro itabirítico da região de Morro do Pilar. Foram estudadas as etapas de moagem primária e remoagem. Diferentes metodologias foram utilizadas para determinação do consumo específico de energia na moagem primária, além da determinação dos parâmetros de quebra e seleção para diferentes colares de corpos moedores e otimização do circuito pré-dimensionado. Os resultados indicaram um consumo específico de energia pequeno para o minério em questão. Além disso, o teste de WI de Bond, com escalpe inicial na malha de controle, apresentou valores mais próximos do valor simulado.

Aug 17, 2017

By Afrânio Márcio Costa

Placas lingotadas continuamente, não obstante atendam a requisitos como composição química, conteúdo de inclusões, aspectos macro e micrográficos, podem ser desclassificadas por falta de conformidade dimensional. Contrações térmicas, de solidificação e de transformações de fases são partes intrínsecas do processo e são afetadas por alterações na taxa de extração de energia da placa durante o processo. Este conjunto de contrações determina o Fator de Contração de operação, o qual é utilizado para determinar as dimensões do molde que irão resultar na largura especificada, onde o presente estudo determinará o fator de contração dos aços peritéticos. As variáveis identificadas que influenciam no fluxo de calor primário foram: frequência de oscilação, superaquecimento, velocidade de lingotamento e viscosidade do pó fluxante. Identificou-se que o resfriamento secundário e a conicidade utilizado no molde, também são critérios determinantes para obtenção de larguras especificadas. Assim sendo, uma equação de regressão foi desenvolvida para o Fator de Contração.

Aug 17, 2017

By André Oliveira Galon, Elton Volkers do Espírito Santo, Caio Vaccari Silva, Victor Bridi Telles, Raphael Mariano de Souza

Para atender a demanda do mercado por aços com teores de fósforo cada vez menores, dominar os métodos desfosforantes mais eficientes é fundamental. Desse modo, o uso da termodinâmica computacional é extremamente importante, uma vez que as simulações vias softwares representam um caminho rápido, seguro e eficiente para se obter resultados no campo da aciaria. No presente trabalho foi proposto com uso do FactSage 7.2 a análise da eficiência de desfosforação de diferentes fluxantes: fluorita, sodalita, B2O3 e barrilha; que foram adicionados a uma mistura desfosforante padrão de 70g, nas simulações a massa total foi mantida constante em 70g e a porcentagem em peso usada dos fluxantes na mistura foi de 5 e 10%. Como tem-se em literatura que é possível correlacionar o fator de desfosforação (FDeP) com a eficiência, após o cálculo do FDeP feito através das simulações do FactSage, foi feita a correlação com a eficiência para se saber qual o fluxante era o mais eficiente e qual era o efeito do aumento da porcentagem em peso dos fluxantes na mistura desfosforante. A fluorita mostrou-se o fluxante mais eficiente seguido da barrilha, e a maior eficiência era atingida quando a porcentagem em peso dos fluxantes era de 5%.

Oct 1, 2019

By João Carlos Jânio Gigolotti

Foram estudadas experimentalmente as relações de fases do sistema Nb-Ti-Si na seção isotérmica a 1200 °C. Ligas fundidas em forno a arco em atmosfera de argônio a partir de Nb, Ti e Si de alta pureza (? 99,9 %), foram tratadas termicamente a 1200 °C durante 264 h em forno tubular, em atmosfera de argônio, encapsuladas em tubos de quartzo. As ligas tiveram sua microestrutura caracterizada por difração de raios-X, microscopia eletrônica no modo elétrons retroespalhados e por microsonda. Ficaram determinados os campos ternários Nb5Si3 + (Nb, Ti)3Si + (Nb, Ti, Si), Nb5Si3 + (Nb, Ti)3Si + Ti5Si3, Ti5Si3 + (Nb, Ti)3Si + (Nb, Ti, Si), Nb5Si3 + Ti5Si4 + Ti5Si3, Nb5Si3 + Ti5Si4 + NbSi2, NbSi2 + Ti5Si4 + TiSi, NbSi2 + TiSi2 + TiSi e NbSi2 + TiSi2 + SiSS. Existe boa concordância dos resultados com as propostas calculadas e experimentais existentes na literatura para essa seção isotérmica do sistema Nb-Ti-Si. Pequenas alterações composicionais são sugeridas para a locação dos campos ternários observados.

Aug 16, 2017

By Artur Fernando de Vito Júnior

Caracterizar propriedades de resistência à propagação de trinca em aços é um elemento central em métodos de avaliação de integridade estrutural. Tal caracterização, normalmente se dá por meio da obtenção de curvas de resistência à propagação estável de defeitos (curvas J-R) do material. Sendo assim, para tornar este estudo mais amplo, serão obtidas curvas J-R de um aço estrutural com o objetivo de elaborar um roteiro metodológico para obtenção de curvas J-R. O ensaio de tenacidade à fratura para obtenção da curva J-R foi conduzido utilizando a técnica do corpo de prova único (single specimen) empregando o método da flexibilidade no descarregamento (unloading compliance), segundo a norma de ensaios ASTM E1820. Para este estudo, foram utilizados corpos de prova compactos C(T) de espessura B=10,0 mm, largura W=2B e uma relação aproximada entre o tamanho de trinca (a) e a largura, a/W=0,5.

Aug 8, 2018

By Patricia Silva Madeira

Os aços molas ou mais especificamente os aços para a fabricação de molas (ASTM 5160) são basicamente aços com teores de carbono entre – 0,5% e 1,2%. O segredo do sucesso dos aços está relacionado a sua versatilidade, isto é da capacidade de se alcançar um conjunto específico de propriedade, dentro de um espectro muito amplo de possibilidades. Neste trabalho foram determinadas de maneira quantitativa as relações entre as propriedades elásticas com o tempo de recozimento variado e temperatura constante. A temperatura utilizada foi de 850°C, com tempos crescentes de 40 a 110 min. Para determinação das propriedades, os corpos de prova foram submetidos a ensaios de tração. A partir dos resultados observou-se uma redução do limite de escoamento e do módulo de resiliência do material. Decorridos 70 minutos de recozimento, essas propriedades mantiveram-se constantes. É apresentado ainda uma relação entre as propriedades de construção das molas com as propriedades do material utilizado em sua fabricação.

Aug 7, 2018

By James G. Lyons

All machines vibrate and make noise. An increase signals impending trouble. Vibration and noise analysis allows the condition of the machine to be determined without costly interruption in service for disassembly and physical inspection.

Jan 1, 1977

By K. D. Dill, S. D. Rosenthal

"This project analyzed the efficiency of incorporating the use of directional drilling technology into coal overburden blasting. Directional drilling is currently in use in the petroleum industry and it is believed that it will be a valuable asset in the mining industry. This project has shown that directional drilling can be a viable technology for use in the coal overburden removal process resulting in increased drill utilization and potential for cost savings. Future work regarding blasting and geotechnical evaluation should be performed to solidify the concept. INTRODUCTION Determine the Potential Drill Utilization Improvements and Rock Fragmentation Requirements Using Directional Drilling in a Coal Mining Overburden Highwall Application was a project funded by Atlas Copco Drilling Solutions (Atlas Copco) based in Garland, Texas. The project was developed and researched by Montana Tech of the University of Montana. This project was intended to show how the use of directional drilling can increase drill utilization, while decreasing costs, without sacrificing overburden blasting results. This paper discusses a review of the literature, the methods performed, conclusions and future work Background Atlas Copco theorized that an alternative approach to drilling a cast blast pattern would be beneficial to coal mining operations by increasing drill utilization and therefore, decreasing overall costs. Increasing drill utilization results in an increase in the amount of time the drill is being productive, more drill bit time in ground. Atlas Copco’s theory is that by incorporating directional drilling in the design of a cast blast pattern, a drill rig could drill multiple directional holes, which are the length of the cast blast, from a single drill set up. A drill goes through a series of steps to complete a blast pattern, these steps include: tramming to the hole location, leveling the drill, drilling the hole, cleaning the hole, and retracting the drill steel. This process is repeated hundreds of times until the whole pattern is completed. The most time intensive part of this process is drilling out the blast pattern. Integrating directional drilling into this process could decrease the overall time it takes to drill out a blast pattern by minimizing the amount of time spent tramming and setting up for each subsequent hole. Tramming and drill set up are two aspects of the drilling process where the drill tool is not engaged with the ground and, therefore, not being utilized. A cast blast pattern designed to utilize directional drilling will allow the drill tool to be “in the hole” longer and will improve drill utilization. This change in drill utilization was analyzed. Drilling and blasting is an integral part of the mining process, without it mining would be a slower process and less material could be mined. Drilling provides holes for explosives to be loaded and then blasted. Blasting has been found to be the most cost effective method of fracturing rock in mining for material removal. Blasting is also used as a low-cost method to move the rock in open cast mines, commonly referred to as cast blasting. A cast blast is a large blast designed to allow for the maximum amount of overburden to be removed using explosives in a single blast thereby uncovering more coal at a lower cost. Not all the material is blasted to cast-to-final, which requires that material to be moved with large mining machinery. Material that is considered cast-to-final is material that has been thrown far enough to never be moved again in the coal extraction process, therefore it is in its final resting place. A typical cast profile and cast-to-final area is shown in Figure 1."

Jan 1, 2017

By Brian T. Burch, Paul N. Worsey

When fired, submerged Linear Shaped Charges (LSCs) lose all effectiveness in the cutting of steel. Users in underwater applications have reported having to substantially increase the charge size to the point where brute explosive force shears rather than cuts the target.

Jan 1, 2015

By Giovanni Rubinich Moraes, Giorgio de Tomi, Irfan Ullah

The study examines productive and unproductive hours in four underground mine shifts: 6 h, 8 h, 10 h, and 12 h. Moreover, two sub-scenarios of single or two blasts examined the effect on mine utilization regarding effective working hours in underground mines. Cuiabá Mine data, the Brazilian’s largest and deepest underground gold mine, was used in both sub-scenarios. Under the first sub-scenario, which assumes two blasts per day, the 6-h shift had an effective work time (EWT) of 13 h and 30 min or 56.3% of the day. The EWT was 15 h and 20 min, 63.9% of the day, in the 8-h shift scenario. The 15-h, 30-min EWT took 64.6% of the day in both 10/12-h shifts. The 6-h scenario had an EWT of 16 h and 15 min (67.7%) in the second sub-scenario with a single blast daily. The 8-h scenario boosted EWT to 18 h and 25 min (76.7%) daily. An EWT of 18 h and 35 min daily (77.4%) was found in 10/12-h shifts. Comparisons of both sub-scenarios show that EWT positively correlates with shift length. Sub-scenario 1 has a 7.6% incremental step from 6 to 8 h, while sub-scenario 2 has 9%. EWT increases from 8-h to 10/12-h shifts by 0.7% for single and two blasts daily. Compared to the two sub-scenarios, halting operations for blasting once daily improves the EWT average by 12.5%. Reducing blasting and changing underground mining shift duration might boost economic viability.

May 21, 2024

By A. P. N. Sutherland

Pipelines for transporting high concentration slurries are often designed using methods applicable to homogeneous non-Newtonian laminar flow. Many industrial slurries though comprise coarse particles in a non-Newtonian carrier fluid, and existing experimental evidence from tests with such slurries demonstrates that they are not homogeneous. Under laminar shear conditions the coarse particles settle, even in statically stable carrier fluids. To understand this better, the Institute of Materials Science and Technology (IMST) at Cape Peninsula University of Technology (CPUT) is conducting ongoing research into the flow of these high concentration non-Newtonian settling slurries. Since pressure gradient and flow rate measurements alone are insufficient to adequately model the flows, an electrical resistance tomography (ERT) instrument developed by the University of Cape Town (UCT)was incorporated into the pipe test loop to determine pipe cross-section concentration and velocity profiles. The software developed to do this is modular and allows different image reconstruction and cross-correlation algorithms to be implemented and tested without significantly changing the rest of the application. At a total frame capture rate of 566 frames/sec a 2.67 GHz Intel Celeron processor with 500 MB of RAM is fast enough to calculate and display velocity profiles in ?real-time? at an update rate of one profile every two seconds. Examples of experimental concentration and velocity profiles obtained using the system are shown and some proposed improvements/extensions to the system are listed.

Jan 1, 2008