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By Peter K. Strangway

During 1973, a 20,000 net ton (18 100 metric ton) formcoke test was carried out at Inland's 26.5-foot (8.08-meter) hearth diameter on NO. 5 Blast Furnace. The formcoke briquettes were produced from Elko1 coal by FMC at their pilot plant in Kemmerer, Wyoming. The briquettes were shipped to Inland in open railroad cars and most of them were placed in an outside storage field until a sufficient amount was available for the actual blast furnace test. The test consisted of three phases: an initial four-week base period; the actual 33-day formcoke test period; and a final three-week post-test base period. During the formcoke test period, the regular coke skip loads were gradually replaced with skips of formcoke until, after a three-week period, the replacement ratio reached 80%. The furnace operated smoothly and quality hot metal was produced. The burden remained permeable and it was possible to maintain wind rates 9 of over 100,000 scfm (47 Nm3/s) without significant blast pressure increases. Dusting from the formcoke was not a problem either in the stockhouse or in the top gas. The formcoke briquettes maintained their original shape and density as they descended through the furnace. When the 80 percent replacement level had been reached, the inwall temperatures became higher than normal (about 2000 ºF (1090 ºC)) and followed an unusual steady pattern. In addition, the top gas temperature became higher than normal, and the hot metal analyses and temperatures began to fluctuate unacceptably. In general, it is felt that the high inwall temperatures were a result of channeling of the hot furnace gases along the stack walls. This channeling appears to have been promoted by a change in distribution of the burden in the top of the furnace which, undoubtedly, was caused by the increased increments of formcoke. Since it was felt to be unsafe to operate the furnace for an extended period of time with the inwall temperatures at the high level, a decision was made to remove the formcoke from the furnace. When this was done, the inwall temperatures returned to normal. Once the inwall temperatures had returned to normal, the remaining 3,800 net tons (3450 metric tons) of formcoke were used in the furnace at a nominal 40% replacement level for five continuous days. The furnace operated smoothly during this period, and the results were representative of satisfactory furnace operation with partial replacement of regular coke with formcoke. The test was successful in proving that formcoke can replace up to about 50% of the regular coke in a large furnace operating at high wind rates. However, additional work will be required to develop acceptable charging practices for using higher levels of formcoke replacement.

Jan 1, 1977

By K. G. Davis, P. Fryzuk

A study has been made of the effect of undercooling on the grain structure and solute distribution in small ingots of pure bismuth and of a 100 ppm Ag in bismuth alloy. Autoradiographic evidence shows that in undercooled melts a network of dendrites is formed throughout the melt immediately after nu-cleation. At large undercoolings the dendrites are very thin and closely spaced. The origin of the observed grain morphology can be explained on the basis of information about the mode of solidification revealed by the impurity substructure. WHILE a great number of studies of nucleation in undercooled molten metals have been made, comparatively little attention has been given to the mode of solidification from melts with large undercool- ings. Colligan and Bayles1 and Walker2 have measured the rate of advance of the solid-liquid interface in undercooled nickel melts, but the morphology of the solidifying material remained a matter of speculation. Fehling and Scheil3 have described the grain structure in ingots formed from undercooled melts of nickel, palladium, and copper, and a series of Ni-Cu and Ni-Pd alloys. At small undercoolings, equiaxed structures are observed, the grain diameter tending to increase as the temperature of nucleation is lowered. At greater undercoolings, a columnar structure is developed, while with still further undercooling there is a smaller grain size incorporating rather coarse subgrains. All-bright and Colligan4 examined the grain structure shown by ingots solidified from melts of nickel and of Ni-Ag alloy at an undercooling of 105°C, and concluded that considerable grain growth had taken place after solidification. The object of the present work is to correlate the mode of solidification from undercooled melts with both the grain structure and impurity segregation, using tracers to examine the latter.

Jan 1, 1965

By T. Z. Sehume, J. R. Bunt, J. C. van Dyk, C. A. Strydom

"SynopsisCo-pyrolysis of four biomass samples (hardwood chip, softwood chip, pinewood chip, and sugarcane bagasse) with an inertinite-rich medium rank C South African coal was investigated. Proximate and ultimate analyses of the chars prepared using a heating rate of 10°C/min up to 1100°C in a nitrogen atmosphere were used to compare the properties of the biomass and the coal chars. Similar gross calorific values (28.5–29.1 MJ/kg) for the woody biomass-coal blended chars were observed, which were slightly higher than that of the coal char sample (26.5 MJ/kg). CO2 surface areas of the chars of the woody biomass samples (328.1–329.4 m2/g) and of the blends (238.5–271.5 m2/g) were higher than that of the coal char sample (94.2 m2/g). Thermogravimetric (TG), differential thermal analyses (DTG), and calculated weighted averaged TG curves indicated that the influence of the biomass on the pyrolysis rate of the coal is small and vice versa. The CO2-producing reactions of the coal were slightly enhanced during co-pyrolysis.IntroductionCoal utilization has led to rising concerns about adverse impacts on the environment (global warming) caused by toxic gases (H2S, SOx, NOx, and CO2) and remaining waste. Biomass is considered to be CO2-neutral with regard to the greenhouse gas balance, and is regarded as a renewable source that assists in reducing CO2 emissions when compared with coal (McGowan, 1991; McKendry, 2002). Biomass currently makes up approximately 14% of the world’s energy sources (McGowan, 1991; McKendry, 2002). Coal combustion and gasification are prominent processes in South Africa (in producing synthesis gas and energy) due to the abundance of coal in the country. Some of South Africa’s coal resources are, however, high in ash content and also are inertinite-rich, which renders them more difficult to use industrially than vitrinite-rich low-ash coal (Jeffrey, 2005; Strydom et al., 2011). There is a need to investigate the properties and behaviour of the inertinite-rich high-ash South African coals and especially their interaction with local biomass sources. The gasification process occurs through various stages, of which pyrolysis of the char residue forms an integral part (Bunt and Waanders, 2009). Currently, particular interest is shown in the co-utilization of coal and biomass to produce synthesis gas via the gasification process (Usón et al., 2010; McGowan, 1991; McKendry, 2002). Investigating the co-pyrolysis of the South African coal and local biomass material is thus the first step in evaluating the use of local biomass sources for co-gasification purposes."

Jan 1, 2015

By Ranieri Silveira do Rosário

Este trabalho teve por finalidade caracterizar e avaliar a evolução microestrutural de um aço carbono com adição de manganês utilizado para fabricação de um tubo através de um processo de soldagem por alta frequência e submetido a uma sequência de tratamento térmico. Foram coletadas amostras pertinentes à região de metal base e linha de solda para cada etapa de processamento, de modo a avaliar as fases e constituintes formados após a etapa de soldagem e pós tratamento térmico. De acordo com as micrografias apresentadas e gráficos dos perfis de dureza Vickers da região de solda referente a cada amostra, foi possível fazer uma avaliação completa no que diz respeito a caracterização microestrutural do material. A sequência de tratamento térmico adotada promoveu uma homogeneização da microestrutura no material como um todo (exceto na linha de solda), resultando em uma estrutura com evidencias de início de esferoidização após o revenido.

Aug 16, 2017

By Franz Ramstorfer

No lingotamento contínuo, o molde de cobre, onde ocorre a solidificação primária, é um dos componentes principais que determinam a estabilidade do processo e a qualidade superficial das placas. Durante as últimas décadas, vários formatos das placas estreitas do molde foram desenvolvidos para reduzir a ocorrência de trincas transversais nos cantos das placas, de modo a melhorar a qualidade e o rendimento do produto final laminado. Placas estreitas do molde com um chanfro foram aplicadas com sucesso à produção na Máquina de Lingotamento 4 da Usiminas / Cubatão. Aspectos do desenho das placas de molde e da aplicação prática delas, bem como o impacto da aplicação na qualidade do produto final laminado são abordados. A inspeção visual dos produtos laminados após a linha de decapagem mostrou que a ocorrência de defeitos de superfície nas bordas pode ser reduzida significativamente com a utilização da geometria de molde chanfrada.

Aug 16, 2017

By Ranieri Corrêa Salazar

Essa contribuição técnica mostra a evolução do processo da Linha de Recozimento Contínuo de Chapas (LRCC#1) da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), na produção de laminados a frio sem revestimento para o segmento de mercado de tambores. A CSN vinha ao longo do tempo perdendo esse mercado devido principalmente a problemas de qualidade, como oxidação quando realizava a laminação de encruamento seca e, por outro lado quando processava o material com laminação de encruamento com óleo protetivo, ocorria no processo do cliente de cura a incompatibilidade com a tinta e vernizes nas aplicações mais críticas como acondicionamento alimentício, farmacêuticos e outros, cujos requisitos de qualidade rigorosos são exigidos contra qualquer tipo de contaminação. Desenvolveu-se um produto que associado ao controle de sua quantidade e a microgeometria da superfície da tira, resultou na lubricidade necessária para a continuidade operacional e atendeu aos requisitos de qualidade desejados.

Jul 30, 2018

By E. G. Davis

Large-scale ultrafine grinding tests of a coarse kaolin were made using the Bureau of Mines developed attrition grinding process in continuous open-and closed-circuit systems. A 20-inch diameter attrition grinder, designed and constructed at the Tuscaloosa Laboratory, was used. Studies included single- and multiple-stage open-circuit grinding, and also continuous grinding tests in closed-circuit with a 6-inch-diameter solid bowl centrifuge. Clay feed, containing 9.0 percent minus-2-micrometer esd, was used at fates up to 840 pounds per hour. Multistage grinding tests gave better results than single-stage treatment when equivalent clay feed rates were used. Closed-circuit grinding tests yielded ground products containing slightly more minus-2-micrometer-esd clay than the open-circuit grinding when using the same clay feed. Energy consumption was lower in closed-circuit grinding than in batch or open-circuit grinding. A modified two-stage closed-circuit grinding system gave the best grade of product and amount of minus -2-micrometer-esd clay produced per pound of clay feed. The ground product from this test contained 88.5 percent minus-2-micrometer-esd material and electrical energy consumption was 327 kilowatt-hours per ton of minus-2-micrometer-esd material produced.

Jan 1, 1973

By T. E. Howard

The western phosphate field, comprising parts of Idaho, Montana, Wyoming, and Utah, contains one of the world's largest known reserves of phosphate rock. Although phosphate-rock deposits of good-grade have been known since before the turn of the century and production has been recorded since 1906, real development of this important field did not begin until immediately after World War II. Since then fertilizer-manufacturing facilities using western phosphate rock have been expanded, and three electric-furnace plants for producing elemental phosphorus have been installed, resulting in a rise in mine production from 323,955 long tons2/ in 1945 to 1,653,916 long tons3/ in 1953. Interest in the field is increasing, and it is reasonable to expect that the western phosphate industry will continue to expand. Before 1945 all western production was from underground mines. In that year the first strip mine in the field was started near Montpelier, Idaho,~ and in sub-sequent years a number of other open-pit mines were opened in southeast Idaho and western Wyoming. At present the major part of the production comes from surface mines. Underground mining has continued, and new underground mines have been opened in the field, but recent exploration by operating companies has been aimed primarily at developing additional deposits suitable for low-cost surface mining. Preliminary reserve estimates by the Federal Geological Survey5/ indicate that only a very small part of the total resource may be recovered by surface methods and that the industry eventually must depend largely on underground mining. Because one function of the Bureau of Mines is promoting the conservation and development of the Nation's mineral resources, it is appropriate that research be conducted to develop low-cost maximum-recovery underground mining methods applicable to western phosphate-rock deposits.

Jan 1, 1956

By William P. Diamond

This report presents results of a cooperative research project between the U.S. Bureau of Mines and BethEnergy Mines, Inc. Four coreholes (two before mining and two after mining) were drilled at a longwall mine operating in the Lower Kittanning Coalbed to obtain coal and rock samples from over-lying strata to determine their gas content at various times in the mining cycle. The results of those tests indicate that 91 pct of the gas removed from the overlying strata came from coalbeds. Material balance calculations were made to compare the volume of gas produced both from gob gas vent holes drilled on the panel and gas removed by the mine's ventilation system with the volume of gas removed from strata directly overlying the panel to a height of 275 ft. This analysis indicates that only 40 pct of the total gas produced from the panel actually came from the strata directly overlying the panel. The remaining volume of gas production probably migrated to the longwall gob from overlying, and perhaps underlying, strata immediately adjacent to the panel and perhaps from greater distances downdip because of the establishment of a long-term pressure gradient in the study area.

Jan 1, 2010

During the past decade, the miner-al industries have been faced with an increasing shortage of engineers. The point has now been reached where the shortage may be termed critical. This shortage may be attributed directly to declining enrollment in the mineral science programs offered by the universities on this continent. Although the reasons for declining enrollment are undoubtedly many, two major hypotheses may be postulated. The first is that high-school graduates are either unaware of the mineral industries and the opportunities in them or that they are aware of them but have somehow obtained a false image of their true nature. The second is that they are aware of the true nature of these industries and the opportunities they offer but find them exceedingly unattractive. The problem of dwindling enrollments has, in recent years, been subjected to a concerted attack by the industries and professions concerned. However, their efforts to date have been based essentially on the first hypothesis. Sufficient results are now available to suggest that either the methods of attack are inappropriate

Jan 1, 1965

By Rodrigo Alberto Moreira Gomes

Para a purificação do níquel laterítico explorado na mina localizada em Niquelândia/GO, pela Votorantim Metais Níquel (VMN), utiliza-se solução amoniacal durante a etapa de lixiviação do minério, seguindo a rota hidrometalúrgica de produção. A amônia é recuperada em torres de destilação por arraste com vapor vivo, para ser reutilizada em um novo ciclo de produção. Este trabalho apresenta a aplicação de uma tecnologia baseada em lógica Fuzzy no conjunto de 6 torres de recuperação de amônia, com o objetivo de controlar as alimentações de solução a ser purificada e de vapor. A plataforma de controle avançado utilizada, Leaf, foi desenvolvida pela I.Systems Automação Industrial, empresa localizada em Campinas/SP, e não necessita da criação de modelos matemáticos fenomenológicos para geração e sintonia dos controladores. Com a automatização da operação das torres, o consumo de vapor da unidade foi reduzido em 3,5% e a intervenção manual foi reduzida.

Sep 25, 2017

By Thiago de Morais Gomes

Este trabalho trata-se de uma pesquisa bibliográfica com o objetivo principal de analisar o impacto das diferentes propriedades que podem ter as pelotas de minério de ferro e seus comportamentos no processo de produção de gusa no alto-forno. São destacados conceitos e definições gerais sobre o tema, bem como exemplos de processos. Para tanto, foi realizado uma seleção bibliográfica em vários artigos, livros e portais da Internet, cujos autores subsidiaram na compreensão dos principais assuntos relacionados ao tema. Concluiu-se que existe a necessidade de se realizar um processo de seleção de pelotas com determinados tipos de propriedades para a produção de gusa no alto-forno, com isso reduzindo a quantidade de escória e aumentando o desempenho do alto-forno. Também existe a necessidade de novos estudos sobre este tema devido a escassez de artigos e livros que tratam especificamente deste para a siderurgia.

Aug 16, 2017

By Priscila Alves da Silva Machado

A busca por pesquisas que provem soluções e inovações que utilizam parte de tais resíduos vem ganhando grande destaque. O poli (tereftalato de etileno) é um polímero termoplástico, e é o material base para produção de embalagens plásticas que são comercializadas mundialmente. Sabe-se que é de grande volume os resíduos sólidos provenientes de tais embalagens plásticas. Com o objetivo de solucionar um problema ambiental e verificar a viabilidade técnica, foram fabricados em proporções de 0%, 5%, 10% e 15% m/m, materiais compósitos de base cimentícias reforçados com fibras de poli (tereftalato de etileno) provenientes de resíduos de garrafas plásticas (PET), posteriormente amostras passaram por caracterizações mecânicas. Destacou-se um aumento das resistências a compressão axial e diametral do material produzido com fabricação de adição de poli(tereftalato de etileno). Tais resultados referente a resistência foram positivos, propondo assim a utilização do polímero na composição de novos compósitos.

Oct 30, 2017

By Paulo Ricardo Bastos de Queiroz

Após estudo realizado, verificou-se que a CSP - Companhia Siderúrgica do Pecém, possuía alta vulnerabilidade às oscilações de frequência, sejam elas oriundas de falhas nas unidades geradoras ou problemas nas linhas de transmissão que compõem o SIN (Sistema Interligado Nacional), onde tais perturbações poderiam provocar desde a parada total da planta a danos irreversíveis em equipamentos como motores síncronos. Com base nesse estudo, foi implantado um sistema automatizado e de rápida resposta capaz de diminuir ou eliminar todos os efeitos provocados por tais distúrbios, atuando de forma dinâmica e coordenada com o cenário energético ao qual a planta siderúrgica encontra-se no momento do evento. Dentre os ganhos apontados em estudo, destaca-se a confiabilidade de se ter um sistema de distribuição de energia em uma usina siderúrgica capaz de assegurar a continuidade do processo ou em piores casos proporcionar uma parada emergencial com total segurança.

Oct 30, 2017

By Cristiano Pedro de Souza

A Vallourec Tubos do Brasil (VBR) possui em sua instalação uma usina Termelétrica (UTE), que utiliza os gases gerados nos altos fornos como combustível principal e gás natural como back-up. A UTE contribui para eficiência energética com a utilização dos gases excedentes dos altos fornos, além de exercer a função de "No-Break" suprindo a energia elétrica para as cargas críticas, como altos fornos e Lingotamento Contínuo, em caso de falha da concessionária local de energia elétrica, a Cemig. A distribuição de energia para as cargas críticas opera com a UTE sincronizada com a rede da concessionária complementando a demanda de energia das cargas excedentes a geração. Para evitar o desequilíbrio entre geração e a demanda das cargas críticas, foi implantado um sistema automático de rejeição de cargas, que seleciona as cargas prioritárias e as mantêm em funcionamento, em caso de falha na distribuição da concessionária.

Jul 31, 2018

By Gian San Ana d Ávila, Rodrigo Marcelino Guilherme, Bruno de Alcantara Monteiro, Rafael César de Souza, Denilson de Souza Braga

O Objetivo deste trabalho é apresentar a implantação inovadora de testes das proteções intrínsecas nos Gasômetros de gás de Alto Forno (BFG) e gás de Aciaria (BOFG) denominado de "Testes Espoleta", no qual são realizados testes a quente de todas as proteções existentes, estando os gasômetros em operação normal e conectados ao processo produtivo. Estes testes foram idealizados a partir de benchmark com empresas do setor siderúrgico em função do acidente ocorrido com um gasômetro em 2018 no Brasil, e principalmente durante os trabalhos desenvolvidos por um grupo de trabalho multidisciplinar em conjunto com a consultoria especializada em Análise de Riscos de Processo (ARP). Como resultado deste trabalho, foi definida uma recomendação de testes no sistema de proteção após classificação de grau de risco 1 (Gravidade/Probabilidade) do perigo de explosão / incêndio em caso de falha nas proteções dos Gasômetros e as redundâncias existentes.

Aug 1, 2019

By Luciana Vilarinho Ramos de Carvalho

O objetivo deste estudo foi desenvolver um modelo matemático capaz de prever as propriedades mecânicas de uma barra redonda laminada a quente em aço ao carbono, em termos de limite de escoamento e limite de resistência, considerando equações consagradas na literatura e dados industriais de processo. Foram utilizados os parâmetros de processo da laminação, tais como temperatura, deformação, taxa de deformação e tempo entre passes, e a composição química do aço SAE 1020. Os resultados calculados pelo modelo apresentaram boa concordância com os resultados medidos nas amostras, com diferença percentual de 3,34% para limite de escoamento e 2,14% para limite de resistência, além de mostrar-se adequado para previsão da evolução microestrutural, considerando as equações de recristalização estática e dinâmica. A utilização deste modelo pode levar à redução de custos com ensaios de tração e atender à demanda crescente dos clientes por estas informações nos certificados de qualidade.

Oct 30, 2017

By Fabiano Rodrigues Soares

O Mandril é um dos mais importantes componentes da laminação de tiras, pois trabalha diretamente na qualidade do produto, tanto para o cliente interno quanto para o cliente externo. Para atender a demanda do mercado de Siderurgia e Alumínio para a área de laminação a quente, a frio e linhas de processo, temos a necessidade de entender os conceitos existentes e desenvolver novas formas para aumentar a performance do equipamento, resultando em menores gastos com manutenção e um menor número de tempo parado da linha, culminando em lucro para a empresa. Será apresentado neste trabalho tecnologia em reengenharia e projeto de Mandris, aplicando know how adquirido dentro de vários anos de experiência e ainda contando com o apoio tecnológico de nossos colegas da Alemanha com soluções de excelente qualidade para o cliente. Estas soluções podem ser através de novos materiais, novos revestimentos e novos conceitos de trabalho do equipamento.

Oct 30, 2017

By D. Harrington

As no cure is known for silicocis after it has developed, prevention is the only effective remedy. There are two main lines of approach to the problem of dust-disease prevention in industry - the engineering, through control of dust production, and the medical, through selection of workers by examination; success probably depends upon a combination of the two. Hatch (146) considers the following measures essential to a complete, well-balanced program of control of the dust hazard in industry: 1. Selection of workers by means of physical examinations in order especially to eliminate those with tuberculosis and other disorders of the respiratory system. 2. Reduction of the duct concentration below the standard of permissible dustiness through adequate moans of dust control and good housekeeping. 3. Limiting the frequency and duration of employment in the dusty occupations, thus reducing the rate of deposition of dust in the lungs. 4. Routine measurement of the effectiveness of the dust-control program by means of periodic medical examinations and duct surveys.

Jan 1, 1935

By John C. Machisak

THIS INFORMATION CIRCULAR covers the calendar year 1055 and contains statistical data on employment and injuries pertinent to metal and nonmetal mining and to their mills and processing plants that are voluntarily reported annually to the Federal Bureau of Mmes. This report, unlike previous publications, lists not only production and development workers but also office employees associated with mining and milling or processing. The last publication m the series, Information Circular 7798, Injury Experience in the Metal and Nonmetal Industries, 1954, also contains unpublished injury and employment statistics for 1943 through 1953. The Bureau is authorized to request data on injuries and employment from operators in the metal- and nonmetal-mining industries. The information voluntarily submitted by these operators contributes immeasurably to the promotion of safety in the mineral mining industries as it discloses the hazards to which metal and nonmetal workers are continually exposed during mineral extractive operations.

Jan 1, 1959