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By T. R. Kostecki, A. J. S. Spearing, G. S. Esterhuizen, K. V. Jessu

Discontinuities are geologic occurrences in rock and when present within a pillar, reduce the strength of the pillar. Empirical formulas that are commonly used to determine pillar strength do not explicitly take into account the presence of discontinuities and thus can overestimate the pillar strength. The effect of discontinuities on the strength of pillars has been investigated using numerical models, but in these models, the discontinuity strike was parallel with the pillar faces. In this study, fully three-dimensional hard rock pillars were simulated using numerical modeling to understand the effect of the discontinuity dip direction on square and rectangular hard rock pillars. Based on the results, recommendations to assess a pillar’s strength in the presence of a discontinuity are discussed.

Jan 1, 2018

By J. F. Burr, D. Snyder, W. Calder

This paper provides a determination of the equivalent level of protection of the international standards relative to similar criteria used by the U.S. Mine Safety and Health Administration (MSHA) to approve two-fault intrinsically safe (IS) stand-alone equipment. U.S. mining law requires such a determination for MSHA to use alternatives to existing standards. The primary issue is to demonstrate that the international standards for equipment evaluation will provide at least the same level of protection for miners as the document currently used by MSHA.

Jan 1, 2018

By T. J. Lutz, D. S. Yantek, L. Yan, J. R. Srednicki, J. A. Yonkey, G. T. Homce

Federal regulations require the installation of refuge alternatives in underground coal mines. Of the inuse refuge alternatives, more than 95 percent are mobile refuge alternatives, with the remainder being built-in-place (BIP) refuge alternatives. Heat/humidity buildup has been one of the major concerns with mobile refuge alternatives. For BIP refuge alternatives, however, there is a lack of in-mine heat/humidity test data to determine the extent of heat and humidity buildup. To quantify heat/humidity buildup in BIP refuge alternatives, the U.S. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) performed a series of heat/humidity tests on a 60-person BIP refuge alternative with and without a borehole air supply. At various times during the year, tests were performed with cooled, heated or unconditioned borehole air to examine how various outdoor temperatures may affect the thermal conditions inside a BIP refuge alternative. The results show that the air supplied to a BIP refuge alternative may require heating or cooling, depending on the outside air temperatures and the temperature of the mine. For example, during tests with an external ambient temperature above 21 °C (70 °F) and a relative humidity of 90 percent, providing 13 °C (55 °F) dew point air at 775 scfm, which is slightly higher than the mandated flow rate of 12.5 scfm per person, kept the internal apparent temperature below the mandated 35 °C (95 °F). Results for each test case are presented.

Jan 1, 2018

By M. R. Shahan, W. R. Reed, S. Klima, T. W. Beck, Y. Zheng

Testing was conducted to determine the ability of foam to maintain roof coverage in a simulated longwall mining environment. Approximately 27 percent of respirable coal mine dust can be attributed to longwall shield movement, and developing controls for this dust source has been difficult. The application of foam is a possible dust control method for this source. Laboratory testing of two foam agents was conducted to determine the ability of the foam to adhere to a simulated longwall face roof surface. Two different foam generation methods were used: compressed air and blower air. Using a new imaging technology, image processing and analysis utilizing ImageJ software produced quantifiable results of foam roof coverage. For compressed air foam in 3.3 m/s (650 fpm) ventilation, 98 percent of agent A was intact while 95 percent of agent B was intact on the roof at three minutes after application. At 30 minutes after application, 94 percent of agent A was intact while only 20 percent of agent B remained. For blower air in 3.3 m/s (650 fpm) ventilation, the results were dependent upon nozzle type. Three different nozzles were tested. At 30 min after application, 74 to 92 percent of foam agent A remained, while 3 to 50 percent of foam agent B remained. Compressed air foam seems to remain intact for longer durations and is easier to apply than blower air foam. However, more water drained from the foam when using compressed air foam, which demonstrates that blower air foam retains more water at the roof surface. Agent A seemed to be the better performer as far as roof application is concerned. This testing demonstrates that roof application of foam is feasible and is able to withstand a typical face ventilation velocity, establishing this technique’s potential for longwall shield dust control.

Jan 1, 2018

By M. Hepokoski, M. Klein, D. S. Yantek, L. Yan

Research by the U.S. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) has shown that heat/humidity buildup is a major concern within coal mine refuge alternatives. High temperature and humidity levels inside a refuge alternative may expose occupants to heat stress. Due to the safety risks associated with testing using human subjects, NIOSH partnered with ThermoAnalytics Inc. to create detailed thermal simulation models of refuge alternatives with human occupants. The objective of this effort was to predict a miner’s core temperature response and moisture loss in environments that may be encountered in a coal mine refuge alternative. These parameters were studied across a range of temperatures and relative humidity values to determine if the current 35 °C (95 °F) apparent temperature limit for refuge alternatives is reasonable. The results indicate that the apparent temperature limit is protective, provided that miners are supplied with sufficient water. The results also indicate that the body core temperature does not reach dangerous levels even at an apparent temperature of 54 °C (130 °F). However, the results show that moisture loss increases with apparent temperature. Therefore, if the apparent temperature limit were raised, the water provided in a refuge alternative would have to be increased to offset moisture loss.

Jan 1, 2018

By Francisco Contreras

El sistema electrohidráulico es una alternativa económica para reemplazar sistemas neumáticos y operar una instalación nueva en el accionamiento de las compuertas de carguío; con un costo mínimo en el consumo de energía eléctrica, si está constituido por los componentes debidamente dimensionados. En el presente trabajo se detallan tales componentes, así como el procedimiento de aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería (principio de Pascal); lo que permite transmitir grandes fuerzas utilizando pequeños elementos constitutivos, y realizar maniobras de mando y reglaje con facilidad. Dado que una bomba hidráulica movida por un motor eléctrico es capaz de desarrollar esfuerzos enormes aprovechando la sección de cilindros, esta tecnología tiene un amplio potencial de desarrollo. Con un solo equipo de poder se pueden operar independientemente las tolvas que sea necesario maniobrar en distancias de hasta 500 metros con telegobierno por mando eléctrico. Puede aplicarse en piques, rampas, galerías, cruceros, etc.

Dec 31, 2017

By Silvana Flores, Nora Flores, Carlos Aliaga, Janet Flores, Edison Zegarra

Financiado por el Programa Nacional de Innovación para la Competitividad y Productividad, este estudio propone la implementación de una tecnología limpia para tratar los activos mineros y pasivos ambientales mineros (PAM) de las relaveras de todas las regiones del país y, específicamente, de la relavera de cerro El Toro, en la región La Libertad. Mediante el método integral de remediación químico activo MRTI-SLFCH se lograron reducir los valores de concentración de metales pesados o parámetros inorgánicos, sometiéndolos a un retratamiento metalúrgico de flotación y/o concentración gravimétrica y adecuándolos a la regulación del Estándar de Calidad Ambiental del Suelo (ECA Suelo). Los relaves detoxificados se convierten en agregados de construcción para fabricar ladrillos ecotecnológicos.

Dec 31, 2017

By COLIN A. LAWRENCE, Anthony Del Vescovo

All Rights Reserved. Printed in the United States of America. Information contained in this work has been obtained by SME, Inc. from sources believed to be reliable. However, neither SME nor its authors guarantee the accuracy or completeness of any information published herein, and neither SME nor its authors shall be responsible for any errors, omissions, or damages arising out of use of this information. This work is published with the understanding that SME and its authors are supplying information but are not attempting to render engineering or other professional services. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, or otherwise, without the prior written permission of the publisher. Any statement or views presented here are those of individual authors and are not necessarily those of the SME. The mention of trade names for commercial products does not imply the approval or endorsement of SME.

Dec 1, 2017

By Thamyres Moura Lima

O presente trabalho, traz a analise eletroquímica, curvas de polarização,das ligas Ti-35Nb-xTa (x = 0; 2,5; 5,0; 7,5)Ta (% em peso) anodizadas, a um potencial de 20V e 1hora e sem anodizar , para verificar o aumento da resistência a corrosão dessas ligas. O meio ao qual os ensaios foram realizados foi o sfb ( fluido corpóreo simulado).Obtendo como resultado que as ligas anodizadas apresentam maior resistênciaa corrosão nesse meio. A liga sem adição de tântalo obteve menor densidade de corrente, assim tendo uma maior resistência a corrosão após anodizada o que não ocorre sem a anodização.

Oct 30, 2017

By Marcos Felipe Macêdo Cardoso

Com o aumento dos investimentos energéticos na região amazônica, surge a necessidade de recapacitação das linhas de transmissão existentes, a fim de mitigar as interrupções de fornecimento de energia para os grandes centros urbanos. Dentro deste contexto, as ligas termorresistentes possuem alta capacidade de transmissão de eletricidade, propondo-se avaliar a influência do tratamento térmico sobre as propriedades da liga Al-0,05%Cu-[0,35-0,45]%Fe modificada pelo teor de 0,15%Zr. Os lingotes foram obtidos por fundição direta em coquilha metálica, usinados e envelhecidos artificialmente por 04 (quatro) horas a 150ºC e comparado seus resultados para a mesma liga sem tratamento. A influência do tratamento térmico foi avaliada através da caracterização macroestrutural, elétrica (ensaio de resistividade) e mecânica (ensaio de tração). Foi selecionado o diâmetro que apresentou os melhores resultados nos ensaios, para realização dos testes de termorresistividade, segundo o Protocolo COPEL e a Norma ASTM B941-10. O tratamento térmico provocou ligeiro aumento nos valores de condutividade elétrica e limite de resistência à tração (LRT), sem alteração da macroestrutura. Como destaque, o diâmetro 3,0 mm apresentou os melhores resultados de LRT e condutividade, cujos fios foram caracterizados como termorresistentes com e sem tratamento térmico segundo o Protocolo Copel, e somente os fios com tratamento térmico segundo a norma ASTM B941-10.

Oct 30, 2017

By André de Albuquerque Vicente

Observou-se porosidade de Kirkendall em juntas soldadas dissimilares de liga Fe-Cr-Al do tipo 23Cr-7Al, e aço inoxidável austenítico AISI 310 (25Cr-20Ni). Utilizou-se como consumível de soldagem a própria liga Fe-Cr-Al. O processo de soldagem utilizado foi o GTAW. Caracterizaram-se 3 conjuntos de corpos de prova soldados com diferentes energias de soldagem, antes e após o tratamento isotérmico a 1150oC por 936 horas ao ar. Nos corpos de prova tratados termicamente, observou-se a formação de poros bem como significativas variações dos teores de Al nos metais depositados e formação de camada protetora de alumina nas superfícies oxidadas.

Oct 30, 2017

By Pablo Bruno Paiva Leão

The present work is based on the characterization of nonmetallic inclusions in Ti stabilized ultra-low carbon steel, produced in a large steel mill. Due to a large incidence of submersed valve clogging in a continuous casting, the study is important in order to know the characteristics of the inclusions which are causing the problem. Total of 24 heats were sampled in the tundish and manually analyzed with a scanning electron microscope. The results revealed that 98.65% of the 3183 inclusions analyzed were solid in steelmaking temperature and 66.54% were alumina. The solid inclusions of alumina have low wettability for the iron bath, showing a high tendency of agglomeration in the submersed valves, affecting the castability. It has been concluded from the results and literature that some alternative measures such as the application of the treatment with calcium, precautions to avoid steel re-oxidation and the total or partial replacement of the pre-deoxidized element; would reduce the obstruction problem.

Oct 30, 2017

By Klaus-Peter Kinzel

Staves Coolers de cobre proporcionaram uma excelente proteção da carcaça do alto-forno em áreas de alta temperatura. Isso resultou para que os operadores de alto-forno alcançassem alto desempenho em termos de produtividade e taxa de combustível, além de campanhas de mais de 15 anos. No entanto, nos últimos anos, alguns altos-fornos experimentaram um desgaste prematuro nos staves de cobre. Algumas dessas empresas se alinharam com Paul Wurth para investigar a causa fundamental desse fenômeno com base em todos os fatores de influência e, em seguida, propor ações corretivas. Estes resultados são discutidos e apresentados a seguir no trabalho técnico.

Oct 30, 2017

By Jorge Madias

Neste trabalho se leva a cabo uma revisão da literatura sobre defeitos em beam blanks. O foco é no mecanismo de formação e as soluções propostas para diminuir sua ocorrência. Os defeitos superficiais incluidos são as trincas longitudinais e transversais, bleeding, pinholes e escória. Os defeitos internos levados em conta são os blowholes, as trincas centrais e as trincas nas pontas das abas. A revisão incluie as técnicas utilizadas para pesquisar os defeitos: caracterização metalográfica, CFD, modelagem termodinâmica e termomecânica, etc. As medidas adotadas estãorelacionadas a mudanças no sistema de lingotamento (por exemplo o design da vâlvula submersa), design do molde, mudanças e regulação do resfriamento secundário, suporte dos veios.

Oct 30, 2017

By Felipe Gianiselle

A liga de alumínio AA 7108 é uma liga endurecível por precipitação do sistema Al-Zn-Mg. Componentes da liga 7108 obtidos por extrusão têm sido crescentemente utilizados na fabricação de veículos de transporte terrestre. No presente trabalho foram estudadas as modificações microestruturais que ocorrem durante o tratamento térmico industrial de homogeneização, que precede a extrusão a quente desta liga. Foram utilizadas várias técnicas complementares de caracterização microestrutural, tais como microscopia óptica de luz polarizada, microscopia eletrônica de varredura eletrônica (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), e medidas de dureza e de condutividade elétrica. Durante a homogeneização ocorreu dissolução parcial de compostos intermetálicos contendo Al, Fe, Zn, Mg e Si, enquanto as partículas de Al3(Zr,Ti) permaneceram inalteradas.

Oct 30, 2017

By Larissa Fernandes Nunes

O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a temperabilidade de uma liga Fe-Ni-Cr. Amostras do material foram submetidas a temperaturas de encharque de 800ºC e 1100ºC e resfriadas utilizando salmoura e nitrogênio líquido. Para a caracterização do material, foram realizadas análises de EDS, MEV e DRX para se determinar, respectivamente, a composição química das fases, a microestrutura e a transformação de fases que podem ter ocorrido. Os resultados microestruturais não mostraram evidencias de transformação de fase, mas que houve o surgimento de maclas de deformação associadas à ciclagem térmica. No entanto a difração de raios-x para amostras tratadas a 800ºC, com aparentemente segregação intergranular, evidenciou alguma transformação de fase.

Oct 30, 2017

By Herrmann Flor

In steelmaking process, where up to 70% of variable cost of finished product is already incurred, energy and refractory costs account for 45-50% of the cost of production of crude steel and contribute significantly to the carbon footprint of the end product. Any attempt to control and reduce these costs will automatically lead to more competiveness and reduced carbon emissions. Leading the technology for ECOPLANT (characterized by the fact that the economic and ecological benefits are integral part of our products), SMS has developed innovative solutions which can be applied to both new and existing plants alike. This paper reviews one of the electrical and automation concepts. Tackling the secondary gas cleaning system and hence being applicable to almost all steel plants, the X-Pact® Gas Cleaning Assistant optimizes the control of individual dampers based on modelling of fluid resistances of ductwork in gas cleaning system. It guarantees the best dust removal from work place at minimum energy consumption.

Oct 30, 2017

By Alcy Dias Rodrigues

O Centro de Operações do Sistema Elétrico da Aperam South América possui um sistema de automação chamado SAE (Sistema de Automação de Energia) para realizar a distribuição e operacionalização da Energia Elétrica na planta em Timóteo, sistema este com mais de 20 anos de implantação. Devido ao alto grau de obsolescência do sistema SAE, a dificuldade de se atualizar todos os componentes do sistema e a complexidade e dificuldade do acesso aos dados, verificou-se a necessidade de encontrar uma forma de disponibilizar os mesmos para os demais sistemas da empresa. Com base nestas necessidades, foi desenvolvido e implantado um GATEWAY capaz de realizar a comunicação com todas UTR’s CORTEX (remotas do sistema), através do protocolo CONITEL 2020, disponibilizando estas informações coletadas em uma camada OPC SERVER para que o sistema PIMS (Sistema de Gerenciamento de Informação da Planta) realize a coleta e armazenamento destas informações, permitindo assim um melhor gerenciamento de energia pelo VIRIDIS (Sistema de Gestão da Eficiência Energética utilizado na APERAM), além de permitir que toda a planta tenha acesso em tempo real às informações de tensão e corrente de todo setor de 13,8 kV, 69 kV e 230 kV.

Oct 30, 2017

By Saul Hissaci de Souza

A liga de alumínio AA 7075 recebida no estado T6 (conformada e envelhecida artificialmente) sofreu tratamento térmico a 300°C com o objetivo de causar o engrossamento das partículas de MgZn2, intermetálico responsável pelo endurecimento do material. As amostras foram então deformadas 45% em redução de espessura por laminação e recozidas isotermicamente a 200°C e a 250°C por tempos variados para estudar a cinética de amolecimento por meio de medidas de dureza Vickers. Os resultados indicam que a cinética de amolecimento em ambas as temperaturas de recozimento aproxima-se do comportamento previsto pelo modelo Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) com boa concordância (coeficientes de correlação de 0,9725 e 0,9140 a 200°C e a 250°C, respectivamente), ainda que as micrografias ópticas da amostra recozida a 300°C por 4 horas não evidenciem a ocorrência de recristalização.

Oct 30, 2017

By Elton Douglas Heriger Pereira

Refratários de alta alumina apresentam boa refratariedade, elevada resistência mecânica em altas temperaturas, boa resistência à variação bruscas de temperatura sem se romper sendo utilizados em revestimento de panelas e válvulas siderúrgicas devido sua propriedade anfótero e ter aplicações sobre à ação de escórias básicas. Neste trabalho procurou-se avaliar o efeito de adições de 1,5; 3,0 e 4,5%p. de Nb2O5 em refratário de alta alumina, estes obtidos a partir de uma mistura de diversos tipos de alumina, 5,0 %p. ZrO2 nanométrica (TZ-8Y) e agregado de mulita, sinterizados em temperaturas de 1400 e 1600 °C. Como nestes refratários a ZrO2 não surte o efeito de microtrincamento, a formação de fase vítrea a partir de Nb2O5 e a incorporação de agregados ao refratário foram fundamentais nas propriedades obtidas. Foram avaliadas propriedades tecnológicas como densidade e porosidade aparente pelo método de Arquimedes, formação de fases por difração de raios-X e análise microestrutural por microscopia eletrônica de varredura e resistência ao choque térmico.

Oct 30, 2017