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Rem: Revista Escola de Minas, Volume: 56, Número: 4, Publicado: 2003
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  • Inclusões fluidas em topázio do Complexo Granítico Estanífero de Massangana (RO) Geociências

    Souza, Valmir da Silva; Pontes, Rodrigo Malheiros; Moura, Márcia Abrahão

    Resumo em Português:

    O complexo granítico de Massangana, localizado na região central de Rondônia, sudoeste do Cráton Amazônico, Brasil, é um importante exemplo da Província Estanífera de Rondônia. Esse complexo possui dimensões batolíticas, marcantes estruturas anelares relacionadas às sucessivas fases magmáticas e hospeda mineralizações de Sn, W, Nb, Ta, topázio e berilo associadas a pegmatitos. Esse trabalho apresenta a composição química e as condições mínimas de aprisionamento dos fluidos nos cristais de topázio encontrados no complexo granítico estanífero de Massangana. O topázio, de cor azul, apresenta qualidade gemológica e possui cinco grupos de inclusões fluidas de natureza H2O-NaCl, cuja salinidade equivalente varia de 3,4 a 11,7% em peso de NaCl, densidade em torno de 0,75g/cm³ e temperatura de homogeneização total (Th) entre 320 e 350ºC. Devido à íntima associação do topázio com cassiterita, wolframita e columbita-tantalita nos corpos pegmatíticos, admite-se que esse intervalo de Th também corresponda ao intervalo mínimo de cristalização desses outros minerais metálicos. Considerando que os pegmatitos no complexo granítico de Massangana estão associados às últimas fases magmáticas, é provável que a profundidade de posicionamento desses corpos pegmatíticos seja inferior a 3 km e a uma pressão estimada entre 1 e 1,5 kbar.

    Resumo em Inglês:

    The Massangana granitic complex, located in the central region of the State of Rondônia, State, southwestern of the Amazon craton, Brazil, is an important example of the Rondônia Tin Province. The complex represents a batholitic body with conspiscuous ring structures related to successive intrusion events hosting Sn, W, Nb, Ta, topaz and beryl mineralizations associated to pegmatite. In this paper we determine the chemical composition and the minimal conditions of capture of the fluids in topaz from the Massangana granitic complex. The blue topaz has gemological quality and presents five groups of H2O-NaCl fluid inclusions, with salinity between 3,4 to 11,7% weight % NaCl equivalent, density about 0,75g/cm³ and homogenization temperature between 320 to 350ºC. The close association of topaz with cassiterite, wolframite and columbite-tantalite in pegmatites suggests the same minimal homogenization temperature for the crystallization of the mentroned metalic minerals. The pegmatitic bodies in the Massangana Complex are associated with the last magmatic phases and their probable emplacement depth is less than 3 km corresponding to an estimated pressure between 1 to 1,5 kbar.
  • Comportamento de sistemas de armazenagem industrial do tipo Drive-in Engenharia Civil

    Freitas, Arlene Maria Sarmanho; Freitas, Marcílio Sousa da Rocha; Campos, Simone Rodrigues

    Resumo em Português:

    Os sistemas de armazenagem industrial são estruturas utilizadas para armazenar produtos manufaturados e são conhecidos também como racks. Variam de pequenas estantes carregadas manualmente até estruturas de mais de 30 m de altura com carregamento automatizado. São fabricados em perfis formados a frio com perfurações ao longo da coluna. Nesse trabalho, é analisado o modelo de rack do tipo Drive-in através de software comercial. Foram feitas análises numéricas linear e não linear, considerando o modelo bidimensional e tridimensional. Na ausência de especificações brasileiras para o projeto de racks, foram utilizadas as prescrições americanas do Rack Manufacture Institute com certas modificações, já que essas prescrições não abrangem o sistema Drive-in. Foram realizados estudos comparativos das diversas análises, foi avaliada a importância da determinação dos dados experimentais e foi analisada a eficiência da aplicação de forças horizontais como forma de representar a estrutura fora do prumo.

    Resumo em Inglês:

    Steel storage rack systems are structures used to store manufacture products. These systems range from the simplest shelving structure a few meters high and hand loaded to rack clad buildings until 30 m high, served by automatic cranes. Racks are manufactured from cold-formed steel with holes in their columns. In this work is studied the Drive-in system by the commercial software ANSYS through linear and non-linear analysis, 2D and 3D models. The specific American code to steel storage racks systems of the Rack Manufacturers Institute - RMI - was used with some modifications because this code does not enclose the Drive-in system. In this study was researched the best analysis to represent the behaviour of the Drive-in, the importance of considering the experimental results and the efficiency of using horizontal forces to represent the effect of the out-of-plumb in the structure.
  • Construção de um modelo computacional para o circuito de ventilação da Mina Esperança Mineração

    Pinto, Paul Cézanne; Costa, João Felipe Coimbra Leite; Koppe, Jair Carlos; Salvadoretti, Paulo; Kurcewicz, José Antônio; Montedo, Edson Douglas

    Resumo em Português:

    A ventilação em uma mina tem como principal objetivo o fornecimento de um fluxo de ar puro a todos os locais de trabalho em subsolo, em quantidades suficientes para assegurar as condições de higiene e segurança dos trabalhadores. A análise da eficiência ou do dimensionamento de um circuito de ventilação pode ser feita por meio de técnicas diretas de análise (algoritmo de Hardy Cross e Leis de Kirchhoff). Essas técnicas são extremamente trabalhosas quando se dispõe de um circuito de muitas malhas. Para uma análise mais detalhada ou previsão de mudanças no circuito de ventilação, empregam-se técnicas de simulação computacional. Essas técnicas foram utilizadas para a construção de um modelo computacional da distribuição do fluxo de ar para a Mina Esperança (SC), tendo como objetivo a adequação do atual circuito de ventilação a NR-22 e o aumento da quantidade de ar fornecida a cada painel em lavra para 2000 m³/min. Na construção do modelo foram utilizados dados de vazão, diferença de pressão estática, geometria das galerias e as características dos ventiladores. Esses dados, correlacionados pelo simulador, indicaram valores de vazão e pressão compatíveis aos medidos na mina, com diferenças entre os valores simulados e medidos de até 20%, sendo essa diferença adotada, pela equipe de trabalho, para validação dos modelos computacionais. De posse do modelo validado, estudaram-se diversos cenários de lavra futura, antevendo os valores de vazão e pressão a serem encontrados. Portanto as técnicas computacionais para a análise de redes de fluxo comprovaram ser uma importante ferramenta de projeto, diminuindo custos e racionalizando os recursos disponíveis.

    Resumo em Inglês:

    Mine ventilation aims at providing fresh air for all working faces at an adequate flow to assure an appropriate atmosphere to the miners. The design and efficiency analysis in a ventilation circuit can be carried out using Hardy Cross algorithm and Kirchhoff law. In a complex ventilation layout these techniques proved to be extreme laborious. For a more detailed analysis or checking the effect in the ventilation circuit due to mining changes, computational simulation can be used. These simulation methods were used to construct models for Esperança Mine (Brazil). The model construct by simulation aim at checking the adequacy of the ventilation circuit to the NR22 (Brazilian regulation). Also a scenario providing 2000 m³/min for each panel was studied. Information necessary to the model include: static pressure, openings dimensions and geometry, and fans operational characteristics. The output from the model includes air flow and pressure along the circuit. Differences between the values predicted by the model and true values are less than 20%. The model was accepted as valid and therefore used for simulating the ventilation at various mining layouts. Computational ventilation models demonstrate their usefulness in planning and improving underground atmosphere.
  • Emprego de resíduos siderúrgicos e pellet feed minipelotizados na sinterização de minério de ferro Mineração

    Oliveira, Eduardo Reis de; Martins, Jader

    Resumo em Português:

    Em metalurgia extrativa, a grande maioria dos processos de fabricação de ferro gusa nos altos-fornos usa como fonte de ferro minérios granulados e/ou aglomerados. O processo de sinterização foi projetado com o objetivo inicial do aproveitamento de minérios e combustíveis com granulometria inferiores a 6 mm. Essas frações não podem ser utilizadas diretamente nos altos-fornos, por comprometerem a permeabilidade da carga, dificultando a passagem dos gases, condição imprescindível a um bom desempenho desse equipamento. No processo convencional, toda a matéria-prima da sinterização é alimentada na forma de finos para a produção de sínter. A alternativa pesquisada foi a fabricação de minipelotas utilizando em sua composição resíduos siderúrgicos sólidos e de pellet feed, visando à substituição parcial do sínter feed por pellet feed. Para atingir tais objetivos, foram usados resíduos siderúrgicos, pellet feed alimentados na unidade de sinterização da empresa CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão). A metodologia de pesquisa foi formulada e experimentada visando à viabilidade técnica e econômica da proposta apresentada.

    Resumo em Inglês:

    Into extractive metallurgy, the large number of the processes of production of pig iron into the blast furnaces has used like iron search, granulated and/or agglomerated material. The sinterization process has designed with the initial purpose the use of ore and fuels with inferior granulometry than 6 mm. These fractions can not be used directly into the blast furnace once they put in risk the permeability of the load, what becomes difficult the passage of the gases, indispensable condition in order to a good performance of this equipment. Into the conventional process, all the raw material from the sinterization has been fed in the form of ore fines to the production of sinter. The researched alternative had been the production of mini-pellets that use in their composition solid residuals from steelmaking and pellet feed, trying the partial replacing of the sinter feed for pellet feed. In order to arrive such goals, steelmaking residuals and pellet feed that were fed into the unit of sinterization from the steelmaking enterprise CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão). The methodology of the research has been formulated and tried with the purpose of getting the technical and economical viability from this presented purpose.
  • O uso de microondas para determinação de umidade de bauxita Mineração

    Magalhães, Rodrigo Silva; Lima, Rosa Malena Fernandes; Souza, Henor Artur de

    Resumo em Português:

    Nesse trabalho, é apresentado um estudo de secagem de bauxitas por microondas, visando a determinar a influência da umidade inicial das amostras, a massa a ser secada e a granulometria das mesmas no processo de secagem. Para a determinação da influência da umidade inicial, foram utilizadas amostras com teor de umidade igual a 12,2 e 6,9%. A influência da massa e a granulometria foram determinadas com uma amostra, cujo teor inicial de umidade era igual a 13%. Através desses estudos, observou-se que os tempos ótimos de secagem por microondas das amostras de bauxita estudadas têm uma relação direta com a umidade inicial das mesmas. Observou-se que as variáveis, massa da amostra a ser secada e o tempo de secagem, são diretamente proporcionais, apresentando elevada correlação. Dessa forma, pode-se obter os tempos de secagem para cada amostra a ser secada, de acordo com a sua massa. Não foi observada relação entre o tempo de secagem e a granulometria da amostra.

    Resumo em Inglês:

    This work shows the results of a bauxite drying process using microwave oven. In this research the influence of initial humidity, mass and granulometric distribution of bauxite samples were studied. To determine the humidity influence two bauxite samples having 6,9% and 12,2% of humidity were utilized and for the mass and granulometric distribution the sample initial humidity was 13%. The results show that the optimum drying time by microwave has a directly correlation with the initial humidity. The sample mass and the drying time are also directly proportional with a very high correlation. The study suggests that the drying time can be obtained considering the mass of the bauxite sample.
  • Estudos experimentais do processo de ressecamento de um rejeito fino de mineração Mineração

    Silva, Daviély Rodrigues; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de

    Resumo em Português:

    O estudo do ressecamento de um rejeito fino de mineração exposto as condições climáticas naturais e deixado drenar num área-teste é o objeto desse trabalho. Na área-teste, o material foi depositado sob a forma de lama e a camada formada instrumentada e monitorada durante a fase de ressecamento. A utilização de uma estação meteorológica e as considerações de um modelo hidrológico de evaporação potencial foram muito importantes para a determinação da condição de contorno da superfície. No monitoramento das variáveis do solo, uma técnica considerada de ponta no Brasil foi utilizada para medir diretamente o teor de umidade volumétrica, a técnica do TDR (Time Domain Reflectometry). Os resultados da pesquisa podem ser usados para a determinação de propriedades constitutivas de ressecamento e também na calibração de um modelo numérico para descrição do comportamento do material.

    Resumo em Inglês:

    Desiccation studies of fine mining tailings under natural climatic conditions and resting under a drainage bottom in a test site are presented in this paper. A test section, loaded with several instruments, was implemented in the area to monitor a desiccating layer of the fine tailings especially deposited in the area. A weather station and considerations of a hydrologic model for potential evaporation were very important to characterize the top boundary condition. In monitoring soil variables, an innovative technique was introduced to measure volumetric water content: the time domain reflectometry. Data generated in this research can be used to determine constitutive properties related to the desiccation phenomenon and also be used to calibrated a numerical model to describe soil behavior under desiccation.
  • Rotas de obtenção de cerâmica de niobatos de potássio Metalurgia & Materiais

    Andrade, Mônica Calixto de; Bastos, Ivan Napoleão; Ogasawara, Tsuneharu

    Resumo em Português:

    Esse artigo apresenta a análise termodinâmica do ponto de vista do processamento cerâmico para a obtenção de niobatos de potássio. A análise realizada indicou as condições de pH em que seria possível produzir insumos cerâmicos fotoluminescentes por rotas de precipitação química. Para tanto foram consideradas as presenças dos elementos químicos Ca, La, K, Nb e Eu em meio aquoso à temperatura ambiente, que foram estudados considerando os parâmetros potencial e a solubilidade.

    Resumo em Inglês:

    This work presents a thermodynamic analysis from ceramic processing point of view to obtain photoluminescent potassium niobate ceramic. The analysis carried out indicated the conditions of pH which the route of processing by chemical precipitation would be done. Therefore, the presence of chemical elements Ca, La, K, Nb and Eu in aqueous medium was considered on potential and solubility parameters at room temperature.
  • Remoção de ferro do banho de alumínio de sucata por filtragem Metalurgia & Materiais

    Moraes, Humberto Lopes de; Tenório, Jorge Alberto Soares

    Resumo em Português:

    O alumínio é um dos metais mais versáteis dos comumente usados na indústria de fundição. Uma das mais prejudiciais impurezas das ligas de alumínio é o ferro, o qual junto com o alumínio e outros elementos de liga comuns formam fases intermediárias que podem ser prejudiciais ao processo e às propriedades do produto final. Nas indústrias secundárias de alumínio, é grande a possibilidade de contaminação do banho por ferro devido a uma volumosa sucata de aço existente no mercado, que, na coleta, vem junto com a sucata de alumínio, além da já existente sucata de alumínio com altos teores de ferro. O objetivo desse trabalho foi o de estudar a remoção de ferro de alumínio líquido através da técnica de filtragem das fases intermediárias ricas em ferro. Foram estudadas composições com base nas ligas 308 e 356. As variáveis desse estudo foram: composição química, temperatura de filtragem e tipo de filtro. Os resultados alcançados, nas condições desse trabalho, permitiram inferir que o processo de filtragem de alumínio para diminuir o teor de ferro só é possível desde que se façam adições de Mn e o abaixamento de temperatura até o campo de cristalização de fases primárias contendo ferro.

    Resumo em Inglês:

    Aluminum is one of the most versatile material among the ones used in foundry practice. However, iron is one of the most important impurities in aluminum cast materials. During the solidification of aluminum alloys, iron promotes the formation of inteermediate phases, which may damage the properties of the final product. In the secondary aluminum industries there always happens the possibility of iron contamination because of the high amount of iron scrap. The aim of this work was to study the iron removal from molten aluminum through ceramic filters. The materials studied were based on he 308 e 356 aluminum alloys with iron additions. The variables of this work were chemical composition, temperature and kind of filter. The results obtained showed that the removal of iron is possible through the use of manganese and silicon followed by the decreasing of the temperature in the field of the intermediate phase crystallization.
  • Avanços na injeção de carvão pulverizado para a sua aplicação em altos-fornos Metalurgia & Materiais

    Assis, Paulo Santos; Martins, Weber de Brito; Vieira, Cláudio Batista

    Resumo em Português:

    Alguns dados sobre a injeção de carvão pulverizado são mostrados bem como uma descrição do modelo de combustão de partículas com elevado gradiente térmico construído na Escola de Minas - UFOP. Usando misturas de três carvões, bem como pré-aquecimento de carvão, foi possível constatar que: o uso de misturas de mais de dois carvões bem como o seu pré-aquecimento podem ser duas técnicas a serem usadas em altos-fornos no sentido de melhorar ainda mais os rendimentos obtidos nos reatores que usam a técnica de injeção.

    Resumo em Inglês:

    Some data about coal powder injection have been shown and one physical model, with high thermal gradient constructed at Escola de Minas-UFOP is described Using mixture of coal (3) and pre-heating of the coal some tests have been done, giving the conclusions below: pre heating of coal could be a good idea for improving the results obtained into the blast furnace, so mixture of more than two coals, not common practiced, could improve the combustion rate.
  • Aços alternativos ao HY-80 sem a necessidade de aplicação de têmpera e revenido Metalurgia & Materiais

    Gorni, Antonio Augusto; Mei, Paulo Roberto

    Resumo em Português:

    A competitividade cada vez mais acirrada entre as diversas usinas siderúrgicas e também entre diferentes tipos de materiais continuam promovendo o desenvolvimento de novos aços estruturais microligados que atendam a requisitos de resistência mecânica e tenacidade cada vez mais severos. Outros aspectos igualmente desejáveis, como a supressão de tratamentos térmicos e melhor soldabilidade do produto, tornam essa evolução ainda mais complexa. Como a melhoria da soldabilidade do produto exige a minimização do teor de carbono do material, esses novos aços precisam dispor de mecanismos de endurecimento que dispensem a presença desse elemento. As alternativas mais viáveis são os aços endurecíveis por precipitação de cobre, do tipo HSLA-80 ou ASTM A710, ou os aços bainíticos com teor extra-baixo de carbono, do tipo ULCB.

    Resumo em Inglês:

    The fierce competition between different steelworks and between different alloy design approaches keep promoting the development of new microalloyed structural steels which must satisfy increasingly severe mechanical strength and toughness requirements. Another equally desirable aspects for these new materials are the supression of heat treatments and better weldability, which makes this evolution even more complex. As weldabiliby improvement requires minimization of the carbon content of the steel, these new steels must present hardening mechanisms which does not require the presence of this element. Up to this moment, the most feasible answers to this challenge are steels hardened by copper precipitation, like HSLA-80 or ASTM A710, and the so-called Ultra Low Carbon Bainite (ULCB) steels.
  • Automatic detection of thermal damage in grinding process by artificial neural network

    Dotto, Fábio Romano Lofrano; Aguiar, Paulo Roberto de; Bianchi, Eduardo Carlos; Flauzino, Rogério Andrade; Castelhano, Gustavo de Oliveira; Pansanato, Landry

    Resumo em Português:

    Esse trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um sistema inteligente para detecção da queima no processo de retificação tangencial plana através da utilização de uma rede neural perceptron multi camadas, treinada para generalizar o processo e, conseqüentemente, obter o limiar de queima. Em geral, a ocorrência da queima no processo de retificação pode ser detectada pelos parâmetros DPO e FKS. Porém esses parâmetros não são eficientes nas condições de usinagem usadas nesse trabalho. Os sinais de emissão acústica e potência elétrica do motor de acionamento do rebolo são variáveis de entrada e a variável de saída é a ocorrência da queima. No trabalho experimental, foram empregados um tipo de aço (ABNT 1045 temperado) e um tipo de rebolo denominado TARGA, modelo ART 3TG80.3 NVHB.

    Resumo em Inglês:

    This work aims to develop an intelligent system for detecting the workpiece burn in the surface grinding process by utilizing a multi-perceptron neural network trained to generalize the process and, in turn, obtnaing the burning threshold. In general, the burning occurrence in grinding process can be detected by the DPO and FKS parameters. However, these ones were not efficient at the grinding conditions used in this work. Acoustic emission and electric power of the grinding wheel drive motor are the input variable and the output variable is the burning occurrence to the neural network. In the experimental work was employed one type of steel (ABNT-1045 annealed) and one type of grinding wheel referred to as TARGA model ART 3TG80.3 NVHB.
  • Influência do cromo no envelhecimento após deformação em fios de aço perlítico trefilados Metalurgia & Materiais

    Oliveira, Wagner Custódio de; Marchi, Leandro Aparecido; Gonzalez, Berenice Mendonça

    Resumo em Português:

    A influência da adição de cromo no envelhecimento após deformação foi estudada em dois aços perlíticos stelmorizados e trefilados para uma redução de área de 86%, contendo um dos aços, 0,25% de cromo em sua composição química. Foram observados dois estágios de envelhecimento no intervalo de temperatura de tratamento considerado para cada aço. O mecanismo responsável pelo envelhecimento no primeiro estágio foi o ancoramento de deslocações por átomos de nitrogênio e carbono em solução sólida na ferrita. O segundo estágio foi associado ao ancoramento de deslocações em células nas interfaces ferrita-cementita. O efeito do cromo foi a diminuição no espaçamento interlamelar da perlita, o que intensificou os efeitos do envelhecimento nas propriedades mecânicas. Não foram observadas diferenças significativas nos valores da energia de ativação entre os aços no segundo estágio de envelhecimento, significando que pelo menos para o teor investigado, 0,25%, o cromo não afetou a estabilidade da cementita.

    Resumo em Inglês:

    The influence of addition of chromium in the strain aging were studied in two stelmorized pearlitic steels, after drawing to an area reduction of 86%, contains one of the steels, 0,25% of chromium in the chemical composition. Two stages of strain aging were observed for both steels in the treatment temperature interval considered. The mechanism responsible for the strain aging in the first stage was the locking of dislocations by nitrogen and carbon atoms in solid solution in the ferrite. The second stage of aging was associated with dislocation locking in the ferrite/cementite interfaces. The effect of chromium was the reduction of the pearlitic interlamelar spacing, increasing the intensity of the strain aging effects in the mechanical properties. No significant differences were observed in the activation energy for the second of aging, meaning that at least for the investigated amount, 0,25%, chromium does not affect the stability of cementite.
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