Rem: Revista Escola de Minas, Volume: 56, Issue: 2, Published: 2003
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  • Evaluation of the thermal damages in inlet engine valves varying the grinding wheels and the cutting fluids

    Bianchi, Eduardo Carlos; Silva, Eraldo Janonne da; Aguiar, Paulo Roberto de; Catai, Rodrigo Eduardo

    Abstract in Portuguese:

    Nesse artigo é apresentada uma pesquisa experimental sobre os danos térmicos que aparecem nas válvulas de admissão dos motores após passarem pelo processo de retificação. Foram utilizados, nessa experimentação, quatro tipos de fluidos de corte e dois rebolos (CBN e Al2O3), sendo analisadas a tensão residual, a microdureza e a microestrutrura das peças fabricadas com esses materiais. Esses fluidos e rebolos resultaram em diferentes tipos de tensões residuais. O óleo de corte, por exemplo, induziu nas peças tensões residuais de compressão. Em relação ao rebolo de CBN, devido às melhores propriedades de seus grãos abrasivos, estes proporcionaram tensões de compressão para todos os fluidos testados. Em relação às alterações microestruturais, notou-se que nenhuma alteração térmica foi detectada nas peças, embora a inexistência de alterações microestruturais nem sempre sugerem que tensões residuais favoráveis foram obtidas.

    Abstract in English:

    This paper presents an experimental research in which the thermal damage in inlet engine valves grinding was evaluated. Four different cutting fluids and two grinding wheel were tested and were analyzed the workpiece residual stress, the micro hardness and the optical observation of the workpiece microstructure. The cutting fluid and the grinding wheel types adopted resulted in different types of residual stress. The cutting oil resulted in compressive residual stresses, even using the conventional wheel. The CBN wheel, due to the best proprieties of its grains resulted in compressive residual stresses for all fluids tested by the reducing of the grinding energy and its easier dissipation from the grinding zone. The microstructure investigations showed that the source of the tensile residual stresses observed was the thermal cycles imposed. No microstructure alterations were detected. Although, the absence of microstructure alterations not always suggests that favorable residual stresses can be obtained.
  • Decomposição da fase majoritária do cimento Portland - Parte I: Alita Pura Metalurgia & Materiais

    Tenório, Jorge Alberto Soares; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Pereira, Sérgio Sônego Raymundo; Ferreira, Andréa Vidal; Espinosa, Denise Crocce Romano; Barros, Alexandre

    Abstract in Portuguese:

    As propriedades mecânicas do cimento Portland estão intrinsecamente relacionadas à composição química do clínquer, em especial à concentração de silicato tricálcico 3CaO.SiO2, ou C3S. No processo produtivo industrial, o clínquer deve ser resfriado rapidamente, para evitar a decomposição do silicato tricálcico em silicato dicálcico e cal. Esse trabalho estuda a cinética de decomposição térmica do C3S puro. A decomposição do C3S puro em resfriamento contínuo apresentou uma velocidade mais elevada do que a tradicionalmente aceita na literatura.

    Abstract in English:

    The mechanical properties of Portland cement are closely related to the chemical composition of the clinker, and particularly to the concentration of tricalcium silicate, 3CaO.SiO2, or C3S. In the industrial production process, the clinker must be rapidly quenched, to avoid its decomposition into dicalcium silicate and lime. This work studies the kinetics of thermal decomposition of pure C3S. The continuous cooling transformation of pure C3S showed a decomposition rate higher than the values traditionally accepted in the literature.
  • Avaliação de superfícies usinadas por diferentes fluidos dielétricos no processo de usinagem por eletroerosão Metalurgia & Materiais

    Arantes, Luciano José; Silva, Márcio Bacci da; Silva, Evaldo Malaquias da; Raslan, Alberto Arnaldo

    Abstract in Portuguese:

    O processo de Usinagem por Descargas Elétricas é muito utilizado na usinagem de materiais de elevada dureza, difíceis de serem usinados por processos convencionais, além de permitir a confecção de geometrias bem complexas e de dimensões diminutas. O objetivo principal desse trabalho é o estudo das superfícies usinadas pelo processo EDM com diferentes tipos de fluidos dielétricos em três regimes de usinagem. Os diversos fluidos dielétricos utilizados possibilitam diferentes condições de usinagem e muito pouco se sabe sobre qual o fluido mais indicado para operações de acabamento ou desbaste. Foram feitos ensaios com cinco tipos diferentes de fluidos dielétricos e com uma ferramenta cilíndrica vazada de cobre eletrolítico. Verificou-se que há diferenças importantes quando usina-se com fluidos diferentes, mantendo-se constantes todas as demais condições de operação, embora todos os fluidos, com exceção do querosene, são vendidos como se fossem exatamente iguais entre si, o que se mostrou falso. Porém a maior conclusão desse trabalho foi a de que o querosene, apesar de ser até três vezes mais barato que os demais fluidos, apresentou piores acabamentos superficiais com grande formação de bolhas durante o processo, pois sua menor densidade confere também excessiva evaporação durante a usinagem, o que acabou por conferir uma superfície muito irregular e com muita porosidade e presença de microtrincas, além de maiores riscos ao operador.

    Abstract in English:

    The Electrical Discharge Machining process is very useful while machining very hard materials, which are very difficult to be machined by traditional process, while can make complex geometries and minimum dimensions. One of the materials that are very used in this process is high-speed steel (ABNT M2), which is very hard and has a high mechanical resistance. This work has as main objective the study of performance of different dielectric fluids used in EDM in tree different pre chosen set-ups of work in terms or metal removal rate (MMR) and wear ratio (WR), roughness parameter (Ra), then discuss and analyze the most important factors that can produce different performance when machining with this process. Have been done five tests with different types of dielectric fluids using a cooper tool. Can be noticed that occurred very important different performance between the fluids, which all the other conditions of operation were unchanged. When using such a fluid the workpiece presented less roughness and a higher MMR in some cases. In other cases, a higher MMR produced in the other hand a Recast Layer less uniform. However, the most important conclusion of this work is about kerosene, which costs 3 times less than the specific dielectric fluids for EDM, presented worst finishing surfaces and not too high MMR as expected, despite all the risks for the operator.
  • Avaliação técnica de minérios de ferro para sinterização nas siderúrgicas e minerações brasileiras: uma análise crítica Metalurgia & Materiais

    Vieira, Cláudio Batista; Rosière, Carlos Alberto; Pena, Eloisio Queiroz; Seshadri, Varadarajan; Assis, Paulo Santos

    Abstract in Portuguese:

    Esse artigo apresenta uma análise crítica da metodologia empregada para avaliação técnica rotineira de finos de minérios de ferro para sinterização, tanto por parte das siderúrgicas, quanto pelas minerações brasileiras, com base apenas no controle granulométrico e químico. Sugere-se a realização da caracterização mineralógica das partículas nucleantes, intermediárias e aderentes do sinter feed, visando à otimização do processo e à melhoria da qualidade intrínseca do produto, destacando os principais atributos que devem constituir a sua identidade microestrutural. Vislumbra-se, para os próximos anos, uma verdadeira revolução nos critérios que norteiam a análise técnica de minérios para os processos industriais de aglomeração.

    Abstract in English:

    This paper provides a critical analysis of the methodology used in Brazil for routine technical evaluation of iron ore fines used in the sintering process based uniquely on chemical and granulometric parameters. The mineralogical characterization of adherents, intermediates and nucleantes particles of sinter feed and the main attributes that should constitute its microstrutural identity have been highlighted. It should contribute a great deal to optimize the process parameters during the various stages of the sintering process as well as promote better intrinsic sinter quality. Based on these concepts, it is expected that in future years, significant criterias will be developed for technical analysis of iron ores fines used in agglomeration industry.
  • Cálculo da profundidade de retificação de cilindros de encosto em laminadores de produtos planos Metalurgia & Materiais

    Gorni, Antonio Augusto

    Abstract in Portuguese:

    Nos laminadores quádruos de produtos planos é necessário retificar periodicamente a superfície de seus cilindros de encosto para se eliminar a camada subsuperficial encruada, que foi gerada pela sua co-rotação com os cilindros de trabalho. Tal procedimento é necessário para se evitar que surjam trincas de fadiga nessa camada encruada, as quais podem provocar lascamentos no cilindro de encosto, cujo reparo encurta significativamente sua vida útil. Uma vez que esses cilindros são feitos de aço ou ferro fundido de alta liga, materiais extremamente caros, é fundamental que a profundidade da retífica aplicada seja a menor possível, mas sem que permaneça material excessivamente fadigado no cilindro. Esse trabalho apresenta os princípios de um modelo matemático destinado a estimar essa profundidade de retífica otimizada com base no grau previsto de fadiga sofrido pelo cilindro. O algoritmo foi implementado na forma de planilha Excel, facilitando o processo de entrada de dados e o respectivo cálculo.

    Abstract in English:

    The backup rolls of 4-Hi flat-product rolling stands need to be periodically dressed to eliminate the strain hardened subsuperficial layer generated by continuous co-rotation between these rolls and the work rolls. This procedure is necessary since fatigue cracks can appear in such strain-hardened subsuperficial layers and originate severe spallings in the backup rolls. Their repair could significantly lower their useful life. As these rolls are made of high quality alloy steel or iron, they are very expensive and it is vital that the dressing depth be kept to a minimum but, simultaneously, avoid the presence of excessively fatigued material. This paper shows the principles of a mathematical model that calculates this optimized dressing depth according to the predicted fatigue that the roll was subjected. This algorithm was implemented in an Excel spreadsheet, making data input and calculation easy and quick.
  • Desenvolvimento de um torquímetro de precisão para o estudo do desempenho de implantes osseointegrados Metalurgia & Materiais

    Bianchi, Eduardo Carlos; Aguiar, Paulo Roberto de; Santos, Marcelo de Almeida Souza; Gonçalves, João Roberto; Barbosa, Darceny Zanetta; Catai, Rodrigo Eduardo

    Abstract in Portuguese:

    Esse artigo tem como objetivo apresentar o projeto, a construção e os resultados obtidos no estudo da osseointegração com um torquímetro de alta precisão. Esse torquímetro, especialmente desenvolvido para este tipo de pesquisa, pode ser usado para desenvolver pesquisas odontológicas da osseointegração de implantes dentários. Os implantes foram feitos em sete coelhos que foram avaliados após 21 e 42 dias. Alguns coelhos sofreram estimulações ultra-sônicas em seus implantes, enquanto outros foram analisados sem se submeterem a estas estimulações. Os resultados mostraram o bom funcionamento do torquímetro e que o torque para remover o implante do coelho é diretamente proporcional ao tempo de osseintegração e que as estimulações ultra-sônicas podem influenciar o torque necessário para remover o implante em alguns casos.

    Abstract in English:

    This paper has as objective, to present the project, the construction and the results obtained in the study of the osseointegration with a torque gauge of high precision. The torque gage, especially developed for this research type, was used to improvement of odontological research on osseointegration of dental implant. The implants were done in seven rabbits that were available after 21 and 42 days. In some rabbits were made ultra-sonic stimulations at rabbits' implants. The results showed that the torque to remove the implant of the rabbits is directly proportional at the time of osseointegration and that the ultra-sonic stimulations can also influence the torque in some cases.
  • Decomposição da fase majoritária do cimento Portland - Parte II: alita com adições de Fe e Al Metalurgia & Materiais

    Tenório, Jorge Alberto Soares; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Pereira, Sérgio Sônego Raymundo; Ferreira, Andréa Vidal; Espinosa, Denise Crocce Romano; Barros, Alexandre

    Abstract in Portuguese:

    As propriedades do cimento Portland estão diretamente relacionadas às concentrações de suas fases constituintes, principalmente a alita, a belita, a fase ferrítica e o aluminato. A alita, de composição 3CaO.SiO2 e abreviada por C3S, deve ser o constituinte majoritário do clínquer após o processamento, pois é sua reação de hidratação que confere a resistência mecânica ao cimento curado. A belita, de composição 2CaO.SiO2 e abreviada por C2S, está presente como o primeiro complexo de cal e sílica formado no aquecimento e, sendo mais estável a baixas temperaturas que o C3S, volta a se formar no resfriamento. O aluminato está presente principalmente na forma de 3CaO.Al2O3, abreviado por C3A, enquanto a ferrita aparece como constituinte principalmente na forma 4CaO.Al2O3.Fe2O 3, abreviada por C4AF. Os teores de ferrita e alumina, no entanto, alteram a estabilidade da alita, com conseqüentes alterações na reatividade do cimento. O presente trabalho estuda os efeitos de adições de Fe2O3 e Al2O3 sobre a estabilidade da alita e apresenta diagramas CCT para a decomposição da alita na presença desses compostos.

    Abstract in English:

    The properties of Portland cement are directly related to the concentrations of its major phases, i.e., alite, belite, the ferritic phase and the aluminate phase. Alite, with the composition 3CaO.SiO2, known as C3S, should be the major component of the clinker after processing, once its hydration produces the high yield strengths of cured cement. Belite, with the composition 2CaO.SiO2, known as C2S, is the first lime and silica complex, formed during the heating process. It presents higher stability at low temperatures than C3S, so that it tends to be formed again during the cooling cycle, from the decomposition of alite. The aluminate phase appears mainly with the composition 3CaO.Al2O3, known as C3A, and the ferritic phase appears with the composition 4CaO.Al2O3.Fe2O 3, known as C4AF. However, the ferrite and alumina contents affect the alite stability, and consequently, its reactivity. This paper studies the effects of Fe2O3 and Al2O3 additions over the alite stability and presents CCT diagrams for the alite decomposition in the presence of these compounds.
  • Sedimentação de resíduo Bayer utilizando floculantes hidroxamatos e poliacrilamida Mineração

    Góis, Cristiane Corradi; Lima, Rosa Malena Fernandes; Melo, Antônio Cardoso

    Abstract in Portuguese:

    A sedimentação de lamas vermelhas resultantes da digestão de bauxitas pelo processo Bayer é uma etapa importantíssima para a eficiência da separação sólido/líquido nas plantas industriais de alumina. Nesse trabalho foi feito um estudo comparativo da sedimentação de uma amostra de resíduo Bayer (concentração de sólidos de 43 g/l) proveniente da planta industrial de Poços de Caldas, utilizando floculantes hidroxamatos e poliacrilamida comerciais. Através desses estudos observou-se que a taxa de sedimentação obtida com a poliacrilamida alcançou valores entre 15 e 30 m/h para concentrações bem menores que os hidroxamatos, porém a capacidade de clarificação da mesma foi bem inferior que a dos hidroxamatos. Misturas de poliacrilamida e hidroxamato podem propiciar melhores resultados em termos de taxa de sedimentação e clarificação do "overflow".

    Abstract in English:

    The red mud sedimentation from Bayer process of bauxite digestion is a very important step in a solid/liquid separation at industrial alumina plants. In this work a comparative study of red mud sedimentation from Alcoa/Poços de Caldas industrial plant of alumina (43 g/l of solids concentration) using different flocculants (hydroxamates and poliacrylates) was done. The concentration of poliacrylate flocculent to obtain 15 to 30 m/h sedimentation rates was smaller than the concentration of the hydroxamates flocculants, but the clarification overflow obtained with this reagent was worse than the other ones. The mixture of poliacrylamide and hydroxamate in adequate proportions can give better results of sedimentation rates and overflow clarification.
  • Utilização de variável mineralógica na estimativa de reservas de minério de ferro Mineração

    Pereira, Walmir Carvalho; Remacre, Armando Zaupa

    Abstract in Portuguese:

    Nesse trabalho é apresentada uma metodologia para estimativa de reservas de minério de ferro, utilizando dados mineralógicos representados pelo mineral hematita especular. Os métodos geoestatísticos de simulação condicional e de estimativa por krigagem são usados para caracterizar a hematita especular em modelos de blocos. Teores de corte e reservas recuperáveis são determinados pelas funções de recuperação teor médio e tonelagem de minério. Os resultados mostraram diferenças significativas entre os modelos de krigagem e de simulação condicional.

    Abstract in English:

    This work presents a methodology to estimate iron ore reserves, which uses mineralogical data represented by the mineral specular hematite. The geostatistical methods of conditional simulation and kriging are used to characterize the specular hematite in block models. Cut-off grades and recoverable reserves are determined by using the recovery functions average grade and ore tonnage. The results showed significant differences between the kriged and the conditional simulation models.
  • Principais normas e recomendações existentes para o controle de vibrações provocadas pelo uso de explosivos em áreas urbanas: parte II Mineração

    Bacci, Denise de La Corte; Landim, Paulo Milton Barbosa; Eston, Sérgio Médici de; Iramina, Wilson Siguemasa

    Abstract in Portuguese:

    As atividades que envolvem o uso de explosivos devem ser controladas, não só com relação ao desmonte de estruturas (rocha e outros materiais), mas também quanto a danos estruturais em edificações próximas (casas, edificações históricas, etc.) e outros impactos ambientais como vibração, propagação de ruídos, ultralançamentos e sobrepressão atmosférica. Tais atividades são regidas por normas técnicas que sugerem parâmetros de medição e limites definidos na avaliação de prováveis danos. No caso específico de minerações em áreas urbanas, a velocidade de vibração de partícula (Vp), normalmente expressa em mm/s, é o parâmetro que tem dado melhor correlação na avaliação de possíveis danos às estruturas civis, atribuídos às vibrações do terreno. As diferentes normas existentes apresentam valores de Vp que variam de 2mm/s para edifícios históricos até 150mm/s para construções em concreto armado. A maioria delas considera na avaliação de danos estruturais, além da velocidade, a freqüência da vibração. Algumas normas foram elaboradas com base em dados experimentais, analisando parâmetros como o tipo de construção e o material nela utilizados, outras se basearam apenas em valores empíricos, mas todas apresentam valores conservativos. A norma brasileira não avalia o parâmetro freqüência e não classifica os diferentes tipos de estruturas civis, restringindo-se ao valor resultante da velocidade de vibração como parâmetro medido, sendo, assim, limitada e deficiente em relação às normas internacionais. A coletânea aqui apresentada reuniu as normas nas Américas e em outros continentes, além de uma comparação com as normas européias mais importantes em âmbito mundial.

    Abstract in English:

    Blasting requires control measures related to structural damage to buildings and environmental impacts like ground vibrations, noise, flyrock and air blast. The use of explosives is controlled by federal and state regulations, which involve measurement of parameters to evaluate probable damage in buildings and other type of constructions. In urban areas, the peak particle velocity (PPV) associated with ground vibration and expressed in mm/second, is the best parameter to evaluate possible structural damages. Worldwide legal limits vary from a low 2 mm/s for historical buildings to a high 150 mm/s for reinforced concrete. Most of the regulations consider peak particle velocity and frequency as a double damage parameter. Some regulations were elaborated with an experimental database, involving different types of construction and building materials. Others were proposed using empirical data. Both regulations present conservative values. The Brazilian norm does not consider the frequency and the different types of buildings in the damage evaluation. This paper presents a review of American and other regulations for blasting activities as compared to European regulations.
  • Modelo de previsão do custo de mineração pelo sistema de curvas de aprendizado Mineração

    Pereira, Walmir Carvalho; Suslick, Saul B.

    Abstract in Portuguese:

    Esse trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo de previsão de custo de produção por intermédio da técnica do sistema de curvas de aprendizado. Uma das vantagens desse modelo é a possibilidade de incorporar as mudanças técnico-econômicas ocorridas no desempenho do custo, que se refletem na série temporal em análise. Esse modelo possibilita estimar com relativa precisão o desempenho dos custos atuais e futuros utilizando-se de uma série histórica de dados de produção de uma unidade de mineração de ferro. A comparação entre os custos reais de operação na mina e os resultados gerados pelo modelo de Stanford-B de aprendizado situou-se dentro de uma faixa aceitável de tolerância próxima de 10%.

    Abstract in English:

    This paper presents a learning curve model for forecast the operational mining cost. One of the great advantages of this model is the possibility to include the technical and economic changes in the cost performance that are incorporated by the time series. The learning model projections presents a good level of accuracy for cost data from iron ore. The comparison between actual and forecast data costs through the Stanford-B model indicates that the output values are within an acceptable range of 10% confidence interval.
  • Sobre a fertilidade das praias dos rios que drenam o Estado do Acre Comunicação Científica

    Costa, Marcondes Lima da; Almeida, Henrique Diniz Farias de; Rego, José de Arimatéia Rodrigues do; Costa, Alciney Miranda da; Viana, Érica Cristina Acácio; Martins, Milta Mariane da Mata; Angélica, Rômulo Simões
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