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By Anderson Carvalho Nogueira

Este artigo descreve a utilização da proteção cerâmica do composto SiO2(62-68)-MgO+CaO(29-39) na região frontal das máquinas que injetam massa refratária para interromper corridas de ferro gusa e escória em estado líquido nos altos fornos. O novo modelo de proteção (protótipo) apresentou uma economia de aproximadamente R$ 32 mil reais comparado com o composto anteriormente utilizado CaO-Al2O3-SiO2. Apresentou também menor toxidade, já que possui em sua morfologia menor quantidade de fibras. Estas fibras quando inaladas provocam danos aos tecidos internos dos pulmões sendo prejudicial à saúde. Houve manutenção dos índices de produção, pois em todas as amostras da nova proteção cerâmica testada, a parte frontal foi preservada possibilitando a injeção de massa refratária na quantidade e pressão necessárias para reconstituição do comprimento do furo que retira o ferro e escória do interior do alto forno, possibilitando um volume interno maior para se produzir mais. Os modelos de proteção usados nos testes foram da empresa Morganite. A verificação da morfologia e posterior caracterização do material foram executadas por Microscopia Eletrônica de Varredura e Difração de Raios-X.

Oct 30, 2017

By M. J. King, A. Weissenberger, W. G. Davenport

Keywords: Pyrometallurgy, sulphuric acid, sulphur dioxide The raw material for sulphuric acid manufacture is clean SO2 gas. It comes from (i) burning molten by-product sulphur; (ii) roasting or smelting metal sulphide concentrates, and (iii) decomposing contaminated organic chemical process sulphuric acid catalyst. Efficient gas cleaning is required for metallurgical and contaminated acid decomposition gases, especially the former. Sulphuric acid is made from SO2 gas by (i) oxidizing the SO2(g) to SO3(g) in contact with supported liquid-phase catalyst then (ii) reacting the resulting SO3(g) with the water component of 98.5 mass% H2SO4, 1.5 mass% H2O acid. This paper discusses the reasons for these process steps and indicates how acidmaking can be controlled and optimized. Special emphasis is placed on SO2(g) oxidation efficiency and how it is influenced by feed gas composition, feed gas temperature, catalyst composition, catalyst bed pressure, number of catalyst beds, and double versus single contact acidmaking. In addition, a review of various other treatment methods for SO2-bearing gases is provided. A brief description of each process is included along with commentary on their technical and economic applicability for use at metallurgical facilities.

Jan 1, 2006

By Breno Totti Maia

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

Aug 17, 2017

By J. H. Swisher

When an Fe-Mn alloy is internally oxidized, the inclusions formed are MnO which contains some dissolzled FeO. In the internal oxidation reaction, not all of the manganese is oxidized; some remains in solid solution as a result of the high Mn-0 solubility product in iron. Taking these factors into consideration, the rate of internal oxidation of an Fe-1.0 pct Mn alloy is computed as a function of temperature, using available thermodynanzic data and recently published data for the solubility and diffusivity of oxygen in iron. The predicted and experimentally determined rates for the temperature range from 950 to 1350°C are in good agreement. ThE rates of internal oxidation of austenitic Fe-A1 and Fe-Si alloys have been studied extensively.1"4 Schenck et al. report the results of a few experiments with Fe-Mn alloys at 854" and 956C, and Bradford5 has studied the rate of internal oxidation of commercial alloys containing manganese in the temperature range from 677" to 899°C. When Fe-Mn alloys are internally oxidized, the inclusions formed are solutions of FeO in MnO, the composition depending on the experimental conditions. Since the thermodynamics of the Fe-Mn and FeO-MnO systems have been investigated,6"9 and since the solubility and diffusion coefficient of oxygen in y iron have been determined recently,' it is possible to predict the rate of internal oxidation from known data. The calculations used in predicting the rate of internal oxidation will first be outlined, then the results of the prediction will be compared with the experimental results of this investigation. PREDICTION OF PERMEABILITY FROM THERMODYNAMIC AND DIFFUSIVITY DATA Oxygen is provided for internal oxidation in these experiments by the dissociation of water vapor on the surface of the alloy. The dissociation reaction is: + H2(g) + [O] [1] where [0] denotes oxygen in solution. The equilibrium constant for this reaction is known as a function of temperature:' log As oxygen diffuses into the alloy, oxide inclusions are formed which are MnO with some FeO in solid solution. The reactions occurring are: [Mn] + [0] = (MnO) [31 and [Fe] + [0] = (FeO) [41 where [ Mn] is manganese dissolved in iron and (FeO) is iron oxide dissolved in MnO. The overall reactions may be written as follows: [Mn] + HOte) = (MnO) + H2(£) [5] and [Fe] + H20(g) = (FeO) + Hz(R) [61 The standard free-energy changes and equilibrium constants for Reactions [5] and [6] are known.6 Therefore the equilibrium constants for Reactions [3] and [4] may be obtained by combining known thermodynamic data for Reactions [I], [5], and [6]. For Reactions [3] and [4]: K = and For the present purpose, both the Fe-Mn7,8 and FeO-~n0' systems can be considered to be ideal, i.e., [amn] = [NM~] and (aFeO) = (NM~~) = 1 - (NFeO) where the Ns are mole fractions. These relations, together with Eqs. [I] and [8], permit us to compute both the oxide and metal compositions as a function of temperature and oxygen potential at any point in the specimen. For cases where the oxygen concentration gradient between the surface and the subscale-base metal interface is linear, the kinetics of internal oxidation is an application of Fick's first law: where dn/dt is the instantaneous flux of oxygen into the specimen, g-atom per sq cm sec; 6 is the instantaneous thickness of the subscale, cm; Do is the diffusion coefficient of oxygen in iron, sq cm per sec; p is density of iron, g per cu cm; h[%O] is the oxygen concentration difference between the surface and sub-scale-base metal interface, wt pct. B6hm and ~ahlweit" derived an exact solution to the diffusion equation for systems in which there is a stoichiometric oxide formed. They showed that the oxygen concentration gradient is given by a rather complex error function relation. For the Fe-Mn-0 system and for most other systems that have been studied, however, variations in oxide compositions are small and rates of internal oxidation are sufficiently slow that the deviation from linearity in the concentration gradient of oxygen is negligible. The mass of oxygen transported across a unit area of the specimen for the total time of the experiment is given by the mass balance equation:

Jan 1, 1969

By José Flávio Viana

A redução do custo de fabricação do aço tem como ponto importante o refino secundário, seja com a utilização do Forno Panela, aquecimento químico ou borbulhamento de argônio. A qualidade e tempo de formação da escória sintética tem relação direta com o custo do tratamento. As escórias sintéticas sinterizadas produzidas pela Tecnosulfur contribuem significativamente para a redução do custo total de tratamento do aço nesta etapa.

Aug 17, 2017

By André de Albuquerque Vicente

Foram estudadas as microestruturas de quatro juntas soldadas de aço inoxidável austenítico produzidas através do processo MIG/MAG com diferentes gases de proteção, dentro de um projeto que visava estudar o comportamento de juntas soldadas de aços inoxidáveis austeníticos a altas temperaturas. Utilizou-se o metal de adição 22.12.HT e diferentes gases de proteção: 100% Ar, Ar + 2% CO2, Ar +4% CO2 e Ar + 20% CO2. Para cada mistura gasosa, foi soldado um corpo de prova. Estudouse a variação das frações volumétricas de ferrita delta em função dos diferentes gases de proteção utilizados. Observou-se aumento no teor de carbono e consequente diminuição das frações volumétricas de ferrita delta nos metais depositados com gases de proteção com maiores concentrações de CO2, evidenciando-se que o carbono é um forte estabilizador da austenita nos aços inoxidáveis austeníticos.

Aug 17, 2017

By Renato Drescher Subtil

A tecnologia de cominuição de minérios através de Prensas de Rolos de Alta Pressão vem se destacando nos diversos segmentos da mineração, o que faz com que as usinas de pelotização de minério venham introduzindo Prensas de Rolos em seu processo produtivo. Apesar dos benefícios dessa mudança, observa-se pouco conhecimento da influência das variáveis intervenientes ao processo de prensagem e sua relação com o Ganho de Superfície Específica. Essa compreensão é fundamental para a maximização do desempenho de prensagem. Esse artigo utiliza Redes Neurais Artificiais (RNA) para predição dos resultados no Ganho de Superfície Específica e quantifica a relevância de cada variável no processo de prensagem. Os valores preditos gerados pela RNA obtiveram ótima aproximação com os dados reais, o que indica que utilização de RNA possibilita a intervenção proativa no processo produtivo podendo resultar em uma melhoria de desempenho da prensa.

Aug 17, 2017

[Appalachian Petroleum Section: Chairman: Robert H. Edele, 1st V.C.: Robert Vutech, 2nd V.C.: Robert Tullis, Sec.-Treas.: Frederick T. Solomon. Meets last Tuesday of each month in Charleston, W. Va. Balcones Section: Chairman: Dr. Frank W. Jessen, 1st V.C.: Gilbert M. Andreen, 2nd V.C.: Lloyd N. Johnson, Seo.-Treas.: W. C. Vercellino. Big Horn Basin Subsection: Chairman: B. E. Yester, 1st V.C.: Robert J. Woodhall, 2nd V.C.: Herbert A. Koch, Secretary: Dean Costello, Treasurer: Thomas W. DeLong. Meets 2nd Wednesday; alternating between Cody and Worland. Billings Petroleum Section: Chairman: George O. Ellis, 1st V. C.: Robert L. Spottswood, 2nd V. C.: Robert M. Watkins, Sec-Treas.: Joseph H. Bato. Meets 5:30 p.m., 3rd Tuesday at Billings Press Club.]

Jan 1, 1961

By Aldo Henrique de Almeida Barbosa

Dentre os revestimentos galvanizados a quente, o galvannealed (GA) destaca-se por possuir uma estrutura composta por fases Fe-Zn, o que lhe confere excelente desempenho na aplicação em peças de alta solicitação. A qualidade do revestimento GA é governada principalmente pelo tratamento de galvanneling, tendo em vista seu efeito na formação dos compostos Fe-Zn. A influência desse tratamento é ainda mais pronunciada em aços com características de bake hardenability (BH), pela presença de elementos que alteram a sua reatividade. Nesse estudo, foram avaliados os efeitos das condições de galvannealing na formação do revestimento GA sobre aços BH. Para tal, ciclos de galvannealing variando-se a temperatura de aquecimento entre 530°C e 580°C foram simulados em escala de laboratório. Além dos ciclos completos, foram também realizadas interrupções do tratamento ao longo da etapa de encharque, através de resfriamentos bruscos das amostras, com o objetivo de avaliar a microestrutura do revestimento ao longo de todo o tratamento. Os resultados permitiram determinar os mecanismos de formação e crescimento dos compostos intermetálicos Fe-Zn que constituem o revestimento galvannealed, e correlacioná-los com as características do produto final, de maneira a estabelecer faixas adequadas de processamento desse material.

Jul 30, 2018

By Ivy Frazão

O presente projeto teve como objetivo a síntese com alta homogeneidade química, utilizando a reações no estado sólido através de moagem úmida, envolvendo alumina em sua fase mais estável (corundum) dopada com íons de estrôncio. Foram utilizados como fonte de Sr2+ tanto óxidos quanto nitratos e carbonatos e variou-se também o meio de moagem (aquoso e alcoólico), a temperatura de calcinação e a concentração de dopante. Para a caracterização do material foram realizadas difrações de raios-x e espectrometria por fluorescência. O potencial catalítico da alumina dopada com Sr2+ é conhecido para reações de transesterificação, e os estudos deste sistema que são encontrados na literatura apontam para a formação de compostos intermediários, porém utilizando diferentes rotas de síntese. Os resultados preliminares indicam que por moagem úmida não há a formação de compostos intermediários.

Aug 8, 2018

By Camila Magalhães Gonçalves

O aço inoxidável ferrítico tipo 430 estabilizado com Nb, com e sem recozimento após laminação a quente, foi laminado a frio e submetido a recozimentos isotérmicos em temperaturas de 650ºC, 700ºC, 750ºC e 800°C por 900 s para análise da evolução da textura de recristalização e do tamanho do grão via técnica de EBSD. Ocorreu o refino do grão após recristalização, resultando em um tamanho final de 12,2 mm. Observou-se um aumento da intensidade das componentes (111)[12 1] e (111)[01 1] da fibra g e diminuição na intensidade da fibra a de deformação. A componente cubo girado, característica do aço laminado a quente, desaparece com a recristalização. As propriedades mecânicas desse aço, principalmente o comportamento em estampagem profunda, são diretamente afetadas por sua textura de recristalização.

Jan 16, 2018

By T. Fujita

The incinerated bottom ash includes titanium oxides and a small amount of chromium oxides. Initially, 89 % of chromium was removed from ash at magnetic flux density at several stages of wet magnetic separation from 0.05 T to 6 T. The bottom ash from an industrial waste incineration process includes about 10 % of TiO2. The minerals that contain titanium are rutile and perovskite. These minerals are paramagnetic and show low magnetic susceptibility, therefore, the high magnetic field strength, created by a superconducting magnet, is necessary to capture these minerals. At the first stage of separation, a magnetic field strength of 6T was applied in order to attract the particles that contain iron oxides to the higher magnetic field region. At the second stage of separation, the magnetic capture rate of weekly magnetic particles decreased with increasing the magnetic susceptibility of the aqueous solution (i.e. the medium for dispersing the particles) in order to separate the highly magnetic materials. The para-magnetic salt such as ferric chloride was dissolved in the water to increase the magnetic susceptibility of the medium. After a two-step wet HGMS with superconducting magnet, the grade of TiO2was increased from 10 % to 28 % with a recovery of 64 %.

Jan 1, 2014

By Jay Black

In the thiosulfate gold leaching process gold is oxidized to Au+ by a copper(II) ammine catalyst and complexed by thiosulfate. Copper(I) complexes, formed during gold oxidation, are reoxidised to Cu(II) complexes by oxygen. In this study, we present the results of a spectrophotometric study of the Cu(I)-NH3-Cl system, which follows on from our recent investigations of speciation in the Cu(I)-Cl and Cu(I)-S2O3-Cl systems and is part of a detailed study of copper(I) speciation associated with the gold leaching process. Formation constants for Cu(I)-NH3-Cl complexes have been determined by modeling the systematic changes in the UV spectra that occur as the concentration of the components is varied. The analysis of the data indicates that three Cu(I)-ammonia complexes are present, i.e., [Cu(NH3)2]+, [Cu(NH3)Cl2]- and [Cu(NH3)2Cl] and their respective log Kf values are 11.13, 8.33 and 10.79 at 25°C. Investigations of the oxidation of Cu(I)-NH3-Cl solutions by oxygen in the atmosphere are also presented. These experiments indicate that the reaction of copper(I) complexes progresses through various intermediates. The presence of many copper(I) and copper(II) complexes in ammonia thiosulfate solutions complicates the task of determining optimal conditions for gold leaching. Further studies are needed to identify the complexes and chemical processes that are important in the Cu(I)-NH3-S2O3-Cl system.

Jan 1, 2003

By Éric José de Souza Baeta

Maximizar a produtividade com o mínimo de perdas e sem interferir nas operações unitárias adjacentes é um dos grandes desafios existentes nas usinas de beneficiamento de minério em geral. O presente artigo tem como objetivo mostrar um caso prático de implementação de uma estratégia de controle do tipo preferencial, considerando restrições de processo, com o objetivo de obter ganho de produtividade e redução de perdas. Serão abordados aspectos práticos da implementação e resultados reais obtidos em uma das etapas do processo de uma usina de beneficiamento da Vale.

Aug 16, 2017

By Rafaela Pacheco Malvão dos Santos, Rafaela Pereira Batista Carvalho, Flávio Monteiro de Souza, Bruno Moura de Jesus, Rodrigo da Silva Magalhães

Dentre as impurezas do gusa, o fósforo se destaca por promover fragilidade a frio ao aço, uma propriedade normalmente indesejada. A sua adequação a teores aceitáveis ocorre no Conversor LD, através da oxidação do banho e adição de fundentes. O modelo proposto objetiva determinar a adição de fundentes de forma dinâmica: com base na termodinâmica e ajustes com dados históricos visando promover uma escória adequada a proteção do revestimento refratário e a desfosforação. O modelo está em uso nos Conversores LD da Aciaria da Companhia Siderúrgica Nacional e demonstrou resultados satisfatórios.

Oct 1, 2019

By R. V. Lundquist

The compound 2Na2O?3CaO?5Al2O3 occurs as a minor phase in lime-soda sinters prepared for extracting aluminum from siliceous aluminum-bearing materials. About 99 percent extraction of sodium and aluminum from synthesized 2Na2O.3CaO.5Al2O3 was obtained in solutions of NaOH-Na2CO3 at leaching temperatures of 50° C and above. Extractions in water were low because insufficient NaOH was generated by hydrolysis. Extractions in NaOH solutions were limited to about 80 percent owing to the precipitation of hydrated calcium aluminates. Rapid extractions of 100 percent were obtainable in NaaC03 solutions, but the subsequent rapid precipitation of alumina trihydrate caused losses in alumina recovery.

Jan 1, 1965

By S. Y. Chen

A new process comprising metallizing reduction, magnetic separation, and electroheat melting separation is proposed with the aim of achieving high recoveries of iron, vanadium, and titanium from vanadium titanomagnetite. The effects of magnetic intensity, reduction temperature, reduction time, carbon ratio, and coal particle size on the efficiency of reductionmagnetic separation were investigated, the reaction mechanisms elucidated by SEM and EDS analysis, and the optimal process parameters established. Recoveries of up to 80.08% for titanium, 95.07% for iron, and 71.60% for vanadium were achieved. The reduction sequence is shown to be: Fe2O3 ? Fe3O4 ? FeO ? Fe; Fe2TiO5 ? Fe2TiO4 + TiO2 ? Fe + FeTiO3 ? Fe + FeTi2O5 ? Fe + TiO2.

Jan 1, 2014

By Lars Rossemyr, Terkel Rosenqvist

The equilibrium Mn + 2 IiCl = MnCl2(g) + H2 has been studied at 1090°C for pure manganese and for Mn-Si alloys. For this reoction a standard free energy of Fo1363, = - 19,700 i 300 col ioas found. Combined with other thermal data, the standard free energy of the reaction Mn(s, ß) + Cl2 = MnCl2(g) was derived: Fo=- 56,140 + 9.78 T log T - 40.10 T For the formation of the various manganese silicides the following free energies were obtained. 5 Mn + 3 Si - M1z5Si3 ?F°1363 = -41,500 i 1500 cal Mn + Si - h.lnSi ?F°1363= -10,000 i 500 cnl Mn + 2 Si = MnSiz ?F°1363= -11,500 ± 500 cal In the search for a method suitable for the study of thermodynamic properties of certain alloy systems, it was found that the heterogeneous equilibrium between the alloy and a gas mixture consisting of hydrogen chloride, hydrogen, and volatile metal chlorides has considerable advantages. In addition to giving thermodynamic information about the alloys, such measurements may be used to derive thermodynamic data for the volatile metal chloride itself. The present paper gives some results which were obtained for manganese silicides and manganous chloride. Similar studies are presently being carried out for the iron silicides. The phase diagram of the Mn-Si system is rather well known,' but no information exists to the authors' knowledge about the thermodynamic properties of manganese silicides or about the chemical activities in molten Mn-Si alloys. At elevated temperature, manganese may react with hydrogen chloride according to the equation: Mn(s, ß ) + 2 HC1 = MnC1, (g ) + H2 [ 1] with the equilibrium constant The value of K, may be determined from measurements of the gas composition in equilibrium with pure manganese. When this value is used in connection with measurements on manganese alloys, the chemical activity of manganese in the alloy may be derived. Initial calculations showed that around 1000" to 1200°C the equilibrium constant K1 has a value of a few thousand, i.e., the reaction is shifted far to the right. In order to study this rather unbalanced gas composition, a flow method was used in two slightly different modifications. For all experiments with manganese silicides and for some experiments with pure manganese the apparatus shown on Fig. 1 was used. A bed of the metal or alloy was placed in a tube furnace. The refractory tube had an internal diameter of 14 mm and the bed was 75 mm long. Electrolytic manganese of high purity and silicon, 99.95 pct Si, were used as raw materials. All alloys were prepared by melting weighed amounts of the elements in a high frequency induction furnace in argon atmosphere. The melting was done in a silica crucible which was placed inside a graphite shell. The alloys were crushed to - 10 +40 mesh and analyzed chemically. Also, for the pure elements, the same size fraction was used. A controlled gas mixture of purified hydrogen and from 3 to 12 pct HC1 was passed through the bed where it reacted with manganese according to Eq. [I]. The volatile manganese chloride was collected in a condenser placed in the cooler part of the furnace tube. The gas mixture before and after the furnace was sampled and analyzed by absorption of

Jan 1, 1962

By Umberto Cassará de Castellammare Scott Siciliano

A proposta desta pesquisa foi desenvolver uma metodologia que empregasse radiação gamae a técnica de “Cross-Correlation” para medir a velocidade das pelotas de minério no duto. Uma unidade experimental foi projetada e construída para realizar simulações de fluxos de duas fases, usando um medidor de fluxo, instalado externamente ao tubo, consistindo em dois sistemas independentes, cada um composto por uma fonte 241Am de radiação gama (59,62 keV de energia) e um detector cintilador NaI (1 x 1 "). Estes sistemas estavam localizados no mesmo plano vertical e separados por uma distância de cerca de 18,0 cm. Como Pelotas, foram produzidos corpos de prova de composição distinta a fim de obter um espectro de densidades para verificar a validade da metodologia. Os resultados mostraram que o uso da densitometria gama associado com a medição do coeficiente de "Cross- Correlation” permitiu calcular o tempo transiente entre dois sinais e assim, calcular a velocidade da pelota.

Aug 16, 2017

The key aspects of process metallurgy that distinguish platinum group metal (PGM) concentrate smelting from that of other base metal sulphide concentrates are presented. These differences include considerably higher input chrome and magnesia contents that directly raise the slag liquidus temperature and have the potential to increase accumulations of refractory spinels. Most importantly, the higher processing temperature required for PGM smelting and the resulting very high matte superheat lead to considerably more onerous smelting conditions than those typical of other smelting operations. This has presented challenges to furnace design and integrity, especially when coupled with the progressive intensification of smelting, involving doubling, and then redoubling, of furnace power inputs over the past 20 years. These power increases have been enabled by increasingly more advanced furnace cooling and structural technologies. Key technologies include strong constant-force spring-loaded bindings acting in three dimensions to minimize infiltration of superheated matte into brick joints, and robust well-cooled tapholes for reliably tapping the superheated matte. The result has been substantially improved productivity, and reduced smelting capital cost outlay per unit of production. A significant challenge, which was not anticipated, presented itself in the form of insidious corrosion of the furnace lining, and especially high-intensity copper cooling elements. Investigation of corrosion in related industries eventually identified chloride-accelerated sulphidation', and this term has been retained as it generically describes the most pertinent aspects of the accelerated low-temperature wear of copper coolers observed in PGM smelting. In addition to discussing the corrosion mechanism, this paper describes a number of solutions that were developed jointly by Anglo American Platinum and Hatch to address the copper corrosion problem. First, new monitoring technologies allowed furnaces to be operated more safely for a longer period of time. Second, a system for replacing corroded coolers from outside the furnace during a fast 'hot' shutdown minimized the impact on furnace operating factor and hearth life. Finally, a corrosion-resistant graphite-protected cooler design significantly improved furnace campaign life, and heralds a more lasting solution to cooler corrosion in PGM furnaces.

Jan 1, 2013