Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T18:04:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295962.pdf: 6619721 bytes, checksum: f89899632bdba23ef8223f96f6c0ff8d (MD5) / O trabalho apresenta uma metodologia de estudo e modelagem dos processos de transferência de calor em um forno túnel, com o objetivo de gerar subsídios técnicos para viabilizar propostas de melhorias, sob o ponto de vista térmico no forno. Utilizando biomassa e óleo de xisto como fonte de energia, o produto queimado consiste em telhas esmaltadas, empilhadas sob mobílias em cima de uma vagoneta. A modelagem numérica foi realizada em linguagem FORTRAN, baseando-se no método dos volumes finitos, contendo o domínio as paredes, teto do forno, vagoneta, telhas e mobílias, bem como a cavidade interna - por onde escoam os gases da combustão e resfriamento. Os fenômenos químicos e físicos envolvidos na modelagem numérica são, respectivamente, a combustão da lenha e óleo de xisto, trocas térmicas por radiação e convecção entre a superfície externa e o ambiente. Já, no interior do forno há troca por radiação entre a superfície interna com a carga, e por convecção entre fluido e as superfícies da parede e carga. Dados experimentais foram coletados com o forno operando em regime permanente, apresentando a solução numérica consistentes com os dados coletados, o que possibilita a predição do comportamento do forno como um todo. Resultados como o balanço global de energia no envelope do forno, curva de queima, bem como as distribuições de temperatura longitudinal e transversal na carga são apresentados e discutidos. / The work presents a study methodology, and a numerical model for the heat transfer processes in tunnel kilns, with the main goal of generating technical data, allowing optimization in the thermal efficiency and production of the kiln. Employing biomass and shale oil as fuel, glazed roof tiles . the firing products - are stacked in furnitures above the lorry. The numerical model was developed in FORTRAN, based in the method of finite volumes, having as domain the walls, roof, lorry with tiles and furniture, as well as the cavity - where the combustion and cooling gases flow. The numerical model accounts for the biomass and shale oil combustion, as well as the radiation and convection heat transfers between the external wall and the surroundings. Inside the kiln, radiation is transferred from the internal walls to the load, while convection heat transfer occurs between the flow and the surfaces of the walls and load. Experimental data . necessary for the global analysis of the kiln . were obtained with a working furnace, showing the numerical results good agreement with the experimental data, which allows the prediction of the kiln.s behavior. Outputs as energy global balance, the characteristic firing curve, as well as the longitudinal and transversal temperature distribution of the load are presented and discussed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T00:10:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236824.pdf: 1423606 bytes, checksum: 433c13a0cf3a35a053f5c0ee02154449 (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo a realização de uma análise geral, visando determinar a eficiência térmica de um forno a rolos, a fim de gerar subsídios para propostas de economia de energia, sem acarretar prejuízos à qualidade dos produtos ou à eficiência do processo de produção. Os fornos a rolos são usados pela maior parte das indústrias cerâmicas de revestimento e constituem os maiores consumidores de gás natural do setor. Um forno a rolos típico é abordado através de simulações numéricas e experimentalmente. Medidas dos fluxos e da composição dos gases e da massa processada, das temperaturas, das pressões são realizadas no conjunto do forno. Simulações dos fluxos de massa e de energia são feitas para estudar o impacto de parâmetros operacionais na eficiência energética do conjunto. Os resultados mostram que melhorias significativas são conseguidas controlando os fluxos de massa dentro do forno, principalmente não permitindo que o ar da região fria, de resfriamento, penetre na seção de queima. Estes equipamentos possuem uma curva de temperatura pré-estabelecida ao longo de seu comprimento, enquanto mantém uma temperatura o mais constante possível na secção transversal. Estas características são conseguidas normalmente aumentando-se o fluxo de gases dentro do forno, o que aumenta a sua inércia térmica. Por outro lado fluxos de gases mais elevados diminuem a eficiência térmica do forno. Programas numéricos são usados para a simulação do comportamento do forno, permitindo antever a influência dos diversos parâmetros. Resultados gerais e específicos, como a participação da troca de calor por radiação, são apresentados e discutidos. The present work has as objective the accomplishment of a general analysis, aiming at to determine the thermal efficiency of a rollers kiln, in order to generate subsidies for proposals of energy economy, without causing damages to the product quality or the efficiency of the production process. The rollers Kiln are used mostly by the floor tile ceramic industries and constitute the sector's greater consumers of natural gas. A typical rollers kiln is boarded through numerical simulations and also experimentally. Measures of the flows, composition of the gases, processed mass, temperatures and pressures are carried through in the set of the oven. Simulations of the energy and mass flows are made to study the impact of operational parameters in the energy efficiency of the set. The results show that significant improvements can be obtained controlling the flows of mass inside of the oven, not allowing that the air of the cold region to penetrate in the burning section. This equipment have pre- established temperature curve throughout its entire length, while keeping the temperature in the transversal section as constant as possible. These characteristics are obtained increasing the flow of gases inside of the rollers kiln and therefore its thermal inertia. On the other hand increased gas flows diminish the thermal efficiency of the rollers kiln. Numerical programs are used to simulate the rollers kiln's behavior and help foreseeing each parameter's influence. General and specific results, as the participation of the radiation heat exchange, are presented and argued.

A formação de escória representa uma das maiores fontes de geração de resíduos na produção de aços inoxidáveis. Ao contrário da escória oriunda de alto-forno, as quais são amplamente estudadas e reutilizadas, a escória de aço inoxidável oriunda do processo FEA (forno elétrico a arco) é objeto de poucos estudos visando a recuperação dos materiais de valor presentes neste resíduo. Este resíduo é normalmente disposto, em grandes áreas, sem tratamento prévio. Esta prática pode representar um perigo à saúde humana devido aos materiais constituintes da escória, como metais tóxicos como, por exemplo, o cromo. Apesar disto, poucas tentativas de eliminar estes contaminantes têm sido feitas. Porém, é possível tratar este resíduo de forma a extrair os metais de valor agregado, como no caso do cromo. Sob um aspecto econômico, processos gravimétricos podem ser aplicáveis a estes tipos de resíduos. Sendo este o objetivo deste trabalho, é mostrado que, com a utilização de um separador mineral laboratorial Mozley, foi possível obter um concentrado contendo cromo, o qual pode ser tratado adequadamente para ser reutilizado, por exemplo, no processo de fabricação de aço.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:41:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325534.pdf: 4495162 bytes, checksum: da12556cd938a1caa13344d615c1e813 (MD5) Previous issue date: 2013 / A presente dissertação aborda o aproveitamento dos gases emitidos no processo de fabricação do ferro gusa em alto forno de siderúrgicas localizadas em Minas Gerais que utilizam carvão vegetal como matéria prima e a viabilidade de geração de energia a partir desses gases. Os objetivos dessa dissertação são: descrever o processo de produção das siderúrgicas a carvão vegetal; levantar a natureza dos gases gerados no topo do alto forno; identificar as principais técnicas de reutilização dos GAF (gases de alto forno), bem como seus respectivos métodos de tratamento e mostrar a viabilidade de instalação de um sistema de geração de energia elétrica através do reaproveitamento dos GAF, sendo o objetivo principal a gestão do GAF. Para atingir tais metas foram utilizadas pesquisas bibliográficas, informações laboratoriais e pesquisa de campo (estudo de caso). A intenção foi apontar as melhorias a serem feitas nos sistemas de aproveitamento e tratamento dos GAF de uma empresa siderúrgica em Minas Gerais e a vantagem de reutilizar o GAF na produção de energia. Com isso pretende-se demonstrar a viabilidade do aproveitamento do GAF nas etapas do processo de produção do ferro gusa e na geração de energia elétrica, o qual está diretamente relacionado à busca da sustentabilidade da siderúrgica. O resultado mostra que ajustes nos sistemas de tratamento do GAF, proporcionam uma produção mais limpa e econômica para a empresa.<b> / Abstract: This dissertation addresses the utilization of waste gas in the manufacturing process of pig iron in blast furnace steelmakers located in Minas Gerais using vegetal coal as raw material and viability power generation from this gases. The objectives of this dissertation are: describe the production process of steelmakers to vegetal coal; lifting the nature of the gases generated in furnace top; identify the main techniques for reuse the BFG (blast furnace gas), as well their respective methods of treatments and show the feasibility of installing a system of generating electricity through the reuse of the BGF. To achieve this goals we use literature searches, laboratory information and field research (case study). The intent is to point out the improvements to be made in the systems of exploitation and processing of BGF for a steel company in Minas Gerais and advantage of reuse BGF in the production of energy. With that is intended to demonstrate the feasibility of the use of BGF stages of pig iron production and electric power generation, which is directly related to the pursuit of sustainability of steelmaker. The result shows that adjustments in treatment systems BGF, provide cleaner production and financial savings for the steel company.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-02-17T10:34:07Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 647482 bytes, checksum: 411a121afcb5b33dd302f3b440066b6a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T10:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 647482 bytes, checksum: 411a121afcb5b33dd302f3b440066b6a (MD5) Previous issue date: 2005-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo objetivou avaliar o desempenho de fornos retangulares no processo de carbonização, envolvendo duas rotinas de carbonização. As rotinas analisaram a influência de tatus e câmaras de combustão externa no processo de carbonização, analisando-se: a) umidade da lenha, tempo de ignição, tempo de carbonização, temperatura máxima média, taxa de aquecimento, temperatura final, tempo de resfriamento, rendimento volumétrico, rendimento gravimétrico, umidade do carvão, matérias voláteis, cinza, carbono fixo, poder calorífico e tiços; b) a eficiência do sistema de monitoramento térmico na aquisição de temperaturas; c) o perfil térmico do forno nas fases de carbonização e de resfriamento; d) o balanço de massa e de energia, no processo da carbonização nos fornos retangulares. As carbonizações foram realizadas em quatro fornos de alvenaria retangulares, com câmara de combustão externa, chaminé e capacidade volumétrica para 160 estéreos, instrumentados com termopares do tipo PT 100, para registrar as temperaturas. A lenha utilizada foi o clone A08, híbrido do cruzamento entre Eucalyptus grandis e Eucalyptus urophylla, com idade de sete anos, com 3 m de comprimento, densidade básica de 530 kg/m3 e diâmetro médio de 17,5 cm. Foram realizadas oito carbonizações para cada rotina. Os resultados foram interpretados a partir das análises de estatística descritiva, para obtenção dos resultados médios e da análise de variância. Para os parâmetros umidade da lenha, tempo de ignição, temperatura máxima média, taxa de aquecimento, rendimento gravimétrico e umidade do carvão, foram observadas diferenças, estatisticamente, significativas, indicando resultados diferenciados entre as rotinas estudadas. Em relação aos parâmetros tempo de carbonização, temperatura final, tempo de resfriamento, rendimento volumétrico, matérias voláteis, carbono fixo e tiço, não houve diferenças estatísticas significativas, indicando que para esses parâmetros não houve diferenças entre as rotinas. O poder calorífico superior médio do carvão vegetal para a rotina 1 foi de 6.582,84 kcal/kg e para a rotina 2 foi de 6.854,33 kcal/kg. No perfil térmico da carbonização, observou-se maior tempo de carbonização, em função do elevado teor de umidade da lenha (66% e 48%) para as rotinas 1 e 2, respectivamente. No balanço de massa e de energia, mais de 50% da energia total do sistema é perdida, havendo grande perda na conversão madeira- carvão e na queima de gases da carbonização. Conclui-se, portanto, que a rotina 2, caracterizada pelo uso das câmaras de combustão externa, é mais eficiente no controle da carbonização. / The objective of this work was to evaluate the performance of rectangular kilns in the carbonization process, involving two carbonization routines. The routines analyzed the influence of carbonization air inlets and external combustion chambers in the carbonization process, by the following parameters: a) firewood moisture, ignition time, carbonization time, mean maximum temperature, heating rate, final temperature, cooling time, volumetric yield, gravimetric yield, charcoal moisture, volatile matters, ashes, fixed carbon, calorific power and unburned wood residuals; b) the efficiency of the thermal monitoring system to reach the temperatures; c) the thermal profile of the kiln in the carbonization and cooling phases; and d) the mass and energy balance in the carbonization process in rectangular kilns. The carbonizations were carried out in four rectangular brick kilns, with external combustion chamber, chimney and volumetric capacity for 160 steres, equipped with thermocouples type PT 100, to register the temperatures. The firewood used was the A08 clone whick is an hybrid of Eucalyptus grandis and Eucalyptus urophylla, seven year old, 3 m long, basic density of 530 kg/m3 and mean diameter of 17,5 cm. Eight carbonizations for each routine were made. The results were interpreted by the descriptive statistics analysis, for the obtention of the mean results and variance analysis. For the parameters firewood moisture, ignition time, mean maximum temperature, heating rate, gravimetric yield and charcoal moisture, significant statistic differences were observed, indicating differentiated results between the routines studied. For the parameters carbonization time, final temperature, cooling time, volumetric yield, volatile matters, fixed carbon and unburned wood residuals, there were no significant statistical differences indicating that for these parameters there were differences between the routines. The higher mean calorific power of the charcoal for the routine 1 was of 6.582,84 kcal/kg and for the routine 2 it was of 6.854,33 kcal/kg. In the carbonization thermal profile a greater carbonization time was observed, due to the high moisture content of the firewood (66 and 48%) for the routines 1 and 2, respectively. In the mass and energy balance more than 50% of the total energy of the system was wasted showing that there is great waste in the wood-coal conversion and in the burning of carbonization gases. Therefore, it was concluded that routine 2 which is characterized by the use of external combustion chambers is more efficient in the carbonization control. / Não foi localizado o cpf do autor.

As indústrias siderúrgicas almejam aliar a máxima produtividade com um menor custo, neste contexto, no processo de produção de aço em uma aciaria elétrica uma série de fatores necessita de um melhor entendimento para alcançar as metas exigidas (máxima produtividade e menor custo). Um destes fatores que tem efeito direto sobre os custos é a escória espumante no refino primário, que além de favorecer o rendimento metálico, melhora a eficiência energética do FEA. O objetivo geral do presente trabalho é estudar as escórias de refino primário visando a redução do consumo energético, avaliando a espumação e os diferentes parâmetros que a afetam, utilizando a termodinâmica computacional (software FactSage 6.4) e dados industriais. A metodologia desenvolvida buscou especificamente: a) avaliar a saturação de MgO para o sistema CaO-SiO2-FeO-Al2O3-MgO através da termodinâmica computacional; e para os dados industriais: b) encontrar relações entre a composição química da escória e o consumo de energia elétrica; c) utilizar os diagramas de saturação isotérmicos (ISD’s) para avaliar o consumo de energia elétrica, avaliando a posição das corridas analisadas; d) encontrar relações entre os harmônicos de tensão e o consumo de energia elétrica; e) encontrar relações entre os harmônicos de tensão e a composição química da escória. Com relação à análise dos dados obtidos, pode-se concluir que: 1) a análise de saturação de MgO realizada no programa FactSage 6.4 apresentou os resultados esperados com relação à variação de composição química, a comparação entre os diagramas ternários e ISD’s; 2) o menor gasto de energia elétrica foi encontrado para as seguintes faixas de composição química: FeO entre 27,5 e 30% em massa, basicidade binária entre 3,0 e 3,2, MgO entre 5,5 e 6,5% em massa; 3) os ISD’s podem ser utilizados para a análise do consumo energético; 4) o teor de FeO de menor desvio padrão dos harmônicos foi de 29%; 5) quanto maior a variação dos THDv’s (distorção harmonica total de tensão), maior o gasto energético. / Steelmaking industries aim to combine maximum productivity with a lower cost, in this context, in the steel production process in an electric steel plant a number of factors needs a better understanding to achieve the required goals (maximum productivity and lower cost). One of these factors that have a direct effect on costs is the foamy slag in the primary refining, which in addition to promoting the metal yield improves the energy efficiency of FEA. The overall objective of this work is to study the primary refining slag aimed at reducing energy consumption, evaluating the foaming and the different parameters affecting it, using computational thermodynamics (FactSage 6.4 software) and industrial data. The methodology consisted of: a) evaluate the MgO saturation for the CaO-SiO2-FeO-Al2O3-MgO system by computational thermodynamics; and with industrial data: b) find relationships between the chemical composition of the slag and the consumption of electricity; c) use the isothermal saturation diagrams (ISD) to assess the energy consumption, evaluating the position of the analyzed heat; d) find relationships between the voltage harmonics and power consumption; e) find relationships between the voltage harmonics and the chemical composition of the slag. Regarding the analysis of the data, it can be concluded that: 1) the MgO saturation analysis in FactSage 6.4 program presented the results expected in relation to the variation in chemical composition, the comparison between the ternary diagrams and ISD's; 2) the lowest power consumption was found for the following chemical composition ranges: FeO between 27.5 and 30%, binary basicity between 3.0 and 3.2, MgO 5,5 e 6,5%; 3) ISD's can be used for the analysis of energy consumption; 4) the FeO content of less harmonic standard deviation was 29%; 5) the greater the variation of THD's largest energy expenditure.

Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-03-06T15:24:59Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ModelagemFísicaComputacional.pdf: 5854982 bytes, checksum: ecfcddf347c34239247952670bdbdf8f (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T21:54:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ModelagemFísicaComputacional.pdf: 5854982 bytes, checksum: ecfcddf347c34239247952670bdbdf8f (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T21:54:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ModelagemFísicaComputacional.pdf: 5854982 bytes, checksum: ecfcddf347c34239247952670bdbdf8f (MD5) Previous issue date: 2011 / Devido ao aumento das exigências de qualidades dos aços, as empresas siderúrgicas têm melhorado continuamente seus processos e produtos. Os aços “clean steel”, são exemplos de produtos desenvolvidos para atender a um nível superior de qualidade. “Clean Steel” ou aço limpo pode significar menor número de impurezas ou residuais (Cu, Sn, por exemplos) e baixos níveis de inclusão. A homogeneização do banho, através da agitação do aço líquido, é um fator importante durante o processo siderúrgico, já que a homogeneização térmica e da composição química é um dos requisitos crítico do processo. A fim de minimizar os efeitos negativos das inclusões pode-se melhorar a taxa de remoção destas durante o refino secundário do aço e/ou modificar a morfologia e composição das inclusões. A remoção de inclusões está relacionada a fenômenos de fluxo. Assim, este trabalho é baseado em duas abordagens principais: 1 - Estudar o comportamento fluidodinâmico do aço líquido em uma panela de aciaria com injeção de gás inerte. Modelagem física e matemática (CFD) foram empregadas para avaliar a influência da taxa de injeção e da distribuição do gás, além da posição do plugue poroso sobre o campo de velocidade. O modelo numérico – CFD, foi validado pelas medições realizadas via “Particle Image Velocimetry” (PIV). 2 - A evolução do teor de inclusão de um aço acalmado ao alumínio foi avaliada através das análises de TOS e MEV. Como resultado, foi desenvolvido um modelo macroscópico para prever a remoção de inclusão com base nos mecanismos de Saffman & Turner e de Stokes. Ao final, evidenciou-se a influência de parâmetros operacionais, como vazão de gás injetado e tempo de tratamento, na flotação de inclusões não metálicas. A condição e vazão de 33,5 Nm3/h foi mais eficiente na remoção de inclusões, e as inclusões remanescentes eram menores nesta condição. Observou-se aumento da homogeneização do banho com a adição de mais um plugue poroso, com queda de 9% no tempo de mistura, quando se divide a mesma vazão de gás simetricamente entre os dois plugues. E o modelo matemático proposto mostrouse eficiente para descrever esse processo industrial. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Due to increasing steel quality requirements steelmaking companies have been continuously improving their processes and products. Clean steel is an example of a product developed for better quality. Clean steel could mean either lower impurity (Cu, Sn as examples) amount or lower inclusionary levels. Stirring of liquid steel is an important step during the steelmaking process since achieving chemical composition and temperature homogenization is a critical requirement. In order to minimize the negative effects of inclusions, one may is improve the rate of inclusions removal during the secondary refining of molten steel and modify the inclusions morphology and chemical composition. Inclusion removal is related to flow phenomena. Thus this work is based on two main approaches: 1 – Studying the fluid dynamic behavior of liquid steel in a ladle fitted with inert gas injection. Physical and mathematical modeling (CFD) have been employed to assess the influence of gas flow rate and gas distribution, nozzle position on the velocity field. CFD modeling was validated by Particle Image Velocimetry (PIV) measurements. 2 – The evolution of inclusion content of a given aluminum killed steel has been followed using techniques such as TOS, SEM. As a result a macroscopic model for inclusion removal based on Saffman & Turner and Stokes mechanisms have been developed. As a conclusion, the influence of operating parameters such as flow rate of gas injected and treatment time, in the flotation of non-metallic inclusions, was observed. The gas flow rate of 33.5 Nm3/h was more efficient in removal non-metallic inclusions, and the remaining inclusions were smaller in this condition. There was an increase of the bath homogenization with the addition of a more porous plug. The mixing time down in 9%, when it shares the same gas flow rate symmetrically between the two plugs. And the mathematical model was shown to be efficient to describe this industrially process.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:59:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319628.pdf: 4925889 bytes, checksum: 4c5c9dc9670799d77f789f39151170f5 (MD5) Previous issue date: 2013

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T13:12:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339490.pdf: 2343555 bytes, checksum: bbfd17974690231db25193ecdd514696 (MD5) Previous issue date: 2015 / Abstract: Newer designs for more efficient and effective ovens require the capability of modeling the radiative heat transfer among surfaces of different finishing whose radiation exchange is blocked by the presence of cooking trays. Here, a Monte Carlo simulation of the thermal radiation exchange among surfaces of a domestic oven cavity blocked by a cooking tray is developed in order to calculate view factors and net radiation heat transfer rates. The Monte Carlo technique provides the required flexibility to support the future analysis of more intricate designs. Initially, a ray tracing algorithm to obtain the view factors is tested and validated for different configurations. A convergence analysis of the accuracy and dispersion of the results is done by comparison with available solutions. A mean view factor of 100 runs of the algorithm with 10.000 rays emitted resulted in error smaller than 0.4 % when compared with analytical solutions and standard deviations relative to mean less than 0.0050 in all test configurations. The algorithm is also implemented for multiple view factors of the blocked rectangular cavity adding a multi-zones approach to tracing rays in geometry with obstacles. The simulation shows high accuracy as well reaching values smaller than 0.3% for 1 run of ?10?^7 rays. Then, a heat transfer algorithm is developed assuming that the surfaces are gray and using a random absorption probability function to model the global hemispherical absorptivity of the surfaces. The boundary conditions for radiative simulations are provided by measurements of temperature in a conventional oven cavity. The algorithm for radiative exchange is validated with the thermal resistances network method reaching deviations smaller than 4% for 60000 rays emitted from each surface of the cavity. The standard deviation relative to mean fluxes of 50 runs converged to 1 W/m^2 in all surfaces when ?10?^6 rays are used. Following, a study of the effects of surface finishing in the non-blocked closed oven cavity is developed. Finally, the gas burner oven is compared with available results of an electric heating elements oven, showing a higher radiation exchange with the radiation source surface of cavity but lower uniformity over the load surfaces than that reached with electrical heating elements. Concluding remarks and recommendations as well as guidelines for more efficient and effective ovens design are given.<br> / Introdução: Novos projetos para fornos domésticos mais eficientes requerem a capacidade de modelar a transferência de calor por radiação entre as superfícies que formam a cavidade do forno. Essas apresentam diferentes acabamentos e a sua transferência de calor líquida por radiação é afetada pela presença de superfícies que causam sombreamento das demais, como na cocção de alimentos. Objetivos: Nesse trabalho, o método de Monte Carlo é utilizado para obter os fatores de forma da radiação e a transferência de calor líquida entre as superfícies que formam a cavidade de um forno de cocção doméstico, com e sem a presença de uma forma para a cocção de alimentos. O Método de Monte Carlo proporciona a flexibilidade necessária para a modelagem de projetos de cavidades com geometrias complexas. Materiais e Métodos: Com esse objetivo, inicialmente desenvolve-se um algoritmo para o rastreamento de feixes de radiação com a finalidade de obter os fatores de forma. Os valores obtidos são comparados com as soluções algébricas disponíveis para superfícies mais simples e com fatores de forma calculados pelo método de integração numérica de superfície para as geometrias que apresentam sombreamento. Resultados: Os fatores de forma obtidos da média de 100 realizações com a emissão de 10000 feixes cada uma resultaram em diferenças menores que 0,4 % quando comparados com aqueles obtidos das relações algébricas e o método de Monte Carlo convergiu com desvio padrão menor que 0,0050 para todas as configurações testadas. O algoritmo foi também aplicado para um modelo multi-zonas para tratar geometrias com sombreamento. As simulações resultaram em diferenças menores que 0,3 % para uma realização com a emissão de 10 [na potência] 7 feixes. A transferência de calor por radiação foi então modelada usando uma função de distribuição de probabilidade para modelar a absortividade hemisférica total das superfícies. As temperaturas medidas nas superfícies de um forno a gás operando em regime permanente foram utilizadas para calcular as taxas de transferência de calor líquidas por radiação. Os resultados obtidos pelo método de Monte Carlo foram comparados com os valores calculados pelo método de resistências térmicas e foram encontradas diferenças menores que 4 % quando 60000 feixes são emitidos a partir de cada superfície. O desvio padrão da solução pelo método de Monte Carlo para 50 realizações utilizando 10 [na potência] 6 feixes em cada uma convergiu para 1 W/m² para todas as superfícies. O efeito das emissividades das superfícies foi então analisado. Finalmente, o aquecimento a gás foi comparado com o aquecimento elétrico, usando as mesmas temperaturas superficiais. Conclusões: O método de Monte Carlo resultou em diferenças menores que 0,4 % quando comparado com soluções algébricas para fatores de forma, enquanto que o cálculo de transferência de calor líquida resultou em diferenças menores que 4 % quando comparado com método de resistências térmicas. Portanto, o algoritmo desenvolvido apresenta desempenho adequado. A redução da emissividade da porta resulta em maior uniformidade no campo de radiação no interior da cavidade, além de resultar em menor perda de calor pela porta para o ambiente. Finalmente, foi encontrada maior troca de calor por radiação a partir do aquecimento a gás quando comparado com o aquecimento elétrico, porém, como menor uniformidade no campo de radiação interno à cavidade. Recomendações gerais sobre o aumento da eficiência de cavidades de fornos domésticos são elencadas ao final do trabalho.

A formação de escória representa uma das maiores fontes de geração de resíduos na produção de aços inoxidáveis. Ao contrário da escória oriunda de alto-forno, as quais são amplamente estudadas e reutilizadas, a escória de aço inoxidável oriunda do processo FEA (forno elétrico a arco) é objeto de poucos estudos visando a recuperação dos materiais de valor presentes neste resíduo. Este resíduo é normalmente disposto, em grandes áreas, sem tratamento prévio. Esta prática pode representar um perigo à saúde humana devido aos materiais constituintes da escória, como metais tóxicos como, por exemplo, o cromo. Apesar disto, poucas tentativas de eliminar estes contaminantes têm sido feitas. Porém, é possível tratar este resíduo de forma a extrair os metais de valor agregado, como no caso do cromo. Sob um aspecto econômico, processos gravimétricos podem ser aplicáveis a estes tipos de resíduos. Sendo este o objetivo deste trabalho, é mostrado que, com a utilização de um separador mineral laboratorial Mozley, foi possível obter um concentrado contendo cromo, o qual pode ser tratado adequadamente para ser reutilizado, por exemplo, no processo de fabricação de aço.