The ladle furnace process is an important process in the steel manufacturing industry. The purpose of this process is to optimize the composition of the elements in the melt as well as to homogenize the temperature in the liquid. It is common practice to model this process using smaller water models. In order to accurately scale these models a variety of criteria and scaling factors are needed. The central phenomenon which all else is derived from is the two-phase gas plume dominating the fluid flows. The plume, and its dependant parameters are difficult to define. Which ones ought to be used and how to use them has not been standardized. Concerns have been raised whether the most common method of scaling is even applicable in ladle metallurgy. This report gives an account for studies concerning these variables and their effect on the subject. The objective of this report is to highlight ways to improve these simulations with respect to debated parameters. The conclusion of this study points out the reasons for why these variables may be of importance for the modeling of the ladle furnace process. It also specifically mentions future work that should be conducted in order to provide deeper knowledge of thedifferent parameters affecting the method of modeling. / Skänkmetallurgin är en viktigt process inom stålindustrin. Syftet med denna process är att optimera den kemiska sammansättningen i smältan och att homogenisera temperaturen i vätskan. Det är vanligt att modelera denna process med hjälp av vattenmodeller. För att träffsäkert skala dessa modeller krävs en mängd kriterier och skal-faktorer. Det mest centrala fenomenet, utifrån vilket allt annat kan härledas, är två-fas gasplymen som dominerar flödena i skänken. Plymen och dess beroende parametrar är svåra att definera. Vilka som bör användas och hur de används har inte standardiserats. Oro har väckts över om den vanligaste skalningsmetoden ens går att använda i skänkmetallurgi. Denna rapport redogör för studier rörande dessa variabler och deras påverkan på ämnet. Syftet med denna rapport är att belysa olika tillvägagångssätt till att förbättra dessa simulationer med hänsyn till debaterade parametrar. Slutsatsen för denna studie lyfter fram anledningarna till varför dessa variabler är av vikt för modellering för skänkmetallurgin. Även framtida arbete som bör utföras föratt ge djupare förståelse för de olika parametrarna belyses.

Gas stirring is currently the most commonly used method of homogenizing liquid steel in commercial processes. However, due to the harsh environment during the process, physical models built out of e.g. plexiglass have been used to easier understand the complex phenomenon occurring in the process. The models are also used to optimize stirring conditions and estimate mixing times. Instead of liquid steel, water has been used for modelling, to increase safety and reduce costs. The water models are usually scaled down to sizes that are easier to handle. Scaling correctly requires fulfilling commonly used criteria and dimensionless numbers. This report investigated the accuracy of these dimensionless numbers and the relations commonly used for scaling. Existing studies and relations were evaluated, and the theoretically best suitable scaling equations were tested. Three bottom blown vessels were built, in order to test the existing relations. By applying scaling criteria and calculating gas flow rates accordingly, the correlation between theoretical mixing time and measured mixing time could be investigated. This thesis concluded that the correlation between the measured mixing times was not significant, however, by implementing the scale factor λ1/2 a better approximation seems to be given. / Gasomrörning är för tillfället den vanligaste metoden som används för att homogenisera flytande stål i kommersiella processer. På grund av de svåra förhållandena under processen har fysiska modeller, byggda av exempelvis plexiglas, använts. Detta för att enklare förstå de komplexa fenomen som uppstår under processen. Modellerna används också för att optimera omrörningsförhållandena och för att uppskatta blandningstider. Istället för flytande stål har vatten använts vid modellering för att öka säkerheten och minska kostnaderna. Vattenmodellerna är vanligtvis nedskalade till storlekar som är lättare att hantera. En korrekt skalning kräver att vanliga kriterier och dimensionslösa tal uppfylls. Denna rapport undersökte noggrannheten för dessa dimensionslösa tal samt relationer som vanligtvis används vid skalning. Befintliga studier och relationer utvärderades och de teoretiskt mest lämpliga skalningsekvationerna testades. Tre stycken kärl med bottenblåsning byggdes för att testa dessa relationer. Genom att tillämpa skalningskriterier och beräkna gasflödeshastigheterna, kunde korrelationen mellan de teoretiska och uppmätta blandningstiderna undersökas. Denna avhandling drog slutsatsen att korrelationen mellan de uppmätta blandningstiderna inte var signifikant. Dock verkade en bättre approximation fås när skalfaktorn λ1/2 implementerades.