O trabalho disserta sobre a investigação dos mecanismos de degradação da placa refratária utilizada no sistema de válvula gaveta, o qual controla o fluxo de aço líquido da panela da aciaria para o distribuidor. As placas estudadas eram do tipo Al2O3-ZrO2-C. Na investigação foram caracterizadas e analisadas placas novas e usadas. Também foi feito teste de corrosão estático para avaliação da interação química das placas com a escória proveniente do processo de refino secundário. Além disso, foi feito experimento em laboratório para avaliar o desgaste das placas devido a presença de resquícios de escória entre as placas no processo de abertura da válvula. Tal experimento foi realizado nos moldes do teste de resistência de argamassa usado por Leroy (EQUIPE DE FURNAS, 1997). Para tanto foram usadas técnicas de caracterização como Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Dispersão em Energia (EDS), Fluorescência de raios x (FRX) e Difração de raios x (DRX). Por meio de análises foi possível propor explicações para os mecanismos de degradação, como a corrosão devido ao contato com a escória e a formação de desgaste em forma de lingueta devido ao uso de válvula semiaberta Principalmente, a partir dos experimentos realizados foi possível identificar um mecanismo de degradação ainda não abordado na literatura: o desgaste do material das placas ocasionado pela abertura da válvula gaveta quando as placas estão ligadas por escória solidificada. Devido à falta de metodologia específica para abordar esse tema, adotou-se um método usado para avaliar a resistência de cimetos e argamassas na investigação sobre a influência da adesão da escória na degradação das placas. Tal método, chamado de tração direta (L.A.Farias, 2016), mostrou uma degradação intensa das placas. A reação química entre a placa aluminosa e a escória é a responsável pela adesão entre as duas placas e a escória. A adesão por escória mostrou que pode ser tão resistente quanto a ligação entre as partículas do refratário, que teve partículas retiradas no teste de tração direta. Assim, conclui-se que a interação química entre a placa e a escória, aliada a movimentação de abre e fecha do conjunto de placas quando a escória já solidificou, são mecanismos importantes na degradação das placas Al2O3-ZrO2-C de válvula gaveta. / This master’s dissertation investigates the deterioration of one of the parts that make up the sliding gate system of a steelmaking ladle. This part controls the liquid steel flow from the ladle to the tundish. These parts are called plates and may be made of different refractory ceramic materials. However, the plates used in this study are made of Al2O3-ZrO2-C. New parts and after service parts were analyzed. A static corrosion test was performed to analyze the chemical interaction between the refractory plates and the slag derived from steelmaking refining process. A laboratory experiment was carried out to evaluate wear due to remnants of slag between the sliding gate plates during the opening and closing of the gate. Such experiment was performed based on Mortar Resistance test used by Leroy. To analyze the materials, characterization techniques such as Scan Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-ray fluorescence (XRF), and X-ray diffraction were used. Based on the results of these analyses, a series of deterioration mechanisms were presented, such as the corrosion due to slag contact, and intensification of wear due to the use of semi-open valve. Mainly, from the performed experiments it was possible to identify a deterioration mechanism, that has not been discussed in literature yet This wear mechanism happens when the sliding gate plates are bonded by solidified slag, which is caused by opened valves, and leads to the extraction of particles from the surface of the plates. Due the lack of methodology to evaluate this kind of deterioration mechanism, a methodology based on mortar testing was developed. This method, called direct tensile test (L.A.Farias, 2016), showed intense deterioration. The chemical reaction between aluminum oxide refractory plate and the slag is responsible for the adhesion between plates and slag. This adhesion may be as strong as adhesion between the particles of the refractory, since refactory particles were removed in the test. Thus, it was concluded that the chemical interaction between refractory plate and slag, alied to the opening and closing mechanism are important in the deterioration of the Al2O3-ZrO2-C plates of the slide gate of the ladle.

O aumento da demanda por aços cada vez mais exigentes, em termos de composição química e limpidez interna, faz com que as condições de refino nas aciarias sejam cada vez mais severas. Ao mesmo tempo, o aumento dos tempos de tratamento do aço, aliado às outras variáveis operacionais como quantidades e tipos de adições químicas, etc. fazem com que haja um aumento no tempo de contato entre o revestimento refratário das panelas de transporte de aço e escórias com conseqüente redução do desempenho (vida) de tais revestimentos refratários. Apesar dos esforços no intuito de redução de custos com redução de consumos de refratários, é cada vez maior a pressão sobre os custos de produção e de segurança operacional. Neste sentido, a construção de modelos de previsão de vida em função de tais variáveis é de extrema importância para a gestão de processos e contratos, estabilidade operacional e segurança. Além disso, os estudos de post-mortem podem contribuir no sentido de compreensão física e química de tais fenômenos e mecanismos de desgaste, contribuindo assim para a validação de tais modelos determinísticos. Neste estudo, buscou-se verificar quais variáveis operacionais influem no desempenho (vida) das panelas através de correlações estatísticas. O modelamento levou em consideração os dados de 6 meses de operação da aciaria de uma usina integrada com capacidade de 4,5 Mt/ano. O estudo post-mortem realizado em uma das panelas, após o final de sua campanha, mostrou-se eficiente na validação de tais correlações e no entendimento físico e químico dos possíveis fenômenos e mecanismos de desgaste. As análises mostraram que as variáveis que impactam a vida das panelas de aço são a temperatura de vazamento do aço, temperatura do aço na panela pós vazamento, quantidade de aço chapas grossas (CG) produzido, rota de tratamento dessulfurado, tempo de panela cheia, participação do forno panela no refino secundário, condições da panela, carga de aço na panela, adições de nefelina, escória sintética, fios de cálcio silício (CaSi) e ferro alumínio cálcio (FeAlCa), ligas de manganês e tempos de tratamento no refino secundário. O estudo de post-mortem de amostras de refratário da linha de escória extraída de uma das panelas revelou que o principal mecanismo de desgaste desta região é a corrosão química pela escória que é facilitada pelas adições de nefelina. / The increased demand for increasingly demanding steels, in terms of chemical composition and internal sanity, makes the conditions of refining in steelmaking plants are increasingly stringent and select. At the same time, increasing metallurgical treatment times, combined with the various other operating variables such as the quantities and types of chemical additions, etc. makes that there is an increase in contact time between the refractory coating of steel transport ladles and slag with a consequent reduction in performance (life) of such refractory linings. Despite efforts in order to reduce costs with a reduction of refractory consumption, it is increasing the pressure on the costs of production and operational safety. In this sense, the construction of life prediction models according to such variables is extremely important for cost reduction, process management and procurement, operational stability and safety. Moreover, post-mortem studies can contribute towards chemical and physical understanding of such phenomena and wear mechanisms, thus contributing to the validation of such deterministic models. In this study, we sought to determine which operating variables really influence the performance (life) of the ladles through statistics correlations. The modeling took into account data from 6 months of operation of an integrated steelmaking plant with capacity of 4.5 Mt / year. The study post-mortem conducted on some ladles, after the end of their campaigns, was effective in the validation of such correlations and in the physical and chemical understanding of possible phenomena and wear mechanisms. The analysis showed that the variables that impact in the life of steel\'s ladles are the steel taping temperature, the steel taping temperature in the ladle after taping, amount of produced plate mill (CG) steel, desulfurized treatment route, ladle full time, participation of the ladle furnace in the secondary refining, ladle conditions, steel load in the ladle, nepheline additions, synthetic slag, calcium silicon (CaSi) and iron aluminium calcium (FeAlCa) wires, manganese alloys and treatment times in the secondary refining. The post-mortem study of slagline\'s refractory samples extracted from ladles in operation revealed that the main wear mechanism in this region is the chemical corrosion by slag and is facilitated by additions of nepheline.

La presente investigación tiene como objetivo evaluar la factibilidad para la creación de una empresa que comercialice panela granulada en el mercado nacional y cumpla las expectativas de los consumidores: mayor conciencia sobre el cuidado de su salud, marcada orientación a consumir productos orgánicos y adopción de hábitos saludables que mejoren su calidad de vida. Para ello, se realizó un plan de negocios que, entre otros aspectos, integrará análisis del mercado, planificación y gestión estratégica, campaña de marketing, procesos operativos y estudio de viabilidad económica. Para el estudio de mercado, se encuestó a potenciales consumidores de los niveles socioeconómicos A, B y C, entre 30 a 65 años, donde el 70.7% manifestó su intención de consumo y el 70.1% acepta un precio de S/. 15.00 por Kg, preferentemente en empaques biodegradables de 0.5 Kg y 1 Kg. Del mismo modo, se realizó entrevistas a siete productores paneleros quienes proveerán la panela granulada en costales de 50 Kg, con un precio unitario de S/. 170.00, además mostraron su interés de producir para nuevos comercializadores si se mejoran sus condiciones de negociación. Finalmente, se realizó el plan financiero, que considera una inversión inicial de S/. 80,000.00 de los cuales 56.25% son recursos propios y 43.75% proviene de un préstamo bancario. El plan de negocios incluye pronósticos de cinco años para una producción promedio de 5T/mes. Se obtiene un VAN financiero de S/. 458,797.58 a una tasa de descuento de 9.24% y un TIR de 147.42%. El estudio concluye que el proyecto es viable. / The target of this research is to assess the feasibility of the founding of a company that commercializes granulated panela in the home market and fulfills the expectations of current consumers: Greater awareness of health care, a market orientation towards consuming organic products and acceptance of healthy habits that improve your quality of aliveness. For this, a business plan will integrate market analysis, strategic planning and management, marketing campaign, operational processes and economic feasibility study, among others. For the market survey, potential consumers of socioeconomic levels A, B and C, between 30 to 65 years old, were surveyed, where 70.7% stated their purpose to consume and 70.1% accepted a price of S/ 15.00 per Kg, preferably in biodegradable packages of 0.5 Kg and 1 Kg. Similarly, interviews were conducted with seven paneleros producers who will supply the granulated panela in 50 kg bags, with a unit price of S / 170.00, who also conveyed their interest in bettering their current trading conditions. Finally, the Financial Plan was held out, which looks at an initial investment of S/ 80,000.00 of which 56.25% is own resources and 43.75% comes from a bank loan. The business plan includes 5-year forecasts for a medium production of 5T/month of panels. A financial VAN of S/ 458,797.58 at a discount rate of 9.24% and an TIR of 147.42%. The survey concludes that the project is workable. / Trabajo de investigación

La presente investigación se enfocó en el estudio de la arquitectura industrial y su relación e integración con el paisaje productivo, atendiendo aspectos como: emplazamiento, espacios de producción y su envolvente. Por tal motivo, la investigación se inició a partir de la identificación de las características del paisaje, posteriormente se determinaron los elementos que componen el paisaje tipo productivo en Saltur del distrito de Zaña, a su vez, los factores que influyeron en el diseño de un objeto arquitectónico industrial; con el objetivo de diseñar un centro de producción de panela. Para lograrlo se realizó un estudio exhaustivo de bases teóricas entre ellas proyectar con la naturaleza y la guía metodológica del estudio de paisaje. Asimismo, se analizó proyectos arquitectónicos que fueron diseñados con los mismos criterios utilizando fichas y para tener una mirada general del centro poblado de Saltur se hizo una visita de campo, encuestas a los pobladores, utilizando cartografías para representación gráfica de su paisaje, rescatando sus debilidades y potencialidades que definieron las estrategias proyectuales que fueron las herramientas para obtener el diseño del centro de producción de panela.

Utilizando um modelo físico de uma panela siderúrgica agitada com gás, de base elíptica e escala reduzida, foram realizados estudos para verificar a influência de diversas variáveis operacionais na otimização dos processos de mistura, fenômenos de emulsificação, e comportamento da abertura do olho da coluna de bolhas durante a agitação do aço líquido. Para esses estudos foram utilizados água e querosene como simuladores do aço e escória industrial, respectivamente. Os tempos de mistura foram determinados por medidas de condutividade. O escoamento do líquido foi caracterizado por meio da técnica PIV (velocimetria por imagem de partícula) e dispersão de traçador. Ambos experimentos, assim como os fenômenos de emulsificação e abertura do olho da coluna de bolhas, foram registrados por uma câmera de vídeo. Os resultados experimentais mostram que os tempos de mistura diminuem com o aumento da vazão de gás, porém aumentam na presença de uma camada de escória. Das configurações testadas, os menores tempos de mistura foram obtidos para uma adição do traçador (ou liga) no olho da coluna de bolhas e uma posição de injeção de gás a meio raio. Os fenômenos de emulsificação aumentam com o aumento da vazão de gás, com o deslocamento da posição de injeção de gás desde a parede para o centro da panela e com o aumento da camada de escória. A abertura do olho da coluna de bolhas cresce linearmente com o aumento da vazão de gás e diminui com o aumento da camada de escória. As correlações empíricas encontradas na literatura prevêm satisfatoriamente os resultados experimentais do modelo físico. / Utilized gas stirring ladle cold model, elliptic shape and reduced scale, were carried out study for verify effects of operational variables in optimization process mixing, emulsification phenomena, behavior exposed eye of the bubble column or plume and removal inclusions during stirring steel liquid. For these study were utilized water and kerosene how simulators steel and slag industrial. The mixing time was measured by an electrical conductivity method. Fluid flow characterization were realized through PIV (particle image velocimetry) technique and tracer dispersion experiments. This is experiments as well as behavior emulsification and aperture eye of the bubble column or plume were registered by the video recordings. Experimental results show decreases mixing time with increment gas flow rate however, increment in presence of slag layer covered the bath. From the tests configurations, is low mixing time were obtained for location addition tracer (or alloy) in eye of the bubble column or plume and half radius gas position injection. This emulsification phenomena increment considerably with gas flow rate, as gas position injection is moved from the wall ladle to center and increment slag layer thickness. The aperture eye of the bubble column or plume increases linearly with increment gas flow rate and decrease with increment slag layer thickness. Empirical correlations in literature agreement satisfactory the experimental result of physical model.

A busca de melhoria de produtos siderúrgicos leva uma atenção especial para a área de aciarias. A introdução da metalurgia da panela, e portanto no refino secundário, contribuiu fundamentalmente para o aumento da qualidade do aço produzido. Um dos efeitos foi o aumento do tempo de residência do aço na panela, o que obrigou a utilização de materiais refratários de melhor qualidade. O controle da temperatura do aço líquido ao longo do processo de produção é de fundamental importância para se atingir os requisitos de qualidade e produtividade exigidos atualmente. Com o desenvolvimento de tecnologias siderúrgicas e a busca pela eficiência energética, torna-se necessário o conhecimento e redução das perdas térmicas do aço durante todo o ciclo produtivo. Neste trabalho foram estudadas, em uma aciaria elétrica a arco, as correlações entre as perdas térmicas das panelas através do conhecimento dos tempos de espera e do tempo de transporte das panelas do forno elétrico a arco até o forno-panela, além de comparar a temperatura do revestimento refratário de panelas com e sem isolante refratário. Melhorias no ciclo de panelas foram propostas visando diminuir as perdas térmicas das panelas, otimizar o ciclo de panelas e, consequentemente, reduzir o consumo de energia elétrica do forno-panela, diminuindo os custos envolvidos durante o processo de fabricação do aço. Os resultados apresentaram significância estatística entre o consumo de energia elétrica do fornopanela e as perdas térmicas das panelas. Através dos resultados obtidos observou-se que a minimização do tempo de espera da panela antes de iniciar o vazamento e a diminuição do tempo de transporte da panela até o forno-panela são fundamentais para diminuir as perdas térmicas nas panelas. / The search for improved steel products takes special attention to the melthops. The introduction of ladle metallurgy, and therefore the secondary refining, contributed essentially to increase the quality of steel produced. One effect was to increase the residence time of the steel in the ladle, forcing the use of refractory materials of better quality. Temperature control of liquid steel during the process is of fundamental importance for achieving the requirements of quality and productivity currently required. With the development of technologies and the reach of energetic efficiency, it becomes necessary to reduce the thermal losses during the steel production cycle. In this study the correlations between the thermal losses in the ladles through the knowledge of waiting times and transport times of the ladles to the of the electric arc furnace to the ladle furnace were determined as well as a comparison between temperatures of ladle refractory lining with and without refractory insulation. Improvements in the ladle cycle were proposed to reduce the thermal losses in the ladles and to optimize the ladle cycle and, consequently, to reduce the electric energy in the ladle furnace, reducing the costs involved during the manufacturing process of steel. The results showed statistical significance between the energy consumption in the ladle furnace and heat losses in the ladles. The results obtained showed that minimizing the waiting time of the ladle before the tap and reducing transportation time of the ladle to the ladle furnace are essential to reduce the heat losses in the ladles.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5105.pdf: 3429143 bytes, checksum: ab90868a63759d60a704a41048e64e32 (MD5) Previous issue date: 2013-03-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / In order to minimize the effects caused by the development of Brazil, such as the suppression of riparian forest, one has searched for tree species that have the characteristics needed for the recovery of degraded areas. Given this, studies focus on higher plants of encapsulated wild fruits, especially the Mabea fistulifera Mart. Considering that M. fistulifera reproduces through embryonic units that need to be treated, this study aimed to evaluate the drying of wild fruits with explosive dehiscence and the coating "in natura" seed with gel mixture via coating pan, as well as evaluating the tolerance of embryos related to the immediate effects of the processes. Thus, the experimental procedure consisted of the collection of capsular fruits and extraction of seeds of fruit by drying so were analyzed drying methods via radiation, natural convection, forced convection and coating pan. It was considered for the drying methods analysis the opening fruit speed and seed vigor. Thus, all processes allowed physiological recovery of embryos, but the extraction method via pan promoted the highest opening speed of the fruits. Once performed the extraction, the seeds were separated from the inert material obtaining pure batches of seeds. There were also characterizations of size, shape and specific mass obtaining the results (0,78±0,05) cm, (0,67±0,04) cm and (0,59±0,04) cm for Dmax, Dmédio and Dmim, respectively, form factor (0,75±0,01), specific mass of (1,20±0,01) g/cm³ and apparent mass of (0,82±0,01) g/cm³. Analyzes were also made for chemical seed yielding (82,93±0,11)% of dry matter (19,03±0,78)% crude protein, (1,18±0,11) g/kg calcium (0,65±0,03) g/kg magnesium (0,58±0,04) g/kg phosphorus (13,45±0,33) g/kg potassium (0,70±0,03) g/kg of sulfur. The process of coating seeds, through reaction between sodium alginate gel and calcium chloride salt at different angles of inclination and rotation speed of the coating pan, was also analyzed. Thus, it was found that to achieve the coating of the particles it was necessary to prepare the particle surface by chemical scarification, in order to increase the surface roughness of the seed, followed by rehydration with saturated calcium chloride. This way, it was found that the angle of 25° and speed of 25 rpm generate the greatest quantity of mass adhered on seeds. In addition, tests were performed to verify the efficiency of the coating process, and with the lowest angle set in experimental design was found higher values of efficiency. In tests of particle growth was evaluated that the process time was approximately 8 seconds. Finally, the analysis and processing of data obtained through statistical techniques and equations from literature were performed. In this way, the results contributed to improvements in drying processes of wild fruits and the coating of seeds of the pioneer species M. fistulífera. / A fim de minimizar os efeitos causados pelo desenvolvimento do Brasil, tal como, a supressão da Mata Ciliar, buscam-se espécies arbóreas que tenham as características necessárias para a recuperação de áreas degradadas. Diante disto, estudam-se plantas superiores de frutos encapsulados silvestres, das quais se destaca a Mabea fistulífera Mart.. Tendo em vista que a M. fistulífera se reproduz através de unidades embrionárias que precisam ser tratadas, este estudo teve como objetivo avaliar a secagem de frutos silvestres com deiscência explosiva para extração das sementes e do recobrimento das sementes com mistura gel via drageadora, bem como a avaliação da tolerância dos embriões em relação aos efeitos imediatos dos processos. Assim, o procedimento experimental consistiu na coleta dos frutos capsulares e extração das sementes através da secagem dos frutos, de modo que foram analisados os métodos de secagem via radiação solar, convecção natural, convecção forçada e via secagem em drageadora. Considerou-se para a análise dos métodos de secagem a velocidade de abertura dos frutos e qualidade fisiológica das sementes. Assim sendo, verificou-se que todos os métodos permitiram a recomposição fisiológica dos embriões, porém a secagem via drageadora ocorreu com menor tempo de processo em relação às demais técnicas. Uma vez realizada a extração das sementes, estas foram separadas dos materiais inertes obtendo-se lotes puros de sementes. Realizaram-se também as caracterizações de tamanho, forma e massa específica obtendo-se os resultados de (0,78±0,05) cm, (0,67±0,04) cm e (0,59±0,04) cm para os Dmáx, Dmédio e Dmim, respectivamente, fator de forma de (0,075±0,01), massa específica real de (1,20±0,01) g/cm³ e massa específica aparente de (0,82±0,01) g/cm³. Foram feitas também análises para caracterização química das sementes obtendo-se (82,93±0,11)% de matéria seca, (19,03±,078)% de proteína bruta, (1,18±0,11) g/kg de cálcio, (0,65±0,03) g/kg de magnésio, (0,58±0,04) g/kg de fósforo, (13,45±0,33) g/kg de potássio e (0,70±0,03) g/kg de enxofre. Analisou-se também o processo de recobrimento das sementes via reação entre o gel alginato de sódio e o sal cloreto de cálcio em diferentes ângulos de inclinação e velocidade de rotação da panela rotatória (drageadeira). Verificouse que para realizar o recobrimento das partículas foi necessário preparar a superfície das partículas através de escarificação química, visando ao aumento na rugosidade da superfície das sementes, e posterior reumidificação com solução saturada de cloreto de cálcio. Desta forma, constatou-se que o ângulo de 25° e a velocidade de 25 rpm possibilitaram maior quantidade de massa aderida sobre as sementes. Além disto, realizaram-se testes a fim de verificar a eficiência do processo de recobrimento, sendo que nos níveis mais baixos do planejamento experimental verificaram-se os maiores valores de eficiência. Nos testes de crescimento das partículas avaliou-se o tempo de processo que foi aproximadamente de 8 segundos. Por fim, foi realizada a análise e o tratamento dos dados obtidos, mediante técnicas estatísticas e equações advindas da literatura. Desta forma, com os resultados obtidos colaborou-se para avanços nos processos de secagem dos frutos silvestres e no recobrimento das sementes da espécie pioneira M. fistulífera.

A busca de melhoria de produtos siderúrgicos leva uma atenção especial para a área de aciarias. A introdução da metalurgia da panela, e portanto no refino secundário, contribuiu fundamentalmente para o aumento da qualidade do aço produzido. Um dos efeitos foi o aumento do tempo de residência do aço na panela, o que obrigou a utilização de materiais refratários de melhor qualidade. O controle da temperatura do aço líquido ao longo do processo de produção é de fundamental importância para se atingir os requisitos de qualidade e produtividade exigidos atualmente. Com o desenvolvimento de tecnologias siderúrgicas e a busca pela eficiência energética, torna-se necessário o conhecimento e redução das perdas térmicas do aço durante todo o ciclo produtivo. Neste trabalho foram estudadas, em uma aciaria elétrica a arco, as correlações entre as perdas térmicas das panelas através do conhecimento dos tempos de espera e do tempo de transporte das panelas do forno elétrico a arco até o forno-panela, além de comparar a temperatura do revestimento refratário de panelas com e sem isolante refratário. Melhorias no ciclo de panelas foram propostas visando diminuir as perdas térmicas das panelas, otimizar o ciclo de panelas e, consequentemente, reduzir o consumo de energia elétrica do forno-panela, diminuindo os custos envolvidos durante o processo de fabricação do aço. Os resultados apresentaram significância estatística entre o consumo de energia elétrica do fornopanela e as perdas térmicas das panelas. Através dos resultados obtidos observou-se que a minimização do tempo de espera da panela antes de iniciar o vazamento e a diminuição do tempo de transporte da panela até o forno-panela são fundamentais para diminuir as perdas térmicas nas panelas. / The search for improved steel products takes special attention to the melthops. The introduction of ladle metallurgy, and therefore the secondary refining, contributed essentially to increase the quality of steel produced. One effect was to increase the residence time of the steel in the ladle, forcing the use of refractory materials of better quality. Temperature control of liquid steel during the process is of fundamental importance for achieving the requirements of quality and productivity currently required. With the development of technologies and the reach of energetic efficiency, it becomes necessary to reduce the thermal losses during the steel production cycle. In this study the correlations between the thermal losses in the ladles through the knowledge of waiting times and transport times of the ladles to the of the electric arc furnace to the ladle furnace were determined as well as a comparison between temperatures of ladle refractory lining with and without refractory insulation. Improvements in the ladle cycle were proposed to reduce the thermal losses in the ladles and to optimize the ladle cycle and, consequently, to reduce the electric energy in the ladle furnace, reducing the costs involved during the manufacturing process of steel. The results showed statistical significance between the energy consumption in the ladle furnace and heat losses in the ladles. The results obtained showed that minimizing the waiting time of the ladle before the tap and reducing transportation time of the ladle to the ladle furnace are essential to reduce the heat losses in the ladles.

Utilizando um modelo físico de uma panela siderúrgica agitada com gás, de base elíptica e escala reduzida, foram realizados estudos para verificar a influência de diversas variáveis operacionais na otimização dos processos de mistura, fenômenos de emulsificação, e comportamento da abertura do olho da coluna de bolhas durante a agitação do aço líquido. Para esses estudos foram utilizados água e querosene como simuladores do aço e escória industrial, respectivamente. Os tempos de mistura foram determinados por medidas de condutividade. O escoamento do líquido foi caracterizado por meio da técnica PIV (velocimetria por imagem de partícula) e dispersão de traçador. Ambos experimentos, assim como os fenômenos de emulsificação e abertura do olho da coluna de bolhas, foram registrados por uma câmera de vídeo. Os resultados experimentais mostram que os tempos de mistura diminuem com o aumento da vazão de gás, porém aumentam na presença de uma camada de escória. Das configurações testadas, os menores tempos de mistura foram obtidos para uma adição do traçador (ou liga) no olho da coluna de bolhas e uma posição de injeção de gás a meio raio. Os fenômenos de emulsificação aumentam com o aumento da vazão de gás, com o deslocamento da posição de injeção de gás desde a parede para o centro da panela e com o aumento da camada de escória. A abertura do olho da coluna de bolhas cresce linearmente com o aumento da vazão de gás e diminui com o aumento da camada de escória. As correlações empíricas encontradas na literatura prevêm satisfatoriamente os resultados experimentais do modelo físico. / Utilized gas stirring ladle cold model, elliptic shape and reduced scale, were carried out study for verify effects of operational variables in optimization process mixing, emulsification phenomena, behavior exposed eye of the bubble column or plume and removal inclusions during stirring steel liquid. For these study were utilized water and kerosene how simulators steel and slag industrial. The mixing time was measured by an electrical conductivity method. Fluid flow characterization were realized through PIV (particle image velocimetry) technique and tracer dispersion experiments. This is experiments as well as behavior emulsification and aperture eye of the bubble column or plume were registered by the video recordings. Experimental results show decreases mixing time with increment gas flow rate however, increment in presence of slag layer covered the bath. From the tests configurations, is low mixing time were obtained for location addition tracer (or alloy) in eye of the bubble column or plume and half radius gas position injection. This emulsification phenomena increment considerably with gas flow rate, as gas position injection is moved from the wall ladle to center and increment slag layer thickness. The aperture eye of the bubble column or plume increases linearly with increment gas flow rate and decrease with increment slag layer thickness. Empirical correlations in literature agreement satisfactory the experimental result of physical model.

Utilizando um modelo físico de uma panela siderúrgica agitada com gás, de base elíptica e escala reduzida, foram realizados estudos para verificar a influência de diversas variáveis operacionais na otimização dos processos de mistura, fenômenos de emulsificação, e comportamento da abertura do olho da coluna de bolhas durante a agitação do aço líquido. Para esses estudos foram utilizados água e querosene como simuladores do aço e escória industrial, respectivamente. Os tempos de mistura foram determinados por medidas de condutividade. O escoamento do líquido foi caracterizado por meio da técnica PIV (velocimetria por imagem de partícula) e dispersão de traçador. Ambos experimentos, assim como os fenômenos de emulsificação e abertura do olho da coluna de bolhas, foram registrados por uma câmera de vídeo. Os resultados experimentais mostram que os tempos de mistura diminuem com o aumento da vazão de gás, porém aumentam na presença de uma camada de escória. Das configurações testadas, os menores tempos de mistura foram obtidos para uma adição do traçador (ou liga) no olho da coluna de bolhas e uma posição de injeção de gás a meio raio. Os fenômenos de emulsificação aumentam com o aumento da vazão de gás, com o deslocamento da posição de injeção de gás desde a parede para o centro da panela e com o aumento da camada de escória. A abertura do olho da coluna de bolhas cresce linearmente com o aumento da vazão de gás e diminui com o aumento da camada de escória. As correlações empíricas encontradas na literatura prevêm satisfatoriamente os resultados experimentais do modelo físico. / Utilized gas stirring ladle cold model, elliptic shape and reduced scale, were carried out study for verify effects of operational variables in optimization process mixing, emulsification phenomena, behavior exposed eye of the bubble column or plume and removal inclusions during stirring steel liquid. For these study were utilized water and kerosene how simulators steel and slag industrial. The mixing time was measured by an electrical conductivity method. Fluid flow characterization were realized through PIV (particle image velocimetry) technique and tracer dispersion experiments. This is experiments as well as behavior emulsification and aperture eye of the bubble column or plume were registered by the video recordings. Experimental results show decreases mixing time with increment gas flow rate however, increment in presence of slag layer covered the bath. From the tests configurations, is low mixing time were obtained for location addition tracer (or alloy) in eye of the bubble column or plume and half radius gas position injection. This emulsification phenomena increment considerably with gas flow rate, as gas position injection is moved from the wall ladle to center and increment slag layer thickness. The aperture eye of the bubble column or plume increases linearly with increment gas flow rate and decrease with increment slag layer thickness. Empirical correlations in literature agreement satisfactory the experimental result of physical model.