Este trabalho apresenta uma metodologia para a avaliação de aquecedores de panela de aciaria e de práticas de movimentação de panelas em uma aciaria elétrica. O objetivo final é a redução da variabilidade do estado térmico da panela durante o vazamento do aço do forno elétrico. Neste estudo são investigados os aquecimentos realizados nos dois tipos de aquecedores existentes e as operações com as panelas durante a etapa sem aço do ciclo das panelas. A eficiência dos aquecedores são comparadas através de ensaios de aquecimento com panelas instrumentadas e a técnica de termografia. A análise da movimentação de panelas é realizada pelo levantamento dos dados operacionais diretamente na usina.Com a identificação dos problemas, são propostas soluções que minimizem seus efeitos sobre o estado térmico da panela. Finalmente, os resultados das soluções propostas, medidas diretamente na aciaria, comprovam que estas medidas contribuíram para melhorar o estado térmico da panela no vazamento e consequentemente o controle sobre as perdas térmicas do aço na panela.

Este trabalho apresenta uma metodologia para a avaliação de aquecedores de panela de aciaria e de práticas de movimentação de panelas em uma aciaria elétrica. O objetivo final é a redução da variabilidade do estado térmico da panela durante o vazamento do aço do forno elétrico. Neste estudo são investigados os aquecimentos realizados nos dois tipos de aquecedores existentes e as operações com as panelas durante a etapa sem aço do ciclo das panelas. A eficiência dos aquecedores são comparadas através de ensaios de aquecimento com panelas instrumentadas e a técnica de termografia. A análise da movimentação de panelas é realizada pelo levantamento dos dados operacionais diretamente na usina.Com a identificação dos problemas, são propostas soluções que minimizem seus efeitos sobre o estado térmico da panela. Finalmente, os resultados das soluções propostas, medidas diretamente na aciaria, comprovam que estas medidas contribuíram para melhorar o estado térmico da panela no vazamento e consequentemente o controle sobre as perdas térmicas do aço na panela.

Este trabalho apresenta uma metodologia para a avaliação de aquecedores de panela de aciaria e de práticas de movimentação de panelas em uma aciaria elétrica. O objetivo final é a redução da variabilidade do estado térmico da panela durante o vazamento do aço do forno elétrico. Neste estudo são investigados os aquecimentos realizados nos dois tipos de aquecedores existentes e as operações com as panelas durante a etapa sem aço do ciclo das panelas. A eficiência dos aquecedores são comparadas através de ensaios de aquecimento com panelas instrumentadas e a técnica de termografia. A análise da movimentação de panelas é realizada pelo levantamento dos dados operacionais diretamente na usina.Com a identificação dos problemas, são propostas soluções que minimizem seus efeitos sobre o estado térmico da panela. Finalmente, os resultados das soluções propostas, medidas diretamente na aciaria, comprovam que estas medidas contribuíram para melhorar o estado térmico da panela no vazamento e consequentemente o controle sobre as perdas térmicas do aço na panela.

Os materiais à base de MgO-C e CaO.MgO são utilizados como refratários de trabalho nas panelas da aciaria, por sua excelente refratariedade em condições de serviço. O emprego de materiais de melhor desempenho no revestimento refratário acarreta no aumento da produtividade dos equipamentos e uma redução dos riscos operacionais vinculados aos desgastes localizados em pontos específicos do contato entre o refratário e o aço líquido, e o refratário e escória. Este trabalho realizou um comparativo entre dois diferentes materiais refratários: MgO-C (Grafinox PA LM) e dolomítico (Dolmag 100), ambos fornecidos pela empresa Magnesita Refratários S.A. As características avaliadas foram as propriedades mecânicas e termomecânicas (módulo de elasticidade, resistência mecânica à compressão, refratariedade sob carga e resistência ao choque térmico), físicas (densidade e porosidade aparentes) e químicas (composição química, resistência a escórias e análise microestrutural postmortem por microscopia eletrônica de varredura). Também foi estimado por elementos finitos o perfil térmico de uma panela com revestimentos dos materiais refratários investigados. Os resultados obtidos indicaram o material refratário de MgO carbono como o que reúne melhores propriedades para fazer frente às condições de processo da Aços Especiais Brasil - Unidade Charqueadas, com potencial para melhorar o desempenho e a segurança operacional da aciaria. / Materials based on MgO-C and CaO.MgO are used as refractory in the steelmaking ladles due to its excellent refractoriness. The use of materials with improved performance in the refractory lining leads to an increased productivity and a reduction of operational risks linked to wear located at specific points of contact between the refractory and liquid steel/slag. This study has compared 2 different refractories: MgO-C (Grafinox PA LM) and dolomitic (Dolmag 100), both supplied by the company Magnesita Refratários S.A. The evaluated characteristics were the mechanical and thermal properties (elastic modulus, compressive strength, refractoriness under load and thermal shock resistance), physical (density and porosity) and chemical (chemical composition, resistance to slag and post-mortem microstructural analysis by scanning electron microscopy). It was also estimated by finite element methodology the thermal gradient of a ladle using these refractory materials. The results show that the MgO-C refractory can potentially achieve the best results during service at Aços Especiais Brasil - Unidade Charqueadas, improving the performance and operational safety of the melting shop.

Os materiais à base de MgO-C e CaO.MgO são utilizados como refratários de trabalho nas panelas da aciaria, por sua excelente refratariedade em condições de serviço. O emprego de materiais de melhor desempenho no revestimento refratário acarreta no aumento da produtividade dos equipamentos e uma redução dos riscos operacionais vinculados aos desgastes localizados em pontos específicos do contato entre o refratário e o aço líquido, e o refratário e escória. Este trabalho realizou um comparativo entre dois diferentes materiais refratários: MgO-C (Grafinox PA LM) e dolomítico (Dolmag 100), ambos fornecidos pela empresa Magnesita Refratários S.A. As características avaliadas foram as propriedades mecânicas e termomecânicas (módulo de elasticidade, resistência mecânica à compressão, refratariedade sob carga e resistência ao choque térmico), físicas (densidade e porosidade aparentes) e químicas (composição química, resistência a escórias e análise microestrutural postmortem por microscopia eletrônica de varredura). Também foi estimado por elementos finitos o perfil térmico de uma panela com revestimentos dos materiais refratários investigados. Os resultados obtidos indicaram o material refratário de MgO carbono como o que reúne melhores propriedades para fazer frente às condições de processo da Aços Especiais Brasil - Unidade Charqueadas, com potencial para melhorar o desempenho e a segurança operacional da aciaria. / Materials based on MgO-C and CaO.MgO are used as refractory in the steelmaking ladles due to its excellent refractoriness. The use of materials with improved performance in the refractory lining leads to an increased productivity and a reduction of operational risks linked to wear located at specific points of contact between the refractory and liquid steel/slag. This study has compared 2 different refractories: MgO-C (Grafinox PA LM) and dolomitic (Dolmag 100), both supplied by the company Magnesita Refratários S.A. The evaluated characteristics were the mechanical and thermal properties (elastic modulus, compressive strength, refractoriness under load and thermal shock resistance), physical (density and porosity) and chemical (chemical composition, resistance to slag and post-mortem microstructural analysis by scanning electron microscopy). It was also estimated by finite element methodology the thermal gradient of a ladle using these refractory materials. The results show that the MgO-C refractory can potentially achieve the best results during service at Aços Especiais Brasil - Unidade Charqueadas, improving the performance and operational safety of the melting shop.

Os materiais à base de MgO-C e CaO.MgO são utilizados como refratários de trabalho nas panelas da aciaria, por sua excelente refratariedade em condições de serviço. O emprego de materiais de melhor desempenho no revestimento refratário acarreta no aumento da produtividade dos equipamentos e uma redução dos riscos operacionais vinculados aos desgastes localizados em pontos específicos do contato entre o refratário e o aço líquido, e o refratário e escória. Este trabalho realizou um comparativo entre dois diferentes materiais refratários: MgO-C (Grafinox PA LM) e dolomítico (Dolmag 100), ambos fornecidos pela empresa Magnesita Refratários S.A. As características avaliadas foram as propriedades mecânicas e termomecânicas (módulo de elasticidade, resistência mecânica à compressão, refratariedade sob carga e resistência ao choque térmico), físicas (densidade e porosidade aparentes) e químicas (composição química, resistência a escórias e análise microestrutural postmortem por microscopia eletrônica de varredura). Também foi estimado por elementos finitos o perfil térmico de uma panela com revestimentos dos materiais refratários investigados. Os resultados obtidos indicaram o material refratário de MgO carbono como o que reúne melhores propriedades para fazer frente às condições de processo da Aços Especiais Brasil - Unidade Charqueadas, com potencial para melhorar o desempenho e a segurança operacional da aciaria. / Materials based on MgO-C and CaO.MgO are used as refractory in the steelmaking ladles due to its excellent refractoriness. The use of materials with improved performance in the refractory lining leads to an increased productivity and a reduction of operational risks linked to wear located at specific points of contact between the refractory and liquid steel/slag. This study has compared 2 different refractories: MgO-C (Grafinox PA LM) and dolomitic (Dolmag 100), both supplied by the company Magnesita Refratários S.A. The evaluated characteristics were the mechanical and thermal properties (elastic modulus, compressive strength, refractoriness under load and thermal shock resistance), physical (density and porosity) and chemical (chemical composition, resistance to slag and post-mortem microstructural analysis by scanning electron microscopy). It was also estimated by finite element methodology the thermal gradient of a ladle using these refractory materials. The results show that the MgO-C refractory can potentially achieve the best results during service at Aços Especiais Brasil - Unidade Charqueadas, improving the performance and operational safety of the melting shop.

A indústria siderúrgica busca continuamente melhorias no desempenho dos refratários, como forma de melhorar sua competitividade, em um mercado caracterizado pela competição global. Um dos principais fatores de desgaste dos refratários é a corrosão, que no ambiente siderúrgico, está diretamente relacionada com a qualidade das escórias, na maioria dos equipamentos. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta um estudo dos principais fatores que desgastam quimicamente o revestimento dolomítico, com o objetivo de entender os fenômenos que estavam impactando no desempenho dos refratários utilizados na panela de aço da Siderúrgica Riograndense. Para o estudo em questão, o comportamento químico dessas escórias foi monitorado de setembro de 2008 a outubro de 2009. Para análise didática os dados foram estratificados em três períodos, onde o período 01 corresponde aos meses de setembro, outubro e novembro de 2008, período 02 englobam os meses de fevereiro a junho de 2009 e o período 03 revela os resultados de julho a outubro de 2009. Os resultados de monitoração da qualidade da escória foram apresentados por equipamento forno elétrico a arco (FEA) e forno panela (FP). Os principais parâmetros de processo avaliados, foram a basicidade binária, teor de MgO e oxidação da escória. Os resultados foram relacionados com o desempenho do revestimento refratário aplicado na panela de aço. Para a análise dos dados foi utilizado o Minitab um software que oferece um conjunto de ferramentas estatísticas. Pode-se inferir, a partir da análise dos resultados apresentados nesse trabalho, que as ações de redução da oxidação da escória do forno elétrico através de ajustes no sistema de injeção de oxigênio das injetoras, propiciaram uma redução do óxido de ferro nas escórias do forno panela, permitindo correções da basicidade binária nesse mesmo equipamento. Estas ações em conjunto com a elevação na concentração do óxido de magnésio, através da introdução de cal dolomítica no processo, promoveram melhor formação do coating no revestimento refratário. As alterações no processo de produção do aço promoveram um significativo aumento na vida média das panelas de aço desta aciaria. / The steel industry is continually seeking improvements in the performance of refractories, as a way to improve their competitiveness in a global market. A major factor in refractories wear is chemical corrosion. In the steel industry this is directly related to the quality of the slag used in most of the equipment. In this context, this work presents a study of the main factors that causes chemical wear in dolomite refractory. The main objective was the understanding of the phenomena that were impacting on the performance of refractories used in steel ladle of Siderúrgica Riograndense. For this study, the chemical behavior of slags was monitored from September 2008 to October 2009. For better understanding the analysis, the data were stratified into three periods: period 01, from September to November 2008; period 02, from February to June 2009; and the period 03, from July to October 2009 . The results of slag quality monitoring were presented separated from the electric arc furnace (EAF) and the ladle furnace (LF). The main process parameters evaluated were the binary basicity, content of MgO and oxidation of the slag. The results were correlated with the performance of refractories used in steel ladle. For the analysis of data, it was used Minitab software which offers a set of statistical tools. It can be inferred, through out the analysis of the results presented here, that the actions to decrease oxidation of the EAF slag, by adjusting the feeding system of oxygen injectors, propitiated a reduction of iron oxide in the slag of ladle furnece, which allowed corrections in binary basicity in the same equipment. These actions together with the increase in the concentration of magnesium oxide in the FP slag, through the introduction of dolomitic lime in the process, promoted the creation of a better coating on the refractory lining. The changes in the process of steel production promoted a significant increase in average life of ladle refractory in this steel making plant.

Esse trabalho tem por objetivo geral o desenvolvimento de uma metodologia de modelagem numérica que represente o escoamento e o fenômeno de mistura em um modelo físico de panela de aciaria de base elíptica. Os objetivos específicos do trabalho são: o estudo dos coeficientes das forças de interação líquido-bolha, dos modelos de turbulência e da mudança do formato da base da panela de circular para elíptica. O escoamento e o fenômeno de mistura foram calculados através do método de Volume Finitos baseado em Elementos por meio do software CFX5.7 da Ansys. Dados da literatura e ensaios em modelo físico, realizados em laboratório, auxiliaram na validação dos modelos numéricos. O estudo dos coeficientes das forças de não-arrasto mostrou que os resultados da distribuição de ar ao longo da altura do banho mudam com a variação dos coeficientes. No final, coeficientes para 3 configurações de panelas em diferentes vazões de ar foram encontrados. Com relação ao estudo dos modelos de turbulência, observou-se que para a solução do escoamento e do fenômeno de mistura em uma panela de base circular, o k-ε é o modelo de turbulência mais indicado. Por outro lado, para uma panela de base elíptica, o modelo RSM mostrou-se o mais adequado. Finalmente, com relação ao estudo da mudança do formato da base da panela, observou-se que os tempos de mistura de uma panela de base elíptica são maiores que uma de base circular e aumentam à medida que a vazão de ar diminui.

A indústria siderúrgica busca continuamente melhorias no desempenho dos refratários, como forma de melhorar sua competitividade, em um mercado caracterizado pela competição global. Um dos principais fatores de desgaste dos refratários é a corrosão, que no ambiente siderúrgico, está diretamente relacionada com a qualidade das escórias, na maioria dos equipamentos. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta um estudo dos principais fatores que desgastam quimicamente o revestimento dolomítico, com o objetivo de entender os fenômenos que estavam impactando no desempenho dos refratários utilizados na panela de aço da Siderúrgica Riograndense. Para o estudo em questão, o comportamento químico dessas escórias foi monitorado de setembro de 2008 a outubro de 2009. Para análise didática os dados foram estratificados em três períodos, onde o período 01 corresponde aos meses de setembro, outubro e novembro de 2008, período 02 englobam os meses de fevereiro a junho de 2009 e o período 03 revela os resultados de julho a outubro de 2009. Os resultados de monitoração da qualidade da escória foram apresentados por equipamento forno elétrico a arco (FEA) e forno panela (FP). Os principais parâmetros de processo avaliados, foram a basicidade binária, teor de MgO e oxidação da escória. Os resultados foram relacionados com o desempenho do revestimento refratário aplicado na panela de aço. Para a análise dos dados foi utilizado o Minitab um software que oferece um conjunto de ferramentas estatísticas. Pode-se inferir, a partir da análise dos resultados apresentados nesse trabalho, que as ações de redução da oxidação da escória do forno elétrico através de ajustes no sistema de injeção de oxigênio das injetoras, propiciaram uma redução do óxido de ferro nas escórias do forno panela, permitindo correções da basicidade binária nesse mesmo equipamento. Estas ações em conjunto com a elevação na concentração do óxido de magnésio, através da introdução de cal dolomítica no processo, promoveram melhor formação do coating no revestimento refratário. As alterações no processo de produção do aço promoveram um significativo aumento na vida média das panelas de aço desta aciaria. / The steel industry is continually seeking improvements in the performance of refractories, as a way to improve their competitiveness in a global market. A major factor in refractories wear is chemical corrosion. In the steel industry this is directly related to the quality of the slag used in most of the equipment. In this context, this work presents a study of the main factors that causes chemical wear in dolomite refractory. The main objective was the understanding of the phenomena that were impacting on the performance of refractories used in steel ladle of Siderúrgica Riograndense. For this study, the chemical behavior of slags was monitored from September 2008 to October 2009. For better understanding the analysis, the data were stratified into three periods: period 01, from September to November 2008; period 02, from February to June 2009; and the period 03, from July to October 2009 . The results of slag quality monitoring were presented separated from the electric arc furnace (EAF) and the ladle furnace (LF). The main process parameters evaluated were the binary basicity, content of MgO and oxidation of the slag. The results were correlated with the performance of refractories used in steel ladle. For the analysis of data, it was used Minitab software which offers a set of statistical tools. It can be inferred, through out the analysis of the results presented here, that the actions to decrease oxidation of the EAF slag, by adjusting the feeding system of oxygen injectors, propitiated a reduction of iron oxide in the slag of ladle furnece, which allowed corrections in binary basicity in the same equipment. These actions together with the increase in the concentration of magnesium oxide in the FP slag, through the introduction of dolomitic lime in the process, promoted the creation of a better coating on the refractory lining. The changes in the process of steel production promoted a significant increase in average life of ladle refractory in this steel making plant.

Esse trabalho tem por objetivo geral o desenvolvimento de uma metodologia de modelagem numérica que represente o escoamento e o fenômeno de mistura em um modelo físico de panela de aciaria de base elíptica. Os objetivos específicos do trabalho são: o estudo dos coeficientes das forças de interação líquido-bolha, dos modelos de turbulência e da mudança do formato da base da panela de circular para elíptica. O escoamento e o fenômeno de mistura foram calculados através do método de Volume Finitos baseado em Elementos por meio do software CFX5.7 da Ansys. Dados da literatura e ensaios em modelo físico, realizados em laboratório, auxiliaram na validação dos modelos numéricos. O estudo dos coeficientes das forças de não-arrasto mostrou que os resultados da distribuição de ar ao longo da altura do banho mudam com a variação dos coeficientes. No final, coeficientes para 3 configurações de panelas em diferentes vazões de ar foram encontrados. Com relação ao estudo dos modelos de turbulência, observou-se que para a solução do escoamento e do fenômeno de mistura em uma panela de base circular, o k-ε é o modelo de turbulência mais indicado. Por outro lado, para uma panela de base elíptica, o modelo RSM mostrou-se o mais adequado. Finalmente, com relação ao estudo da mudança do formato da base da panela, observou-se que os tempos de mistura de uma panela de base elíptica são maiores que uma de base circular e aumentam à medida que a vazão de ar diminui.