In the present work, the behaviour of a gas bubbling curtain (GBC) in the continuous casting tundish of industry is studied by using a physical model in the scale of 1:3. This study was made with the following configurations of gas injection inside the tundish: no gas injection, gas injection on the bottom and combined gas injection (CGI) on the bottom and the walls. Mathematical simulations were performed using the Eulerian approach. Mathematical modelling was also used to determine the residence time distribution curves (RTD curves). For the validation of the mathematical model, experiments were made using the physical models to obtain the homogenisation time of salt solutions. All of the results were validated by the experimental results of the RTD curves. The plug flow fraction remained almost constant when gas injection was used on the walls, however the mean residence time and the dead volume fraction, increased and decreased, respectively. The CGI on the bottom and walls allowed the entire cross-section to be covered with the GBC which acted as a barrier to the passage of inclusions.

ResumoO desgaseificador RH é um reator de refino secundário bem estabelecido. Nesse equipamento, gás inerte é usado para promover a circulação de aço entre a panela de aciaria e uma câmara de vácuo. A predição correta da dispersão de gás na perna de subida do RH é importante para a modelagem confiável do processo. O presente trabalho estudou a penetração de gás na perna de subida do RH por meio de modelos físico e matemático. No estudo, foram considerados apenas um ou dois bicos injetores e vazões de gás, por bico, entre 5l/min e 50l/min. Para as condições com um bico injetor, os resultados das duas abordagens mostraram boa concordância qualitativa. Já para as condições com dois bicos injetores, a concordância só foi satisfatória para vazões de até 30l/min por bico. Adicionalmente, os resultados obtidos indicaram que o problema de penetração de gás em modelos matemáticos de desgaseificador RH identificado na literatura está relacionado com erros numéricos e não com falhas na modelagem da física do problema. Palavras-chave: Desgaseificador RH; Modelo físico, Modelo matemático; penetração de gás. PHYSICAL AND MATHEMATICAL SIMULATION OF THE GAS PENETRATION IN THE UPPER LEG OF A PHYSICAL MODEL OF RH DEGASSER AbstractThe RH degasser is a well-established secondary refining reactor. In this equipment, inert gas is used to promote the circulation of steel between a steelmaking ladle and a vacuum chamber. The correct prediction of gas dispersion in the upper leg of RH is important to ensure a reliable modeling of the process. This work studied the gas penetration in the upper leg of RH by means of physical and mathematical models. Only one or two injectors were considered and gas flow rates, by injector, between 5l/min and 50l/min were employed. For cases with one injector, results from both approaches showed good qualitative agreement. On other hand, for cases with two injectors, the agreement was just satisfactory for gas flow rates up to 30l/min by injector. Additionally, the obtained results showed that the issue of gas penetration in mathematical models of RH degasser identified in the literature is related to numerical errors and does not stem from inadequate modeling of problem physics.

ResumoO fenômeno de crepitação de minérios de ferro ocorre durante o processo de redução do minério de ferro em altos-fornos e é uma fonte geradora de finos devido à sua degradação granulométrica. Os finos em excesso prejudicam a permeabilidade da carga e diminui o rendimento da produção de ferro-gusa. No presente trabalho, foi realizado um estudo da crepitação de minérios de ferro através do emprego de um sistema de pré-tratamento térmico do minério de ferro a partir do gás de topo no processo de produção de ferro-gusa de um mini alto-forno a carvão vegetal em uma empresa situada de Minas Gerais. Foram utilizados dois períodos de sete dias cada, sendo que no primeiro período o sistema de pré-tratamento do minério estava desativado e no segundo o sistema foi ativado. Os resultados demonstraram uma melhora nas propriedades do minério de ferro quando se utiliza o pré-tratamento com o gás de topo, pois resultou num aumento de produção por amenizar o fenômeno de crepitação. Palavras-chave: Gases de exaustão; Alto-forno; Crepitação do minério de ferro; Pré-aquecimento da matéria-prima. AbstractThe phenomenon of particle size degradation of minerals due to decreptation is presented as source of fines. In the present work, a study of iron ores decrepitation by employing a system of thermal pretreatment of iron ore was carried out reusing exhaust gases from a mini charcoal blast furnace located in the state of Minas Gerais. The experiments were carried out in two periods of seven days each one, where in the first period the pretreatment system was deactivated and in the second period was activated. The results showed an improvement in the burden permeability by the reduction of the granules decreptation when it was used the thermal pretreatment, reflecting in a increasing of production.

ResumoO lingotamento contínuo é um processo de solidificação de aço líquido onde o conhecimento de suas variáveis é de extrema importância para a produção de aços de qualidade. Este processo contém um reator denominado distribuidor que se localiza entre a panela e o molde e tem como função tradicional, distribuir o aço que sai da panela para o molde, mas também realiza outras importantes funções. Devido a essa importância no processo, este trabalho objetivou realizar o estudo do escoamento do aço no distribuidor com duas configurações diferentes, sendo uma sem injeção de gás inerte e a outra com injeção de gás inerte. Neste estudo foram utilizados softwares para a realização das simulações matemáticas onde se podem notar as diferenças das curvas DTR, grandezas de turbulência e perfil de velocidade quando se tem ou não a injeção de gás inerte. Palavras-chave: Simulação matemática; Escoamento bifásico; Distribuidor; Lingotamento contínuo. AbstractThe continuous casting is a steel solidification process which is very important to have good knowledge about its variables in order to produce steel with good quality. The process works with a reactor called tundish in between the ladle and molde (die) distributing the steel that comes from the ladle to the molde as the traditional function, besides, it also have some others important functions. Because of its importance in the process, this work aim to realize studies on the steel flow in the tundish with two different setups, one with inert gas injection and another one without it. Computer's simulation software were used to make the mathematical simulations making possible to note the curves' difference DTR, largeness turbulence and speed profile with or without inert gas' injection.