La refinación secundaria del acero se realiza en un horno olla en donde se inyecta argón por el fondo formando una pluma para agitar y acelerar la cinética de todas las reacciones efectuadas entre el metal y la escoria.Se han reportado investigaciones sobre el horno olla, como lo indica una revisión reciente muy completa realizada por Mazumdar et al quien encontro que todos los estudios realizados en el horno olla, basados en fenómenos de transporte, se han clasificado en tres categorías ;(1) Modelos Matemáticos; (2) Modelos físicos; (3) Combinación de los modelos físicos y matemáticos.Este y otros autores incluidos en los antecedentes del proyecto, quienes han estudiado este reactor en cuanto a su modelación física y matemática concluyen que existe mucho por investigar en esta área. Especialmente,las preguntas abiertas se centran en la necesidad de una representación trifásica , que incluya al metal liquido, al argon insuflado y a la capa de escoria presente para describir y estudiar de manera realista el sistema. La corroboración de la modulación matematica y la obtención de información experimental del comportamiento real del sistema sin las restricciones y limitaciones que puede presentar el modelado matematico solo son posibles mediante el empleo de modelado fisico asistido por las determinaciones de un sistema PIV (particle image velocimetry) el cual permite caracterizar de una manera muy precisa la fluidinamica presente , asi como la intensidad turbulenta y eventualmenteb los campos solutales presentes durante el proceso. En 2013 y gracias a nuestra participación en un proyecto de innovación tecnológica con la empresa Rassini Frenos S.A. de C.V con el apoyo de Conacyt, se adquirió para nuestro Grupo de Investigación, un sistema PIV tridiimensional de ultima generación con un costo superior a los cinco millones de pesos lo cual posibilita el planteamiento y ejecución de esta propuesta.. Por lo anterior el objetivo principal de este proyecto es el establecer y entender los efectos de diferentes variables de proceso (flujo de gas, posición del tapón, viscosidad cinematica y espesor de escoria) sobre la eficiencia y rapidez del mezclado, el campo de concentraciones, la apertura de la escoria, la estructura turbulenta y la distribución del gas en un horno olla en presencia de escoria Para tal efecto se pretende (1)La elaboración de un modelo matemático trifásico (acero-escoria-argón) basado en transferencia de calor y flujo de fluidos en una olla de acero agitada con argón empleando software CFD.(2)La construcción de un modelo físico, para simular las condiciones reales a escala y realizar un análisis del proceso para estudiar de manera cuantitativa el efecto que tienen cambios en el flujo de gas, posición del tapón, viscosidad cinematica y espesor de escoria sobre la eficiencia y rapidez en el mezclado, el campo de concentraciones, la apertura de la escoria, la estructura turbulenta y la distribución del gas.; (3) Proponer un diseño estadístico de experimentos que permita determinar el efecto de cambios en las variables de proceso sobre el tiempo de mezclado, el campo de concentraciones, la apertura de la escoria, la estructura turbulenta y la distribución del gas;(4)Realizar la experimentacion, asistida por caracterizacion fluidinamica quimica y de campo de fases mediante el empleo del sistema PIV, asi como mediciones tradicionalmente presentes en el modelado fisico; (5)Analizar de manera integral la informacion obtenida para cumplir el objetivo del proyecto.

Una revisión bibliográfica exhaustiva del estudio del horno olla incluyendo la presencia del metal, el gas y la escoria deja en evidencia la escasez de trabajos enfocados a establecer los efectos de diferentes condiciones de proceso sobre sobre su desempeño , caracterizado por el tiempo de mezclado el campo de concentraciones, la apertura de la escoria, la estructura turbulenta y la distribución del gas. Tampoco existe hasta el momento al gun estudio en este tópico que incluya un análisis integral contemplando modelación matemática y física asistida por determinaciones de la fluidinamica, la estructura turbulenta y el campo de fases mediante el empleo de un sistema PIV. Este proyecto constituye un primer esfuerzo en ese sentido y su contribución reside en un mejor entendimiento de las causas que explican las respuestas encontradas al respecto, a partir de un conocimiento mas detallado de la fenomenología gobernante, revelada con el apoyo de un sofisticado sistema PIV.