·22· 北京科技大学学报 1998年第1期 沫化现象不受“壁面效应"的影响 2铁水熔池终还原炉渣泡沫化的模拟实验 熔态还原过程铁水熔池的终还原阶段，常产生炉渣泡沫化现象：，根据冷态模拟实验结 果，设计2种实验方案，着重研究终还原阶段炉渣泡沫的类型及工艺控制因素， 2.1外引气源的炉渣发泡实验 实验过程在高祖碳管炉内进行.炉内恒温带可保持在180mm左右，控温范围】350~ 1600℃，控温精度±5℃.装料坩埚尺寸中75mm×150mm.坩埚内装入预熔生铁1.5kg和配 制的高护渣150g,炉渣成分（质量分数）为：C040%,Si0,35%,A1,0,10%,Mg015%.采用 浸人式吹气方式，吹气管口 表1吹气量对炉渣发泡高度的影南 径3mm,插人熔池深度20 气体 N2 O2 N2 O2 N2 O2 mm,分别吹入O2气和N 吹气流量/0h)40.2537.79129.85121.90204.40191.89 气.在一定温度下，通过调节 泡沫层高度fcm3 659713.5 吹气流量，可以控制坩埚内 注：熔体质量1.5kg,渣质量为150g,祖度1500℃ 形成的泡沫层高度，见表」. 实验表明，吹气量接近条件下，O,和N气形成的泡沫高度相差近1倍，说明吹O,条件 下，引起炉渣发泡的气体实际上是铁浴中碳氧反应生成的CO气体.由于C0气泡生成的条件 不同于单孔吹气条件，所以吹人流量为129.85h的N所形成的泡沫高度只有5cm,而流量 只有37.79h的O,形成的泡沫高度却有6cm,也就是说，N气流量提高3倍仍不及O,气的 发泡效果.因而，吹O,气与吹N气形成泡沫的机理可能有所不同，严格说来，上述熔体吹O, 形成泡沫的过程是一种内生气源的发泡法.将吹N形成的泡沫渣取样急冷，渣样的断口形貌 属多面体泡沫，如图4(b)所示，由于炉渣冷凝过程，亦发生表面气泡的破裂，因而，渣样表面 形成若干圆形气跟”.与前述吹气发泡的冷态模拟实验比较，吹N,条件下炉渣泡沫形成方式 和泡沫结构都具有相似性· b 网0.5cm 0.5cm 图4球状泡沫渣(a)和多面体泡沫渣b) 22内生气源的炉渣发泡实验 实验装置和加料条件与2.1节实验相同.当坩埚内形成熔池后，另加人粒度为0.1m的 Fe,0矿粉20~30g、高温下，炉渣中含有的氧化铁成分与铁浴中的碳([C]=3.5%)发生激烈 反应，产生大量气泡，使熔池形成不稳定的泡沫渣层、由于目前尚未找到适宜的比较不稳定炉 1． 22 ． 北 京 科 技 大 学 学 报 1998年 第 1期 沫化现象不受 壁面效应 的影响 2 铁水熔池终还原炉渣泡沫化 的模拟实验 熔 态 还 原 过 程 铁 水熔 池 的 终 还 原 阶段 ，常 产 生 炉 渣 泡 沫 化现 象 ’．根据 冷 态 模 拟 实 验 结 果 ，设计 2种实验方案，着重研究 终还 原阶段炉 渣泡 沫的类型及工艺控制因素 ． 2_l 外引气源 的炉渣发泡 实验 。 实 验过程 在 高温碳 管炉 内进 行 ．炉 内恒 温带 可保 持在 180tnnl左 右，控 温 范 围 1350～ 1600"C，控温精度 ±5"C．装料坩埚尺寸 75mrn×150inn1．坩埚 内装入预熔生铁 1．5kg和 配 制的高炉渣 150g，炉渣成分 (质 量分 数)为 ：CaO 40％，SiO，35％，AI，O 10％，MgO15％．采用 浸 入 式 吹 气 方 式 ，吹 气 管 口 径 3rlLrn，插 入 熔 池 深 度 20 mm，分 别 吹 入 O^气 和 N_ 气 ．在 一 定 温 度 下 ，通 过 调 节 吹 气 流 量 ，可 以 控 制 坩 埚 内 形 成 的 泡 沫 层 高 度 ，见 表 1． 衰I 畎气■对炉渣发泡膏度的群璃 注 ：熔体 质量 1．5 ，渣 质量为 15og，温度 I500℃ 实齄表 明，吹气量接 近条 件下 ，O、和 N’气形成 的泡沫 高度相差 近 1倍，说明吹 o1条件 下，引起炉渣 发泡 的气体 实际上是 铁浴 中碳 氧反 应生成的 CO气体 ．由于 CO 气泡 生成 的条件 不 同于单孔吹气条件 ，所以吹人流量为 129．851m 的 所 形成 的泡沫高度只有 5clTl，而 流量 只有 37．79l，l1的 O、形成 的泡沫高度却有 6cm,也就是说 ， 气流量提高 3倍 仍不及 O’气的 发泡效 果 ．因而 ，吹 O、气与 吹 气形成泡沫 的机理 可能有所不 同，严格说来 ，上述熔体 吹 O， 形成泡沫的过程是一种 内生气源 的发泡法 ．将 吹 N1形成 的泡 沫渣 取样急冷，渣样 的断 口形貌 属多面体泡 沫，如 图 4(b)所示 ．由于炉渣 冷凝 过程 ，亦发 生表面气 泡的破裂 ，因而 ，渣样表面 形成若干圆形 气 眼 ．与前述 吹气发泡 的冷 态模 拟实验 比较 ，吹 N1条件下炉渣泡沫形成方式 和 泡 沫 结 构 都 具 有 相 似 性 ． 图 4 球状泡沫渣(a)和多面体泡沫渣 ) 2．2 内生气源 的炉渣发泡 实验 实 验 装置 和加 料条 件 与 2．1节 实 验相 同 ．当 坩埚 内 形 成 熔 池 后 ，另加 入粒 度 为 0．1玎Ⅱn的 FeO 矿粉 20~30g．高温下 ，炉渣 中含 有的氧化铁成分 与铁浴 中的碳 (【C]= 3．5％)发生激烈 反应 ，产生大 量气泡，使熔池形成不稳定 的泡沫 渣层 ．由于 目前 尚未找到适宜 的比较 不稳 定炉 维普资讯 http://www.cqvip.com