Vol.17 No.3 尹弘斌等：CAS工艺合金熔化与溶解过程调查及实验 211· 性面非常大，而偏吹时，油层则会形成较大的惰性面积（如图4示）. KAcQ∠ 操面 朵海油层 活性油层 3 K.AC 015 K.A 0 中心吹气 偏心吹气 n(g/1·min) 图3气流量与两相传质的关系 图4上层相的传质活性与吹位的关系 A一上层相表面积Kw一传质系数 总体来看，CAS过程罩内合金的熔化和溶解有其特殊性，极有研究之必要. 3实验现象观察与讨论 实验拟定以油水体系模拟液态合金一钢 水体系，将油小心注入罩内水面，然后吹气 搅拌观察表面的运动状况，油的密度为 0.83g/cm3.最初的实验观察到一个明显的 事实，即罩内的油在气体吹入后，会出现明 显的卷混现象，且部分油被卷人水中随后被 甩出自身的循环区上浮到罩外（如图5示）. 尤其在大气流量和浅插罩的情况下，甩出的 量非常多 (a) 在图5中，I区和Ⅱ区是流体流动带动 图5罩内油被卷出罩外的情况 及油滴自身上浮趋势而自发形成的油滴运动 (a)浅插罩(b)深插罩 的循环区.Ⅲ区则是油滴在流体携带作用 油滴轨迹一水流轨迹 下脱离I区和Ⅱ区的束缚迁移到罩外形成的上浮区，在罩插人较浅较时，罩端下降流不 足以抵抗上浮流的作用，形成了水平的液体流动，大部分油滴被带到罩外（如图5(） 示).当罩深增加时，I区特别是Ⅱ区内的油滴量增多，被甩人Ⅲ区的油滴相对减少. 从这一现象分析，实际生产中罩内存在的大量轻的液态合金极有可能以这种方式被卷到 罩外与高氧化渣直接接触而损失掉.当然，合金会在卷入和运动过程中发生溶解，但是如 果液态合金的碎片较大，在其上浮到罩外渣面之前若不能完全溶解，合金的损失就是必然 的.另外在A1被钢水卷入溶解的同时，A]滴周围的钢水含有高浓度的铝，使这部分钢水 变轻).当这部分轻钢水流出罩外后，由于罩外钢水相对平稳得多、它们也会因密度差 而上浮到罩外渣面引起A1的流失.因此，必须对这一问题给于足够的重视. 初步实验观察了罩偏置时的情况.如果罩的轴心未与底吹喷嘴的轴心重合，即会出尹 弘 斌 等 工 艺 合 金 熔 化 与 溶 解 过 程 调 查 及 实验 性 面 非 常大 ， 而 偏 吹 时 ， 油 层 则 会 形 成 较 大 的惰 性 面 积 如 图 示 五 裸 面 呆 滞油层 一 丹，乙，且 · ︶月必侧 一 · 中 心 吹 气 偏 心 吹气 一 ’ 图 气流 与 两 相传质 的 关 系 图 上 层 相 的传质 活性与吹位 的关 系 一 上 层 相表面 积 一 传 质 系 数 总体来看 ， 过 程 罩 内合 金 的 熔 化 和 溶 解 有 其 特 殊 性 ， 极 有 研 究 之 必 要 实验现 象观察与讨论 实 验 拟 定 以 油 水 体 系 模 拟 液 态 合 金 一 钢 水 体 系 将 油 小 心 注 人 罩 内 水 面 ， 然 后 吹 气 搅 拌 观 察 表 面 的 运 动 状 况 ， 油 的 密 度 为 ’ 最 初 的 实 验 观 察 到 一 个 明 显 的 事 实 ， 即 罩 内 的 油 在 气 体 吹 人 后 ， 会 出 现 明 显 的卷 混 现 象 ， 且 部 分 油 被 卷 人 水 中 随 后 被 甩 出 自身 的 循 环 区 上 浮 到 罩 外 如 图 示 尤 其 在 大 气 流 量 和 浅 插 罩 的 情 况 下 ， 甩 出 的 量 非 常 多 在 图 中 ， 区 和 区 是 流 体 流 动 带 动 及 油 滴 自身上 浮 趋 势 而 自发 形 成 的 油 滴 运 动 的循 环 区 班 区 则 是 油 滴 在 流 体 携 带 作 用 ’ 井 图 下 脱 离 工 区 和 区 的束缚 迁 移 到 罩 外 形 成 的 上 浮 区 罩 内油 被 卷 出罩 外 的情况 浅插罩 深 插 罩 油 滴轨 迹 一 水流 轨迹 在 罩 插 人 较 浅 较 时 ， 罩 端 下 降 流 不 足 以 抵 抗 上 浮 流 的 作 用 ， 形 成 了 水 平 的 液 体 流 动 ， 大 部 分 油 滴 被 带 到 罩 外 如 图 示 当罩 深 增 加 时 ， 工 区 特 别 是 区 内 的 油 滴 量 增 多 ， 被 甩 人 区 的 油 滴 相 对 减 少 从 这 一 现 象 分 析 ， 实 际 生 产 中罩 内存 在 的大 量 轻 的 液 态 合 金 极 有 可 能 以 这 种 方 式 被 卷 到 罩 外 与高 氧 化 渣 直 接 接 触 而 损 失 掉 当然 ， 合 金 会 在 卷 人 和 运 动 过 程 中发 生 溶 解 ， 但 是 如 果 液 态合 金 的碎 片 较 大 ， 在 其 上 浮 到 罩 外 渣 面 之 前 若 不 能 完 全 溶 解 ， 合金 的损 失 就 是 必 然 的 另 外 在 被 钢 水 卷 人 溶 解 的 同 时 ， 月 滴 周 围 的钢 水 含 有 高 浓 度 的 铝 ， 使 这 部 分 钢 水 变 轻团 当这 部 分 轻 钢 水 流 出罩 外 后 ， 由于 罩 外 钢 水 相 对 平 稳 得 多 ， 它 们 也 会 因 密 度 差 而 上 浮 到 罩 外 渣 面 引 起 的 流 失 因 此 ， 必 须 对这 一 问题 给 于 足 够 的重 视 初 步 实 验 观 察 了 罩 偏 置 时 的情 况 如 果 罩 的 轴 心 未 与 底 吹 喷 嘴的 轴 心 重 合 ， 即 会 出