…212· 北京科技大学学报 1995年No.3 现图4所示的油层呆滞现象.从卷混的角度看，罩偏置时罩内的油向偏心侧相反的方向 聚积，使得大部分油处在距离涌出峰轴心较远的位置，显然，该距离越远，水的表面流速 越小，同时卷混又极大地依赖于油端水的来流速度.因此，罩偏置时的油的卷入量要 低于罩对中放置的情况.从这一现象分析，实际操作中应保证罩轴心与喷嘴中心对中，以 促进液态合金尽快溶解进人钢水， 实验还就粒子落入水中后的轨迹和运动情况进行了观察.使用了5m粒度、密度 分别为0.9和1.1g/cm3的塑料小球来模拟合金的下落过程.观察发现，密度0.9g/cm3 的小球沉没后立即浮至水面，而1.1g/cm3的小球则缓慢沉入池底. 对于实际生产中密度小于钢水的合金块，在添加过程中如果遇到这一情况就会造成 合金的流失·原因是合金加入遇到钢水后，其表面会出现凝固钢壳使颗粒的实际密度提 高.例如25mm粒度的Al球若表面冻结2.5mm的钢壳，其实际密度将由2.7g/cm3增加 到4.85g/cm3.这种密度的增加将使其更容易被下降流卷入·随着钢壳的重新熔化，合金 块的密度逐渐减轻，使其上浮速度加快，因此，合金有可能在钢壳熔化之前已浮到钢渣 界面，从这一点看，合金添加的位置宜选在靠近涌出峰中心的位置上·但实际上当大量 合金投人时，由于合金相互碰撞等原因，必然有部分合金会落人下降流区被下降流所携 带，为避免这种合金流失，应选择较深的插罩深度· 实验观察了1.1g/cm3的小球在落水瞬间的减速现象·对于单个粒子，由于气泡群流 的上浮力、液体的浮力以及界面张力的共同作用而突然减速，随后缓慢下沉·如果大量 粒子快速投向水面，首先落在水面的粒子的突然减速会影响到后续粒子在水中的下沉， 出现了大量粒子暂时在水表面堆积的现象，当冷的固体粒子投向钢水面时，这种暂时的 堆积必然引起表面钢水的冻结，从而影响合金的熔化和溶解，因此在实际生产中应尽可 能采用连续式的给料器供人合金，同时采用大的底吹气量以向罩内提供足够量的高温钢 水和冲击力·在这种情况下，同样需要深插隔离罩，防止合金的流失· 4结论 实际生产中铝合金的流失主要由罩外渣层的氧化所致，它是合金收得率波动较大的主 要根源.因此保证隔离罩与底吹喷嘴同心，投料正确，采用连续供料方式添加合金，提高两 相传质速率是防止铝合金流失的有效措施， 参考文献 1 Mazumdar D,et al.Alloying in Ladles with CAS.Proc Conf Process Tech,1986,6:1147~1158 2 Seom-Hyo Kim,et al,Hysical Modeling of Liquid/Liquid Mass Transfer in Gas Stirred Ladles. Metall Trans,.1987,18B(6)381~390 3草川隆次，脱酸剂)静止溶铁中~)溶解七移动现象，铁上钢，1978,64(14)2119~2128 4 Hsiao TC.Fluid Flow in Ladles-Experimental Results.Scand J of Metall,1980,93)105~110北 京 科 技 大 学 学 报 卯 年 现 图 所 示 的油 层 呆 滞 现 象 从卷 混 的 角 度 看 ， 罩 偏 置 时 罩 内 的 油 向偏 心 侧 相 反 的方 向 聚积 ， 使 得 大 部 分 油 处在 距 离 涌 出 峰 轴 心 较 远 的位 置 显 然 ， 该 距 离 越 远 ， 水 的 表 面 流 速 越 小 同 时卷 混 又 极 大 地 依 赖 于 油 端 水 的来 流 速 度 因 此 ， 罩 偏 置 时 的 油 的 卷 人 量 要 低 于 罩 对 中放 置 的情 况 从这 一 现 象 分 析 ， 实 际 操 作 中应 保证 罩 轴 心 与 喷嘴 中 心 对 中 ， 以 促 进 液 态合 金 尽 快 溶 解 进 人 钢 水 实 验 还 就 粒 子 落人 水 中后 的 轨 迹 和 运 动 情 况 进 行 了 观 察 使 用 了 粒 度 、 密 度 分 别 为 和 ， 的 塑 料 小 球 来 模 拟 合 金 的 下 落 过 程 观 察 发 现 ， 密 度 ， 的小 球沉 没 后 立 即 浮 至 水 面 ， 而 ， 的 小 球 则 缓 慢 沉 人 池 底 对 于 实 际 生 产 中密 度 小 于 钢 水 的 合 金 块 ， 在 添 加 过 程 中如 果 遇 到 这 一 情 况 就 会 造 成 合 金 的 流 失 原 因 是 合 金 加 人 遇 到 钢 水 后 ， 其 表 面 会 出现 凝 固 钢 壳 使 颗 粒 的 实 际 密 度 提 高 例 如 粒 度 的 球 若 表 面 冻 结 的 钢 壳 ， 其 实 际 密 度 将 由 ， 增 加 到 ， 这 种 密度 的增 加 将 使其 更 容 易 被 下 降 流 卷 人 随着 钢 壳 的重 新 熔 化 ， 合 金 块 的 密 度 逐 渐 减 轻 ， 使其上 浮 速 度 加 快 ， 因 此 ， 合 金 有 可 能 在 钢 壳熔 化 之 前 已 浮 到 钢 渣 界 面 从 这 一 点 看 ， 合 金 添 加 的位 置 宜 选 在 靠 近 涌 出 峰 中心 的位 置 上 但 实 际 上 当大 量 合金 投 人 时 ， 由于 合金 相 互 碰 撞 等 原 因 ， 必 然 有 部 分 合 金 会 落人 下 降流 区 被 下 降 流 所 携 带 为避 免 这 种 合 金 流 失 ， 应 选 择 较 深 的插 罩 深 度 实 验 观 察 了 ， 的小 球 在 落 水 瞬 间 的 减 速 现 象 对 于 单 个 粒 子 ， 由于 气 泡 群 流 的 上 浮 力 、 液 体 的 浮 力 以 及 界 面 张 力 的共 同作 用 而 突 然 减 速 ， 随后 缓 慢 下 沉 如 果 大 量 粒 子 快 速 投 向水 面 ， 首 先 落 在 水 面 的粒 子 的 突 然 减 速 会 影 响 到 后 续 粒 子 在 水 中 的 下 沉 ， 出 现 了 大量 粒 子 暂 时 在 水 表 面 堆 积 的 现 象 当冷 的 固 体 粒 子 投 向钢 水 面 时 ， 这 种 暂 时 的 堆 积 必 然 引起 表 面 钢 水 的冻 结 ， 从 而 影 响合 金 的熔 化 和 溶 解 因 此 在 实 际 生 产 中 应 尽 可 能 采 用 连 续 式 的 给 料 器 供 入 合 金 ， 同 时 采 用 大 的底 吹 气 量 以 向罩 内提 供 足 够 量 的 高 温 钢 水 和 冲 击 力 在 这 种 情 况 下 ， 同样 需 要 深 插 隔 离 罩 ， 防 止 合 金 的 流 失 结 论 实 际 生 产 中铝 合 金 的 流 失 主 要 由罩 外 渣 层 的 氧 化 所 致 ， 它 是 合 金 收 得 率波 动较 大 的主 要 根 源 因 此 保 证 隔 离 罩 与 底 吹 喷 嘴 同 心 ， 投 料 正 确 ， 采 用 连 续 供 料 方 式 添 加 合 金 ， 提 高 两 相 传 质 速 率 是 防 止 铝 合 金 流 失 的 有 效 措 施 参 考 文 献 们 ， ， ， 一 一 ， ， ， ， 一 草 川 隆 次 脱 酸 剂 。 静 止 溶 铁 中 。 溶 解 七 移 动 现 象 铁 七 钢 ， ， 一 一 ， ， 一