Vol.23 No.3 吴铿等：熔融还原合成渣中碳还原FεzO,的发泡特性参数 ·205 是熔渣发泡前后高度之差.由实验得到不同时 和3对应的发泡特性参数可见，编号2除消泡 间△h的数据，再通过依据文献[6]给出的发泡方 系数外，其他参数都是最大.这可以定量比较在 程编制的计算程序可求出发泡性能参数.计算 发泡过程中，不同条件下的差别.在1600℃时 程序的框图如图1所示. 消泡系数最大，表明消泡的速度较快，在图2中 开始 发泡过程曲线在最高点下降最快.温度升高加 快铁氧化物与碳的反应，产生气体的速度提高， <修改默认参数鸣红 可促进泡沫生成.但另一方面，温度升高后，熔 渣的粘度下降，使得反应生成的小气泡易于聚 更改参数■ 集生成大气泡，气泡的上升速度也会加快，这会 输入高度值 加速泡沫的衰减.这两方面的综合作用，使得 求消泡系数 1500℃时发泡能力最高. 图3为加人不同含量FeO,引起的发泡过 确定的值 程曲线.随着FeO,加人量增加，还原产生的气 求发泡系数 体量增加，l5gFeO的发泡高度△h为5gFe,O 求平均发泡寿甸 的近1.5倍.比较表1中实验编号4,5和6的发 求发泡强度」 泡特性参数可见，发泡和消泡系数变化不大，而 平均发泡寿命和发泡强度则明显增加 继续计算吗？> 图4比较了不同坩埚直径对FeO,发泡过 结東门 程的影响.从图4中的发泡过程曲线可以明显 图1计算程序 看出，坩埚直径为30mm的发泡曲线与其他情 Fig.1 Calculational program 况的有较大差别.表1中实验编号7,8和9计算 3 实验结果和讨论 12 -▲-1600℃ 由3次重复实验，得到在本实验条件下发 -●-1500℃ 泡系数K的相对误差为+8.05%和-6.72%；消泡 一■一1400℃ 系数k的相对误差为+4.30%和-7.61%；平均 6 发泡寿命t的相对误差为+4.18%和-3.39%； 发泡强度的相对误差为+2.34%和-3.57%.实 验条件和由实验数据计算出的不同条件下发泡 2 特性参数如表1所示. ◆直 图2为温度对FeO,还原引起的发泡过程 2 4 6 发泡时间tmin 的影响.在1500℃时熔渣发泡能力比1600℃的 图2温度对发泡过程的影响 高，1400℃的能力最低.由表1中实验编号1,2 Fig.2 Effect of the temperature on the foaming process 表1不同实验条件下的发泡特性参数 Table 1 Foaming behavior parameters at different experimental condition 实验编号温度/℃Fe,O加人量/g坩埚直径mm初渣量/gK10min :/min-! t/min i 1 1600 10 40 40 2.30 1.08 14.64 2.79 2 1500 10 40 40 3.10 1.03 18.50 2.96 3 1400 10 40 40 1.85 0.75 12.89 2.15 4 1450 J 45 40 2.40 0.82 9.02 1.72 5 1450 10 45 40 2.06 0.70 19.25 2.75 6 1450 15 45 40 2.55 0.88 22.52 3.75 7 1450 10 30 20 1.25 0.90 31.54 2.97 8 1450 10 40 20 1.43 0.63 10.20 1.67 9 1450 10 45 20 1.72 0.88 9.64 1.43L N Vb 2 3 O 昊铿等 J : 熔融 还原合成渣中碳还 原 几众 的发泡特性参数 F 是熔渣发 泡前后 高度之差 . 由实验得到不 同时 间△ 的数据 h , 再通过依 据文献 6[ 1给 出的发泡方 程编制 的计算程 序可求 出发泡性 能参数 . 计算 程 序 的框 图如图 1 所示 . 图 1 计算程序 F 馆 . I aC 】c u 加柱o n a l P r o g r a m 3 实验结果和讨论 和 3 对应 的发 泡特性参数 可见 , 编号 2 除消泡 系数外 , 其他参数都是最大 . 这 可以定 量 比较在 发 泡过程 中 , 不同条件下 的差别 . 在 1 6 0 ℃ 时 消泡 系数最大 , 表明消泡的速度较快 , 在 图 2 中 发 泡过程 曲线 在最高点下 降最快 . 温度升高加 快铁氧化物 与碳 的反应 , 产生气体的速度提高 , 可促进 泡沫 生成 . 但另 一方面 , 温度升高后 , 熔 渣 的粘 度下 降 , 使得 反应生成 的小气泡易 于聚 集生成大气泡 , 气泡 的上升速度也会加快 , 这会 加速 泡沫 的衰 减 ` 这两方 面的综合 作用 , 使得 1 50 0℃ 时发泡能力 最高 . 图 3 为加人不 同含量 F受O , 引起 的发泡 过 程 曲线 . 随着 eF Z O 3加人 量增加 , 还原 产生 的气 体量增 加 , 1 5 g Fe Z q 的发泡 高度劫为 5 g Fe 2 0 3 的近 1 . 5 倍 . 比较 表 1 中实验编号 4 , 5 和 6 的发 泡特性参数可见 , 发泡 和消泡 系数 变化不大 , 而 平均发泡 寿命和发泡 强度则 明显增 加 . 图 4 比较 了不 同柑祸 直径 对 F肠 0 3 发泡过 程的影 响 . 从图 4 中的发泡过程 曲线 可以 明显 看出 , 增祸直径 为 30 r n r 。 的发泡 曲线与其他情 况的有较大差别 . 表 1 中实验编号 7 , 8 和 : 9 计算 护64 由 3 次重复 实验 袍侧契州块之说劝别日 , 得到在本 实验条件下 发 泡系数凡 的相对误差为+8 .0 5% 和 一 .6 72 % ; 消泡 系数丸的相对误差 为+4 . 30 % 和 一 .7 61 % ; 平 均 发 泡寿命` 的相对误 差为+4 . 18 % 和一 3 . 39 % ; 发泡 强度 i的相对误差 为+2 . 34 % 和 一 3 . 57 % . 实 验条件和 由实验数据计算 出的不 同条件下发泡 特性参数如表 1 所示 . 图 2 为温 度对 eF Z O , 还原引起 的发泡过程 的影 响 , 在 1 5 0 ℃ 时熔渣发泡能力 比 1 6 0 ℃ 的 高 , 1 4 0 0 ℃ 的能力 最低 . 由表 1 中实验 编号 1 , 2 l 2 l 0 - 幽一 1 6 0 0℃ 一. 一 1 50 0℃ 一. 一 1 4 00℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 发泡时间刀m i n 图 2 温度对发泡过程的影响 F i g · 2 E fe 以 o f ht e et m P e ar 恤er o n t h e fo a m in g P or e o s 表 1 不 同实验条件下的发泡特性参数 几 b le 1 F o a m in g be h a v io r 琳ar m e et sr a t d i月免er n t e x P e r i ln e n at l co n d iit o n 实验编号 温度 /℃ 残q 加人量g/ 柑祸直径加m 初渣 量 /g 戈 / 1 0 一如in 一 , 无m/ in - 瓦 Z m i n 9 门八了,, l 了b哎曰 … ù,2 7257543679 几`门且1JZ ,几. 1二 4 6402589 伟`一XO ù 1 . 0 8 1 . 03 0 . 7 5 0 . 82 0 . 7 0 0 . 8 8 0 . 90 0 . 63 0 . 88 19 . 25 2 2 . 52 3 1 . 54 10 . 20 .9 64 4330854625710 丹`几ù` - `八乙, l ,1 门.1 0 CU ù 10 八1 on 呼峙月 à 4 , 4 份`ù山, 1 6 00 巧105 4053 1 5 00 1 4 00 1 4 5 0 1 4 50 1 4 5 0 1 4 5 0 14 5 0 1 4 5 0