·322 北京科技大学学报 1999年第4期 1,2实验设备与实验方法和结果 2.5f 此次实验的主要设备是钼丝炉、控温仪、氨 2.0 气裂解炉，见图1.炉渣发泡高度的测量采用钼丝 挂渣法，见图2.实验主要测量不同氨气流量下 1.5 (q)的炉渣的发泡高度. 1.0 4 0.5 0.0 出水 0.060.13 0.180.23 9s(m3.h) 1.5 控温仪 1.0 氨气 冷却水 热电偶 氢气 0.5 0.0 0.060.080.100.130.150.17 图1钼丝炉实验测量装置示意图 9x/(m'.h) 氮气 图3气体流量与相对发泡高度(18为表2中序号) 2.2炉渣物理性质的计算与分析 碳管 基础渣物理性质的计算.发泡指数()的计 钼丝 算采用Fruehan R J等u3制在研究熔融还原渣、LF 炉埋弧渣以及BOS渣中的公式，即气体穿过泡沫 渣层的平均时间： -4h qeA (2) 0 炉渣 式中，E为发泡指数，s;9为气体流量，mm/s;A为 坩埚截面积，mm;△h为起泡渣与未起泡平静渣 坩埚 的高度差(h-h),mm. 利用7元渣系物理性质的计算模型，将各 组基础渣的成分依次代入模型中进行计算，分别 图2发泡高度的测量示意图 可以得到1500℃下Ca0-Mg0-MnO-FeO-Al,O- SiO,-CaF2渣系的物理性质参数， 2实验结果与分析 炉渣粘度计算公式： 2.1实验结果 n=A,T-exp(10'B,/T)Pa-s (3) 基础渣在不同氨气流量下(9、)对相对发泡 h/D=芝AN+(I0D2B,N (4) f-0 高度△H作图，可得到q一△H关系图. 炉渣表面张力的计算公式： △H的计算公式如下： G=ΣA,N,+B,/T N/m (5) △H=(h,-ho)/ho (1) 式中：h为起泡后炉渣的高度，mm;h为起泡前平 炉渣密度的计算公式： 静熔渣的高度，mm. p=艺A,N+B,/T kg/m' (6) 将不同氮气流量与对应的相对发泡高度作 其中：N=1,N为炉渣结构单元的摩尔分数，仁 图，如图3(a)和(b)所示. 131.一 3 2 2 - 北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 9 9 年 第 4 期 ō、 é n ù I ùnU . … `, 1 ` .1.1 1 . 2 实验设备与实验方法 和 结果 此次实验的主要 设备 是铝 丝炉 、 控温仪 、 氨 气裂解炉 , 见 图 1 . 炉渣发泡高度 的测 量采用 铝丝 挂渣法 {刀 , 见 图 2 . 实验主 要测量不 同氮气流量下 (争 : ) 的炉渣 的发泡高度 . t 尾气 匕」 亡』 . 卫 控温仪 一丫 出水 0 . 0 6 0 . 13 0 . 18 q 、 / (m , · h 一 ’ ) 0 . 2 3 氮气 氢气 0 . 06 0 . 0 8 0 . 10 0 . 13 0 . 1 5 0 . 1 7 图 1 钥 丝炉实验测量装置示意图 氮气 叮 、 j (m 3 · h 一 , ) 图 3 气体流量与相对发泡高度( 1一8 为表 2 中序号 ) .2 2 炉渣物理性质的计算与分 析 基础渣物理性质的计算 . 发泡指数 (幻 的计 算采用 Fur he an R J 等 `, 庄 8] 在研究熔融还原渣 、 L F 炉埋弧渣 以及 B O S 渣中的公式 , 即气体穿过泡沫 渣层 的平 均时间: 碳铝 一 △h 乙 = 一一 下一丁 q g /A ( 2 ) 炉渣 增祸 〕 O O O O O O 图 2 发 泡高度 的测量示意图 2 实验结果 与分析 2 . 1 实验结果 基础渣在不 同氮气流量 卜 (q 、 ) 对相 对发泡 高度 △万 作图 , 可得到争一△厅关 系图 . △万 的计算公 式如下〔4 , : A H = ( h t 一 h 。 ) /h 。 ( l ) 式中: h 、 为起泡后 炉渣的 高度 , m m ; h 。 为起泡前平 静熔渣的 高度 , m m . 将不 同氮 气流量 与 对 应 的 相 对发泡 高度作 图 , 如 图 3 ( a )和 ( b )所示 . 式 中 , 万 为发泡 指数 , ;s 头为气体流量 , m m s/ ; A 为 柑祸截面积 , m m , ; △h 为起泡渣与未起泡平静渣 的高度差 ( h t 一 h 。 ) , m m . 利用 7 元渣系物理性质的计算模型 〔9] , 将各 组基础渣的成分依次代入 模型中进行计算 , 分别 可 以得到 1 5 0 0 0C 下 C a o 一 M g o 一 M n o 一 F e O 一 A 1 2 0 3 - 5 10 2一 C aF Z 渣系的物理性质参数 . 炉渣粘度计算公式 : (5)34 叮= A : T · e x P( 1 0 ,及 /力 P a · s (6) =i ` n (“ /力一 恿月 ,从 + ( ` o , /乃恿B ,茂 炉渣表面张力的计算公式 : 口 = 艺 A ` 拟 十 B 。 /T N m/ 炉渣密度的计算公式 : 户二 艺 A ;凡 + B 。 /T k g /m , 其中: N0 二 1 , 从 为炉渣结构单元 的摩尔分数 , l 一3 1