D0I:10.13374/j.issn1001053x.2001.03.030 第23卷第3期 北京科技大学学报 VoL23 No.3 2001年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing June 2001 熔融还原合成渣中碳还原FezO,的 发泡特性参数 吴铿. 张二华 储少军 陈春元 李洪民 郭映波 北京科技大学冶金学院，北京100083 摘要测定了F©O,在熔融还原合成渣中被碳还原时，还原气体产生泡沫渣的高度与时间的 关系.由发泡特性参数方程计算了不同条件下的发泡特性参数，从而可以对熔融还原过程中由 内生气源引起的发泡过程进行定量描述，为在铁浴中控制泡沫渣现象提供了必要的基础。 关健词泡沫渣；内生气源：熔融还原；发泡特性参数 分类号T℉01；0648.24 熔融还原过程中熔渣发泡的气源可以分成 五-顶-()+名名] 两类：一类为吹人的氧气引起发泡，另一类是熔 (0≤t), 渣中的铁氧化物被碳还原应产生气泡.这两类 舌-e门 (t'≤t≤t 气源引起熔渣形成泡沫的类型不同，外引气源 (吹人的气体)通常生成多面体泡沫；而内生气 =i+ (4) 源（还原产生的气体）则引起球状泡沫，这在前 i=-[()+太] 期工作已经得到了证实.Fruehan等将Birkman (0≤t), 由低温水溶液中得到的泡沫化指数Σ应用到高 Sh' (t≤t≤t". 温冶金熔渣中，为定量研究高温熔体泡袜化现 a-om-1-e的 象及熔渣发泡性能与熔渣物性的关系提供了新 由发泡系数K,消泡系数k,平均发泡寿命 思路四，但泡沫化指数仅适用于熔渣为牛顿流体 t和发泡强度i,可以实现对熔融还原过程引起 时，由外引气源形成的泡沫现象a还原反应和 的发泡过程进行定量描述. 吹氧引起熔渣发泡过程在本质上是不同的，日 2实验和数据处理 本学者曾经试图将泡沫化指数用来定量描述内 生气源的发泡过程，但没有达到预期的结果例. 实验所用碳管炉的型号为RTG-30-25Q,碳 管内径×长度为60mm×500mm,高温区长度为 1发泡特性参数方程 80mm,采用氩气作为保护气体，炉体和电极都 通过质量和热量平衡，可以求出铁氧化物 采用水冷却.控温设备为四川仪表十五厂生产 被碳还原产生的气体引起熔渣发泡过程方程阿： 的JWT-702型控温仪，采用钨铼热电偶，温度 e04 误差1%，总控温精度为±20℃.合成渣的成分可 (1) 见文献[7]，其组成为（质量分数）：Ca0一 h=h'e-ho-n) (t'≤t≤t0 (2) 30.00%,Si0z-60.00%,CaFx-10.00%. 采用平均发泡寿命tv和发泡强度河以比较 将渣料装人石墨坩埚，石墨坩埚尺寸为中30， 不同的发泡过程，其公式如下： 40和50mm,高130mm3种.在其上面加上比 Tv=T1+元 (3) 坩埚直径大4mm的石墨保护套管，一直加到炉 其中， 口.加入的FezO,为分析纯试剂，每包为5~10g 收稿日期200101-22吴垡男，49岁，副教授，博士 加入后每隔0.25min用钼丝测量发泡高度，直 *国家自然科学基金资助项目QNo.59974002) 到熔体完全消泡为止.熔渣发泡增加的高度△h
第 23 卷 第 3 期 2 0 1 年 ` 月 北 京 科 技 大 学 学 报 OJ u r . . 】o f U n钾e sr ylt o f sc i e n e e a n d eT e h n o 】哪汀 eB ij in g 、 勺 L23 N 0 3 uJ n . 2 001 熔融还原合成渣 中碳还原 F e Z O , 的 发泡特性参数 吴 铿 张二华 储 少军 陈春元 李洪 民 郭映 波 北京科技大学冶金学院 , 北京 1 0 0 83 摘 要 测定 了ezF q 在熔融还原合成渣 中被碳还原时 , 还 原气体产生 泡 沫渣 的高度 与时 间 的 关系 . 由发 泡特性参数方程计算 了不同条件下的发泡特性参数 , 从而可 以对熔融还原过程中 由 内生气源引 起的发泡过程进行定量描述 , 为在铁浴中控制泡沫 渣现象提供了必要的基础 . 关健词 泡沫渣 ; 内生气源 ; 熔融还原 ; 发泡特性参数 分 类号 吓 0 1 ; 0 64 8 . 24 熔融还原过程 中熔渣发泡 的气源可 以分成 两类 : 一类 为咚人 的 氧气 引起发泡 , 另一类是熔 渣 中的铁氧化 物被碳还 原应产生气泡 . 这两类 气 源引起熔渣 形成泡沫的类型 不 同 , 外引气源 (吹人 的气 体) 通 常生成多面体泡 沫 ; 而 内生气 源 (还 原产生 的气体) 则引起球状泡沫 , 这在前 期工作已 经得到 了证 实1[] , F ru e h an 等将 B irk m an 由低温水 溶液 中得 到的泡沫化指数万应 用到高 温冶金熔渣 中 , 为定 量研究高温熔体 泡沫化现 象及熔 渣发泡性能与熔 渣物性 的关系提供 了新 思路 12] . 但泡沫化指数仅适用 于熔渣 为牛顿流体 时 , 由外引气源形成的泡沫现象 .t34] . 还原反应和 吹氧引起熔渣 发泡过程在本质上是不 同的 , 日 本 学者 曾经试 图将泡沫化指数用来定量描述 内 生气源 的发泡 过程 , 但没有达 到预期 的结果’.l[ _ 1 , 「了e 一 如 e 一 幻、 . 1 1 1 乙 = 7 犷一一二; . 屯一二1 号 1 . - 下- - 一~ ; 芬一 口十 二 二一 一气一 . 1 Kl[ 一爪 l 片 ” ’. L 、 Kl , 几 l , 八 1 KI J hS 下 r . , 几 = 下可f L I 一 -e J g 几 (0 ` 尺 ) , ( t , ` t` t r ) . = i , + i2 ( 4 ) 1 t ,( kl 一 K : ) e 一 凡` f了e 一么` e 一凡 ` 、 . 1 1 1 t , - 二 , - 一 一~ : 寸一 . 十 - 二二- - 一 ; ~ 一 砚 L、 KI K 一 夕 人 I k , J hS ’ 处= 亘双户二缸少 1 一肉 (0 ` t< ) , ( t 尸 ` t ` t ` ) . 由发泡系数凡 , 消泡 系数 k , , 平均发 泡寿命 vaT 和发泡强度 i , 可 以 实现对熔融还 原过程引起 的发泡过程进行 定量描述’[.] 1 发泡特性参数方程 通过质量 和热量平衡 , 可 以求 出铁氧化物 被碳还原 产生 的气体引起熔渣发泡过程方程间 : , 、尹产色,. 了内乙l “ 一 .、了 磷鞠 e 一 ` r一 e 一 ` ” h = h 乞 一 出 (t 一 。 采用平均发泡寿命var 和发 不 同的发泡 过程 , 其公式如 下 肠 = 于: + 乙 其 中 , ( 0 三 r介今 ( t 尹 ` t` t , ) 泡强度 i可以 比较 阁 . ( 3 ) 收稿 日期 2 0 0 1刁 1一2 吴 铿 男 , 49 岁 , 副教授 , 博士 * 国家自然科学基金 资助项目困。 . 59 97 40 02 ) 2 实验和数据处理 实验所用碳管炉 的型号为 RT G e 3 0 - 2 5Q , 碳 管 内径 “ 长度为中60 ~ 巧o ~ , 高温 区 长度为 80 ~ , 采用 氢气作 为保护气体 , 炉体和电极 都 采用水冷 却 . 控温设备为 四川 仪表十 五厂生产 的 JW T` 7 0 2 型控 温仪 , 采 用钨徕 热 电偶 , 温度 误 差 1 % , 总控温精度 为幻0℃ . 合成渣 的成分可 见 文 献 【7 ] , 其 组 成 为 (质 量 分 数 ) : C a o 一 3 0 . 0 0 % , 5 10 一 6 0 . 0 0% , C aF 一10 . 0 0% . 将渣料装人石 墨柑祸 , 石 墨柑祸尺寸 为中30 , 科0 和小5 0 ~ , 高 13 0 ~ 3 种 . 在其上面加上 比 柑祸直径大 4 n l n l 的石墨保护套管 , 一直加到炉 口 . 加人 的 F舜O 〕 为分析纯试 剂 , 每包 为 5一 1 0 .9 加人后 每隔 .0 25 m in 用 钥丝测量发 泡高度 , 直 到熔体完 全消泡为 止 . 熔渣发泡增 加的高度劫 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2001. 03. 030
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 1.43
L 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
·206· 北京科技大学学报 2001年第3期 10 --15g Fe:O 一●一初渣量40g -●+-10gFe0 -■一初渣量20g 一■-5gFe0 6 袋2 2 色 0 0 3 5 6 发泡时间min 0 3 4 56 1 图3加入FeO,量对发泡过程的影响 发泡时间tmin Fig.3 Effect of the adding Fe,O,amount on the foaming 图5初渣量对发泡过程的影响 process Fig.5 Effect of the slag amount on the foaming process 20g要高，平均发泡寿命和发泡强度高出1倍 12 一■一坩埚直径30mm 左右.在加入的发泡剂FezO,的量相同时，还原 一●一坩埚直径40mm -▲一坩埚直径45mm 产生的气体量相同，而初始渣量越大，渣层越 8 厚，还原气体通过所需要的时间就越长，消泡的 6 速度也相对慢些，这使得初渣量多时的发泡性 能好 2 4结论 2.7 发泡时间mn 在本试验条件下，1500℃时发泡能力最高； 温度过高熔渣的粘度下降，小气泡易于聚集生 图4坩埚直径对发泡过程的影响 Fig.4 Effect of the crucible diameter on the foaming pro- 成大气泡，加速泡沫的衰减；温度过低反应速度 cess 小，发泡的高度不高.随着石墨坩埚直径的增 的平均发泡寿命和发泡强度可以定量地说明这 加，反应面积增加，发泡系数也增加.坩埚直径 个情况.随着坩埚直径的增加，发泡系数也增 在3045mm变化时，对消泡系数的影响不大. 加，这是因为石墨坩埚表面积的增加，使得FezO 初渣量增加1倍后，平均发泡寿命和发泡强度 还原反应加快.Fruehan对在吹人气体的条件下， 增加了近1倍. 坩埚直径对泡沫稳定性进行了研究，发现当坩 埚直径大于25mm,其影响可以忽略网.由于吹 附录 入气体量不受熔渣表面积和渣量的影响，坩埚 h一发泡高度(cm) 直径对泡沫稳定性影响实质上只是考虑壁面效 h:一还原终了时刻的发泡高度(cm) 应对消泡的影响.而由反应引起的发泡现象，特 1一发泡强度 别是石墨坩埚的界面也参加反应的情况就更为 ,一发泡和消泡过程的发泡强度 复杂.因为坩埚的直径不仅影响消泡过程，而且 K,一发泡系数(min) 也影响发泡过程，所以实验中消泡系数的规律 k一消泡系数(min) 不好.本实验的结果证明，坩埚直径大于40mm 2-还原气体产生的量(cm') 后，壁面效应对消泡过程的影响大为减少.这也 S一坩埚截面积(cm) t一时间(min) 表明由反应引起的发泡过程是较为复杂的. f一还原终了的时间(min) 不同初始熔渣量对发泡过程的影响如图5 下一发泡方程常数(cm) 所示.比较由表1中实验编号5和9所对应的 tw一平均发泡寿命(min) 发泡特性参数可见，初始渣量40g的发泡特性 无，一发泡和消泡过程的平均发泡寿命(min) 参数除消泡系数外，其他的参数都比初始渣量
1 北 京 科 技 大 学 学 报 0 年 第 期 2 3 1 0 一 8 - 尸 一 s s s e e e 一 - - 一 一 一 侧袍烈效飞闷洲恻日。 - 1 幽一 舜 0 g F 5 3 1 . 一 一 0 仇 0 g F ; . 一 一初渣量 0 4 9 . 一 一初渣量 0 2 9 价 g F q 赵 ▲▲▲ · 仪 、 , 什气乙月 侧袍契洲浏效决心日。 2 3 4 5 6 7 8 图 3 发泡时间刀 m l n 加入 F舜仇 l 对发泡过程 的影响 Fig · 3 E方改 t o f th e a d in g F肠 q a m o u n t o n 比 e fo a m i n g P r 0 C即 S l 2 l 0 增锅直径 30 m m 柑祸直径 4 0 m m 增锅直径 45 ~ 0 0 1 2 3 4 5 6 7 发 泡时间洲m in 图 5 初渣 t 对发泡过程的影响 F咭 . 5 E fe e t o f t h e , l a g a m o u n t o n ht e of a m i n g P ocr es 2 0 9 要 高 , 平 均发泡寿命和发 泡强度高 出 1 倍 左右 . 在 加人的发泡剂 eF Z O 3 的量相 同时 , 还原 产生 的气 体量相 同 , 而初始渣量越 大 , 渣层越 厚 , 还原气体 通过所需要 的时间就越长 , 消泡 的 速度也 相对慢些 , 这使得初渣 量多时 的发泡性 能好 . 只é 46 之叹劝侧袍契州浏效日 发泡时间刀m i n 图 4 柑塌直径对发泡过程的影响 iF .g 4 E 幻er e t o f t h e e r u c i b l e d i a m e t e r o n ht e fo a m i n g Por - C e S S 的平均发泡寿命和发泡强度可 以定 量地说 明这 个情况 . 随着增 祸直径 的增加 , 发泡系数也增 加 , 这是 因为石墨柑涡表面积 的增加 , 使得 eF Z O 3 还原反应加快 . F ur he an 对在吹人气体的条件下 , 增 涡直径对 泡沫稳定 性进行 了研究 , 发现 当柑 祸 直径 大于 25 ~ , 其影 响可 以 忽略 「8] . 由于吹 人气体量 不受熔渣表 面积和 渣量 的影响 , 柑 竭 直径对 泡沫稳定性影响实质上只 是考虑壁 面效 应对消泡 的影响 . 而 由反应 引起 的发泡现象 , 特 别是石 墨柑祸的界面也参加反应的情况 就更为 复杂 . 因为增祸 的直径不仅影响消泡过程 , 而且 也影 响发泡 过程 , 所 以实验 中消泡 系数的规律 不好 . 本实 验 的结果证 明 , 柑祸直径 大于 40 m m 后 , 壁 面效应对消泡过程 的影响大为减少 . 这也 表 明 由反 应引起 的发泡过 程是较为复 杂的 . 不 同初 始熔 渣量对发 泡过程 的影 响如 图 5 所示 . 比 较 由表 1 中实验 编号 5 和 9 所对应 的 发泡 特性参 数可见 , 初 始渣量 40 9 的发泡特性 参数 除消泡 系数外 , 其他 的参数都 比 初始渣量 4 结论 在本试验条件下 , 15 0 O C 时发泡能力最高 ; 温度过 高熔 渣 的粘度 下降 , 小气 泡易于 聚集 生 成大气泡 , 加 速泡沫的衰减 ; 温度过低反应速度 小 , 发 泡 的高度 不高 . 随着石 墨堆涡直径 的增 加 , 反应 面积增加 , 发泡系数也增 加 . 增涡直 径 在 30 ~4 5 ~ 变化时 , 对 消泡 系数 的影 响不大 . 初渣量增 加 1 倍后 , 平均发泡 寿命和发 泡强度 增加 了 近 1 倍 . 附录 人一发泡高度 c( m ) h ,一还原终了时刻的发泡高度 c( m ) j` 发泡强度 i : , 八一发泡和消泡过程的发泡强度 lK 一发泡 系数 (m in 一今 kl 一消泡系数(m i n 一 , ) 仓一还原气体产生的量 (c m 3 ) 子一增竭截面积 (c m Z ) -t 时间 (m i )n r一还原终了的时间 (m i )n 尸一发泡方程常数 (c m Z ) ` 一平均发泡寿命(m in ) fl, 乙一发泡和消泡过程 的平均发泡寿命 (m i )n
Vol.23 No.3 吴铿等：熔脸还原合成渣中碳还原FezO,的发泡特性参数 ·207· 参考文献 版社，2000 1 Gudennau H W,Wu K,Stefan N,et al.Formation and 5 Hong L,Hirasawa M,Sano M.Behavior of Slag Foaming with Reduction of Iron Oxide in Molten Slag by Graphite. Effect of Slag Foaming in Smelting Reduction.Steel Re- ISIJ Int,1998,38(12:1339 search,1992,63(12):521 6吴铿，姚克虎，张炳哲，等.钢铁冶炼过程中内生气 2 Ito K,Fruehan R J.Foaming of Molten Silicates.Metall Trans,,1989,20B(4:509 源发泡性能方程.中国稀土学报，2000,18（增刊）：202 3 Wu K.Qian W,Chu S,et al.Behavior of Slag Foaming 7 Zhang Y,Fruehan R J.Effect of the Bubble Size and Chemical Reactions on Slag Foaming.Met Trans,1995,26 Caused by Blowing Gas in Molten Slags.ISIJ Interna- (B:803 tional,,2000,40(10):954 4吴铿.泡沫冶金熔体的基础理论.北京：冶金工业出 Foam Behavior Parameters for Foaming Caused by Reducing Fe2O,with Graphite in the Synthetic Slag of Smelting Reduction WU Keng,ZHANG Erhua,CHU Shaojun,CHENG Chunyuan,LI Hongmin,GUO Yinbo Metallurgy School,UST Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT The relationship between the foam height and time has been measured for foaming processes caused by reducing Fe2O,in smelting reduction synthetic slag.The foam behavior parameters under different condition were determined by means of experimental results and foam behavior equations.In this way,the fo- aming process caused by reducing Fe2O,in smelting reduction process could be described quantitatively.The results provide necessary basis for controlling the foam phenomenon in iron bath. KEY WORDS foaming slag;foam caused by reduction;smelting reduction;foam behavior parameter 米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米 (上接195页) Stability in Reinforcement on No.2 Main Ore-Pass of Chengchao Iron Mine by Numerical Simulation SONG Weidong,GUO Liaowu) 1)Resources Engineering School,UST Beijing,Beijing100083,China 2)Chengchao Iron Mine,Ezhou 436051,China ABSTRACT According to the reinforcement plan on No.2 main ore-pass of Chengchao iron mine by the method of support funnel,it is analyzed by numerical simulation that is the stability in the mechanical state of surrounding rock and the local and whole structure before and behind reinforcement,The calculation result presents the theoretical basis for the choice and confirmation of the whole reinforcement plan. KEY WORDS main ore-pass;the method of support funnel;stability analysis;numerical simulation
、勺1 . 2 3 N 0 . 3 吴铿等 : 熔 融 还原 合成渣 中碳还 原 Fe ZO 3 的发泡 特性 参数 一 2 07 . 参 考 文 献 1 G u d e n n a u H W, W U K , S te af n N , 以 a l . F o mr at ion an d E fe ct o f 51略 F o am in g in S m e it i n g 取d u ct i o n . Set e l eR · s e aer h , 1 9 92 , 6 3( 12 ) : 52 1 2 It o K , F uer han R J . F o am i n g o f M o let n S il i e aet s . M aet 1l 介阴s , 1 9 89 , 2 0B (4 ) : 5 09 3 WU K , Qi an W, C ho S , e t a l . B he va i o r o f s l a g F o am in g C au s e d by B l o w i n g G as i n M o l t e n S l a g s . I S U ntI e r n a . ti o n al , 2 0 00 , 40 ( 10) : 95 4 4 吴铿 . 泡 沫冶金熔体的基础理论 . 北京 : 冶金工 业出 版社 , 20 00 H o n g L , H i asr aw a M , S aon M . B e h a v lor o f s lag F o am ign w iht eR d u e t i o n o f ior n Ox i de in M o let n s l吧 by G r aP hi te . 15 1 1武 19 9 8 , 3 8( 12 ) : 1 3 3 9 吴 铿 , 姚克虎 , 张炳哲 , 等 . 钢 铁冶炼过程 中 内生气 源发 泡性能方程 . 中国稀 土学报 , 20 0 , 18( 增刊 ) : 202 Z h a n g Y, F ur e han R J . E fe ct o f ht e B u b bl e Si ez an d C he m i e a l eR act i o n s o n S lag F o am i n g . M e t T r an s , 19 95 , 2 6 毋) : 8 03 F o am B e h va i o r P a r a r n e t e r s fo r F o am i n g C au s e d b y eR d u e l n g F e 2 0 , w iht i n ht e S yn ht e ti e S l a g o f Sm e lt i n g eR du e ti o n 砰 U eK n g, 乙从咬刃 G D火“ a, C万 U hS a oj u ,n C月百 N G hC u yn u an, IL oH n g附 i,n G U O 枷 ob M e alt l u理守 S hc o o l , U S T B e ij ing , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C七in a A B S T R A C T hT e er l at ion s h iP b e wt e en ht e fo am he i hgt a n d t im e h a s b e en m e a s uer d fo r fo am i n g Pr o e e s s e s e au s e d by er du e ing F e Z O 3 in sm e it ing er du e t ion s y n th et i c 5 1铭 . T h e fo am b e h a v lor P a r a r n e t e r s u n d er id fe r e n t e o n d it on w er d et e n n l n e d 勿 m e an s o f e xP e r lm e n at l r e su it s an d fo am b e h a v lor e qu iat on s . I n ht i s w 职 出e fo - 田叮 I n g Pr o e e s s c au s e d by er du e in g Fe 2 0 , i n s m e it i n g r e du ict on Pr o e e s s e o u ld b e de s e ibr e d qu a n t lat i v e .lx hT e r e sul t s Por v ide en e e s s a yr b a s i s fo r e o n tr o llign t h e fo am Phe n o m e n o n i n l r o n b a t h . K E Y W O R D S fo am ign sl ag ; fo am c au se d by er d u c t ion ; sm e lt l n g er du ict o ;n fo am b he va ior p ~ e et r (上接 19 5 页) S t ab iliyt i n R e i n fo er e m e nt o n N o . 2 M a i n O r e 一 p a s s o f C h e gn e h ao l r o n M i n e b y N u m ier e a l S im u l at i o n ` 口刃 G 肠ido gn ,气 G UO L ia o w u)z l ) eR s o u 国c e s E n g in e e ir gn S e h o o l , U S T B e ij ing , B e ij ing l 0 0 8 3 , C 苗 n a Z ) C 卜e n g o h a o l r o n M运. , E hz o u 4 3 6 0 5 1 , C h ina A B S T R A C T A c o r d ing ot ht e er in fo r c e m e nt lP an on No .2 m ian oer 一 as s of C h e n g hc ao l r o n m in e by het m e ht o d o f s u PP ort if lll n e l , it 1 5 an a ly ez d by n 切m ier c a l s im u 1iat On ht a t 1 s het s abt il iyt in het m e c h an i e a l s at e o f s ur o u n d in g or e k an d ht e l o e a l a n d 加h o l e s仃u c t ur e b e fo r e an d b e h in d er in fo cr em e n t , Th e e a l e ul at ion r e s u it p r e s e nt s het ht e or e it e a l b a s i s for het hc o i e e an d e o n if mr iat on o f het w h o l e er i n fo r e e m e nt P lan . K E Y W O R D S m a in oer 一 a s s ; het m het o d o f s u P P ort 血阴 e l ; s t a b iliyt an l y s i s ; umn ier e a l s i mu l iat o n