碳酸盐矿物分解引起的熔渣泡沫化行为

[D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.06.005 第21卷第6期 北京科技大学学报 Vol.21 No.6 1999年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1999 碳酸盐矿物分解引起的熔渣泡沫化行为 储少军) 牛强) 牛四通》王颖)李猛》 1)北京科技大学治金学院，北京1000832)中国专利局，北京1000833)本溪治金专科学校，辽宁117000 摘要提出平均发泡寿命元作为熔渣发泡效果的实验评价指标.在Na,B,O,-CaO一MgO熔 体中，采用碳酸盐矿物作发泡剂，进行内生气源熔渣发泡实验，结果表明，发泡剂粒度、种类对 熔渣平均发泡寿命的影响，可归因于熔渣中碳酸盐热分解行为的差异，在一定浓度范围内，熔 体中CO、Mg0含量的变化，不仅改变熔体的物理性质，而且直接影响碳酸盐矿物的分解速度 与生成气泡的大小，对熔体起泡过程和泡沫渣的稳定性也起重要作用. 关键词泡沫渣；发泡寿命；碳酸盐；热分解 分类号0648.24 冶金熔体泡沫化理论研究对治金工艺过程 表1碳酸盐矿物主要化学成分（质量分数） % 控制和泡沫金属材料制备有重要意义，前期研 品种 Cao Mgo CaCO,MgCO, 究工作表明：美国冶金界权威卡耐基一梅隆大 细晶粒大理石 30.6917.5054.80 36.75 学Fruehan教授采用动态法测定的炉渣泡沫化 中晶粒大理石 52.88 0 94.40 白云石 40.0117.3153.59 36.35 指数∑不能表征泡沫的平均寿命t,更不能据此 石灰石 46.88 83.70 判断冶金工艺中因内生气源引起的炉渣熔体发 泡能力1.这一结果表明，自1989年以来，国内 外众多冶金学者将泡沫化指数∑作为炉渣发泡 2实验结果 能力的惟一特征参数与熔体简单物性参数相关 2.1发泡效果的评价指标 联的研究方法值得商榷， 定量研究内生气源引起的泡沫化行为的文 本文采用NaB.O,-CaO熔体模拟炉渣，碳 献极少.由于熔体的起泡高度△h随发泡时间t 酸盐矿物作发泡剂，着重研究发泡剂形态、熔渣 发生改变，文献[3]提出平均起泡高度万的概念， 成分等因素对泡沫化行为的影响，提出评价内 计算公式为： 生气源发泡能力的实验判据 万=40d (1) 1实验过程 式中，△h(t)为熔体起泡高度(cm):t为泡沫层存 在的总时间(S).显然，平均起泡高度万不能用来 实验中采用的NaB.O,-CaO-MgO熔体的 比较起泡高度相近而发泡时间不同的熔渣泡沫 熔点较低(741℃).熔体发泡实验可在SG2A坩 状态的差别.本文作者认为，熔渣加入碳酸盐发 埚电阻炉中进行，控温精度为(1000士10)℃.将 泡剂后，存留在熔体泡沫中的CO,气体体积愈 熔渣在石墨坩埚中熔化，在设定温度恒温20 大和气体存留时间愈长，则表示熔渣发泡过程 min,加入一定量的碳酸盐矿物，由热分解产生 愈明显.因此，本文采用熔渣平均发泡寿命元作 的CO,气体造成熔体剧烈流动和起泡，形成泡 为内生气源发泡过程的评价标准，其定义为： 沫层，使熔体液面上升，每间隔30或60s用钼 丝测量泡沫渣高度，直到熔渣消泡为止·实验使 4C'AM)dr (2) 2. 用化学纯无水四硼酸钠，碳酸盐矿物主要成分 式中，A为坩埚横截面积(m),△h()为熔体起泡 分析结果见表1， 高度(m),2s为熔体产生的总气量(m).t的物 理意义是内生气源引起的熔渣发泡有效时间. 1999-03-19收稿储少军男，52岁，教授 ◆国家自然科学基金资助课题(No.59574026)

第 卷 第 期 年 一 月 北 京 科 技 大 学 学 报 心 一 碳酸盐矿物分解 引起 的熔渣泡沫化行为 储少军 ‘， 牛 强 ” 牛四 通 ” 王 颖 ” 李 猛 ” 北京科技大学冶金学院 ， 北京 中国专利局 ， 北京 本溪冶金专科学校 ， 辽宁 摘 要 提 出平均 发泡 寿命 万作 为熔渣发泡 效果 的实验 评 价指标 在 。 一 一 熔 体 中 ， 采用 碳酸盐矿 物 作发泡剂 ， 进行 内生气 源 熔渣 发泡 实验 结果表 明 ， 发泡 剂粒度 、 种类对 熔渣 平均发泡 寿命 的影 响 ， 可 归 因 于熔渣 中碳酸盐热 分解行 为 的差异 在一 定浓度范 围内 ， 熔 体 中 、 含 量 的变化 ， 不 仅改变熔体 的物理 性质 ， 而 且直接影 响碳酸盐矿物 的分解速度 与生成气泡 的大 小 ， 对 熔体起泡过程和 泡沫渣 的稳 定性也起 重要 作用 关键词 泡沫渣 发泡寿命 碳酸盐 热 分解 分 类号 冶金熔体泡沫化理论研 究对冶 金工 艺过程 控制 和 泡 沫 金 属 材料制备有 重 要 意义 前 期研 究工 作表 明 美 国 冶金 界权威 卡耐基 一 梅 隆大 学 教授采用 动 态法测 定 的炉渣泡沫 化 指数 万 不 能表征 泡沫 的平均寿命 ， 更不 能据此 判断冶 金 工 艺 中因 内生气源 引起 的炉渣熔体发 泡 能 力‘， · ’ 〕 这 一 结 果 表 明 ， 自 年 以来 ， 国 内 外众多冶 金 学 者将泡沫化指数 刃 作 为炉渣 发泡 能力 的惟 一特征参 数 与熔体简单物性参 数相关 联 的研 究方 法值得 商榷 本文 采用 一 熔 体模拟炉 渣 ， 碳 酸 盐矿物作发泡剂 ， 着重研 究发泡 剂形 态 、 熔渣 成 分等 因 素对 泡沫 化 行 为 的影 响 ， 提 出评 价 内 生 气源 发泡 能力 的实验判据 表 碳酸盐矿物主要化学成分 质量分数 品种 亡︼、了 斗片月 细 晶粒大理石 中晶粒大理石 白云石 石灰石 一 一 一 实验结果 发泡效果 的评价指标 定量研究 内生 气源 引起 的泡 沫化 行 为 的 文 献极 少 由于 熔体 的起 泡 高度 △ 随 发泡 时 间 发生 改变 ， 文献「提 出平 均 起泡 高 度 石的概念 ， 计 算公 式为 一 「△ 才 」乙兰一 一 一 实验过程 实验 中采 用 的 一 一 熔 体 的 熔 点较 低 ℃ 熔体发 泡 实验 可 在 增 祸 电 阻 炉 中进行 ， 控 温精 度 为 士 ℃ 将 熔渣 在 石 墨 增 祸 中熔 化 ， 在 设 定 温度 恒 温 ， 加入一 定量 的碳 酸盐 矿物 ， 由热 分 解 产 生 的 气 体 造成熔 体剧 烈 流 动 和 起泡 ， 形 成 泡 沫层 ， 使熔体 液面 上 升 ， 每 间 隔 或 用铝 丝测量泡沫渣高度 ， 直 到熔渣 消泡 为止 实验 使 用 化 学纯无 水 四硼 酸钠 ， 碳 酸盐矿物 主 要 成 分 分 析结果 见表 一 一 收稿 储少军 男 ， 岁 ， 教授 国家 自然科学基金资助课题 式 中 ， △ 为熔体起 泡 高度 为泡沫层 存 在 的总 时 间 显 然 ， 平 均起泡 高度 石不 能用 来 比较起泡 高度 相 近 而 发泡 时 间 不 同 的熔渣泡沫 状态 的差 别 本文作者认 为 ， 熔渣加 入碳 酸 盐发 泡剂 后 ， 存 留在 熔 体泡 沫 中的 气 体体积 愈 大和 气 体存 留 时 间 愈长 ， 则表 示熔渣 发泡 过程 愈 明显 因此 ， 本 文 采用 熔渣平均发泡 寿命 于作 为 内生 气源 发 泡 过程 的评 价标准 ， 其 定义 为 丈△ 扩 丁 一 —瓦万一 式 中 ， 为柑 祸横 截面积 ， △ 为熔体起泡 高度 ， 为熔体产 生 的总气 量 于的物 理 意 义 是 内生 气 源 引起 的熔渣发泡 有效时间 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．1999．06．005

Vol.21 No.6 储少军等：碳酸盐矿物分解引起的熔渣泡沫化行为 ·527· 22坩埚直径与渣的初始高度对发泡行为的影响 2.3碳酸盐矿物粒度变化对τ的影响 采用40mm和60mm2种直径的石墨坩 图3和图4分别说明3种粒度的石灰石(16， 埚进行熔渣发泡对比实验.熔渣是纯NaB.O, 6.6,3.5mm)和3种粒度的白云石(14,7.6,4.5 发泡剂采用白云石，粒度4.5mm,加入量为4g, mm)作发泡剂，进行熔体发泡的实验结果.随着 是渣量的5%，实验温度900℃.实验结果见图1. 碳酸盐矿物粒度的增大，熔体发泡时间延长，但 坩埚几何尺寸对熔渣泡沫高度的变化有影响， 发泡高度降低.计算得到的平均发泡寿命τ值 小直径坩埚使熔渣起泡高度峰值变大，而大直 明显地反映发泡剂粒度变化对熔渣发泡效果的 径坩埚使熔渣起泡峰变宽.但由(2)式计算得 影响，见表2.因此，在LF埋弧治炼工艺中，根 到，采用40mm和60mm直径坩埚，平均发泡 据炉渣起泡高度和泡沫渣维持时间的要求，适 寿命分别为3.73和3.84s.因此，可以认为在本 当选择发泡剂粒度是十分重要的. 实验条件下，坩埚直径对熔渣因内生气源引起 35 的泡沫化效果影响不显著，这与吹气法测量泡 30 ■14mm石灰石 沫化指数∑的实验情况一致， ●6.6mm石灰石 25 43.5mm石灰石 25 0D=40mm,t=3.73s ●D=60mm,t=3.84s 20 20 0 15 15 o ■ 10 0 0 120 240360480600720 0 图3石灰石粒度对NaB.0,-1.5%Ca0-0.9%Mg0 0 60 120 180 240 t/s 熔体发泡效果的影响 图1坩埚直径对熔渣发泡行为的影响（粒度4.5mm 25 白云石，加入量5%，NaB,0,熔体温度900℃) 量4.5mm白云石 20 ●7.6mm白云石 同样的熔渣体系和温度下，选用3mm的 ▲14mm白云石 中晶粒大理石，进行熔渣初始高度分别为32和 15 50mm的发泡实验，实验结果见图2.说明初始 高度在一定范围内(32~50mm),对由内生气源 10 引起的熔渣发泡过程影响不大，本文实验除有 特别说明，均采用40mm×120mm石墨坩埚，渣 量为80g,初渣高度32~35mm(因熔渣成分不同， 密度变化造成的)，发泡剂加入量4g. 060120180240300360420480 16 t/s 0H=32mm,t=4.013 ●H=50mm,r=3.833 图4白云石粒度对Na,B,O,熔体发泡效果的影响 12 表2碳酸钙粒度对熔渣起泡效果的影响 、0 石云石粒度/mm 14 6.63.5 NaB.0,-1.5%Ca0-0.9% MgO熔体发泡寿命ts 5.27 6.699.47 4 白云石粒度/mm 14 7.6 4.5 Na,B,O,熔体泡寿命ts 2.34 2.773.73 ● 0 120 240 360 480 2.4碳酸盐矿物种类对π的影响 t/s 表】中细晶粒大理石和白云石的主要成分 图2初渣高度对熔渣发泡的影响（粒度3mm中晶粒 含量相近，分别将同样粒度和质量的上述2种 大理石，加入量5%，NaB.0,榕体温度900℃)

储少军等 碳酸盐矿物分解 引起 的熔渣泡沫化 行为 增塌直径与渣的初始高度对发泡行为的影响 采用 中 和 小 种直径 的石 墨 增 祸进行熔渣 发泡对 比实验 熔渣 是 纯 ， 发泡剂采用 白云 石 ， 粒度 ， 加 入量 为 ， 是渣量 的 ， 实验温度 ℃ 实验 结果见 图 钳锅几 何尺寸对熔渣泡沫高度 的变化 有 影 响 ， 小直径柑锅使熔渣起泡高度峰值变 大 ， 而 大 直 径柑塌使熔渣起泡峰变宽 但 由 式计 算得 到 ， 采用 帜 和 中 直径柑锅 ， 平 均发泡 寿命分别为 和 因此 ， 可 以认 为在 本 实验条件下 ， 柑锅直径对熔渣 因 内生 气源 引起 的泡沫化效果影响不显 著 ， 这 与吹气 法 测 量 泡 沫化指数 刃 的实验情况 一 致‘ 碳酸盐矿物粒度变化对 于的影响 图 和 图 分别说 明 种粒度的石灰石 ， ， 和 种 粒度 的 白云 石 ， ， 作发泡 剂 ， 进行熔体发泡 的实验 结果 随着 碳酸盐矿物粒度 的增大 ， 熔体发泡 时间延 长 ， 但 发泡 高度 降低 计 算得 到 的平 均发泡 寿命 于值 明显地 反 映发泡剂粒度变化对熔渣 发泡 效果 的 影 响 ， 见 表 因 此 ， 在 埋 弧 冶炼工 艺 中 ‘ ，， 根 据 炉渣起泡 高度和 泡 沫渣维 持 时间 的要 求 ， 适 当选择 发泡 剂粒 度是 十分 重 要 的 石灰石 石灰石 态 石灰石 ，门， 目、︸︸ 产，‘ ‘ 、哎一 几 一 二 卢 一 一 图 增 塌直径对熔渣发泡行为的影响 粒度 白云 石 ， 加入 量 ， ， 熔体温 度 ℃ 同样 的熔渣体系和温 度下 ， 选 用 的 中晶粒大理 石 ， 进行熔渣 初始高度分别 为 犯 和 的发泡实验 ， 实验结果见 、 图 说 明初 始 高度在一 定范 围内 一 ， 对 由 内生 气 源 引起 的熔渣 发泡过程影 响不 大 本文 实验 除有 特别说明 ， 均采用中 “ 石 墨 增 锅 ， 渣 量为 ， 初渣高度 一 因熔渣成分不 同 ， 密度变化造 成 的 ， 发泡 剂加入 量 盛一 一一 ‘ 一 二猫声 喃卜 ‘ 毛 图 石 灰 石 粒度对 ，一 一 熔体 发泡效果 的 影 响 … ，甲︺井召 、协、 、以，‘、 工 、 、 、只 ‘， 含︸， 了 ﹄ ‘ 下日一︸ ︺、 ，、说一劝任 ︺、﹃ 白云石 白云石 ‘ 们口 白云石 乒 击 日︸︸ 、丈一 从 ， 二 从 ， 召一 ‘ 一一‘ 一‘ 一一春一 ‘ 一一 卜法介卜习 图 白云 石粒度对 几 ， 熔体 发泡效果 的影响 表 碳酸钙粒度 对熔 渣 起泡效果 的 影 响 石云石粒度 一 一 熔体发泡寿命于 白云石粒度 熔体泡寿命于 、 、 冲 ﹁说、劝洲日 厂再 公 图 初 渣 高度对熔渣 发 泡 的影 响 粒度 中晶 粒 大 理 石 ， 加 入 量 ， 熔体温 度 ℃ 碳酸盐矿物种类对 于的影响 表 中细 晶粒 大理 石和 白云 石 的主 要 成分 含 量相 近 ， 分 别 将 同样粒度和 质 量 的上 述 种

·528 北京科技大 学学报 1999年第6期 发泡剂加入熔渣后，产生的泡沫化效果却大不 3讨论 相同，见图5，说明不同晶型、结构的碳酸盐矿 物产生的内生气源泡沫化行为是不同的，将石 3.1t与的关系 灰石作为比较基准，给出3种碳酸盐矿物起泡 目前较为流行的描述炉渣发泡性能的指标 作用的对照，见表3，该表对炉渣发泡剂成分设 是泡沫化指数Σ，Σ定义为： 计有一定参考意义 =4h (3) 40 -NaB.0:-0.75%Ca0-0.43%Mg0 式中，△h表示吹气情况下的炉渣发泡高度(m); Na:B.O,-2.3%CaO-1.3%MgO 是表观气流速度(m·s'),其物理意义是气体 % 角白云石 穿过泡沫渣层的平均时间，即气体在泡沫渣层 4大理石 中的平均停留时间.Σ仅适用于描述和评价吹 △ 01/4 气条件在渣中形成泡沫渣的能力和稳定性；而 20 是更一般的表达式，不仅适用于吹气发泡，也 能适用于固体发泡剂对形成泡沫渣的影响.当 吹气流量q。一定，泡沫高度△h()不随时间变化 10 时，由式(2)可得到t与∑的关系为： 元=4Aht=△h-△h (4) 9e't gelA vi 0 50120180240300360420 这样，Fruehan提出的泡沫化指数仅是一个特例， t/s 即为在稳定吹气条件下，平均发泡寿命的算法， 图5大理石与白云石发泡作用的比较 不过，(3)式不能反映出熔体中内生气源生成方 表3碳酸盐矿物种类与相对发泡寿命（π）的关系 式以及熔渣化学性质对发泡剂分解行为的影响 和由此产生的对熔渣泡沫化行为的作用.实际 碳酸盐矿物种类石灰石白云石细晶粒大理石 冶金过程中，许多熔渣泡沫化现象是由熔体内 相对发泡寿命(：)1.001.37 2.19 部或渣-金属界面化学反应产生气体引起的. 2.5熔渣中Ca0、Mg0含量对τ的影响 因此，泡沫化指数使用有很大的局限性 图6是熔渣主要成分变化对其泡沫化行为 3.2碳酸盐矿物分解对熔渣泡沫化过程的作用 影响的实验结果.本文前期工作证明，熔渣发泡 图3~图5的实验结果，均反映了碳酸盐矿 能力的显著变化不能完全归因于熔渣表面张 物的形态和性质对熔渣起泡过程的作用，这是 力、粘度、密度等简单物性参数的改变，而应充 因为碳酸盐矿物的分解时间发生了变化，影响 分考虑熔渣组成改变对碳酸盐矿物热分解过程 到熔渣的起泡时间.另外，气泡生成条件的变化 的影响及由此引起的熔渣泡沫化行为的变化 也会影响到泡沫熔渣的稳定性.CaCO,MgCO 80 矿物颗粒分解后，会生成多孔状的CaO和MgO, 因此，熔渣中CaO,MgO含量增加，减缓了分解 60 产物CaO、MgO在 中的溶解速度，使碳酸盐刊矿物颗粒周围形 40 成疏松的CaO,Mg0外壳，从而降低了碳酸盐矿 物的热分解速度，延长了起泡时间，另一方面， 20 疏松状CaO,MgO壳体又使放出的CO,气体形 成相当细小的内生气泡（见图7），这些细微气 泡在熔渣泡沫层中的聚合、排除速度下降，增加 0 60120180240300360420480 了熔渣泡沫的稳定性.由此可见，对内生气源引 起的熔渣泡沫化行为，不仅应考虑熔体本身的 图6熔渣成分对泡沫化行为的影响 物理性质对泡沫化行为的影响，而且还要确定 ■0.74%Ca0,0.43%Mg0,r=6.93s;●2.2%Ca0,1.3% Mg0,r=8.95s;▲3.7%Ca0,2.1%Mg0,x=14.39s;75.1% 熔体化学成分对发泡剂分解行为的影响和由此 Ca0,2.96%Mg0,t=21.29s 造成的对熔渣泡沫化行为的作用

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 发泡 剂加 入熔渣后 ， 产 生 的泡 沫化 效 果 却 大不 相 同 ， 见 图 说 明不 同 晶型 、 结构 的碳 酸盐矿 物产 生 的 内生 气 源 泡沫 化行 为 是 不 同 的 将石 灰石 作为 比较 基 准 ， 给 出 种碳酸 盐矿物起 泡 作用 的对 照 ， 见 表 ， 该表 对 炉渣 发泡 剂 成 分设 计 有一 定 参考 意义 讨论 与万 的关系 目前较 为流 行 的描述 炉渣 发泡性 能的指标 是 泡 沫 化指数 万 ， 万 定义为 〔 一 △ 乙 一叹尸 一刘氏 一 住 一 一一一一书 灸 ，一 · 扩玄 一 尹 户 勺 、 气一 丫 白云石 大理石 ︸， 宁之三 、 ‘一、 凡‘口 、、」气 、 、 、 、 决 “ · 入 式 中 ， △ 表示 吹气情况下 的炉渣 发泡 高度 急是 表 观气 流 速度 · 一 ’ ， 其物 理 意义是气体 穿过泡 沫渣 层 的平 均 时间 ， 即气 体在泡 沫渣层 中的平 均 停 留时 间 刃 仅适 用 于 描述 和 评 价吹 气 条件在渣 中形 成泡沫渣 的能力和稳定性 而 云是 更 一 般 的表达 式 ， 不 仅适用 于 吹气发泡 ， 也 能适用 于 固体 发泡 剂对 形 成泡 沫渣 的影响 当 吹气 流 量 。 一 定 ， 泡 沫高度 △ 不 随时 间变化 时 ， 由式 可 得 到 万与 万 的关系为 曰附刚 · △ · △ △ 丁二 — ‘ 二 丁万 二 二一 气件 ， 了 丑 嵘 ‘ ， 八目 卜国呀月‘ 、 ， 一，︸、 一︸ ︸ 上乙， ︸曰、一 一︸ 卜 八 图 大理 石 与白云 石 发 泡作 用 的 比较 表 碳酸 盐矿物种 类 与相 对 发 泡 寿 命任属 的 关 系 碳酸盐矿物种类 石灰石 相对发泡寿命任 白云石 细 晶粒大理石 熔渣 中 、 含量对 于的影响 图 是熔渣 主 要 成 分变化对其 泡 沫 化 行 为 影 响 的实验 结果 本文 前 期 工 作证 明 ， 熔渣 发泡 能 力 的 显 著 变 化 不 能 完 全 归 因 于 熔 渣 表 面 张 力 、 粘度 、 密 度等简 单物 性参 数 的改变 〔 ， 而 应充 分考虑 熔渣组 成 改变对 碳酸盐矿 一 物热分 解 过程 的影 响及 由此 引起 的熔渣 泡 沫 化行 为 的变 化 名、 ▲ 图 熔 渣 成 分 对泡 沫 化 行 为 的影 响 ， ，公 ， ， ▲ ， ， 甲 ， ， 这样 ， 提 出的泡沫化指数仅是一 个特例 ， 即 为在 稳 定 吹气 条件下 ， 平 均发 泡寿命 的算法 不 过 ， 式不 能反映出熔体 中内生气源 生成方 式 以及熔渣化学性质对 发泡剂分解 行为 的影 响 和 由此 产 生 的对熔渣 泡 沫化行 为 的作 用 实际 冶金 过 程 中 ， 许 多熔渣 泡 沫化现 象是 由熔体 内 部 或 渣 一 金 属 界 面 化 学 反 应 产 生 气 体 引起 的 因此 ， 泡沫 化指数使用 有很大 的局 限性 碳酸盐矿物分解对熔渣泡沫化过程 的作 用 图 一 图 的实验 结 果 ， 均 反 映 了碳 酸 盐 矿 物 的形 态和 性质对 熔渣起 泡 过程 的 作 用 ， 这 是 因 为碳 酸 盐 矿物 的分解 时 间 发 生 了 变 化 ， 影 响 到熔渣 的起泡 时间 另外 ， 气 泡 生 成条件 的变化 也 会 影 响到 泡 沫 熔 渣 的 稳 定 性 ， 矿物颗 粒分解后 ， 会 生 成 多孔状 的 和 ， 因此 ， 熔渣 中 ， 含 量 增 加 ， 减 缓 了 分 解 产 物 、 在 中的溶解 速 度 ， 使碳 酸 盐矿 物 颗 粒 周 围形 成 疏松 的 ， 外 壳 ， 从而 降低 了碳酸盐矿 物 的热分 解 速 度 ， 延 长 了起 泡 时 间 另 一 方 面 ， 疏松状 ， 壳 体 又 使 放 出 的 气 体形 成 相 当细 小 的 内生 气 泡 见 图 ， 这些 细 微 气 泡 在熔渣 泡沫层 中的聚 合 、 排 除速度下 降 ， 增加 了熔渣 泡沫 的稳 定性 由此 可 见 ， 对 内生气 源 引 起 的熔渣 泡 沫 化 行 为 ， 不 仅应 考 虑 熔体 本 身 的 物 理 性质 对 泡 沫化 行 为 的 影 响 ， 而 且还 要 确 定 熔体化 学 成 分 对 发泡剂 分解 行 为 的影 响和 由此 造 成 的对 熔渣泡 沫 化 行 为 的作 用 加 日 防一、戈

VoL21 No.6 储少军等：碳酸盐矿物分解引起的熔清泡沫化行为 ·529 为的差异引起的.本实验条件下，不同种类碳酸 盐矿物发泡能力的排序为：细晶粒大理石，白云 石，石灰石， (3)熔渣中CaO,Mg0浓度增加，减缓了 CaCO,MgCO,分解产物的溶解速度，使碳酸盐 颗粒周围形成疏松的CaO,Mg0壳体，延长了碳 酸盐分解时间，减小了CO气泡尺寸，促使熔渣 泡沫化稳定性增强。 参考文献 】储少军，牛强。吴整，杨天钧.泡沫化指数在冶金熔体中 话用性的探讨.化工冶金，1998.192)：179 图1在吸酸盐矿物周圆形成的泡沫化培渣电镜照片州 2储少军，王颖，吴整，潜伟.霸酸盐塔体发泡行为的研究 金属学报.1998,34(8：875 4结论 3任正德，领广庭，唐萍还原泡沫清用发泡剂的实验研究 特殊钢.1996,17(6)：17 ()采用平均发泡寿命无描述内生气源引起 4 Ito K.Fruehan RJ.Study on the Foaming ofCaO-SiO-FeO 的溶渣泡沫化行为的实验评价指标是可行的， Slags:Part 1.Foaming Parameters and Experimental Re- 炉渣泡沫化指数Σ是ī表达式的一个特例，即 sults.Metall Trans,1989,20B:509 在稳定吹气气泡条件下，熔渣的平均发泡寿命. 5牛四通.张鉴，成国光，等.LF埋弧渣技术的开发及其应 (②)碳酸盐矿物粒度、种类对熔渣气泡过程 用.钢铁，1997.32(3355 的影响，实质上是熔渣内碳酸盐矿物热分解行 6王颗.内生气源引起的熔体泡沫化行为的研究：学位论 文].北京：北京科技大学，1998.58 Foaming Behavior in Molten Slag Caused by Decompositon of Carbonate Minerals Chu Shaojun,Niu Qiang".Niu Sitong",Wang Ying,Li Meng' 1)Mctallurgy School UST Beijing.Beijing 100083,China 2)Patent Bureau of China,Beijing 100083 3)Benxi Metallurgical Academic School,Benxi,Liaoning 117000 ABSTRACT Average foams life,has been presented as criterion to evaluate the foaming behavior in mol- ten slag.Carbonate minerals as foamer,molten salt system of Na,B.O-CaO-Mgo is foamed by the gas from the heat decompostion of the foamer in laboratory.The experimental results show that the particle size and fo- amer type have effects upon average foams life of slag,and these effects are dependent on the behavior of heat decomposition of carbonate.Within a certain extent,the variation of concentration of Ca and Mgo in molten slag both varies the physical properties of melt,and directly influences the decomposition rate and of carbonate and the bubble size of gas from decomposition,so it plays important pole in foaming and foams stability of slag. KEY WORDS foaming slag;foams life;carbonate;heat decomposition