第10卷增刊1 2010年4月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
超声波钢包精炼水力学模型实验研究
亢淑梅，沈明钢，侯春，赵旭(辽宁科技大学材料科学与工程学院，辽宁鞍山114051)
VoL10 Suppl. No.1
Apr.2010
摘要：以某钢厂180t钢包为原型，进行超声波改善钢包精炼搅拌效果的水力学模型实验。考察了超声波功率，波源织向位置，波源横向位置等对条件均混时闻的影响，并对比底吹气体拌效果.结果表明，当超声波功率大于1000 W时，随功率增加，均混时间缩短：波源纵向位置以液面深度2/3处最佳：波源横向位置以钢包中心位置最佳，实验条件下，超声波搅拌最短均混时间为35s，低于空气搅拌优化均混时间45s，与底吹空气搅拌相比，超声波揽拌可明显缩短均混时间，改善钢包精炼动力学条件
关键词：超声波：锅包精炼：水力学模型：均混时间
中图分类号：TB559
前言 1
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)S1-0122-04
超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在液体中传播距离远等特点，超声波所具有的诸多特性使其已经广泛应用于清洗、探伤和测速等多个领域"，但其在冶金行业除了探伤外应用很少，Taha 等[2-]曾对超声晶粒细化的机理及影响因素进行了研究 Eskin等[6-9]利用超声波导入金属液中进行除气研究，初步探讨了超声波除气的机理，林金谷等[10对超声处理溶液中夹杂物进行了研究，日本名古屋大学桑原守教授将超声波应用在泡沫金属材料制备等方面，并进行了超声波空化气泡和微射机理的研究(11-13]，随着新型磁致伸缩材料的产生，使大功率超声处理用于冶金工业成为可能[14,15]，超声波具有揽拌、募化、分散、凝聚、去气等功能，可应用于钢包精炼工艺
本研究进行超声波钢包精炼工艺中水力学模型实验研究，对比超声波与底吹气体均混时间，优化超声波
钢包精炼工艺参数. 2
实验 2.1实验设备
实验设备示意图如图1所示，实验钢包模型按某钢厂180t钢包实际尺寸的1/7，用有机玻璃制成，以空气模拟氩气、水模拟钢液
..
图1超声波实验设备示意图
1. Utrasonic generator 2. Energy converter eoen 4. Solution adding position 5. pH meter detector
Fig.1 Schematic diagram of ultrasonic experimental apparatus 2.2实验方法
将pH计探头固定在钢包熔池内某一位置，在另侧固定位置加入NaOH水溶液，每隔5s记录一次pH 计示数，至示数变化达到稳定的时间即为钢包内均匀混合时间.底吹气体实验气体流量参数根据修正Froude 准数确定如表1所示(16)，超声波实验通过调整变幅杆位置及功率研究超声波对均混时间的影响
3
结果与讨论
3.1底吹空气水模实验结果分析 3.1.1单喷嘴位置的均混时间
表1某钢厂180t钢包有关数据及实验参数
Model
Original model
Table 1Related data of some factory 180 t ladle and experimental parameters
Bath diameter (mm)
Gas density (kg/m)() 8
Experimental model
1.29 (air)
Gas flow rate (m'/h)
20-60 0.04-0.12
3080 440
Bath height (mm)
4230 605
收稳日期：2009-0820，修回日期：2009-1118
作者简介：亢液梅(1980-)，女，山西省临汾市人，博士，讲师，主要研究方向为超声波冶金强化，E-mail:kangshumei_911@163.com 万方数据