溶融金属中介在物の粒径分布と除去機構に関する研究

金属液中夹杂物粒度分布及去除机理研究

基本信息

批准号：
05750656
负责人：
奥村圭二
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

溶銅中シリカ介在物のスラグへの除去速度と初期全酸素濃度の関係に着目して、介在物の初期粒径分布と介在物除去速度の関係を詳細に検討することにより、攪拌浴中介在物の除去機構を明らかにした。(1)機械的攪拌条件下では、(i)初期全酸素濃度[mass%O]_<T0>の増加に伴って介在物除去速度定数k_Oが増大したことから、介在物初期粒径分布がk_Oに対して影響を及ぼしていると考えられる。(ii)介在物の顕微鏡観察によると、初期介在物平均粒径r_0、及び初期粒子個数密度N_<V0>が大きいほどk_Oが大きい。これは、r_0とN_<V0>が大きいと介在物粒子の衝突頻度が大きく、介在物の平均粒径が増大することにより、浮上速度が増加するためである。(iii)介在物粒子間の衝突速度の指標として新たに無次元初期介在物粒子間距離D_0/r_0を導入し、k_Oとの関係を調べた結果、D_0/r_0が小さいほどk_Oは大きくなる。(2)ガス吹込み攪拌条件下では、(i)k_Oは[mass%O]_<T0>によらずほぼ一定であり、また、k_Oは初期粒径分布によって変化しないことから、介在物の凝集はk_Oにはあまり影響を与えないといえる。(ii)実験結果は、介在物の気泡表面への移動と気泡-メタル間の溶質の物質移動の相似性を仮定した除去モデルにより、合理的に説明できた。(3)以上のことから、溶融Cu中SiO_2介在物の除去機構に対して、機械的攪拌条件下では、介在物粒子間の凝集が重要な役割を果たしており、ガス吹込み攪拌条件下では、介在物が気泡に付着してスラグ相へ除去されるという除去機構が重要な役割を果たしている。

围绕铜熔渣中二氧化硅夹杂物的去除率与初始总氧浓度的关系，详细研究了夹杂物的初始粒度分布与夹杂物去除率的关系，明确了夹杂物的去除机理。。 (1)在机械搅拌条件下，(i)夹杂物去除速率常数k_O随着初始总氧浓度[质量%O]_<T0>的增加而增加，因此夹杂物的初始粒度分布为这对 k_O 有影响。 (ii)根据夹杂物的显微镜观察，夹杂物的平均初始粒径r_0和初始粒子数密度N_<V0>越大，k_O越大。这是因为当r_0和N_<V0>较大时，夹杂物颗粒的碰撞频率增加，夹杂物的平均粒径增大，从而增加了上浮速度。 (iii)引入新的无量纲初始夹杂物颗粒间距离D_0/r_0作为夹杂物颗粒间碰撞速度的指标，并考察其与k_O的关系，结果发现，D_0/r_0越小，k_O越大。。 (2)在注气搅拌条件下，(i)无论[质量％O]_<T0>如何，k_O几乎恒定，并且由于k_O不随初始粒度分布而变化，因此可以说夹杂物聚集不会发生。对k_O影响不大。 (ii)实验结果可以通过去除模型合理地解释，该去除模型假设夹杂物向气泡表面的移动与溶质在气泡与金属之间的传质之间的相似性。 (3)由上可知，对于Cu熔液中SiO_2夹杂物的去除机理，在机械搅拌条件下，夹杂物颗粒之间的聚集起着重要作用，而在注气搅拌条件下，夹杂物粘附在气泡上并被去除到渣相中起着重要的作用。