Metalurgia, 1999 (Anul 51, nr. 1-12)
1999-08-01 / nr. 8
calitativă şi se găseşte parţial valorificată terminologic în aplicaţiile practice ale procedeului, prin denumirile „injecţie profundă” şi „injecţie superficială”, în conformitate cu modelul penei macroscopice, jetul mixt penetrează topitura vertical în jos, pe o distanţă dată de lungimea jetului, motiv pentru care în calculele tehnologice trebuie luat în considerare şi acest factor. Având învedere faptul că s-a optat pentru un debit constant de argon, lungimea penetrării jetului în condiţiile injecţiei de materiale pulverulente cu densitate relativ mică, s-a adoptat egală cu 0,05 m [7]. Literatura de specialitate se referă însă numai la adâncimea de injecţie, care prezintă valori diferite pentru aceasta şi numai cu semnificaţie calitativă, fără a face vreo legătură cantitativă între procesul de dizolvare a particulelor injectate şi procesele metalurgice, în condiţiile practice de conducere a lucrărilor de cercetare, datorită adâncimii relativ reduse ale topiturii s-a ţinut cont şi de lungimea jetului, utilizându-se pentru calcule, înălţimea zonei pană. Datele practice, culese din examinarea tehnologiilor de injectare a materialelor pulverulente de orice tip şi care se referă la adâncimea de injecţie, prezintă valori variabile cuprinse în intervalul 0,6 ...3 m [3, 4, 5, 6]. Din punct de vedere teoretic, creşterea adâncimii de injecţie, în condiţiile în care sunt îndeplinite condiţiile de structură ale penei mixte trifazice date de diametrul critic de penetrare, contribuie la mărirea duratei de contact dintre particule şi topitura metalică. Timpul de contact dintre faza solidă şi faza lichidă, pentru o adâncime de injecţie exprimată prin înălţimea zonei până Hp, în condiţiile unei viteze ascensionale constante în topitură este dat de relaţia (3), din care se observă dependenţa directă dintre cei doi factori amintiţi anterior. Condiţiile tehnice stabilite în acest caz pentru realizarea conceptului experimental, în vederea determinării influenţei înălţimii penei mixte trifazice asupra eficienţei palierii sunt următoarele: * * • debitul de gaz constant, de 0,00117 m3N/s (4200 1/h); • pulbere de grafit cu dimensiunea caracteristică a particulelor de 0,05 mm şi respectiv, 0,15 mm; • cantitatea de grafit introdusă în topitură - proporţională cu greutatea băii metalice - care să permită creşterea teoretică a conţinutului de carbon din baie cu 0,15%; • lancea de injecţie - diametrul interior de 4,0 mm; O altă serie de parametri privind greutatea topiturii metalice, cantitatea de pulbere utilizată, adâncimea de injecţie, respectiv înălţimea zonei pană mixte trifazice au variat conform tabelului 2. Pentru aprecierea influenţei adâncimii de injecţie asupra eficienţei proceseor de aliere cu carbon prin injecţie, au fost efectuate o serie de calcule tehnologice care ţin cont de vitezele de deplasare prin topitură a particulelor sub influenţa vitezei medii ascensionale a bulelor şi a timpilor necesari diferitelor particule pentru parcurgerea distanţei până la suprafaţa băii, valori care se găsesc prezentate în tabelul 3. Cu valorile prezentate în tabelele 2 şi 3 au fost trasate diagramele de corelaţie dintre factorii implicaţi în influenţarea eficienţei procesului şi care sunt prezentate în figurile 2...4. O parte dintre factorii luaţi în studiu se găsesc în relaţii de directă proporţionalitate, motiv pentru care şi diagramele de corelaţie prezintă evoluţii asemănătoare, în conformitate cu predicţia privind declasarea particulelor prin topitură, considerentul că acestea au o viteză de deplasare constantă, influenţată doar de viteza ascensională a bulelor, impune o variaţie continuu crescătoare a timpului de rezidenţă a particulelor în topitură, în funcţie de înălţimea zonei pană (fig. 2). Pentru un proces constant de dizolvare a particulelor de o anumită dimensiune, înseamnă că şi eficienţa procesului va fi în aceeaşi relaţie de dependenţă cu timpul de rezidenţă (fig. 3).