Metalurgia, 1999 (Anul 51, nr. 1-12)
1999-08-01 / nr. 8
51) Metalurgia 8 ’99m în cadrul cercetărilor experimentale se utilizează mai multe tipuri de lănci de injecţie având diametre diferite se consideră că procesul metalurgic se desfăşoară în regim de bule, în care mărimea bulelor este dependentă numai de diametrul interior al lăncii de injecţie şi caracteristicile fizice ale topiturii. Particulele de grafit injectate în topitură sunt selectate din clase granulometrice diferite pentru a pune în evidenţă, pe baza modelului teoretic al zonei pană mixte trifazice, rolul suprafeţelor de reacţie, în cadrul programului de cercetări experimentale vizând eficientizarea procesului de injectare a materialelor pulverulente pe bază de carbon, s-au utilizat pulberi de grafit. Pentru calculul dimensiunilor caracteristice ale particulelor de grafit s-a adoptat un diametru mediu al acestora, rezultat ca medie ponderată între valorile limită ale clasei granulometrice din care face parte fiecare tip de particulă, iar la forma presupus sferică s-a aplicat majorarea cu coeficientul de formă X = 1,5. Considerând viteza ascensională a particulelor egală cu a bulelor de gaz, rezultă că timpii de rezidenţă în topitură sunt egali şi reflectaţi de relaţia: Hp trp=trb=:---- (3 sub COMPORTAREA BULELOR ŞI PARTICULELOR ÎN ZONA PANĂ MIXTĂ TRIFAZICĂ În cadrul modelului teoretic propus, mişcarea particulelor şi procesul lor de dispersie în zona pană mixtă trifazică sunt controlate de deplasarea ascensională a bulelor de gaz; distanţele parcurse de particule în direcţie orizontală sunt mici în comparaţie cu cele parcurse pe verticală, astfel că pot fi luate în considerare numai traiectoriile verticale ale acestora în interiorul penei mixte trifazice. Având în vedere configuraţia modelului teoretic al penei mixte trifazice, prezentat în figura 1, după pătrunderea în baia metalică, particulele de grafit cu densitate mai mică decâta băii metalice, sunt antrenate sub acţiunea forţelor ascensionale către suprafaţa topiturii, cea mai mare parte rămânând captivă în interiorul coroanei de bule. Această teorie privind regimul dinamic al particulelor flotabile, poate fi confirmată de configuraţiile fracţiei volumetrice de gaz, ale frecvenţei de emisie a bulelor, precum și din analiza hidrodinamicii topiturii metalice, în deplasarea lor pe traiectorii interne prefigurate în zona pană mixtă trifazică, cu o viteză imprimată de viteza ascensională a bulelor de gaz, particulele de pulbere intră în contact cu topitură, începându-şi procesul de dizolvare. O configuraţie ideală a traiectoriilor particulelor ar impune consumarea lor totală în interiorul penei, însă acest proces este determinat de timpul de dizolvare în condiţii date de particularităţile procesului, în cazul în care procesul de dizolvare se finalizează în interiorul topiturii, graţie fenomenului de amestecat cauzat de bulele de gaz, se produce omogenizarea întregii topituri într-un timp variabil, determinat de aceiaşi parametri fizici, chimici şi hidrodinamici ai procesului. în cazul în care procesul de dizolvare nu se finalizează în interiorul zonei pană, ajunse la suprafaţa topiturii, particulele îşi continuă mişcarea către peretele recipientului de tratament metalurgic prin zona jetului de suprafaţă, unde obligatoriu intră în contact cu faza oxidantă - zgura sau atmosfera. Antrenarea particulelor neconsumate în totalitate în interiorul penei în zona de întoarcere a curenţilor de convecţie, zonă prin care se închide circuitul hidrodinamic al băii metalice, este puţin probabilă, datorită densităţii scăzute a particulelor în raport cu topitură, motiv pentru care se poate considera că procesul de dizolvare se va finaliza, cu implicaţiile de rigoare privind randamentele de reacţie, în zona jetului de suprafaţă. INFLUENŢA ÎNĂLŢIMII ZONEI PANĂ Ponderea influenţei înălţimii zonei pană mixte trifazice asupra, eficienţei proceselor metalurgice trebuie privită în corelaţie cu adâncimea de injecţie, care în exprimarea randamentelor de reacţie are numai valoare 21