METALLIC PHASE FORMING IN BARBOTAGE OF MULTICOMPONENT OXIDE MELT BY REDUCTION GAS Report 1. theoretical basis of the process

Abstract

Аннотация. Предложена модель формирования металлической фазы в ходе барботажа оксидного расплава газом-восстановителем. Она содержит следующие стадии: образование пузырей при вдувании газа в расплав; восстановление металла на поверхности пузырей и концентрация его в виде капель в кормовой части; движение системы «газовый пузырь-капля металла», направление которого определяется соотношением сил, обеспечивающих всплывание пузыря и опускание капли; вынос капель на поверхность; их коаллесценция и оседание после достижения размеров, обеспечивающих превышение силы тяжести над суммой сил гидростатического выталкивания и поверхностного натяжения. Представлены уравнения, позволяющие оценить размеры пузыря газа и капли, движущихся в оксидном расплаве без дроб ления, направление движения системы «газовый пузырь-капля металла», скорости ее всплывания и осаждения и условия разделения. Определены факторы, влияющие на процессы расслаивания-это поверхностные свойства оксидного и металлического расплавов и их межфазные характеристики. Изменением этих параметров можно влиять на процессы формирования металлической донной фазы.

Metallic Phase Forming in Barbotage of Multicomponent Oxide Melt by Reduction Gas Report 3. Ferronickel and Oxide Melt Separation

“…Сила отрыва капли от пузыря существенно превышает силу тяжести капель, поэтому система пузырь - капля металла стабильна при всех рассмотренных соотношениях их размеров. В соответствии с ранее приведенными теоретическими выкладками [1] и результатами измерений поверхностных свойств расплавов [2] выполнены расчеты параметров, определяющих разделение ферроникеля и оксидного расплава в ходе барботажа газом-восстановителем (СО).…”

“…В барботажных процессах предельный размер пузыря газа, всплывающего без дробления в жидкости, зависит от ее поверхностного натяжения (σ шл ) и плотности (ρ шл ), а также от плотности газа (ρ г ). В соответст вии с теоретическими выкладками [1] с использованием данных о поверхностных свойствах и плотностях метал-лических железо-никелевых (0 - 100 % Ni) [2] Во всех интервалах температуры и содержания никеля система пузырь СО -капля металла начинает подниматься в оксидном расплаве при соотношении r к / R п = 0,68 - 0,78. Никель как металл, обладающий большей плотностью, начинает всплывать при соотношении r к / R п ≈ 0,74 (при 1550 °С).…”

Thermodynamic modeling of nickel and iron reduction from multicomponent silicate melt in bubling process. Report 1. Reducing agent – a mixture of CO – CO2

“…Известно [15], что состав отходящих газов определяется продолжительностью нахождения единичного газового пузыря в оксидном расплаве: чем она больше, тем ближе состав газа к равновесному состоянию. Продолжительность нахождения отдельных пузырей в оксидном расплаве определяется высотой барботируемого слоя, размерами пузыря, плотностью, поверхностным натяжением и вязкостью расплавов [16,17]. Поскольку в большинстве экспериментов высота барботируемого слоя не велика, то состав отходящих газов далек от равновесия.…”