喷吹粉和喂线(一).doc

2e5ae1b862f49c2f878ae72b1d8b142d.pdf 第 1 页 共 4 页课 时 教 学 计 划课程: 炉外精炼 任课教师: 刘颖 .授课题目 2.6 喷粉和喂线（一） 教学形式 讲授 共 2 课时，总第 — 课时授课班级 授课日期教学目的要求1 掌握喷粉作用重点 喷粉作用难点 喷粉作用课堂结构及时间分配一. 复习引入………………………………………………………………………………..（5 分钟）二. 教学内容(一) 气力输送中固体粉粒流动的条件….……………………………………………（20 分钟）(二) 粉气流在管道输送中的流动特性…………………………… ………………..（15 分钟）(三) 粉气流中固体粉粒的运动速度…………………………………………………..（10 分钟）(四) 粉气流的密度……………………………………………………………………..（10 分钟）(五) 粉气流进入熔池的行为…………………………………………………………..（20 分钟）三. 课堂小结………………………………………………………………………………..（5 分钟）四. 布置作业………………………………………………………………………………..（3 分钟）五. 参考资料………………………………………………………………………………..（2 分钟）六. 课后体会2e5ae1b862f49c2f878ae72b1d8b142d.pdf 第 2 页 共 4 页教 学 过 程 及 教 学 内 容 方 法 手 段[复习引入]1、钢液的真空脱氧[教学内容]2 炉外精炼的理论与技术基础2．6 喷粉和喂线 2．6．1 喷粉喷吹即喷粉精炼，是根据流态化和气力传输原理，用氩气或其他的气体作载体，将不同类型的粉剂喷入钢水或铁水中进行精炼的一种冶金方法，一般称之为喷射冶金或喷粉冶金。

喷吹作用 加快物料的熔化和溶解； 大大增加反应界面； 强烈搅拌熔池，加速传输过程和反应速率； 是添加合金材料，尤其是易挥发元素进行化学成分微调以提高合金收得率的有效方法2．6．1.1 气力输送中固体粉粒流动的条件 流态化技术：使固体粉粒获得流动能力的技术 使粉粒能够稳定地悬浮在气体中，使之有可能随气体流动而流动 2．6．1.2 粉气流在管道输送中的流动特性粉气流的流动形式当气流速度足够大时，粉粒在气流中分布均匀，粉料输送均匀稳定气流速度降低，粉粒在气流中的分布不均匀在水平管道的横截面上，越靠近下部管壁粉粒的密度越大气流速度再减小，粉粒的分布不仅在横截面上不均匀，在流动方向上的分布也不均匀，忽疏忽密，输送不均匀当气流速度小于某一值以后，一部分粉粒沉滞在管底以小于气流的速度向前滑动气流速度继续下降，一部分粉粒沉积在管道的底部，仅在管内上部空间仍有粉气流通过柱塞流：由于气流速度过低，粉气流中的粉粒沉积充满了局部管道的整个截面，造成断续地柱塞状流动2)粉粒输送的合理的气流速度气流的速度大于自由沉降速度就能保证正常的粉料输送 (3)粉气流在垂直管道中的流动在垂直管道中，粉粒主要受气流向上的推力作用，当气流速度大于粉粒的沉降速度时，粉粒就能随气流向上运动。

2．6．1.3 粉气流中固体粉粒的运动速度在气力输送中，固体粉粒是靠气流的推力运动的因为粉粒在气流中的受力状况极其复杂，不仅导致粉粒之间的速度彼此不同，而且粉粒的运动速度也比气流速度低 2．6．1.4 粉气流的密度平均密度粉气比质量粉气比（μ）：每千克载流气体可输送 μ 千克的粉料体积粉气比（M）：每立方米载气可输送 M 千克粉料 根据粉气比的大小，一般将气力输送分为稀相输送和浓相输送，浓相输送是指粉气比达 80～150kg/kg 的状况，而喷射冶金喷粉时粉气比一般为 20～40kg/kg ，故属于稀相输送,粉料只占混合物体积的 l%～3 % ，出口速度在 20m/s 左右 2．6．1.5 粉气流进入熔池的行为喷吹气流进熔池后的运动特征向金属熔池吹入气流，通常是通过插入熔池深处的直管喷枪或埋在熔池底部的喷嘴进行的当气流以一定速度离开喷枪或喷咀的孔口进入熔池时，根据气流流量大小其流动方式不同若流量较小，气流以单个气泡离开喷枪或喷嘴孔口进入熔池提问讲解2e5ae1b862f49c2f878ae72b1d8b142d.pdf 第 3 页 共 4 页教 学 过 程 及 教 学 内 容 方 法 手 段若气流量较大，气流进入熔池以后在喷枪或喷咀的孔口后仍保持一定长度的气体射流。

然后逐渐断裂成气泡上浮 浸入式射流的行为( l ）水平流的轨迹当射流水平速度降低到比液体中大气泡的上升速度还小时，垂直速度分量将起主导作用在这种条件下射流将碎裂成气泡 ( 2 ）垂直射流的轨迹( 3 ）射流的穿透深度气流在液相中保持射流的长度称为穿透深度穿透深度小，气液相间冶金反应的面积小穿透深度小也表明气流速度低动能小，因而气流对熔池的搅拌作用弱穿透深度太大，由于气流速度过快，随气流进入熔池的物料粉粒在液相中停留的时间短，反应不充分，利用率低，在垂直射流的情况下，过大的穿透深度可能对包底或炉底造成强烈冲刷，使其寿命大大降低 喷粉中粉粒在熔池中的行为 A 喷吹粉料过程的组成环节 ( l ）以一定的速度向钢液喷吹粉料 ( 2 ）溶解于钢液中的杂质元素向这些粉粒的表面扩散 3 ）杂质元素在粉粒内扩散 4 ）在粉粒内部的相界面上的化学反应粉气两相流中的粉粒必须具有足够的动能才能进入钢液中 在界面张力相似的条件下，粉粒的密度越小，要求进入钢液的临界速度越大对于同一种粉料，若其半径越小，要求进入钢液的临界速度越大界面张力越大，要求其临界速度越大 B 粉粒在熔体内的停留时间对于喷吹造渣剂，要求粉粒在熔体内的停留时间应该能够保证它们完全熔化，并充分进行冶金反应。

对于喷吹合金化材料，则要求停留时间能使喷入的合金材料完全熔化并被吸收C 粉粒在熔体中的溶解喷太大的粉粒，既不易随钢液流动，又来不及在上浮中溶解，收得率不高也不稳定如果粉粒过细，难以穿越气-液界面进入熔体内部，有相当一部分粉粒随载气自熔体中逸出，利用率也低因此，每一种粉料都有相应的合适粒度范围 [课堂小结]本节重点为喷粉作用[布置作业]P9911 [参考资料]《炉外精炼》徐曾啓编 冶金工业出版社[课后体会]总结板 书 设 计2e5ae1b862f49c2f878ae72b1d8b142d.pdf 第 4 页 共 4 页2 炉外精炼的理论与技术基础2．6 喷粉和喂线 2．6．1 喷粉喷吹即喷粉精炼，是根据流态化和气力传输原理，用氩气或其他的气体作载体，将不同类型的粉剂喷入钢水或铁水中进行精炼的一种冶金方法，一般称之为喷射冶金或喷粉冶金喷吹作用 加快物料的熔化和溶解； 大大增加反应界面； 强烈搅拌熔池，加速传输过程和反应速率； 是添加合金材料，尤其是易挥发元素进行化学成分微调以提高合金收得率的有效方法2．6．1.1 气力输送中固体粉粒流动的条件 流态化技术：使固体粉粒获得流动能力的技术。

2．6．1.2 粉气流在管道输送中的流动特性悬浮流柱塞流： (2)粉粒输送的合理的气流速度气流的速度大于自由沉降速度就能保证正常的粉料输送 (3)粉气流在垂直管道中的流动2．6．1.3 粉气流中固体粉粒的运动速度粉粒的运动速度也比气流速度低 2．6．1.4 粉气流的密度平均密度粉气比质量粉气比（μ）：每千克载流气体可输送 μ 千克的粉料体积粉气比（M）：每立方米载气可输送 M千克粉料 2．6．1.5 粉气流进入熔池的行为喷吹气流进熔池后的运动特征( l ）水平流的轨迹当射流水平速度降低到比液体中大气泡的上升速度还小时，垂直速度分量将起主导作用在这种条件下射流将碎裂成气泡 ( 2 ）垂直射流的轨迹( 3 ）射流的穿透深度A 喷吹粉料过程的组成环节 ( l ）以一定的速度向钢液喷吹粉料 ( 2 ）溶解于钢液中的杂质元素向这些粉粒的表面扩散 3 ）杂质元素在粉粒内扩散 4 ）在粉粒内部的相界面上的化学反应粉气两相流中的粉粒必须具有足够的动能才能进入钢液中 B 粉粒在熔体内的停留时间对于喷吹造渣剂，要求粉粒在熔体内的停留时间应该能够保证它们完全熔化，并充分进行冶金反应对于喷吹合金化材料，则要求停留时间能使喷入的合金材料完全熔化并被吸收。

C 粉粒在熔体中的溶解[课堂小结]本节重点为喷粉作用[布置作业]P9911 。