超聲場下熔渣熔體結(jié)構(gòu)與黏度的轉(zhuǎn)變行為研究.pdf

1、超聲波具有方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中能量的特點，當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時，會與介質(zhì)相互作用而產(chǎn)生機械效應(yīng)、熱效應(yīng)和空化效應(yīng)等一系列物理化學(xué)效應(yīng)，在超聲提取、超聲降解和廢水處理等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，但其在冶金領(lǐng)域的研究和應(yīng)用仍然較少，對熔渣進行超聲處理更是未見報導(dǎo)。本課題將超聲處理引入熔渣體系，探討熔渣超聲處理的可行性及其對熔體結(jié)構(gòu)和黏度轉(zhuǎn)變行為的影響，為其在冶金過程中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
　　數(shù)值模擬結(jié)果顯示，在確定熔渣物性參

2、數(shù)條件下，超聲波可在熔渣內(nèi)產(chǎn)生顯著的空化效應(yīng)。在超聲底部輸入條件下，熔池頂部和底部的空化效應(yīng)要強于熔池中部。在熔池頂部靠近壁面處存在大范圍的渦流，且流速較高，可達9m·s-1，而在熔池其它大部分區(qū)域流速較低，從0.0001m·s-1到0.1m·s-1。
　　對熔渣進行超聲處理，可在不同程度上使熔渣中聚合程度較高的結(jié)構(gòu)單元分解成聚合程度較低的結(jié)構(gòu)單元，熔渣整體聚合程度降低，并且隨著超聲功率的增強，熔渣聚合程度降低的程度增大。在相同超

3、聲功率條件下，原始聚合程度較高的熔渣其熔體聚合程度降低更為顯著。
　　超聲處理可實現(xiàn)熔渣黏度的轉(zhuǎn)變，超聲處理功率越大，黏度降低的效果越明顯。在停止超聲處理后，熔渣黏度會迅速回復(fù)到未施加超聲處理時的黏度水平，并且原始聚合程度較高的熔渣回復(fù)速度較快，而原始聚合程度較低的熔渣回復(fù)速度較慢。
　　對比超聲處理對熔渣熔體結(jié)構(gòu)和黏度轉(zhuǎn)變行為的影響，二者存在顯著的一致性，這進一步證明了對熔渣進行超聲處理，可以實現(xiàn)改變?nèi)墼垠w結(jié)構(gòu)和物性參數(shù)