超声波钢包精炼水模夹杂物行为

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近年来，随着科学技术和工业生产的不断进步，特别是宇航、航空、导弹、电子和舰船等工业的快速发展，对钢铁材料的纯净度要求越来越高。为确保获得纯净的金属，要求金属中的夹杂物尽量减少，传统的钢包精炼工艺过程中夹杂物的去除主要靠底吹气体搅拌，底吹气体搅拌由于存在循环死区，底吹气产生的气泡直径较大难以有效去除微小夹杂等缺点，不能满足洁净钢对夹杂物的含量要求，因此，需要探索新的方法改善炼钢动力学条件，降低夹杂物含量，满足洁净钢生产要求。

辽宁科技大学的学者针对钢液中微小非金属夹杂物难以去除的问题，采用高速摄像机和速度分析软件对超声波钢包精炼水模内夹杂物粒子与空化气泡的相互作用行为进行了研究，结果表明：变幅杆式超声波产生的空化气泡形成时，在传振杆底端呈圆锥状分布，空化泡直径在1μm左右，远小于底吹气产生的气泡直径；随着超声功率增大，空化强度增大，生成空化气泡数量增多，气泡分散度增加，有利于去除微小夹杂物；瞬态空化气泡崩溃后，形成的小空化气泡吸附面积增大，与夹杂物碰撞概率增加，可促进夹杂物尤其是微小夹杂物的上浮排出；稳态与瞬态空化气泡均可促进夹杂物的上浮排出。