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前言页 1

1 概论 1

2 泡沫冶金熔体及泡沫冶金学概念的提出 4

2.1 泡沫冶金熔渣 4

2.1.1 钢铁冶炼过程的泡沫渣 4

2.1.2 高炉泡沫渣 5

2.1.3 平炉泡沫渣 7

2.1.4 转炉泡沫渣 7

2.1.5 电弧炉泡沫渣 8

2.1.6 铁水预处理和炉外精炼的泡沫渣 9

2.1.7 熔融还原的泡沫渣 10

2.2 泡沫金属 11

2.2.1 泡沫金属的特点 11

2.2.2 生产泡沫金属的工艺方法 12

2.2.3 泡沫铝的研究 16

2.3 熔锍冶炼过程的泡沫 17

2.4.1 泡沫冶金学的发展 19

2.4 泡沫冶金学概念的提出 19

2.4.2 泡沫冶金学 21

3 泡沫基础理论概述 23

3.1 液体中气泡特性 23

3.1.1 气泡的形成 23

3.1.2 气泡在流体中上浮 25

3.2 乳化液和泡沫的分类 26

3.3.1 泡沫的形成 29

3.3 冶金熔体中的泡沫 29

3.3.2 泡沫的稳定性 30

3.4 泡沫流变学 31

3.4.1 流变学基础 31

3.4.2 泡沫流变学 32

3.5 泡沫的传输性能 34

3.5.1 泡沫的能量传输 34

3.5.2 泡沫的热量传输 34

3.5.3 泡沫的质量传输 36

3.5.4 界面湍流和马拉戈尼(Marangoni)效应 37

3.6.1 影响泡沫化的因素 38

3.6 冶金熔体的泡沫化和稳定性 38

3.6.2 冶金熔体泡沫的稳定性 39

4 泡沫冶金熔体的表面特性 40

4.1 表面(界面)张力及影响因素 40

4.1.1 表面能和表面张力 40

4.1.2 影响表面张力的因素 41

4.2 冶金熔体表面(界面)张力的测定方法 42

4.2.1 最大气泡压力法 43

4.2.2 座滴法 44

4.2.3 座滴法的误差分析 45

4.2.4 用B-A表计算体积公式的讨论 46

4.3 含氧化钛熔渣表面张力测定 47

4.3.1 座滴法的选定和垫片材料 48

4.3.2 试验设备 48

4.3.3 垫片的确定和渣样中气体的排出 49

4.3.4 预备试验 50

4.3.5 试验结果 51

4.3.6 试验时熔渣中钛的价态 53

4.4.2 试验结果 55

4.4 熔渣与TiC,TiN和Ti(C,N)的界面性质 55

4.4.1 试验方法 55

4.5 含钛熔渣界面现象结果的分析和讨论 57

4.5.1 加合规则的适用性 57

4.5.2 用总离子矩的观点分析试验结果 59

4.5.3 钛的化合物对泡沫渣的影响 60

4.6 液态金属的界面张力 62

4.7 本章小结 64

5.1 牛顿流体与非牛顿流体 66

5 泡沫冶金熔体的流变特性 66

5.2 冶金熔体的粘度 68

5.2.1 牛顿粘性定律 68

5.2.2 冶金熔体的粘度测定方法 69

5.2.3 冶金熔体的粘度 70

5.3 一种测定冶金熔体流变特性的方法 71

5.3.1 拟牛顿流体原理 71

5.3.2 实验装置 72

5.3.3 仪器常数和系统误差 73

5.4.1 试验设备及试验过程 75

5.4 试验及其结果 75

5.4.2 试验结果和数据处理 77

5.5 分析和讨论 81

5.5.1 冶金熔渣 81

5.5.2 铝熔体和硼酸熔盐 84

5.5.3 影响熔体流变特性的因素 84

5.6 本章小结 86

6.1.1 多面体泡沫实验 88

6.1 泡沫冶金熔体的冷态模拟实验 88

6 泡沫冶金熔体的分类和稳定性 88

6.1.2 球状泡沫实验 90

6.2 泡沫冶金熔体的高温模拟实验 90

6.2.1 铁水熔池终还原的泡沫渣 90

6.2.2 多面体和球状泡沫渣的高温形态 93

6.2.3 熔融铝合金的发泡实验 96

6.2.4 冶金熔体中泡沫分类标准的探讨 96

6.3 泡沫冶金熔体的稳定性和衰减 97

6.3.1 泡沫冶金熔体的稳定性 97

6.3.2 泡沫衰减动力学 98

6.4 冶金熔体发泡的性能 99

6.4.1 泡沫化指数和泡沫寿命 99

6.4.2 平均泡沫寿命 100

6.5 泡沫化指数Σ和其影响因素的探讨 102

6.5.1 泡沫化指数Σ守常普适性的探讨 102

6.5.2 影响泡沫化指数的因素 104

6.6 本章小结 105

7.1.1 试验装置 106

7.1 试验装置和预备试验 106

7 外引气源冶金熔渣的发泡性能 106

7.1.2 试验原料准备及方法 107

7.1.3 预备试验 108

7.2 试验结果和分析 109

7.2.1 泡沫化指数适用性的再讨论 109

7.2.2 添加物对泡沫化的影响 112

7.3 熔渣的流变特性与泡沫化的关系 115

7.3.1 熔渣流变特性和发泡特性的方程 115

7.3.2 熔渣流变特性和泡沫化的关系 115

7.3.3 泡沫化指数守常的条件 118

7.3.4 粘性因子数值比与发泡能力的关系 119

7.4 冶金熔体的流变方程与泡沫化方程 120

7.4.1 牛顿公式和泡沫化方程的对比 120

7.4.2 流变方程和发泡性能方程的类比 122

7.5 本章小结 123

8 内生气源硼酸盐熔体的发泡性能 125

8.1 内生气源发泡过程的方程 125

8.1.1 发泡参数和消泡参数 125

8.1.2 内生气源平均发泡寿命和强度的定义 128

8.1.3 平均发泡寿命和发泡强度的计算式 129

8.2 试验条件 131

8.3 数据处理和计算程序框图 132

8.4 计算结果和分析 134

8.5 发泡方程的收敛性和简化形式 141

8.6 内生气源引起冶金熔体泡沫化过程的定量描述 144

8.7 本章小结 146

9.1 冷态模拟实验 147

9.1.1 冷态模型中流体的相似性 147

9 铁水熔池熔融还原发泡过程的基础研究 147

9.1.2 实验设备和实验过程 149

9.1.3 冷态实验结果 149

9.2 热态模拟实验 153

9.2.1 实验设备和实验过程 153

9.2.2 热态实验结果和讨论 154

9.3 本章小结 160

10.1 发泡过程的工艺参数的研究 162

10.1.1 试验和发泡效果评价 162

10 铝合金熔体发泡过程的基础研究 162

10.1.2 试验结果 164

10.1.3 分析和讨论 165

10.2 增粘过程的基础研究 168

10.2.1 搅拌扭矩的测定方法和试验过程 168

10.2.2 试验结果和讨论 169

10.3 由搅拌扭矩研究流变特性 174

10.3.1 牛顿流体的搅拌扭矩和转速的关系 174

10.3.2 试验结果和讨论 178

10.4 本章小结 180

参考文献 182