张广君 张小辉

摘要： 在金属冶炼过程中，燃料燃烧产生的烟气和过量空气会在熔体中产生气泡，气泡在熔体中的运动特性会对金属的冶炼效果产生重要的影响。冶炼过程中高温、密闭的冶炼条件以及熔体内气泡运动的复杂性给气泡运动的研究带来了巨大的困难。为了进一步研究气泡在熔体中的运动特性，数值模拟的应用显得至关重要，对提高金属冶炼效率提供给了有效的技术支撑。

Abstract： In the process of metal smelting， the smoke and excess air generated by fuel combustion will produce bubbles in the melt，and the movement characteristics of the bubbles in the melt will have an important impact on the smelting effect of the metal. The high temperature， closed smelting conditions and the complexity of bubble motion in the process of smelting bring great difficulties to the study of bubble motion. In order to further study the movement characteristics of bubbles in the melt， the application of numerical simulation technology is very important， which provides a solid technical support for improving the efficiency of metal smelting.

關键词： 金属冶炼；气泡；运动特性；数值模拟

Key words： metal smelting；bubble；motion characteristics；numerical simulation

中图分类号：TF111 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）10-0231-02

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在金属冶炼过程中，为促进熔炼过程中化学反应的有效进行，加快金属熔体和渣的分离，常常会向熔体内喷入惰性气体，惰性气体与燃料燃烧后产生的烟气相混合在熔体内形成气泡，气泡在熔体中不断运动，对熔体产生搅拌作用，从而优化熔炼的效果，提高熔炼的效率。气泡在金属熔体中的运动特性对冶炼效率和冶炼效果有着十分重要的影响[1]。

熔体中的气泡运动十分复杂，在鼓风翻腾的熔炉中，熔体的流动状态非常剧烈且杂乱无章，加剧了气泡运动的随机性和复杂性[2]。忽略熔体内复杂的化学反应，较常规流体而言，熔体的密度较大，气泡在熔体内受到的压力较大，熔池内不同深度间的压力差也非常大，气泡在上升过程中的压力变化比在常规流体中大得多，加剧了气泡在上升过程中的体积变化，提高了气泡形变的复杂性，同时较大的压力使气泡更容易发生碎裂现象，气泡分散后形成的小气泡继续对熔体进行搅动作用，使其运动现象更加复杂难测[3]。……