Bubbling Behaviour in Molten Metals

Abstract

Recent cineradiographic observations of gas injection into liquid metals plus bubble frequency measurements are used to develop a sequential mechanism for bubble growth and release from non-wetted nozzles at low gas flow rates. The bubble volumes at release are consistent with results in iron-carbon alloys over a wide range of variables, and are much larger than would be expected on the basis of aqueous systems. This is because all previous work in aqueous systems has been conducted with wetted nozzles. Paraffin was used as a non-wetting nozzle to simulate pyrometallurgical situations and the bubbles then spread across the nozzles in a similar manner to that for liquid metals. However, bubbles were still much smaller than those found in metallic systems. The implications of these findings on water modelling of pyrometallurgical gas injection operations are discussed.

Résumé

Des observations cinéradiographiques récentes de l'injection de gaz dans les metaux liquides ainsi que des mesures de frequence des bulles sont utilisées pour développer un mécanisme séquentiel de la croissance et du détachement des bulles à partir de l'extrémité de lances non-mouillées et pour de faibles débits de gaz. Lors du détachement, les volumes des bulles sont consist ants avec ceüx obtenus pour des alliages fer-carbone dans un vaste domaine de variables, et sont beaucoup plus importants que ceux auxquels on pourrait s'attendre en se fondant sur les systèmes aqueux. Ceci parce que tous les travaux précédents faits sur les systèmes aqueux ont été conduits avec des extrémités de lances mouillées. Pour simuler les conditions pyrométallurgiques, la paraffine fut utilisée comme lance non-mouillante et les bulles s'étendaient alors d'une manière semblable à celle observée pour les métaux liquides. Cependant, les bulles étaient encore beaucoup plus petites que celles trouvées dans les systèmes métalliques. Les implications de ces résultats sur les modéles à eau des opérations pyrométallurgiques d'injection de gaz sont discutées.