电弧炉冶炼过程中产生的粉尘含有大量有毒物质,这些粉尘无论在运输过程中还是堆积存放过程中都会造成环境污染。此外,在电弧炉冶炼车间产生粉尘的位置较多,患呼吸系统疾病人数占据钢厂中发病率的比例最高。选用除尘器以及填埋方式处理电弧炉粉尘都无法避免或消除粉尘的产生。本文以CO产生的气泡破裂导致粉尘产生的机理为理论基础,从源头减少粉尘产生量为目的,研究了气泡在熔体中迁移行为以及其飞溅破裂的影响因素,提出控制电弧炉粉尘产生的措施,为电弧炉冶炼工艺中控制粉尘产生提供理论指导。采用HX-7高速摄像机(日本NAC公司)拍摄气泡在静水中运动轨迹,钢渣界面运动行为以及在渣液面运动行为过程;定量探讨气泡在不同吹气时间、气量、收集装置高度等工艺因素情况下,对液滴(即粉尘)产生量的影响以及气泡形状等物理性质的变化情况。研究结果表明,气泡在熔体的表面行为主要包括:气泡在液面移动、表面气泡融合、膜状液滴的产生和飞溅液滴的产生。气泡大小随着底吹孔径的增大而增大,气泡上升过程中,不断的翻转,并且气泡越大运动轨迹演变的越剧烈。气泡移动时间随着溶液粘度指数增加而增长,粘度越大,气泡在液体表面到破裂时间越长。液体粘度指数越低,气泡在表面越不稳定,容易破裂;随着粘度指数的增加,表面气泡易于融合;当粘度指数进一步增大,气泡相互接触,但并不融合为整体,直到破裂。适当增大渣层粘度,可能会防止液滴飞溅,避免粉尘的产生。食用油粘度较小,气泡在水-油界面基本直接通过,经历时间较短,并且带起一段较长的液体,其高度约为41.5mm。气泡大小随着底吹孔径的增大而逐渐增大,其增加量逐渐变小。气泡越小,其形状越稳定,基本呈现正圆形,气泡越大,越容易发生变形。气泡速度与半径的平方根成正比例关系,随着气泡半径的增大,气泡平均速度略有增加。收集板大于12mm高度,吸收飞溅液滴含量随着高度增加变化较小,可能是因为其仅吸收破裂小颗粒膜状液滴。底吹气量的增加,容易导致粉尘的产生。渣粘度指数越大,越不利于粉尘的产生。并且,粘度指数越大,产生粉尘的量随着渣厚度的增加而减小;粘度指数越小,产生粉尘量随着厚度的增大,在能吹开液面过程中逐渐减小,在不能吹开过程中,先增大然后趋向一定范围内波动。并且粘度指数较大的渣层,不容易被吹开,形成钢液裸露而被二次氧化,防止粉尘的产生,应该选择粘度指数较大,厚度较高的渣液。