Động Kỹ Thuật Mạ Kẽm Trong Bể Thép Nóng Khuấy Bằng Bọt

Metallurgical and Materials Transactions B - Tập 53 - Trang 1308-1319 - 2022
Zhongfu Cheng1, Abdul Khaliq2,3, Bart Blanpain1, Muxing Guo1
1Department of Materials Engineering, KU Leuven, Leuven, Belgium
2College of Engineering, University of Ha’il, Ha’il, Saudi Arabia
3School of Engineering, RMIT University, Melbourne, Australia

Tóm tắt

Động học của quá trình mạ kẽm từ xỉ fayalit thông qua việc khuấy bằng hỗn hợp khí không khí-CH4 đã được nghiên cứu thông qua các thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm. Ảnh hưởng của các tham số quy trình, bao gồm bổ sung carbon, lưu lượng khí, thành phần xỉ và nhiệt độ đến tốc độ mạ kẽm đã được xác định. Một mô hình động học của quá trình mạ kẽm trong bể khuấy bằng bọt được phát triển dựa trên hiểu biết về bước kiểm soát tốc độ của quá trình mạ kẽm, và hệ số truyền khối thể tích kla được xác định bằng cách điều chỉnh với dữ liệu thí nghiệm. Hệ số kla lý thuyết được tính toán thêm để tăng cường hiểu biết về ảnh hưởng của lưu lượng khí đến động học mạ kẽm. Các kết quả cho thấy rằng quá trình mạ kẽm bao gồm một giai đoạn mạ kẽm không ổn định và một giai đoạn mạ kẽm chính, và kla trong giai đoạn sau phù hợp tốt với mô hình động học của quá trình mạ kẽm Zn. Sự truyền khối của ZnO trong pha lỏng, có liên quan chặt chẽ đến lưu lượng khí, có khả năng là bước kiểm soát tốc độ. Mô hình có thể được mở rộng để mô phỏng các hệ thống mạ kẽm khuấy bằng bọt và tối ưu hóa các tham số quy trình của các thiết lập quy mô phòng thí nghiệm và công nghiệp.

Từ khóa

#mạ kẽm; động học mạ kẽm; bể khuấy; xỉ fayalit; quá trình truyền khối

Tài liệu tham khảo

E. Jak and P. Hayes: Can. Metall. Q., 2002, vol. 41(2), pp. 163–74. E. Jak, B. Zhao, P.C. Hayes, S. Degterov, and A.D. Pelton: Metall. Trans. B., 2000, vol. 31B(4), pp. 621–30. S. Jahanshahi and S. Wright: Metall. Trans. B., 2017, vol. 48(4), pp. 2057–66. R.G. Reddy, V.L. Prabhu, and D. Mantha: High. Temp. Mater. Process., 2002, vol. 21(6), pp. 377–86. K. Verscheure, M. Van Camp, B. Blanpain, P. Wollants, P. Hayes, and E. Jak: Metall. Trans. B., 2007, vol. 38(1), pp. 13–20. R.C. Bell, G.H. Turner, and E. Peters: TMS-AIME., 1955, vol. 203, pp. 472–7. H.H. Kellogg: TMS-AIME., 1967, vol. 239, pp. 1439–49. R.J. Grant and L.J. Barnett: in South Australia Conference 1975, Australas. I.M.M., Melbourne, 1975, pp. 247–65. A.I. Evdokimenko, R.Z. Khobdabergenov, A.P. Sosnin, S.P. Golger, and N.A. Kolesnikov: Soviet J. Non-Ferrous Metals., 1977, vol. 18(11), pp. 62–5. M.A. Glinkov, A.V. Grechko, J.N. Nevedomskaya, V.V. Kobakhidze, and V.P. Bystrov: Soviet J. Non-Ferrous Metals., 1971, vol. 12(7), pp. 16–9. E.S. Gnatovskii, A.I. Evdokimenko, V.V. Kotlyarenko, and I.V. Savin: Soviet J. Non-Ferrous Metals., 1970, vol. 11(5), pp. 27–30. E.N. Mazurchuk, L.G. Lavrov, A.V. Vanyukov, V.Y. Zaitsev, and O.B. Bystrova: Soviet J. Non-Ferrous Metals., 1970, vol. 11(4), pp. 28–31. R. Suzuki, S. Goto, and K. Azuma: J. Fac. Eng., Univ. Tokyo (B)., 1970, vol. 30(3), pp. 247–87. G.G. Richards, J.K. Brimacombe, and G.W. Toop: Metall. Trans. B., 1985, vol. 16B(3), pp. 513–27. G.G. Richards and J.K. Brimacombe: Metall. Trans. B., 1985, vol. 16B(3), pp. 529–40. S.L. Cockcroft, G.G. Richards, and J.K. Brimacombe: Can. Metall. Q., 1988, vol. 27(1), pp. 27–40. S.L. Cockcroft, G.G. Richards, and J.K. Brimacombe: Metall. Trans. B., 1989, vol. 20B, pp. 227–35. J. Peter, K.D. Peaslee, D.G.C. Robertson, and B.G. Thomas: Proc. AISTech., 2005, vol. 1, pp. 959–73. K.J. Graham and G.A. Irons: Iron Steel Technol., 2009, vol. 6, pp. 164–73. A. Harada, N. Maruoka, H. Shibata, and S. Kitamura: ISIJ Int., 2013, vol. 53, pp. 2110–17. M.A. Van Ende and I.H. Jung: Metall. Mater. Trans. B., 2017, vol. 48B(1), pp. 28–36. P. Yan, L. Pandelaers, L. Machiels, Y. Pontikes, D. Geysen, M. Guo, and B. Blanpain: Min. Process. Extr. Metall., 2015, vol. 124(2), pp. 76–82. R. Ding, B. Blanpain, P. Jones, and P. Wollants: Metall. Mater. Trans. B., 2000, vol. 31B(1), pp. 197–206. M.A. Van Ende, Y.M. Kim, M.K. Cho, J. Choi, and I.H. Jung: Metall. Mater. Trans. B., 2011, vol. 42B(3), pp. 477–89. M.A. Van Ende and I.H. Jung: CAMP-ISIJ., 2015, vol. 28, pp. 527–30. P. Rollbusch, M. Becker, M. Ludwig, A. Bieberle, M. Grünewald, U. Hampel, and R. Franke: Int. J. Multiph. Flow., 2015, vol. 75, pp. 88–96. R. Maceiras, E. Álvarez, and M.A. Cancela: Chem. Eng. J., 2010, vol. 163(3), pp. 331–36. C. Tang and T.J. Heindel: Chem. Eng. Sci., 2004, vol. 59(3), pp. 623–32. B. Van Tran, S.I. Ngo, Y.I. Lim, W. Kim, K.S. Go, and N.S. Nho: Comput. Aided Chem. Eng., 2018, vol. 44, pp. 313–8. P. Vadász, M. Havlík, and V. Daněk: Cent. Eur. J. Chem., 2006, vol. 4(1), pp. 174–93. Z. Jin, H. Yang, J. Lv, L. Tong, G. Chen, and Q. Zhang: JOM., 2018, vol. 70(8), pp. 1430–36. N. Kantarci, F. Borak, and K.O. Ulgen: Process Biochem., 2005, vol. 40(7), pp. 2263–83. R. Krishna and J. Ellenberger: AIChE J., 1996, vol. 42, pp. 2627–34. I.G. Reilly, D.S. Scott, T.J.W. De Bruijn, and D. MacIntyre: Can. J. Chem. Eng., 1994, vol. 72, pp. 3–12. H.M. Letzel, J.C. Schouten, R. Krishna, and C.M. Van den Bleek: Chem. Eng. Sci., 1999, vol. 54(13–14), pp. 2237–46. M. Sano and K. Mori: Trans. JIM., 1976, vol. 17, pp. 344–52. R. Higbie: Trans. Inst. Chem. Eng., 1935, vol. 31, pp. 365–89. C.C. Maneri and H.D. Mendelson: AIChE J., 1968, vol. 14, pp. 295–300. W. Duan, Y. Gao, Q. Yu, T. Wu, and Z. Wang: Energy., 2019, vol. 183, pp. 1233–43. S. Kara, B.G. Kelkar, Y.T. Shah, and N.L. Carr: Ind. Eng. Chem. Process. Des. Dev., 1982, vol. 21, pp. 584–94. K. Koide, A. Takazawa, M. Komura, and H. Matsunga: J. Chem. Eng. Jpn., 1984, vol. 17, pp. 459–66. Y.T. Shah, B.G. Kelkar, S.P. Godbole, and W.D. Deckwer: AIChE J., 1982, vol. 28, pp. 353–79.