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Measurements of slag emulsification in gas-stirred ladles were carried out in cold-model systems of different geometric sizes. Detaching of slag droplets -necessary for efficient emulsification -only takes place if the flow velocity at the slag/metal interface exceeds a certain level. The use of a centric nozzle leads at high gas flow rates to considerably larger degrees of emulsification than eccentric stirring. The reason of this phenomenon is that the recirculation flow during centric gas injection transports larger amounts of emulsified droplets into deeper regions of the melt while during eccentric stirring there is more time for reseparation of slag droplets into the top slag. Comparing emulsification results with mass-transfer measurements, the dependence between rate constants as well as degrees of emulsification and Froude number shows similar behaviour. Emulgierung und Stoffiibergang in der Pfannenmetallurgie. An Kaltmodellsystemen unterschiedlicher geometrischer Abmessungen wurden Messungen zur Schlackenemulgierung in gasgeruhrten Pfannen durchgefUhrt. Das fUr eine wirksame Emulgierung notwendige AbreiBen von Tropfen aus der zusarnrnenhanqenden Schlackenphase ist erst nach Oberschreiten einer krltischen Stromungsgeschwindigkeit an der Grenzflache Schlacke/Metall rnoqlich. Die Verwendung einer zentrischen Elnblasduse liefert bei hoheren Gasvolurnenstrornen deutlich groBere Emulgierungsgrade als das exzentrische Gaseinblasen. Die Ursache hierfur liegt darin, daB beim zentrischen Huhren einmal emulgierte Tropfen eher von der Umlaufstromung in tiefere Bereiche transportiert werden, wah rend beim exzentrischen Einblasen mehr Zeit zum vorzeitigen Wiederabscheiden in die Topschlacke zur Verfugung steht, Vergleiche der Emulgierungsmessungen mit Ergebnissen von Stoffuberqanqsrnessunqen zeigen gute Obereinstimmungen hinsichtlich der Abhangigkeit des Emulgierungsgrades und der Geschwindigkeitskonstanten von der Froude-Zahl.

At high gas‐stirring rates of liquid metals in ladles covered with slag emulsification of slag droplets into the metal melt occurs. Emulsification intensifies the rate of slag‐metal extracting reactions. A theoretical model of the emulsification process was developed. The equilibrium between buoyancy, surface, and inertial force at the location where the slag droplets are formed determines the critical liquid metal velocity for drop formation. The amount of droplets formed per time depends on the flow of kinetic energy in the thin slag layer accelerated by momentum transfer from metal to slag. Experiments on a water model were carried out to determine the drop sizes, the number of droplets formed per time and the drop flow paths. Consequences for the amount of emulsification in steel melts are drawn.

Model experiments on mass transfer in gas-stirred ladles were carried out in reactors of different geometric dimensions. The model system consists of: water, cyclohexan as model slag, iodium as element to be extracted from water into slag phase, and compressed air as stirring gas. The experimental results show that when using an eccentric bottom nozzle, rate constants of mass transfer are always smaller than with centric gas injection. Centric stirring leads to comparatively larger increases of rate constants if a certain gas flow rate is exceeded. Both results can be explained by different emulsification conditions of slag phase. Theoretical calculations of residence times show that mainly the emulsification of small droplets taken along by the recirculation flow is responsible for accelerations of mass transfer in gas-stirred ladles. Modellversuche zum Stoffubergang in der Pfannenmetallurgie. Modellversuche zum Stoffuberqanq wurden in Reaktoren unterschiedlicher geometrischer Abmessungen durchgefUhrt. Das Modellsystem besteht aus: Wasser, Cyclohexan als Modellschlacke, Jod als zu extrahierender Stoff und PreBluft als Ruhrgas. Die Versuchsergebnisse zeigen, daB bei Verwendung einer exzentrischen Bodenduse die Geschwindigkeitskonstanten des Stoffuberqanqs stets niedriger Iiegen als beim Gasruhren mit zentrischer Duse. Nach Oberschreiten einer bestimmten Gasmenge ist beim zentrischen Gaseinblasen ein vergleichsweise starkerer Anstieg der Geschwindigkeitskonstanten festzustellen. Beide Befunde k6nnen durch unterschiedliche Emulgierungsbedingungen der Schlackenphase erklart werden. Theoretische Rechnungen zur Verweilzeit zeigen, daB im wesentlichen die Emulgierung kleiner, von der Umlaufstr6mung mitgenommener Schlacketropfen fUr die starke Beschleunigung des Stoffaustausches in gasgeruhrten Pfannen verantwortlich ist.