若手研究者による素材研究の展開Ⅱ

2:05 PM - 2:35 PM JST(5:05 AM - 5:35 AM UTC)

[B1-3] ガス流通時における熔融メタル－スラグ界面の張力不安定性と分散メカニズムの解明

^○夏井俊悟, 高井比文, 熊谷剛彦, 菊地竜也, 鈴木亮輔 (北海道大学)

司会:山口勉功(岩手大学)

Keywords:

molten metal,slag,gas bubble entrainment,liquid/liquid interface,particle based simulation,computational fluid dynamics(CFD)

熔融メタル-スラグ界面での更なる反応効率向上および懸垂による生産性ロスの減少のためには、界面流動の動的な理解に基づいた制御が今後ますます重要となる。本現象は、高温場の直接観察が困難かつ多くの物性値に依存する複雑な物理機構であり、融体物性と二相分離の動的挙動について未だ十分に知見の拡充がなされていない。本研究では、まずSn-(KCl-LiCl)-Ar系をモデル系として流れ場の可視化実験を行い、スラグ中のメタル分散挙動に関する検討を行った。同時に、自由表面を含む流体運動を記述でき、分散相解析への適用が期待されている粒子法シミュレーションモデルを用いて、3次元的非定常計算に基づいた流れ場の数値解析を行った。これにより、スラグ中のメタルの分散は、気泡上昇によってスラグ中に貫入したメタル相の張力不安定性によって引き起こされ、界面張力に依存することを明らかにした。また、本モデルは実験系における移流現象の高い再現性を有し、さらなる解像度向上により実炉内現象を正確に予測することが期待される。

<a href="http://confit-fs.atlas.jp/customer/mmij2014b/pdf/B1-3.pdf" target="_blank"></a>