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Model experiments of mixing in steel ladles with continuous addition of the substance to be mixed

机译：连续添加要混合的物质在钢包中混合的模型实验

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The process of alloying steel melts in ladles consists of the three partial steps alloy addition, alloy solution, and alloy mixing. Addition and dissolution together can be simulated approximately by continuous addition of a dissolved substance to be mixed. In this way, the mixing process during alloying can be captured separately. The process was studied in model experiments with continuous addition of NaCl solution to water in a 0.18 m~3 cylindrical acrylic glass vessel. The water was stirred by air injection through an eccentrically positioned nozzle in the bottom. The added amount of NaCl was 40 cm~3 of a 20% aqueous solution. The addition time was varied. The NaCl concentration in the water vessel was continuously measured with electrical conductivity probes at 12 different positions. From the thus obtained concentration-vs.-time curves, the mixing times were determined. They were studied for stirring gas rates between 100 and 700 cm~3/min(STP) and for various addition times of the indicator. The measured mixing times depended on the gas stirring rate. They were also functions of the indicator addition time and decreased with increasing addition time until they became zero or negative. Trials where NaCl was added in form of a melting, NaCl containing ice sphere, yielded negative mixing times, which means that melting is slower than mixing. A theoretical model to describe mixing with continuous addition is presented. Besides the measurement of the mixing process, the three main flow directions of the indicator solution when it leaves the injection nozzle were documented by a video camera. They were associated to the concentration curves measured at the conductivity probes to which the flow was directed. It was found that concentration maxima occurred on the curves when the flow was directed to the respective measuring probe. The duration of the maxima coincided almost always with the duration of the flow directions.%Der Prozeß des Legierens von Stahlschmelzen in Pfannen besteht aus den drei Teilschritten Legierungszugabe, Legierungsauflösung und Legierungsvermischung. Zugabe und Auflösung zusammen können näherungsweise durch die kontinuierliche Zugabe einer gelösten Substanz, die vermischt werden soll, simuliert werden. Dadurch läßt sich der Mischungsprozeß beim Legieren getrennt erfassen. Der Prozeß wurde in Modellversuchen mit kontinuierlicher Zugabe von NaCl-Lösung zu Wasser in einem 0,18 m~3 Plexiglaszylinder studiert. Das Wasser wurde durch Einblasen von Luft durch eine exzentrisch im Boden befindliche Düse gerührt. Die zugegebene Menge NaCl war 40 cm~3 einer 20%igen wäßrigen Lösung. Die Zugabezeit wurde variiert. Die NaCl-Konzentration in dem Wasserbehälter wurde mit Sonden für die elektrische Leitfähigkeit kontinuierlich an 12 verschiedenen Positionen gemessen. Aus den damit erhaltenen Konzentrations-Zeit-Kurven wurden die Mischzeiten bestimmt. Sie wurden für Gasflußraten zwischen 100 und 700 cm~3(i.N.)/min und für verschiedene Zugabezeiten der Indikatorlösung untersucht. Die gemessenen Mischzeiten hingen von der Gasrührrate ab. Sie waren außerdem Funktionen der Zugabezeit der Indikatorlösung und verringerten sich mit wachsender Zugabezeit bis sie schließlich Null oder negativ wurden. Versuche, bei denen das NaCl in Form einer schmelzenden NaCl-haltigen Eiskugel zugegeben wurde, lieferten negative Mischzeiten, was bedeutet, daß das Schmelzen langsamer vor sich geht als das Mischen. Ein theoretisches Modell zur Beschreibung der Vermischung mit kontinuierlicher Zugabe wird vorgestellt.
机译：钢包中钢水的合金化过程包括三个部分：合金添加，合金溶液和合金混合。大约可以通过连续添加要混合的溶解物质来近似模拟添加和溶解。这样，合金化过程中的混合过程可以单独捕获。通过在0.18 m〜3圆柱形丙烯酸玻璃容器中向水中连续添加NaCl溶液的模型实验研究了该过程。通过底部偏心定位的喷嘴注入空气来搅拌水。 NaCl的添加量为40cm 3的20％水溶液。添加时间有所不同。用电导率探针在12个不同位置连续测量水容器中的NaCl浓度。根据如此获得的浓度-时间曲线，确定混合时间。研究了它们在100至700 cm〜3 / min（STP）之间的搅拌气体速率以及指示剂的各种添加时间。测得的混合时间取决于气体搅拌速率。它们也是指标添加时间的函数，并随着添加时间的增加而减小，直到变为零或负数。以熔融形式添加NaCl的试验（包含NaCl的冰球）产生负混合时间，这意味着熔融比混合慢。提出了描述连续添加混合的理论模型。除混合过程的测量外，指示剂溶液离开喷嘴时的三个主要流动方向由摄像机记录下来。它们与流量指向的电导率探针上测得的浓度曲线相关。发现当流量被引导到相应的测量探针时，在曲线上出现浓度最大值。最大值的持续时间几乎总是与流动方向的持续时间重合。％DerProzeßdes Legierens von Stahlschmelzen在Pfannen besteht aus den drei Teilschritten Legierungszugabe，Legererungsauflösung和Legierungsvermischung中。 Zugabe undAuflösungzusammenkönnennäherungsweisedurch die kontinuierliche Zugabe einergelöstenSubstanz，Vermischt werden soll，simuliert werden。达赖希（Legieren）地区的Dadurch博物馆。 Einem的NaCl-Lösungzu Wasser模型中的DerProzeßwurde，0.18 m〜3 Plexiglaszzylinder研究对象。 Das Wasser wurde durch Einblasen von Luft durch eine exzentrisch im Boden befindlicheDüsegerührt。 Die zugegebene Menge NaCl war 40 cm〜3 einer 20％igenwäßrigenLösung。 Die Zugabezeit wurde variiert。 Nade-Konzentration在dasseWasserbehälterwulde mit Sondenfürdie elektrischeLeitfähigkeitkontinuierlich和12 verschiedenen Positionen珠宝中。 Aus den damit erhaltenen Konzentrations-Zeit-Kurven wurden die Mischzeiten bestimmt。 Sie wurdenfürGasflußratenzwischen 100 und 700 cm〜3（i.N。）/ min und in verschiedene Zugabezeiten derIndikatorlösunguntersucht。 Die gemessenen Mischzeiten铰链von derGasrührrateab。您可以在Zugabezeit bis sieschließlich的Funktionen der Zugabezeit derIndikatorlösung和Verringerten商店中获得零收益。 Versuche，Bei denen das NaCl的形式为einer schmelzenden NaCl-haltigen Eiskugel zugegeben wurde，lieferten阴性Mischzeiten是bedeutet，daßdas Schmelzen langsamer vor sich geht als das Mischen。 Ein理论解释了Zugabe wird vorgestellt的模型。

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