Surface tension of expanded slag from steel manufacturing in electrical furnace

Tensión superficial de la escoria expandida de la fabricación de acero en horno eléctrico

En el artículo se realizó una investigación sobre la tensión superficial de la escoria del proceso de obtención de acero en el horno eléctrico. La fusión en el crisol de fusión de grafito provocó la formación de espuma en la escoria. La medición de la tensión superficial se lleva a cabo con el método de rechazo. Realizan la medición de la potencia máxima necesaria para que el líquido rechace de la superficie el elemento de trabajo del aparato. La investigación se llevó a cabo en la temperatura de 1 673 - 1 723 K. Los resultados de las mediciones permitieron determinar la tensión superficial de la escoria, que en el ámbito analizado de la temperatura se está cambiando de 454 a 345 mN-m^-1.

INTRODUCCIÓN

La tensión superficial de la escoria influye considerablemente en la cinética de las reacciones que tienen lugar en los límites de las fases escoria líquida - metal líquido, cuando se libera una fase gaseosa, para diversos tipos de procesos de refinado de metales realizados con escorias sintéticas, la reacción de corrosión en el revestimiento del horno o cuchara bajo el impacto de escorias, etc. [1].

Sin embargo, en el ámbito de dichos procesos, el tema de interés práctico de un metalúrgico o un fundidor no es sólo la mera tensión superficial, sino también la tensión interfacial en los límites de fase entre, por ejemplo, la escoria y las inclusiones, la escoria y el metal, la escoria y el revestimiento, la aleación líquida y la arena de moldeo, etc. [1].

El área de la interfaz y los fenómenos que tienen lugar en ella son cruciales para numerosos procesos de fabricación a alta y baja temperatura [2].

La velocidad de un proceso heterogéneo que tiene lugar en el límite de la interfase es directamente proporcional al área de la interfase, por lo que los últimos métodos de fabricación y refinado de metales suponen ser realizados en reactores metalúrgicos dinámicos. El parámetro de calidad del proceso es tan importante como la superficie. Los fenómenos que se producen en la interfase pueden ser decisivos para la velocidad de todo el proceso [2]. Sin embargo, en función de las condiciones pertinentes, pueden aumentar o disminuir la velocidad hasta detener por completo el proceso.

La tensión de los metales líquidos es superior a la de los líquidos, y su valor se sitúa en un amplio intervalo de 400 mN-m^-1 a 1 900 mN-m^-1 [2-6]. La tensión superficial de la escoria líquida y sus soluciones es inferior a la de los metales líquidos y alcanza el valor de 100 mN-m^-1 a 500 mN-m^-1 [7 - 12].