Comprehensive study of rheological and surface properties of the selected slag system in the context of its internal structure

Estudio exhaustivo de las propiedades reológicas y superficiales del sistema de escorias seleccionado en el contexto de su estructura interna

Se investigaron experimentalmente las propiedades reológicas (viscosidad dinámica, curvas de flujo) y superficiales (tensión superficial) del sistema de escoria real. Las mediciones de la viscosidad dinámica se realizaron con el viscosímetro de alta temperatura Anton Paar FRS 1 600. Para la medición de la tensión superficial se utilizó el método de la gota sésil. Para medir la tensión superficial se utilizó el método de la gota sésil. La tensión superficial y la viscosidad dinámica se midieron en el intervalo de temperaturas de 1 200 a 1 600 °C. Las características estructurales de las muestras seleccionadas se determinaron mediante difracción de rayos X (DRX). Las muestras para el análisis se prepararon mediante enfriamiento rápido. Los valores de viscosidad dinámica y tensión superficial determinados experimentalmente se compararon con los resultados del análisis de fases por difracción de rayos X.

INTRODUCCIÓN

Las propiedades reológicas y superficiales de los fundidos de óxidos inorgánicos representan en la industria metalúrgica uno de los criterios de eficacia del proceso de producción, no sólo en términos de calidad del producto, sino también desde un punto de vista económico. Los sistemas de óxidos inorgánicos fundidos representan desde el punto de vista fisicoquímico complicados sistemas policomponentes. La formación de escoria fundida es el resultado de un proceso complejo que consiste principalmente en la fusión y disolución de los constituyentes iniciales de la mezcla heterogénea, acompañada de una serie de reacciones químicas. Cabe suponer que, además de los cambios de temperatura en la estructura de la fase homogénea, las propiedades de este sistema heterogéneo se ven influidas considerablemente también por la cantidad variable de la fase sólida segregada. Para tales sistemas altamente heterogéneos es imposible derivar incluso en el estado fundido algunas propiedades fisicoquímicas, que dependen entre otras cosas de la temperatura (viscosidad, tensión superficial) sólo sobre la base de la energía cinética de las partículas, como se puede hacer en el caso de líquidos simples, pero es necesario tener en cuenta también la precipitación y desaparición de fases individuales sobre la base de condiciones especificadas con precisión.

Existen varios modelos teóricos para calcular la viscosidad [1-3] o la tensión superficial [4, 5] de los sistemas de escoria. Su desventaja básica consiste, sin embargo, en su escasa compatibilidad con el carácter asociado de la masa fundida y la falta de respeto a las precipitaciones de fases.