Viscosity and crystallization temperature of ferroalloy slags from Kazakhstan ore

Viscosidad y temperatura de cristalización de escorias de ferroaleaciones de mineral de Kazajstán

En el artículo se describe la investigación experimental con mezclas sintéticas que imitan escorias típicas de ferroaleaciones. Las muestras que imitan las escorias de ferrocromo de alto contenido en carbono, ferrotitanio y ferromanganeso de alto contenido en carbono se fabricaron con reactivos de calidad analítica mezclándolos y fundiéndolos en un horno de resistencia. La viscosidad de la escoria se midió con viscosímetro vibratorio eléctrico en el intervalo de temperaturas de 0 - 1 800 °C. Basándose en los resultados de la investigación, se recomienda utilizar escorias de mayor basicidad junto con adiciones específicas (fundentes) que reduzcan la viscosidad y el punto de fusión de la escoria.

INTRODUCCIÓN

Las propiedades físicas de la escoria de ferroaleaciones son de gran importancia para la eficiencia de la fundición de ferroaleaciones, ya que la recuperación de óxidos en estado líquido está limitada por su difusión en la escoria [1]. La química de las escorias puede describirse generalmente mediante el sistema CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO.

Es evidente que la escoria desempeña un papel tecnológico importante en la fundición de ferroaleaciones, teniendo un impacto directo en la calidad del metal. La viscosidad y el punto de cristalización son algunas de las características más importantes de las escorias.

La viscosidad dinámica de un líquido homogéneo h define una fricción viscosa entre sus capas separadas de espesor infinitesimal que se desplazan a distintas velocidades [2]. La viscosidad (t_Cr) a temperaturas por debajo del punto de solidificación - es aparente ya que no refleja la verdadera fuerza de fricción interna. Aún así, es necesario conocerla para caracterizar la movilidad de sistemas heterogéneos [2-4].

El objetivo del trabajo fue determinar las características de viscosidad de escorias típicas de ferroaleaciones domésticas en el rango de temperaturas del proceso de fundición.

Se realizó una serie de experimentos a alta temperatura con escorias sintéticas en un horno de resistencia. Teniendo en cuenta que la presencia de inclusiones metálicas y extrañas complica el estudio de las escorias reales, utilizamos mezclas sintéticas que imitan la química de las escorias industriales.

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

La viscosidad de la escoria se midió mediante viscosímetro vibratorio eléctrico en el horno de resistencia con calentador de carbón. La mezcla de escoria previamente molida (15 - 20 gramos) se colocó en un crisol de molibdeno de 17 mm de diámetro interior y 30 mm de diámetro exterior y 60 mm de altura. El crisol se situó en la zona isotérmica del calentador de carbón.