Physical properties of refining slags
Keywords:
slag, composition, temperature, density, molar volume, surface tension, calcium, aluminium and sodium oxides, calcium fluoride, oxide to fluoride ratioAbstract
The paper presents results of studies of density, molar volume and surface tension of steelmaking refining slags of the systems CaO – Al2O3 – CaF2 (up to 25 % CaF2) and CaO – (SiO2 + Al2O3) – Na2O (up to 20 % Na2O) as a function of chemical composition, temperature and the ratios of various components. In CaO – Al2O3 – CaF2 slags the density decreases if calcium oxide is replaced with calcium fluoride and increases if calcium oxide or fluoride are replaced with aliminium oxide; in the latter case the content of calcium oxide in the melt has almost no effect on density at equal Al2O3/CaF2 ratios. For all studied compositions the molar volume has positive deviations from additivity of about 10–12 %. Replacement of calcium oxide with calcium fluoride results in a decrease of surface tension, the greater the lower is the Al2O3 content. On the contrary, replacement of calcium fluoride with aluminium oxide increases the surface tension of the slag. Calcium oxide content does not affect the surface tension at equal Al2O3 / CaF2 ratios. In the CaO – (SiO2 + Al2O3) – Na2O system increasing CaO / (SiO2 + Al2O3) ratio at constant content of sodium oxide decreases the melt density, the more noticeable the smaller is Na2O concentration. Increasing Na2O content decreases density. The relative excess molar volume of the melts may be both negative and positive depending on structural changes in the slag.
References
Смирнов, Н.А. Оптимизация технологии десульфурации стали на установке ковш-печь // Электрометаллургия. – 2004. – № 1. – С. 20–28.
Атлас шлаков: пер. с нем. – М.: Металлургия, 1985. – 208 с.
Магидсон, И.А. Плотность и молярный объём рафинировочных шлаковых расплавов / И.А. Магидсон, А.В. Басов, Н.А. Смирнов // Электрометаллургия. – 2002. – № 9. – С. 15–22.
Магидсон, И.А. Плотность и поверхностное натяжение высокоизвестковых расплавов системы CaO – Al2O3 – CaF2 / И.А. Магидсон, А.В. Басов, Н.А. Смирнов // Известия вузов. Черная металлургия. – 2005. – № 1. – С. 19–23.
Плотность и поверхностное натяжение оксидно-фторидных расплавов системы CaO – Al2O3 – CaF2 – Na2O / А.В. Басов, И.А. Магидсон, Н.А. Смирнов, В.В. Скуднов // Расплавы. – 1989. – № 3. – С. 52–57.
Магидсон, И.А. Объёмные и поверхностные свойства окислительных известково-хромистых и известково-железохромистых шлаков / И.А. Магидсон, А.В. Басов, Н.А. Смирнов // Известия вузов. Черная металлургия. – 1996. – № 11. – С. 21–24.
Магидсон, И.А. Плотность и молярный объём оксидно-фторидных рафинировочных расплавов / И.А. Магидсон, А.В. Басов, Н.А. Смирнов // Расплавы. – 2002. – № 6. – С. 73–83.
Смирнов, Н.А. Оптимизация составов шлаковых смесей для внепечного рафинирования стали / Н.А. Смирнов, М.Г. Разина, И.А. Магидсон // Известия вузов. Черная металлургия. – 1997. – № 11. – С. 21–24.
Плотность и молярные объёмы рафинировочных шлаковых расплавов, содержащих оксид натрия / И.А. Магидсон, А.В. Басов, Н.А. Смирнов, М.В. Езова // Электрометаллургия. – 2007. – № 6. – С. 35–40.
Магидсон, И.А. Плотность и молярный объём расплавов системы CaO – Al2O3 – SiO2 (+ Na2O) / И.А. Магидсон, А.В. Басов, Н.А. Смирнов // Известия вузов. Черная металлургия. – 2007. – № 5. – С. 8–13.
Магидсон, И.А. Поверхностное натяжение рафинировочных шлаковых расплавов системы CaO – Al2O3 – CaF2 / И.А. Магидсон, А.В. Басов, Н.А. Смирнов // Электрометаллургия. – 2005. – № 12. – С. 12–19.
