Modeling Physicochemical Properties of Mold Slag

• Autorzy: Kalisz D.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0024

Warianty tytułu

PL

Modelowanie właściwości fizykochemicznych żużli krystalizatorowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper deals with the mathematical modeling of physicochemical properties of mold slag such as: viscosity, surface tension, temperature liquidus, basicity. Computer simulation of slag viscosity was made by the Nakamoto structural model. The effect of addition CaF₂ to the mold slag was estimated by using of Urbain model. The results were compared with the results of the experiment. Surface tension for the basic slag composition: CaO - SiO₂ - Al₂ O₃ was calculated with using Nakamoto model. The results of calculations indicate that the content of the SiO₂ lowers the surface tension, but increase the content of CaO and Al₂ O₃ in the slag increases its value. Calcium fluoride (CaF₂ ) reduces the viscosity of the slag. The increase in temperature reduces the viscosity of the slag, simultaneously increasing the surface tension.

PL

Praca zajmuje się modelowaniem właściwości fizykochemicznych żużli krystalizatorowych. takich jak: lepkość, napięcie powierzchniowe, temperatura liquidus, zasadowość. Korzystając z modelu strukturalnego Nakamoto obliczono lepkość żużla. Wpływ dodatku CaF: na lepkość określono wykorzystując klasyczny model Urbainá. Uzyskane z obliczeń wyniki porównano z wynikiem eksperymentu. Korzystając z modelu Nakamoto obliczono napięcie powierzchniowe żużla dla podstawowego układu tlenkowego: CaO - SiO₂ - Al₂ O₃ . Wyniki symulacji komputerowych wskazują, że zawartość SiCh obniża napięcie powierzchniowe żużli, z kolei równoczesne zwiększenie zawartości CaO i Al₂ O₃ powoduje wzrost tej wielkości. Wyniki modelowania wskazują, że dodatek CaF: oraz wzrost temperatury obniżają lepkość, z kolei podwyższenie temperatury powoduje wzrost napięcia powierzchniowego.

Słowa kluczowe

EN

mold slag; viscosity model; surface tension model; range of liquid phase; basicity; computer simulation

PL

żużel krystalizatorowy; model lepkości; napięcie powierzchniowe; temperatura liquidus; zasadowość; symulacja komputerowa

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 1
• Strony: 149--155
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kalisz D.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Foundry Engineering, 23 Reymonta Str., 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] M. Holtzer, Metallurgy and foundry processes of iron alloys. Physicochemical basis, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2013.
• [2] H. Kim, W.H. Kim, J. H. Park, D. J. Min, A Study on the effect of Na2Oon the viscosity for ironmaking slags Steel Research int. 81, 1 (2010). DOI: 10.1002/srin.200900118.
• [3] Y. Tsuwaki, N. Iwamoto, T. Hattori, A. Mitsuishi, J. Non-Cryst. Solids. 44, 369-78 (1981).
• [4] H. Shik Park, H. Kim, I. Sohin, Influence of CaF2 and Li2O on the Viscous Behavior of Calcium Silicate Melts Containing 12 wt pct Na2O Metallurgical and Materials Transactions B 324 42B, 2011.
• [5] Y. Iguchi, K. Yonezawa, Y. Funaoka, S. Banya, Y. Nishina, Proc. Int. Conf. Molten Slags, Fluxes, 3rd, Glasgow, Scotland, 169-71 (1989).
• [6] A. I. Zaistev, N. V. Korolyov, B. M. Mogutnov, Phase Equilibria in the CaF2 - Al2O3 - Ca Osystem. Journal Mat. Sc.(rus) 26, 1588-1600 (1991).
• [7] M. Hayashi, N. Nakeshima, H. Fukuyama, K. Nagata, ISIJ Int. 42, 352-58 (2002).
• [8] D. Kalisz, Viscosity calculations of mold slag in continuous casting. Archives of Materials Science and Engineering. (in print) 2013.
• [9] www.factsage.com
• [10] K. C. Mills, The Estimation of Slag Proporties of Slags. Short course presented as part of Southern African Pyrometallurgy (2011).
• [11] Paavo Hooli, Doctoral Thesis, University of Technology, Department of Material Science and Engineering, TKK - MT -195, Espoo 2007.
• [12] M. Nakamoto, Y. Miyabayashi, L. Holappa, T. Tanaka, Amodel of Aluminosilicats Melts Containing Alkali Oxides ISIJ Int. 47, 1409-1415 (2007).
• [13] K. C. Mills, L. Yuan, R. T. Jones, Estimatimting the physical properties of slags, The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy 10, 649-658 (2011).
• [14] M. Nakamoto, A. Kiyose, T. Tanaka, L. Holappai In., Evaluation of the surface tension of trenary silicate melts containin Al2O3, CaO, FeO, MgO, MnO ISIJ Int. 47, 38-43 (2007).
• [15] D. Kalisz, Influence of casting mold slag on the progress of casting process Arch. Met.Mat, 1 (2013).
• [16] E. T. Turkdogan, Physicochemical properties of molten slags and glasses. London 1983.
• [17] T. Tanaka, T. Kitamura, I.A. Bach, Evaluationof Surface Tension of Molten Ionic Mixtures, ISIJ Int. 46, 400-406 (2006).
• [18] W. Gąsior, Modeling of the thermodynamic properties from the surface tension (part 1). Arch. Metall. Mater. 51, 3 (2006).
• [19] W. Gąsior, Modeling of the thermodynamic properties from the surface tension (part 2). Arch. Metall. Mater. 51, 3 (2006).

Uwagi

This work was sponsored by Ministry of Science at the statute work at AGH University of Science and Technology (contract 11.11.170.318).