Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Calculation of Surface Tension of Multicomponent Silicate Solutions

Kalisz D.

Archives of Foundry Engineering

|

2020

|

Vol. 20, iss. 4

29--35

EN

Surface phenomena play a major role in metallurgical processes; their operation results, among others, from the surface tension of liquid oxidic systems. One of the methods of determining surface tension of oxidic systems is performing calculations with Butler’s method. Surface tension was calculated for two- and three-component liquid oxidic systems typical of metallurgical processes. The determined dependence of surface tension in FeO-SiO2 at temp. 1773 K and CaO-SiO2 at temp.1873 K showed that with the growing participation of SiO2 surface tension decreased. Analogous calculations were performed for three-component systems: CaO-Al2O3-SiO2 and MnO-Al2O3- SiO2. The results of calculations of surface tension were determined for temp. 1873 K and compared with the results obtained by T. Tanaka et al. [19]. In both cases the increase of Al2O3 content resulted in a growth of surface tension. The simulation results were higher than experimental result, as compared to the literature data.

2

Cement bound mixtures with metallurgical slags for road constructions: mix design and mechanical characterization

Pasetto M., Baldo N.

Inżynieria Mineralna

|

2013

|

R. 14, nr 2

15--20

EN

Environmental, economical and technical problems have led to increasing attention towards the recycling of waste materials in the construction of road infrastructure. This paper reports the results of a study carried out at the Experimental Road Laboratory of the University of Padua, aimed at designing cement bound mixtures for road construction, characterized by a stone matrix made exclusively with electric arc furnace steel slag, waste foundry sand and ladle furnace slag, used in different proportions. The physical-geotechnical properties of the metallurgical slags have been evaluated by means of the most pertinent laboratory procedures of the road technical sector. Cement bound mixtures, characterized by five different proportions of artificial aggre¬gates, have been designed in terms of Proctor, compression and indirect tensile strength tests. The mechanical characterization of the hydraulic mixes has been completed with the elastic modulus evaluation, through ultrasonic tests. The excellent results (compression and indirect tensile strength at 7 days up to 7.23 MPa and 0.92 MPa respectively, depending on the mixture type), have met the main Italian Contract Specifications, demonstrating the possibility to successfully reuse different types of metallurgical slags, in the complete substitution of the natural aggregates, for the development of cement bound mixtures designed for road construction.

PL

Ograniczenia mieszanin cementu i żużli metalurgicznych do budownictwa drogowego – charakterystyka właściwości mechanicznych Problemy środowiskowe, ekonomiczne i techniczne doprowadziły do wzrostu zainteresowania recyklingiem materiałów odpadowych w celu konstrukcji infrastruktury drogowej. Referat przedstawia wyniki badań przeprowadzonych w Drogowym Laboratorium Eksperymentalnym Uniwersytetu w Padwie, które zajmuje się projektowaniem mieszanki cementu do budowy dróg charakteryzującej się macierzą skalną wykonaną wyłącznie z żużla z pieca łukowego, piasku formierskiego oraz żużla kadziowego użytych w różnych proporcjach. Fizyczno-geotechniczne właściwości metalurgicznych żużli zostały określone dzięki najbardziej stosownym procedurom laboratoryjnym technicznego sektora drogowego. Zaprojektowano charakteryzujące się pięcioma różnymi proporcjami sztucznych kruszyw mieszanki oraz poddano je testom na sprężanie oraz pośrednim testom na wytrzymałość na rozciąganie. Charakterystyka mechaniczna mieszanek hydraulicznych została uzupełniona o określenie współczynnika sprężystości wzdłużnej poprzez testy ultradźwiękowe. Znakomite wyniki (sprężania i wytrzymałość na rozciąganie w siódmym dniu wynosiły odpowiednio 7,23 MPa i 0,92 MPa w zależności od rodzaju mieszanki) spełniły wymogi prezentując jednocześnie możliwość pomyślnego ponownego użycia różnych rodzajów żużli metalurgicznych, będących zamiennikami naturalnych kruszyw, w celu rozwoju mieszanek do konstrukcji dróg.

3

Density and surface tension of slag in copper metallurgy

Łabaj J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 5

268-273

EN

The surface phenomena are playing particular role in processes of melting, casting and refining of metals. Among others, there exist such as nucleation of non-metallic inclusions, their growth and removal from liquid metal, removal of gas inclusions and careful filling of ingot mould or casting mould with liquid metal [1]. The surface properties of liquid metal oxides, sulphides or chlorides constituting components of the slag are considerably less examined than those of metals. The reason is much more complex composition of slags. A surface tension of acid metallurgical slag is usually maintained at the level of 300 to 400 mN m-1 while for the basic slag it is 500 to 600 mN m-1 [2, 3]. Interfacial tension of metal-slag system depends on the character of interaction between these phases, from chemical composition of phases, their structure and temperature. The value of interfacial tension of metal-slag system is lower than that of metal or slag alone. In examinations of liquid metallurgical slag, a very small range of application can find the methods used in research in low temperatures. Transfer of these methods to temperatures over 1273 K would require meeting of a number of requirements connected with achieving the high temperature, as well as with selection of materials featuring the heat-resistance and creepresistance [4-6]. However, the essential elements of measuring system are those exposed to contact with liquid slag. Using of unsuitable materials can lead to deviations of measuring system parameters, and thus to deform the results of measurements. In the literature can be found some sporadic data related with measurements of physical-chemical properties, i.e. the surface tension or density of metallurgical slag; mostly these data are connected with narrow range of oxide systems, binary, - trinomial or quaternary. The knowledge of basic physical properties of copper metallurgy slags is essential to proper operation of technological process. These properties depend from the chemical and phase composition of slags. The chemical and phase composition in turn depends on the minerals and raw materials used in manufacturing process; method of their preparation and copper smelting process. The Polish cupriferous minerals are specific and their smelting methods are unique; the slags forming in smelting process of copper matte, converter shop of copper matte and the fire refining of copper are not yet systematically examined. There is also lack of the full data concerning slags from the flash smelting process. The main components of slag from copper smelting processes are the oxides of: calcium, silicon, iron, aluminium and magnesium. Beside of oxides there appear also the compounds of sulphur (sulphides and sulphates), selenium, lead, antimony, arsenic and bismuth. Liquid copper slags are very chemically aggressive; they react both with metals as with ceramic materials. Thus the selection of materials for examinations would require some preliminary tests on their corrosivity. The fact, that the data concerning the density and surface tension of liquid slags from Polish copper metallurgy are fragmentary only is due to the technical difficulties in examinations, caused by the lack of materials with sufficient resistance.

PL

Zjawiska powierzchniowe odgrywają szczególną rolę w procesach wytapiania, odlewania i rafinacji metali. Zaliczają się do nich: zarodkowanie wtrąceń niemetalicznych, ich wzrost i usuwanie z ciekłego metalu, usuwanie zanieczyszczeń gazowych i dokładne wypełnianie wlewnicy lub formy ciekłym metalem [1]. Własności powierzchniowe ciekłych tlenków, siarczków lub chlorków metali będących składnikami żużla są w znacznie mniejszym stopniu zbadane niż metali. Podyktowane jest to bardziej złożoną budową żużli. Napięcie powierzchniowe dla kwaśnych żużli stalowniczych kształtuje się na poziomie od 300 do 400 mN m-1, a żużli zasadowych od 500 do 600 mN m-1 [2, 3]. Napięcie międzyfazowe układu metal-żużel jest uzależnione od charakteru oddziaływania pomiędzy tymi fazami i zależy od składu chemicznego faz, ich struktury i temperatury. Wartość napięcia międzyfazowego metal-żużel jest niższa niż wartość napięcia powierzchniowego metalu czy żużla. W badaniach ciekłych żużli metalurgicznych w bardzo ograniczonym zakresie mogą znaleźć zastosowanie metody stosowane w badaniach przy niskich temperaturach. Przeniesienie tych metod na temperatury powyżej 1273 K wymaga spełnienia szeregu wymogów związanych z uzyskaniem wysokiej temperatury, jak również z doborem materiałów charakteryzujących się żaroodpornością i żarowytrzymałością [4-6]. Jednak najważniejsze elementy układu pomiarowego to części posiadające bezpośredni kontakt z ciekłym żużlem. Zastosowanie nieodpowiednich materiałów może powodować zmianę parametrów układu pomiarowego, a więc bezpośrednio wpływać na wyniki pomiarów. W literaturze można spotkać nieliczne dane dotyczące pomiarów własności fizykochemicznych tj. napięcie powierzchniowe czy gęstość ciekłych żużli metalurgicznych, w głównej mierze dane te dotyczą wąskiego zakresu układów tlenkowych - dwu-, trój- lub czteroskładnikowych. Znajomość podstawowych własności fizycznych żużli hutnictwa miedzi jest bardzo ważna dla prawidłowego prowadzenia procesu technologicznego. Na własności te wpływa skład chemiczny i fazowy żużli. O składzie chemicznym i fazowym, z kolei decydują minerały i surowce użyte w procesie wytwarzania: sposób ich przygotowania oraz metody wytapiania miedzi. Polskie minerały miedzionośne są specyficzne, jak również sposoby wytapiania miedzi są oryginalne, a żużle powstające w procesach wytapiania kamienia miedziowego, konwertorowania kamienia miedziowego, rafinacji ogniowej miedzi nie są systematycznie zbadane. Brak jest również pełnych danych o żużlach z procesu zawiesinowego. Podstawowym składnikiem żużli z procesów otrzymywania miedzi są tlenki: wapnia, krzemu, żelaza, glinu i magnezu. Poza tlenkami występują również związki siarki (siarczki i siarczany), selenu, ołowiu, antymonu, arsenu i bizmutu. Ciekłe żużle miedziowe są bardzo agresywne chemicznie, reagują zarówno z metalami jak i materiałami ceramicznymi. Dobór materiałów do eksperymentowania wymaga wstępnych badań korozyjności tych materiałów. To, że dane dotyczące gęstości i napięcia powierzchniowego ciekłych żużli z polskiego hutnictwa miedzi są fragmentaryczne tłumaczy się trudnościami doświadczalnymi, spowodowanymi brakiem materiałów odpornych na ich działanie.