Iso-viscosity curves for secondary steelmaking slags in the CaO-SiO2-Al2O3-MgO system at temperatures 1500,1600 and 1700°C

Abstract

Uma pequena alteração na composição química e na temperatura afeta a viscosidade da escória, a qual possui uma grande parte das propriedades físicas relativas às escórias de refinação. A optimização desses parâmetros pode afetar a limpeza do aço. O processo de medição da viscosidade é considerado custoso, portanto a relação custo-benefício não favorece as medidas a altas temperaturas. Como alternativa, é possível aplicar modelos matemáticos ou software termodinâmico para obter viscosidades para uma determinada gama de composição química e temperatura das escórias. O presente trabalho contempla uma validação dos dados experimentais, recolhidos na literatura, com dados calculados. E também propõe também uma representação precisa das curvas de iso-viscosidade aplicadas às escórias secundárias da siderurgia, cobrindo as gamas de composição: 0-100 massa.% CaO, 0-100 massa.% SiO2, 0-100 massa.% Al2O3 e 0-15 massa.% MgO (CSAM) sistema a 1500ºC a 1700ºC. Os campos de representação de viscosidade incluem escória totalmente líquida e parcialmente líquida no sistema CSAM. As viscosidades foram calculadas utilizando o sotware FactSage. 7.3 (para Fase Líquida) e a equação Roscoe-Einstein com auxílio do FactSage. 7.3 (para Fase mistura) para um total de 15910 escórias. Os resultados preliminares indicaram que existe uma convergência significativa entre os dados das viscosidades calculadas e experimentais.

A minor change in the chemical composition and temperature affects the slag viscosity, which has a great impact of the physical properties influencing refining slags. Optimizing those parameters may affect the steel cleanliness. The viscosity measurement process is considered expensive, so the costeffectiveness does not favor the measures at high-temperatures. Alternatively, it is possible to apply mathematical models to calculate viscosities of slags for a given range of chemical composition and temperature. The present work presents a validation of the viscosity experimental data, collected in the literature, with calculated data via FactSage in this work. Also proposes an accurate representation of iso-viscosity curves applied for secondary steelmaking slags, covering the composition ranges: 0–100 wt.% CaO, 0–100 wt.% SiO2, 0–100 wt.% Al2O3 and 0–15 wt.% MgO (CSAM) system at 1500ºC to 1700°C. The viscosity representation fields include fully liquid and partially liquid slag in the CSAM system. The viscosities were calculated using the FactSage 7.3 (for Liquid Phase) and the Roscoe-Einstein equation (for multiphasic systems) for a total of 15910 slags compositions. The preliminary results indicated that there is a significant convergence between the calculated and experimental viscosities data. It is promoting an efficient approximation of the iso-viscosity curves for the CSAM slag system in the high-temperatures.