Vascozitatea exprima rezistenta la miscarea particulelor dintr-o pozitie de echilibru in alta din care cauza prezinta o importanta foarte mare in procesele de separare a fazelor de transfer termic, de masa, conditionand in mare masura pierderile de metal in zgura.
Principali factori care influenteaza vascozitatea sunt:
- temperatura;
- compozitia;
- gradul de omogenizare;
- fortele de interactiune dintre particule
Trecerea particulelor dintr-o pozitie in alta necesita trecerea unei bariere de potential, egala cu energia de activare a curgerii vascoase. Concluzia unica este ca vascozitatea scade intotdeauna cu cresterea temperaturii prin faptul ca marirea temperaturii conduce la slabirea fortelor electrostatice si implicit la cresterea mobilitatii particulelor.
η
T
Variatia vascozitatii zgurilor cu temperatura
a. zgura acida; b. zgura bazica;
Deoarece valoarea energiei de activare Ev creste cu dimensiunea anionilor, vascozitatea zgurilor este determinata de mobilitatea celor mai mari anioni, adica a anionilor complecsi de Si-O, Al-O.
Din datele experimentale rezulta ca vascozitatea zgurilor omogene creste cu micsorarea bazicitatii in concluzie odata cu cresterea gradului de complexitate si a marimii anionilor.
Difuzia este definita ca un fenomen cu rol important in desfasurarea proceselor siderurgice, conditiile termodinamice fiind asigurate procesele desfasurandu-se numai daca le sunt asigurate si conditiile corespunzatoare din punct de vedere cinetic.
Tocmai difuzia sau mai exact transferul de substanta a componentilor zgurii franeaza desfasurarea proceselor siderurgice ca;
-decarburarea .
-desulfurarea .
De aceea zgurile lichide fiind vascoase difuzia ionilor este dificila.
Vascozitatea zgurilor lichide este folosita la polimerizarea anionilor complecsi, prin faptul ca un atom de Al poate substitui un atom de Si in anioni complecsi .
Prezinta o importanta foarte mare deoarece daca iese din limitele uzuale poate sa ne conduca fie la anumite deranjamente la zguri prea vascoase, fie la uzuri ale captuselii refractare in special in zona orificiilor de evacuare, atunci cand zgurile sunt prea fluide. Daca fuzibilitatea zgurii este mai grea de determinat, fluiditatea zgurilor se poate aprecia chiar cu ochiul liber.
Vascozitatea se explica pornind de la relatia forta de frecare intre doua straturi de zgura paralele F:
dx
S = suprafata celor doua staturi;
dv = gradientul de viteza;
dx
= coeficientul de viscozitate care ne intereseaza.
Unitatea de masura poisse reprezentand vascozitatea la care o forta de o dina produce o diferenta de viteza de 1 cmp intre doua straturi de zgura distantate cu 1 cm. si avand suprafata de 1cm2 fiecare.
dine sec./cm2 = 1 N × sec = 1 Unit S.I. Daca trecem la S.I.
10 m*m 10
Determinarea vascozitatii zgurii se efectueaza pe aparate, vascozimetrele cele mai obisnuite fiind cele de torsiune in care masurarea vascozitatii se face introducandu-se intr-un creuzet cu zgura topita o piesa avand o sectiune fie circulara, fie patrata de
grafit, este rotita cu o anumita turatie. La unele aparate aceasta piesa este suspendata de o tija lamelara din otel avand o sectiune ****** si ea este rotita cu o anumita turatie, va apare un unghi de torsionare a tijelor. Vascozitatea se exprima in functie de unghiul de torsiune:
η = k φ
n
φ = unghi de torsiune;
n = turatia constanta la toate determinarile;
k = constant.
Aparatele se etaloneaza direct in poisse.
La unele sisteme de vascozimetre nu se mai determina unghiul de torsiune ci forta de frecare ce decurge din vascozitatea zgurii se determina functia de incarcare electrica a motorului.
Foarte importante la aceste vascozimetre sunt conditiile de incalzire a zgurii in creuzet. Creuzetul trebuie sa fie dimensiunile stabilite in asa fel incat raportul dintre dimensiunile corpului ce se roteste si dimensiunea creuzetului sa fie intre anumite limite, sa nu apara influente in determinarile date de pierderile de caldura. Temperatura in creuzet se masoara in cel putin trei puncte. Aparatura este pretentioasa, se foloseste putin.
Fluiditatea zgurii depinde pe de o parte de compozitia zgurilor, iar pe de alta parte de temperatura.
Influenta compozitiei: prezinta importanta componentul principal SiO2, CaO, Al2O3.
Gasim si utilizam diagramele Mac Keffery Rull pentru temperaturi la 1500oC. Acoperim domeniul de temperatura cu care se obtin zgurile din procesul de furnal.
La aceasta temperatura zona de minimum de viscozitate functie de compozitie apare undeva unde zgura contine 40% SiO2, 10%Al2O3
La compozitii ale zgurilor care se indeparteaza de acest punct constatam alura liniilor in felul urmator. Catre varful CaO, pe masura ce ne indepartam de zona de minimum de viscozitate, liniile sunt apropiate, rezulta cresterea rapida a vascozitatii cu cresterea bazicitatii.
In cealalta directie apere cresterea vascozitatii, iar liniile sunt mai indepartate cresterea mai lenta). Pe la 30% Al2O3 ne apare cam la 30% SiO2 o zona de crestere rapida.
Reprezentam variatia η = f(B).
CaO eventual CaO + MgO ; o curba cu minim la valori B2 = 1
SiO2 SiO2 + Al2O3
intrucat in functionarea furnalului pot interveni variatii ale compozitiei zgurii datorita variatiilor in compozitia sterilului.
Minimul 40%SiO2, 40%Al2O3, 50%CaO, cand lucram cu zguri acide, cresterea este mai lenta, variatiile de minereu vor fi mai putin resimtite de furnal. Zgurile bazice se solidifica brusc, cele acide se solidifica lent. Cand lucram cu zguri bazice trebuie sa ne impunem ca limita superioara a vascozitatii o valoare prudenta. Limita de 5-6 poisse in cazul zgurilor acide putem admite in calculul incarcaturii, putem admite vascozitati mai ridicate neavand riscul sa ajungem la blocari ale creuzetului cu zgura.
Limita 15 poisse: se intalnesc cazuri la furnale cu mangal care merg cu zguri si cu vascozitatea de 20 poisse, se evita incarcarea unor cantitati suplimentare de calcar.
Zgurile bazice curg in picaturi, la cantitati mici picaturile sunt aproximativ sferice, nu se trag fire, se solidifica brusc sub forma de picaturi (zguri scurte).Zgurile acidice ca aspect sunt in spartura sticloasa, zgurile bazice au aspect pietros, zgurile intermediare au aspect caracteristic emailat, pentru a evita pericolele posibile la evacuarea zgurilor din furnal va trebui sa luam limite prudente privind vascozitatea.
La zgurile fluide, valorile maxime reprezinta 2-3 poisse.
Influenta componentelor de MgO: fluidifica zgurile bazice, micsorand valorile vascozitatii la variatiile ale bazicitatii, exista sansa de crestere brusca a randamentului sa se micsoreze. Aceasta influenta este denumita in unele lucrari si printr-o stabilitate a zgurilor in sensul ca variatiile de vascozitate sunt neimportante. Domeniul continutului de MgO pentru care influenta asupra randamentului este mai buna: 5-7%MgO.
La cresterea in continuare a % MgO pana la 12% apare continua influenta de a fluidifica zgura, dar mult mai slab, iar in continuare influenta nu mai apare, iar peste 15%MgO influenta este defavorabila.
In cazul furnalelor, cand se urmareste o desulfurare avansata a fontelor, recurgem la MgO pentru a da stabilitate zgurilor sa le creasca vascozitatea.
Pentru obtinerea in furnal a FeMn unde se cere o bazicitate foarte mare, este convenabil sa ridicam % MnO intre 10-12%.
MnO: fluidifica puternic, in special zgurile bazice. Avem un domeniu de influenta maxima 2-4% MnO, dupa care influenta este aproape nesemnificativa. In general folosim aceasta proprietate a MnO mai ales in cazul deranjamentelor la furnale.
In unele cazuri extreme recurgem la cresterea puternica a
fluiditatii zgurii cu MnO. Zgurile foarte fluide manganoase prezinta si unele pericole (are efect negativ asupra captuselii refractare - uzuri mai mult sau mai putin importante).
FeO: intalnim in zona de aparitie a zgurilor primare, mai ales la incarcaturi la care in zona temperaturilor de 1150-1200oC gasim mari cantitati de silicati de fier; zgurile vor fi acide si feroase. Desi se obtin la 1200oC, sunt totusi fluide datorita efectului fluidificator asupra in special a zgurilor acide a FeO.
In cazurile cand furnalul functioneaza rece, acesta presupune ramanerea in zgura a unor cantitati mai mari de oxizi de fier. In acest caz racirea nu este prea importanta zgura poate fi evacuata datorita oxidului feros din zgura.
Influenta FeO, MnO in zgura: fluidifica zgura; FeO este mai puternic in zgurile acide, MnO la ambele in special la cele bazice. Se recurge la zguri manganoase pentru a debloca in cazuri extreme creuzetul ,aceste zguri inlatura lipiturile, mai ales daca in acelasi timp crestem temperatura in creuzet.
Sulfurile (CaS) dar este posibil ca in cantitati mici sa gasim FeS, MnS, MgS. Efectele asupra fluiditatii sunt studiate experimental pentru CaS. Pe celelalte, pentru ca le intalnim: FeS are ca efect o micsorare a vascozitatii, dar ea se gaseste mai ales in fonta.
MnS apare sub forma de particule fine in stare solida si in masura care apare o putem gasi ca particule netopite atat in fonta cat si in zgura (in zgura creste randamentul).
MgS se intalneste foarte rar, efectul ei nu este studiat.
CaS in concentratie mai mica de 6-6,5% are un efect de fluidificare a zgurii, efect ce coboara cu cresterea %de CaS de la 6,5% cresterea actioneaza in sensul cresterii randamentului. In zgurificare rar intalnim procente de CaS mai mari de 5,5-6%.
In cazul incarcaturilor de pornire ale furnalelor zgurile din prima perioada de functionare a furnalului pot avea % de CaS de 5,5-6% uneori de 8-10%,asemenea continuturi fac sa devina zgura vascoasa si deci sa apara dificultati.
La alcatuirea incarcaturii de pornire nu trebuie sa fie posibila o crestere mai mare de 6% a CaS in primele zguri. Deci trebuie introdus in incarcatura de pornire , acolo unde exista mult cocs ,bucati de zgura de furnal .
Foarte rar in zgura de furnal putem intalni oxizi de Ti, in special TiO2 si oxizi sau sulfat de bariu - BaS, BaO.
Oxizii de Ti maresc randamentul zgurilor si se adauga posibilitatea formarii carburilor cu temperaturi de topire foarte ridicate,
Deci le gasim ca suspensii in zgura, cresc randamentul. In cazul cand minereurile aduc oxizi de Ti, zgura trebuie alcatuita in asa fel incat sa avem componenti care sa o fluidifice, fiind necesare adaosuri de MnO.
Trebuie evitate continuturi de TiO2 in zgura care depasesc 8-10%, in cazul incarcaturilor ce contin Ba, au ca efect cresterea randamentului.
Vascozitatea zgurii depinde de temperatura, fluiditatea creste cu cresterea temperaturii ori de cate ori avem dificultati cu vascozitatea zgurii recurgem la cresterea temperaturii in creuzetul furnalului, deci marim continutul de Si al fontei.
|
Politica de confidentialitate |
 .com |
Copyright ©
2024 - Toate drepturile rezervate. Toate documentele au caracter informativ cu scop educational. |
Personaje din literatura |
| Baltagul – caracterizarea personajelor |
| Caracterizare Alexandru Lapusneanul |
| Caracterizarea lui Gavilescu |
| Caracterizarea personajelor negative din basmul |
Tehnica si mecanica |
| Cuplaje - definitii. notatii. exemple. repere istorice. |
| Actionare macara |
| Reprezentarea si cotarea filetelor |
Geografie |
| Turismul pe terra |
| Vulcanii Și mediul |
| Padurile pe terra si industrializarea lemnului |
| Termeni si conditii |
| Contact |
| Creeaza si tu |
