9
Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles Steven Wright * , Ling Zhang, Shouyi Sun, Sharif Jahanshahi CSIRO Minerals, Box 312, Clayton South, Vic., 3169, Australia Abstract The viscosity of a 19 wt% CaO±81 FeO x melt containing Fe 3 O 4 particles up to a volume fraction of 0.1 was measured and compared with a previous study of the viscosity of 10 wt% Al 2 O 3 ±28 CaO-10 MgO±42 SiO 2 slag containing up to 0.2 volume fraction of MgAl 2 O 4 . The viscosity of both the alumino-silicate slag/spinel and the calcium ferrite/magnetite mixtures increased as the volume fractions of particles increased. The mixtures all showed apparent `Bingham' de- pendence. The results are discussed in terms of predicting two-phase liquid properties. Ó 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. PACS: 03.40G; 47.70; 83.70; 83.70; 83.80; 83.85 1. Introduction The viscous properties of slags with suspended particles are of practical importance to many metal smelting and re®ning processes [1]. Exam- ples where solids in slags may in¯uence the liquid properties include magnetite formation during the copper making process, which can happen if the conditions becomes too oxidising at the operating temperature and the slag starts to precipitate solid magnetite Fe 3 O 4 ) [2]. Another example [3] is when water-cooling is used to chill a refractory lining from the slag. The liquid/solid mixture in the mushy zone between the frozen and liquid slag may have an aect on the ¯ow patterns and heat transfer in the furnace [4]. Solid suspensions in slags can change the viscosity, and depending up- on the furnace geometry and injecting gas ¯ow rates, can change the mixing times in the reactor, which may impact the smooth operation of the process [5±8]. The viscosity of solid-containing slags is therefore clearly of interest to smelter operators. The viscosity of liquid±solid mixtures has been studied at room temperature, but very little work has been done on high temperature systems to our knowledge. There has been a study on a molten salt at 200°C containing a suspension of glass spheres or ®bres [9], and a study on molten Al±Cu alloys containing solid particles [10,11]. There have been several studies of viscosity of natural lavas and magmas containing solid crystals [12±15], but these studies generally lack an accurate knowledge of the volume fraction of crystals and the com- position of the liquid will have varied with tem- perature. Similar approaches have been used to investigate synthetic slags in the sub-liquidus re- gion with a recent approach using micrographic techniques to determine the volume fraction of Journal of Non-Crystalline Solids 282 2001) 15±23 www.elsevier.com/locate/jnoncrysol * Corresponding author. Tel.: +61-3 9545 8665; fax: +61-3 9562 8919. E-mail address: [email protected] S. Wright). 0022-3093/01/$ - see front matter Ó 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. PII: S 0 0 2 2 - 3 0 9 3 0 1 ) 0 0 3 2 4 - 6

Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles

����������� �� ����� �� ��� ��� �� ����� ��������������� ��������� ����� � �����

������ � ���� �� ���� ����� ������ ���� �� �� �������

����� ����� � ��� ���� ������� ������ ����� ����� �� �����

��������

��� ��������� �� �� �! "#$%� &�#� ��� ��������� &�'#( � ����� �� �� ����� � ����� �� )*� � ���� ��

�� ���� �� ��� � ������ ����� �� ��� ��������� �� �) �! +,#'$,% "#��) -�#$(, ��#, �� ��������� �� ��

)*, ����� � ����� �� -�+,#(* ��� ��������� �� .��� ��� ������������ ��/����� �� ��� ����� �� ���/��������

��0�� �� ��� ���� � ��� ����� � ������ �� � ����� ��� ����* ��� ��0�� �� ��� �� �� ��� 12�����3 ���

��������* ��� ����� � ��������� �� �� �� �� � �������� � ������ �4��� � ��� ����* � ,))� 5����� ������� 2*�*

+ ����� ��� ���*

���� ������6 (7*7)6 %'*7)6 %'*7)6 %'*%)6 %'*%8

� ���� ������

��� ������� � ��� ���� �� ��� ��� ���������� ����� � �� � ���� ���� ���� �� ������ ������� �� �9���� � ������� :�;* 50����� �� � ����� �� ��� �� ��<����� ��� �4���� ��� ���� ������ �������� �� ����� �� ��� �������� �=��� � ������ ���� �� ����� �� ������������� .������ ��� �0������� � ��� ��� ��������� �� � �� ��� �� �� �� �� � �������� ������������ >&�'#(? :,;* +����� �0��� :'; �� ��� �� ������� �� ���� �� ��� �� ��� � ������ �� ��� ��* ��� �4���/���� ��0�� � �� �������� @��� .�� ��� ��� � �@�� �� �4��� ���� ��� � A��� �� ��� <� ���� �� �� ���� ���� �� ��� �� ��� :(;* ���� ����������� ����� �� ����� ��� ���������� �� ��������� ���

�� ��� �� ��� ������ � �� ��B������ �� <� ���� �� ����� ��� ��0��� ����� �� ��� ���� � ���� �� ����� ��� ������ ��� ���� �� ���� ����� :8$%;* ��� ��������� �� ����������������� �� ��� ��� � �� � �� ���� ��� �� ����� ��� �� �*��� ��������� �� �4���$���� ��0�� �� �� .���

������� � ��� ����� �� �� .�� �� � ���� � =�� .��� ���� �� ���� ����� �� � ������� �� �� =�� ����* ��� � �� .��� ����� �� ������� � ,))�" ��������� ���������� �� ������� �� � 9. �� :�;� �� ����� �� ����� +$"���� ��������� ���� � ����� :�)���;* ��� � ���.��� ���� ������� �� ��������� �� ��� ���� ���� ��������� ���� � ���� :�,$�8;� .������� ������� ���� � �= � ��� �� =�� ������ ��� ����� � ����� �� � ���� �� ��� ������������ �� ��� �4��� � ��� � ��� ��� ������ �� �* ���� �� ����� ��� .��� ���� ������������ ��������� ��� �� ��� ��.��4����� ������ ��� ����� �� ��� ����� ��� �� ����������4��� �� ���� ���� ��� ����� � ����� ��

��� � �� C���" ������ ����� ,%, >,))�? �8$,'

*������ *���/����/B���� ���

� "� ��������� ���� * ��*D EF��' �8(8 %FF86 �0D EF��'

�8F, %���*

!"#��� �$$ �����* ����G���� �*��� �*� >�* � ����?*

)),,�')�'/)�/H � ��� � ��� ���� � ,))� 5����� ������� 2*�* + ����� ��� ���*

IJJD � ) ) , , � ' ) � ' > ) � ? ) ) ' , ( � F

Page 2: Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles

����� :�F;* ��� � �� .��� ����� :�7; �� ���� ��� ���� ��������� �� ���� ��������� ��� �� �0>�)% �� �)�( I �? �� � ��� ��������� �� ����-�'+,��'#�,� ��������� ���� �� � ���� ������� ����� � ������ �� �� �� � 7)! ����� ��* ��� ����� � ����� � ���� ���� ������ � �� ����� ������� ���� ����� � .���� �� ���� �����*�� :�%; ��� ����� ���� �� ��� ��

����� ��� ��������� �� .�� �� ��� ���� ����������� ,) �! +,#'� ,% �! "#� �) �!-�#� �� (, �! ��#,� ��� ��� ��� -�+,#(

����� � ����� � �'7'�"* ��� ����������� �� ����� � ������ �� ��� �� ��� .� ��� ��� .���� ����� � � �� ��� �0�� ����� ����� �� ������ ���������� � ������ �� ��� ��� ����������� ��� -�+,#( � ����* ��� ��������� � �������� �� ��� =�� � �������� �� ���� ������ �����*��� ���� ��������� � �� ����� ������� �� ���

�� ��/���� ��0�� ��� ��� ��������� ��� ���� ���� ����� � ����� �� ����� ��� ����� �� �����0�� �� ��� 2����� ���� :��; �� �4������������* ���� ��� � �������� ��� ���� �� �<� � ������� ��� 2����� ���� � �� ��� �4���/���� ��0�� � � �� ��� �.�� ������ �� ��� ���� � � :,);* ����� ������� ��� �� ��� � ������ 5�������$K����� ���� �4������ :,�$,F; ����� �.� ��� ��������� �� ���� ����� �� � � ������������� ��4����� ��� ��

� � �)��� �� ���� ���

�� � � �� �) � ��� ��������� �� ��� ���� ���������� �� ��� ������ �� ���� ����������� % �� �������� � ����� �� ���� � ����� �� ��� ���� �� ��� � � ��������*��� ���� �� �� � �� ������ ��� �0����

����� �� ���� ��� ��� �4��� ���� ���������� .��� � ��� ��������� .������ 1��9����3* &� ���� �� � ����� �� ����� � ��@�� K����� ���������� � �� � �� .� �*'8 �� ,*8� ���������� :�';*������� ��� ����� ��� ����� � � ��'8� ��� � ,�8 ����� ���� �� ��������� �� ���� ��

:7$�; .�� ��� .��� 9� � �.����� .� � ��� ���� ���� � � �� � �� � �*-��� ��� ��� �� � ���� ���� ��� ���� �

����� �� ����� �� ��� ���� ��� :,7; ����� � �� � <��� ��� ��� ���� .�� �� ������� �� ������� � ������� :�;* ���� ��� ����� �.�� ���� �� ��� � = �0������� ��� ������4���������� �� +,#'$"#$-�#$��#, ��� ������� �� ��� ��� ��� ��� ��������� ����� ���� �� �����* ��� �� � �� ���� ���� �� ��� <� � C� ������ �� �� ���.��� �� ��� ���������� ��� ��� ��� ������� ���� �� ���� � ������ ����� �� ��� �4��� ��*

� ������������

��� ����������� �� ��� �� ���� �� ���� � = ��� ������� �� �.� �* ��� �� ������� ��� � �������� �� ��� .��� ��� ���� .� ��� ��� ��� ���� ����� ���� �� � * ��� ����� �� ��� �� � ��� ��� ��� �������� � �,,8�" :,%; �� �� ��� .�� �� ��� ���� �� � ��� ��� ��� -�+,#( ���� �'78�" :�F; �� � * �������� �� ��� ���� �� � � �� �� .� ��0����� �� � �� � ��� ����� � �� ""#' �� ������ � �� &�,#'* #�� ���� �� � �� �� ����� �� ��0�� � � ��� ���� I�$�'! K� � ���.�>.��� �)) ��' ������? �� ���� ���� ��� ��L��� ��� �� ����� � �'8)�"* #��� ��� �� ������� ������� �� �� � ���� �� ��� ���>8 � � ����? �� � �� �� ���� �� �����������* ���� �� � ��� ��� � ���.� � ������� �� ��� �� ��� �� ��� �� ��� �� ���� � �������� ���� ���� �� 4�����* ��� .��� � ������ � � ������ ���� %)) � �� �� � � �� ��*+ ������ �� ��� 4������� �� � � ���.���� ��� ����� �� ���� ��� �� � ������� 4�������

�.� �

"���������� �� ��� ��� �� ���� �����

"�������� "���� �� ���

�� > �!?

2�� �� ���

���� �� > �!?

+,#' ,)

"# �� ,%

&�#� %�

-�# �)

��#, (,� ��� �� �� ��� �� �� ���� � ��� ���� �� ��� ��� �� ���

�� �0���� �� ��� ����*

�F �� &�'�� � ��� ( )����� �% *��"�� ������ ����$ �+� ,�--�. �/0��

Page 3: Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles

�� � ����� �� � ���� ��@� �� ��� ��� �) ���� ��� �� ��������� ���� ������*-������� � � �� �� .� ������ �����

� �� &�,#' �� I�$�'!K� � ���.� � �F8)�"�� � ��� �� �4���. �� �� , � .��� � ��� ������� ���� ���* ��� �������� � ���� � ������� �� � �� �� �� ����� �� ����� ' ���� ��� ���� ��@�� ����� �� �.� ,* ��� -�+,#( ��@�� ����� ���� �� ��� � ������ ����� �� �� ����� ���.� ,* ��� � ����� �������� � ���� � ��� ��)8�"� ���� �� B �� ���� �� �������� �� �� ���* &� ��� ������� �� � ���� ������ ����� �� ��� ��� ������� �� ��� .�� �� ������� �� ��� � �=�� �� .� ,*F8 � ���' :�F; ����� ������� �� ��� -�+,#( � ����� � ���������� .� ,*%% � ���'* ��� � �� ���� ����� �� ������ �� � �� ������� �� .��� ��� ����� �� ����� �� �4��� � �� �0��� � �� ���� ��� ��������� � � �� �� :,7�,�$',;* ��� �� �� M �� * :''�'(; � � ���� �� .��� ��� �� �� ����������� �� =��� ��� � = �������������� ��� ������������ .���� '*%8 �� (*() � ���'� ���������� ��� � ���� ����� �� � ,! �� .��� ���������*��� �0�� ����� �� ��� �� ��� ���� ����

���� �� ��������� �� ����� ��� �� ��� � �� &��* �*��� �� � ����� �� -���, ������ ��L��� ��� �� ,8) ��� ,8) ��� ,8) �� ����.� * ��� �� ����� � � �������� �� I�$�'!K� � ���.� >88 �� �� �� ������ � (7 �� ���� ��� ����� ��� ? ����� �� �� ��� � . ��= ������������ �� ���� ���� ���� ��.� �� ���� ��� ��� �� ��� �� ��� ���.� * -��� ������ �� ����� ��� ����� �� � �� ��� ��������� ���� � ���� ��� I�$F! K�/I�$')! K� ��� ����������� ��� �� ���� ��� .�= �� ��� �� ���* ������ ��� ����� �� � � ���� �� .� � � ��� ������� I�/I�$�'! K� ��� ������� �� � ������� ��.� �� ��� �������� �� ��� � ���.� �� ������ �� .� .��� ,)�" ����� ��� ������ � ����� ���� � ��� �������* ��� �� �� ��� ������ �� � �� ������� � � ���� ��� ��� �����*

+ ��������� >2 ��=9�� N�JJE? � ���������� .� ���� �� ������ �0������� �� >,7)�� ���� , �� ������ ? �� �� ���� ��������� ��� �� I�$�'! K� ��* � � ������� � � ����� .��� �� ����� �)) �� ��� ��' �� ������ � �� �� ��� .�� �� ��� ������� ��� ������� �� ��� ������ ���� ��� �� ����4��� �� ������ �� ��*7F �� �� �������� ,8*�8 ��* + �� ,8 �� ������ ������ ��� ,8 �� ������ � ���� �� ��� ������� ��� ��* ��� ��������� ������� � � ���. ��� ����� ���� � ��� >2 ��=9��?� ��=�� � ��������� � ,�% O �� ��� ��� )*)(�'$')*% I �* ��� ������ ������� �� ��� ������ � ���� ����� .� ���� ��� ��� �� 4�� � ����� ������ ������ � ���� ���� ������ >����� �� �� ��� ��� �� ��� �� ��� ������? �� 8� �)��8 �� ,) ��* ��� ��������� � �� ������� ���� ����� �� � ��� ���� � K��� ����-�� � >�K-? �� >������� .� M��������K�?* ��� �K- �� ����� �� �$��������� ���������� � ������� � �� ���� ������ � �� F����������� .� �� ���* ��� � ������ .�� ������ ���� �� ����������� �� ��� ��������������������� �� ��� �K- �� � � ����� ���4����� ���� ������� :'8; �� �)!*

�.� ,

&�'#( �� -�+,#( � ���� ��@�� �� ���� �����

N��������� &�'#( >��? -�+,#( >��?

&��� )*�)$)*,� )*�)$)*,�

-����� )*')$)*(, )*,�$)*((

"� �� )*(,$)*8� )*(($)*��

&��* �* �������� � ��� �� ��� �0�� ����� �� ��� >C��

�� ���?*

�� &�'�� � ��� ( )����� �% *��"�� ������ ����$ �+� ,�--�. �/0�� �7

Page 4: Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles

��� ��������� � ���������� ��� ��� ��L��� ��� ���� ���� �� � ���.� �� ������ ����������� �� ��� ��L� �� ���* ��� ������ � ���������� � �� ��� ��������� ��� 7 �� ������.��� ��� � ���.� .�����* +��� ���9 ���� ������ ������ � .� �� ���� � ���� �%) � �� � ������� � �� ��� �� ��� � ���.�* ��� �� ��� ��� � ���� ����� �� ��� �� ��� ����� �� ������ �� �* &� ��� ���� ��� ����� �� � ����������� �� ��� ��������� � ���� �� .��� �������� ��� ����� �� � �� �,%)�" �� ��� ������� ��� ��� �� �'7'�" �� ��� .�� �� ��� ������ �� �0���� ��� A��� �� ���� � �����*N� ��� ��� ��������� ���� ������ ��� � �����

� � ���� .� ������� ��� �� ��� ��� �� �������� �� �0����� )*8 � �� ��� ���� ���� ��� ���� �� I� � ���.�* ��� � ����� � � ��� �� �� .�������� ��� ��������� �� ��� ������� ������ �����>F) � �)) ��?* ��� � ����� � ���� ���= ,)$()� �� ��� ����� �� � ��� �� ��� ���� ���� �� �� �� ����� �� ') ��� .��� � ��� ����������� � ������ .�= �� ��� ���� ��� ���*���� � ����� � ������ �� ������ �4�� ������ �� ���� �������* -��� ������ � � ���������� .� ������ ��� �� 4�� � �� ��� �� ������������� �=��� ')$�)) ������ � ��� ����� ��� 8 ���*+� ��� ��������� �� ��� �0�� ������ ��� ����

������ ������ � �����=�� �� ��� ���/�������0�� � ��� �� ��� �� ��� ���� ���� �� �� � �� ���* �� ������ � � ��� � �� ��� ���� �� ������ ��� � �� ���� �� ������� ����� �� � ����������� � �� ,)) ��,* ��� ��������� �� ���� ���.� �� ��� ������ � �0������ .�� �� ���� �� ���� � ����� � � ����� �� ��� � �� ��������� � ��� � ���.� *��� ���� ������� �� ��� ���� ������ �� ���

����������� �4��� ��� ��� � �� ��� ���� �������� �� ��� ��. ���� ��� >�!?� ��������� ��� �� >�!? �� ����� �0������ �� ��� ����� ��� ������ >8!? �� ��� ���� ���� ����� ����� ������ >�!?* ��� �0�� ����� ����� �� ���� � �� �� �� �,%)�" �� ��� ����� �� ������ �� �'7'�" �� ��� .�� �� ��� ��� ��� ����� ����� �� ��)�"* ���� ������� �� ����� ����� �4���� �� ��� ���� ������� ��� ��� �� ������ �� ���� � ����� ���� � ��� ��������>�)�)8 �?� ��� ���� � � �� ��� ��������� .�.

� �� ��� ���� ���� ���� ����� ��� �� ��� ������������ >�!?* ��� ��� ���� ������� �� ������������ ���� ������ � ��)! �� ��� ������������ �4��� ���� �� .�� ��� ��)! ����8!� �� ��� � � ���� ��0�� ��*

� �������

��� ����� �� � ���������� �� ��� ������� ��� �� �� +,#'$"#$-�#$��#, �� ����� � �� &��* ,* ��� ��������� �� ��� ������ ������� �� ��� �� � � )*)F8 I � � �,%)�"��� ��� ��������� �� ��� .�� �� ��� ���� �� �,*( I � � �'7'�"* ����� ���� � �� ���� ���� � ��� ��� �0������� ����� � �� � ������������� �� ����� ��� :�F;*&��* ' � ������ ��� ���� �� ��������� �� 4��

����� �� ��� ��� ������� �� ���������@���������� � ����� >)*'$)*(, ��? � �������� ����� ������ ������ �����* ������ �0�� ���������� � ��� �� 4�� ������� �� .� ����.� � �� ������� .� ��� ���������� �� ������� �����* ��� ��������� � ������ � �� ����� ����� �� �� ������ �� ��� ������ ����� ��&��* (* ��� ����� ��� ��� ��� ��������� ��� ����

&��* ,* ����� �� � ���������� �� ��� ����������� �4���

��������� �� ��� 2�� �� ��� �� "���� �� ��� ��� ���� ��

���� �����* ����� � � � ����� �� ��� ���* ��� � � � �� ���

����������� � ��� ��� ��� �� ���.� ��@�*

�% �� &�'�� � ��� ( )����� �% *��"�� ������ ����$ �+� ,�--�. �/0��

Page 5: Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles

��� ��� ������� �� �����* ��� �� ��� ����������� �4���� ��������� 9�� >)*�$)*,� ��? ���� �� >)*(,$)*8� ��? �������� � ������ ����� � �� &���* 8 �� F� ����������*��� ��������� �� ��� ����� �� ��� �� ����

������ �� �0����� 8 ��! �������� � ����� � .�� ��� ' �� �) ����� ��� �� ��� ���� � ��

�4���� �� ��� ���� � ��� ������ ����� � ��� �� ��� ����* ���� ���������� �� ��� �� .���� �� � ������� � ��� ����� � ������� ����� ��� ����* +� ��� ����� � ����� ������� ��� ����� ��� ��.� ��� �� ������ �����.���� ��� � ��� ������ ������ � � �� � �� ��� ���� �� ��������� .���� ��� ������

&��* 8* +�� ��� ��������� �� ��� ��� ������ ����� �� ���

�� ��� �� ��������� 9�� >)*�$)*,� ��? �������� � �����*

����� � � � � ������ �� ��� ���*

&��* F* +�� ��� ��������� �� ��� ��� ������ ����� �� ���

�� ��� �� ��������� �� �� >)*(,$)*8� ��? �������� � ���

���*

&��* (* +�� ��� ��������� �� ��� ��� ������ ����� �� ���

�� ��� �� ��� ������ >)*'$)*(, ��? �������� � �����*

����� � � � � ������ �� ��� ���*

&��* '* -��� �� �� ������ �� 4�� �� ��� ��� ������ �����

�� ��� ����� �� ��� �� ��� ������ >)*'$)*(, ��? ���

������ � �����* ����� � � � ����� �� ��� ���*

�� &�'�� � ��� ( )����� �% *��"�� ������ ����$ �+� ,�--�. �/0�� ��

Page 6: Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles

��������� �� ��� ������ �����* ��� ���� �� ���������� ���� ��� ���� .� ������� � ���� �����.� ������ �� � ��� ��������� � ��� ��� ���* 2��� �� �0� ������ ��� �� 4�� ����� ������ �� &��* ' �� @� � ������ ������ �

������� �� ����� �� 4��� ���� � �� ��� ��� ��� ��� ����� ���� �����* ���� � ��� � ������� �� ��� � ���� ��@�� �������*��� ��� ����������� � ������ �� &��* 7 �� ���

��� ����� �� ���� ������� �� ��� �� �� � �������� �� � ���� ��@� �0�� ������ ��� ����� �� � ��� ��* +�� ��� � � ��� ����� � �� �����0�� ����� ��� ��� ���������@�� � �����* ������ ��������� � �.����� .� �=��� � �� ���� ��� ����������� ��� � �� &���* ($F ��� ��� ������� ����� ���* +� ���� �.�� .���� ��� ���������� ��� ���� ��� ��� ������� �� ��� ������������ � �����* ��� ��� ��� �� ������ ���� .������ �� � �� ���� ������* &��* 7�� ��� � ��� �� ��� ��� ����� �� ���� ��������� .���� ���@�� � ����� ���� � ���� �� ��� �� �A��� �� ��� ��������� �� ��� ��*&��* % ��� � ������� ������� �� �� ����

��� ��� ���������@�� �������� � ����� ������ ��� �� ��� �� �� �0* ��� � ����� � = ��������� �� ������ ��� ����������� �� ��� ������ ��� .� ��� ���� � �����* J� � ������ ��������� � �� ��� ���������� �� ��� ���� ���� ���� � ���������� � ���������� �� ��� ���� �����*C� ��������� ���9 ����� �� ��� ����� ��

&��* 7* ��� �� �� ��������� �� ��� ����� �� ��� �� ������

� �������� �� ��� �������� �������*

&��* %* I������ ����� ������� ��� ��� �������� � ���� ����� ��� �� ��� 4������� �� ��� ��*

,) �� &�'�� � ��� ( )����� �% *��"�� ������ ����$ �+� ,�--�. �/0��

Page 7: Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles

����� �� ��� �4��� � ���* M� ��� � �� ����� ����� � � ���� �� <�� �� ��� �� ��� �� �������� �� ��� ��������� ���� ������ � ���� ���� �� ��� ����� ������� �� ��� � � ��� ����� �� ��� ��*

� ����������

��� � �� ���� ��������� :�,$�7�'F; ��� ��� ������� � ��� ���� �� ������� ������ �4���������� � �� C� ����� ��� ��� ��� ����������� � ����� �� ���� ��� ��� � �0�������� ��� ���� � ��� ���� :�8;* ���� ��� +,#'$"#$-�#$��#, �� � ��� ��� ��� -�+,#(

� ������ �� � �.�� ��� :�; ��� ��� ���������.�� ��� ��� ���� �� �� 4�� �� ��� ����������� ������� � �� C� ����� ���������� ����� �.�� ��� �� �4���� ��� ��� ���� � ����� �.�� .� ��� 2����� ���� :�);* ��� 2������ ���� �� .��� �� ��� ������� ��� ��� �� ����� �� � ��� ���� �� ��� ��� �� ��� ���� ���0���� �� ��� ���� �� ���* ��� ���� �� ��� �� ���� ������ .� �0� ������ �� ��� �� ��� �� ��� �� ��0��* ���� �� ��� � ������ ����� :�%; ������� ��� ��� ����� ��� �� ��� �� ��� �4���$���� ��0�� ������� O� �� ����� :'7; ��� ��� � �� ������� �� ������ ��������� ����� �� ��� ��������� ��� C� ����� ���� � �� ��� ����� ��� ��� ���� �� ��� �� � ����� �� �0� ������� �� @� � ��� ��*&��* ' ��� � ��� ��� ����������� �� ��� �����

�� ��� �4��� ��������� ���� � ����� ������� �� C� ����� ���������� � ��� ����� � ������ �� ����� ��� ����* &���* ($F ��� ��� ������������ ��� ���� � ��� ������ ����� ��� �������� ��� ����� � �� 2����� ���� �������������� �� ��� ����� �� ��� +,#'$"#$-�#$��#,

�� ��� ��� ��� -�+,#( ����� � ����� :�;*��� �������� �� � ���� �� ��� ����� ��� �� ��� �� ��� ����� �� ��� ��� � ���� ����� �.�� ��� � ������� :�;� ��������� ��� ����� ��� ����C� ����� ���������� �� ��� �� ��� ���$ #�� � 1� ��� ��� ��� �� �0�� ������ � *��� ����� .� ���@� �� ����@ :�; �� ��� ����

������ �� ����� �� ��������� ��� � ������������� ��� ��� � �� ���� �� ��� ��������� �

��� �� ��� ����* J� ���� ������ ��� ������������ ���� � ��� ��� �� ��� ���� �� ��� ����� ������� 1� ��3 ��������� � ��� ���.��� ,) �� ') ���* ��� �0���� ��� �� ������ ����� � 'F ���� .�� � ��� ��� ��� ���� �� �� �=�� ��� ��� ��� ��� � � ��� � �������� �� ���� � ��� � �� ���������* ��� ��� �� ��� ������� ����� .� ���� �� ��� ��������� � ��� �� ��� ��� � ��� ������������*&��* � ��� � ��� ����� ��������� ������

� �� ��� �� �� ��������� �� ��� � �� &��* 7*+�� ��� � �� &��* � � ��� ����� ������������ �� ��� ����� �� ��� +,#'$"#$-�#$��#, ���� �����* 2��� �� ����� ��� ��� ��� � ��������� ������ ��� ��������� �� ��� �� � �4��� �� ����� �� �� � () ����� ��� ��� ��� ������ ��*��� ����� �� ��� ����� ��� ���� � ��� ������������ ��� ����� � �..� ��� �� ��� � � � � ���� ���� ��� ��������� ���� �� � ���� ��� ������ ��* ��� ��<����� �� ��� ����� � ����� ������� �� ��� ����� �� ��� �� �� ��� �������������� �� .� � ��� ��� �� ��� ��� �� ��� ��������*

&��* �* K����� ��������� ����)� � �������� �� ����� ��������� ����� �� ��� ���� ��������� �������� � ����� >�����

���.��? �� +,#'$"#$-�#$��#, �� ���������

-�+,#( � ����� >���� ���.��?* ��� �� ��� � ��� .��� 9� ��

��� ��/���� ��0�� � �� ��� ��� ���� �� ��� 5�������$K�����

�4����� ��� �� ,*8� ��� ����� �������� ����� �� ��� �� �� � ��� � ���� ��@� ��� � )*�$)*(( ��* ��� �� �����

���P������ �� ��� 9� �6 ������� )*%� �� ������ )*�%*

�� &�'�� � ��� ( )����� �% *��"�� ������ ����$ �+� ,�--�. �/0�� ,�

Page 8: Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles

��� 5�������$K����� �4����� >54* >�?? ��.��� ��� � �� ��4���� ���� �.� ��� ������������� �������* ��B���� �� K����� :%; ����� ��� ���� � ,�8 �� � � ��'8� 54* >�? ���� �.�� ��� ���������� �� ������ ��� ��������� ���� � ���� ����.� �� .�� ��� .��� 9� � �.����� .�� ��� .��� � ���� � �� � �* + ���� ������ ��� +,#'$"#$-�#$��#, �� �� ������ ����� � ����� :�;� ������ ����� � ����� 9�� � ��� � �� � � �� 90��� �� ,*8 ����� 9� �� ��� ��* & �� ��� ����� �� ���� ������ ������ � ������� ��� ��� � �� .� �������������� �� � �� � �� ��� � ���� ��@�* ������������ �� �� ���� ����� � ��� �� �� ���.� �� ��<������ .� ��� �� � ��� �� ������������ ����� �� ����� ��� ���������� ��� ���� ��@�* ��� ���� �� .��� 9� �� ��� ������� ��� �� �� ��� ������ �� � �� ��� � ��&��* �* ��� 9�� � � ���� ����� ����� ��������� ��� �� �� � ��� ����� ������� � ��� ���7 ��*!* ��� �� � � (*( �� '*, �� ��� �� ��� �������� ��� ����������*#�� �� ��� ���� � ��� �� �� ��<����� ���

��������� �� ��� ���� �� ��� � �����* ��� � ���.��� ������� :�)���; ��������� ��� ���� �� ���<����� ��� ������� � ��� ���� �� ��0�� �� ������ ��� ��� .��� �������� �� �=� ���� ������� ���� ����� :��'7�'%; ������ ��B���� ��K����� :�7; ����� ��� ��� ��� ���� ��<���������� ������ �� ��� � ��� � ����� �� ��� ��A� ����� �� ���� .�� ��� �������� >���� ��? ����,��,#8 >��������? � ���� ��� ��� ��� ������9��� �A���* ��� � ����� ���� �� ���� ����� ������� � �� ��� ����� ���� ��� ������ � ��� �� �� �� � ��A� ��� ���� � ��� � ����� ������ ���� �� �� ���� A��� �� ��� ����������* J� �� ��� � ��� ����� � ���� �� ������ ���� � ��� ��<����� �� ��� �� ������������ �0������ �� ���� �� � �����* ��� ���� ����� � �� ��� 5�������$K����� �4����� �� �*'8� ����� 9���� � �� ��� ����� �� ��� �� �� (*( ��.�� ��� ,*F �� '*( �� ��� +,#'$"#$-�#$��#, �� ��������� ���� ��� ����� � ���� ��@�:�;* J� ��� .� � �� ���� �� ����� ��� ��� ��� �������� �� ���� ����� ����� ��������� ��� �� ���� � � ���� �� ��� ���* J� ���=�� ��� ��� � � ���� �� ���� �� �� ������� ���� �*

���� ����� �� ��� �� ��� 9 ��� �� �� =�� ����������������� ��� �A��� �� ���� � ����� �� �� ������ ��� �� ���� ��� � ��������* ��� � �����.�� ��� �� � � ���������� ��� �.�� ������� �� ���� ������� �� � ��� ����������� �� ������������ ���� � ����� � � ������* & �� ��� ����� �� ���� ������ � ������� �� ��� �A��� ������ � ����� ���� .� � ���� �� �� ���� �������� �� ���� ��� ���� ��� �� ������� ��� �A����� �����������* ���� ���.���� ��� .��� �������������� �� �4��� ��� �� ��� �������� ������ �������� ��� ����������� �� ��� �� �4��� ������ ������ ��� �� ���� .� ����� �� ���� ������� �� �� �� .� ����� � �� �� ���*

� �����������

��� ��������� �� ����� �� ��� �� � �,%)�" � ���� ����� ��� ��� ������� �� ��������� �����* ��� ����������� �� ��/�������� ��0��� �� 9� ��� 2����� ���� ���������� ����.�� ������ �� +,#'$"#$-�#$��#, ������ ��� ��� ����� � �����*��� ���������� �� ��� ��������� �� ��� �����

�� ���� ������� ���� .� ���� �.�� .� ���5�������$K����� ���� �4�����

� � �)��� �� ����

��� �A��� �� ����� �� ��� ��� ��� �� �� .����� � ��� ��� �0������ � �� ���� �* &������ ����� �� ��� � 90�� � ,*8� ������ �� (*(� ������9���� �� ��� ��� ���� ���� � �� �*'8 �� ����� � ���� ��*��� �A��� �� ���� � ����� �� ����� �� ���

��� ����� �� .� � ��� ��� �� ����� ������������ �� ������ �A��� �� ��� ��� ���������� ��� ��������� �� .� ��<������� ��� ���������� ��� ��������� ����������* J� ��� .� � ��� ��� �0������� ��� ���� ������ �� �� ��� ���*

�������� �������

&����� ����� � �� ���� � = � � ������ .�2MI� -J-� K�� ����� �� I������ �� ����

,, �� &�'�� � ��� ( )����� �% *��"�� ������ ����$ �+� ,�--�. �/0��

Page 9: Viscosities of calcium ferrite slags and calcium alumino-silicate slags containing spinel particles

+��� �� -��� J����� � K��� �� +���������>+-JK+? �� ��� +��� �� Q��� �����"���� ���� K��� �� I �� � �� ���� ���Q*O* ����� "���� ���� K��� �� "��� � �� 50� ����� -��� ��� B���� ����� � .�� ���"�JK# -��� � �� ��� R���� ���� �� -��.�� ��� N�� ����� �� "����� 5������ ���*

�� �������

:�; �* 5��� J�D "NK#- I ��������� �� ��� ��0�� J��� ��

���� "���� ���� �� -���� ���� &�0�� �� ����

����=���� � ����$M����=�� &����6 N������� �� -���

� ��� O�M� ����=���� �,$�7 ���� ,)))*

:,; M*-* -�=��� +*Q* ���� � � ��* -��* ���* +J-5 ,,7

>��F'? �,,�*

:'; O*5* ������� Q*Q* K��� ��� J*�* �� ��=� -��*

� ��* 2 ,,2 >����? �F'*

:(; �*�* Q� ��� -�������� �������� ,F >����? '78*

:8; O* M��� � Q*M* & ������ Q����������� 2� ����� F7

>���(? �(8*

:F; -* J������ O*�J* C=�� � K* ���B���� -��* -�� *

� ��* 2 ,� >���%? 8F�*

:7; -* J������ O*�J* C=�� � K* ���B���� -��* -�� *

� ��* 2 ')2 >����? '8�*

:%; K*&* 2 ��=�� +*I* N�� O*"* -��� I*C* S������� J��* �*

��� ������* �% >���7? (7�*

:�; �*N* ���@� � 2* ����@� M��� ����* M��� I ���* �8 >��%'?

,%�*

:�); -* M �� O* �=�.����� T* T����= � K* T�������

���������M��� 7% >���,? �),*

:��; -* M �� O* �=�.����� T* T����= � K* T�������

J�J� J��* '' >���'? ()8*

:�,; M*K* �� � �*�* � ����� N*�* I��=� K* #=�� � +�* �*

���* ,FF >��F%? ,,8*

:�'; M*K* �� � �* I�� �* �) >��F�? 8�)*

:�(; &*�* K�� ���� M*"* ����� +*�* I� ���=��� �* Q������* K��*

�' >��%%? '(,�*

:�8; M* I��=� ���� K*�* ���������� �* �����* Q����� �

K��* 8' >���,? (7*

:�F; K*Q* K����� �*T* T��� ��D ��� I� 5* S����� J��� ��

���� ��������� 50� ����� -��� �� �� "���� � C��=�

�� "�.�� �-�� � ����� I+� ���'� �* ')�*

:�7; +*�-* ��B����� I* K������ �* Q������* K��* �)) >2'? >���8?

(,�8*

:�%; �* � ����� �* ����� �* ���� �* �������� -�� -�� *

� ��* 2 '� >,)))? �7*

:��; N*M* 5�� ���� 2��� I ������� �� "���� �������� K��

"����� �������� ������� ��%%*

:,); Q* M���� Q������* �*K* +�� ��* ���* '� >��7(? 'F�*

:,�; +* 5�������� +��* I���* �� >(? >��)F? ,%�*

:,,; +*2* 5�������� +��* I���* '( >����? 8��*

:,'; +* 5�������� J������������ �� ��� ���� � �� ��� 2 � ���

-�������� N��� � C� T� =� ��8F� �* (�*

:,(; K* K������ 2 * �* +��* I���* ' >��8,? ,F7*

:,8; �*�* Q��� ��� + �������� I� ����� K��� � "����

�������� ��* ,� ��� "����� �������� ������� ��78�

�* ,(F*

:,F; �*&* 5����� ��D I ��������� �� ��� ������ J��� �����

��������� -��� ��� ��� �� &�0��� -��� ���

������� +J-5� � ����� ��%(� �* (8*

:,7; �� ��� N������� 5��������������� >5�*?� �� +��� ,��

5�*� �� � ��������� N������� �� ���8*

:,%; 2* I������ +* -��� �* +�* "� �* ���* (� >��8%? ((8*

:,�; �* ������ O* -� ���� �* T����� �* ���* J���* -��* (7

>��%'? �,7*

:'); �* C=�� � M* J���� &* C������� �* #=����� "����

�8� ��* J�� ��� -��* ���* �� "J-� ���8� �* ('�*

:'�; �* �=�� �*�* J�� �*-* ���� �� ��D J��� ����� ������

���� �� S���� �� C���&� ��� I� ����� ��� ��� -��*

���* �� "J-� ���8� �* 'F7*

:',; I* ���@� -* M���=� -��� ��B '7 >���%? �F8*

:''; �* M � O* J ��� N*K* Q�=�� O* #����� � ��* �J- ,�

>��%%? �77*

:'(; �* M � M* T������ �* �������� N*K* Q�=�� O*

#����� � ��* �J- ', >����? %,�*

:'8; O*"* -��� -* & �=��� C* -����� ��� I* Q ���� "*

2 � �.���� Q* R .��� K* ������ �* M������ � �*C*

I����� �� "��������� K��� � �� ���� � K��� ����

-�� � >�K-? �� ���� ����� �� � ��������� ���� ��

�����* CI� K��� � N-->+? ')� CI�� ����������� RO�

����*

:'F; 2*N* - ��� "��� �.* -��� I�� �* 7% >��%�? %8*

:'7; K*"* O� � �*K* ����� � �* Q��* �� >����? (87*

:'%; T* -� �� C* #�=�� "���* 5��* ,) >��8F? (%%*

�� &�'�� � ��� ( )����� �% *��"�� ������ ����$ �+� ,�--�. �/0�� ,'