Title

ESTIMATIVA DE VISCOSIDADE EM ESCÓRIAS: APLICAÇÃO NO SISTEMA CaO-Al2O3-MgO-SiO2

ESTIMATING SLAG VISCOSITY: APPLICATIONS TO THE CaO-Al2O3-MgO-SiO2 SYSTEM

Authorship

Stocco, Bruno Nery; Martins, Antonio Augusto; Silva, Andre Luiz Vasconcellos da Costa e

Stocco, Bruno Nery

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Martins, Antonio Augusto

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Silva, Andre Luiz Vasconcellos da Costa e

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DOI

10.5151/2594-5327-16542

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Abstract

Escórias têm papel de grande importância em vários processos siderúrgicos. Na aciaria, em particular, diversas escórias, com várias características específicas, são empregadas nas várias etapas do refino ao lingotamento. Além das propriedades termodinâmicas, dentre as diversas propriedades das escórias importantes para o processamento, destacam-se tensão superficial e viscosidade. Neste trabalho são revistos os modelos empíricos para a previsão de viscosidade baseados tanto em composição química como em basicidade (química e ótica) e seu ajuste aos dados reais são comentados. Um modelo resultante da combinação do modelo de Riboud com o modelo termodinâmico de células de Kappor-Frohberg-Gaye é apresentado como uma alternativa interessante para a descrição da viscosidade em escórias de aciaria, empregando a termodinâmica computacional. A aplicação do modelo no sistema CaO-Al2O3-MgO-SiO2 é apresentada e o ajuste do modelo a dados reais é também discutido. As próximas etapas no desenvolvimento do modelo incluem a extensão do modelo para sistemas contendo FeO e CaF2.

Slags are critical components in several iron and steelmaking processes. Different slags with various properties are used in the different processing steps from melting and refining to continuous casting. Besides thermodynamic properties, viscosity and surface tension are among the most important properties considered in the design of slag compositions for steel processing. A brief review of the approaches at modeling viscosities indicate that viscosity correlations with chemical composition, basicity (both chemical and optical) and more recently with slag constitution have been attempted with different degrees of success. In this work, a model to describe slag viscosity based on the Riboud viscosity model combined with thermodynamic Kappor-Frohberg-Gaye cell model is described and presented as a potential alternative to obtaining slag viscosity estimates directly from computational thermodynamics software. The first results of the adjustment and application of the model to the CaO-Al2O3-MgO-SiO2 is presented and the quality of the adjustment is discussed as well as its current limitations. The next steps of the project involve the extension of the model to include FeO e CaF2.

Keywords

Viscosidade; Escória; Termodinâmica computacional; Aciaria.

Viscosity; Slag; Computational thermodynamics; Steelmaking