Vol.22 No.6 李金锡等：Ca0-A山，OSi0,熔渣表面张力的计算模型 513◆ Al20,2Ca0·Al03Si02,Ca0·Al0,2Si02,3Ca0 较，如图1所示.由此可见，Ca0-Al0,-Si02表面 Si02,3Ca0-Al203,2Ca0Si02,12Ca0-7Al20, 张力计算模型基本上符合实际，从表1的参数 Ca0·2Al203,Ca06Al03,3Al0,2Si02. 可以看出，温度是影响表面张力首要因素，温度 令熔体成分为b=xco,a1=xsio,a2=xAo, 升高，熔渣的表面张力普遍会降低，温度降低， (表示组元的总摩尔分数)；平衡后各结构单 熔渣的表面张力普遍会增大；就熔渣结构单元 元的作用浓度为：N1=Nco,N2=Nso,N,=No, 对表面张力的影响而言，Ca0,Ca0·2AlO3和 N=Nco-Sio,,Ns =NCo-ALO.,Ns=NaCO-ALO.Sio,N= AlO,含量的增大，会使表面张力增大.其余Ca0 Nco-ALO.2s.M=Nco-so.N=Nco-AL.No=Naco-sio. ·6Al0,3CaO·Si0z,3Ca0·Al20,3Al2032SiO2, Nn=NICo-AL,N=Noo-2ALO.N=NCO-SALO,N= CaOAl2O3,2Cao.Al2O3SiO2,CaoAl,O,2SiO2, N3N02s0· CaO:SiO2,2Ca0·SiO2和SiO2的增大，则会使熔 文献[7]中已有本渣系作用浓度的详细计算 渣的表面张力减小：各结构单元的作用大小与 模型，可供直接应用，此处从略， 文中前后次序一致.最后还可看出，本表面张力 2.2Ca0-A0,Si02熔渣表面张力的计算模型 模型温度和成分范围较大，因而其适应性也应 将不同温度和成分下熔渣结构单元的作 该是较强的， 用浓度与相应温度和成分下实测熔渣表面张力 1.2 值则对照进行多元线性回归，参考前人处理表 面张力问题的经验，采用多种方案进行比较后 1.0 得CaO-AlO,-SiO,熔渣表面张力的计算模型 为： 0.8 g=之AN+BT (5) 0 式中，o为表面张力，N/m;0,1,2,…,14;N=1 0.6 因N值小于10~，故在计算中略去不计. 回归后得该渣系表面张力计算模型的参数 0.4 如表1所示 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 d/N.m- 表1Ca0-A山0-Si0,表面张力计算模型回归参数A, 图1Ca0-A山0Si0,表面张力计算值与实测值比较 Table 1 Regressed parameters of surface tension calculat- Fig.1 Comparison of surface tension values calculatod of ing model for CaO-AlO,-SiO:slag melts measured i 4 i A 0 24.85 7 -112.73 4 结论 1 2004.11 8 -7268.8 2 -4.80 9 -4364.3 (1)根据炉渣结构的共存理论和CaO-A2O 3 32.50 10 -7.94 SO2渣系表面张力的实测值制定了本渣系的表 -17.91 12 514.96 面张力计算模型.计算结果符合实际，证明该模 5 -297.26 13 -11503.1 型中熔渣表面张力与其结构单元和温度间的关 6 -125.45 14 -548.61 系是正确的. B。=-23015.8,回归平方和U=0.889,剩 (2)温度是影响表面张力首要因素，温度升 余平方和-0.011，F=22.54,R=0.994.炉渣成分 高，熔渣的表面张力普遍会降低，温度降低，熔 范围（质量分数)：Ca025%~50%,Al,0,9%~ 渣的表面张力普遍会增大， 50%,Si0229%~57%.温度范围：1693-1893K. (3)就熔渣结构单元对表面张力的影响而 言，CaO,CaO·2Al,O,和AlO3含量的增大，会使 3 计算结果及讨论 表面张力增大，其余Ca06Al,O3,3Ca0·SiO2, 3CaO.A12O3,3Al2O,2SiO2,Cao.Al2O3,2CaO 根据所建立的CaO-Al,O-SiO2渣系表面张 Al2O,SiO2,CaO.Al2O2SiO2,Cao.SiO2,2CaO. 力计算模型，计算不同温度和成分下的炉渣表 SiO2和SiO,的增大，则使熔渣的表面张力减小， 面张力，并将其与实测的表面张力值9进行比 各结构单元的作用大小与文中前后次序一致.V bL 22 N o . 6 李 金锡 等 : C a o . A LO 护 5 10 : 熔渣表 面 张力 的计 算模 型 一 5 1 3 - 一N 0. ó l日 · 运考 A 1 2 0 3 , ZC a o · A 七0 3 · S iq , C a o · A L0 3 · 2 5 10 2 , 3 C a O · 5 10 2 , 3C a o · A 1 2 0 3 , Z C a o · 5 10 2 , 12 C a o · 7A 1 2 0 3 , C a o · 2 A 1 2 O 3 , C a o . 6A 1 2 O 3 , 3A 1 2 0 3 · 2 5 10 : . 令 熔 体 成 分 为 b = 2 沈 c ao , a l 月众 5 5, , 姚月众 人。 (尽 崖表 示 i 组元 的总摩 尔分数 ) ;平 衡后各 结构单 元 的 作 用 浓 度 为 : 凡 = 从团 , 从 = Ns 。 , 凡 = 入瓦。 , N4 = 从目 . isa , 丛 = Nc 。 从q , 从 = 从。 。 . 从氏 isq , 凡 = 入乙 。 . lA o sZ 。 , Ns 钊叽闭 isa , N9 宁 N )的叭。 , 凡 。 = 从cao . isa , 凡 , 节Ni Z助 . ,顺 , N1 2司VC a o . 巩q , N1 3 = Nc 目 . ~ , 凡 4 = 丛从。 ` 25 0 . 文献 7[ 』中 已有本渣系作用浓度 的详细计算 模 型 , 可供直接应用 , 此处从略 . .2 2 C a o 卜 A 12 0 , e S 10 2 熔渣表面张力的计算模型 将 不 同温 度 和 成分 下 熔渣 结构 单元 的作 用 浓度与相应温度和成分下实测熔渣表面张力 值 lg, J对 照进行多元线性 回归 , 参考前人 处 理表 面张力 问题 的经 验 , 采用 多种方案进行 比较 后 得 C a o 卜A 1 2 0 -3 is O 2 熔渣 表 面张 力 的计 算模 型 为 : 较 , 如 图 1 所示 . 由此可见 , C a o , A 1 2 O二 51 0 2表面 张力计算模 型基本 上符合实 际 . 从表 1 的参数 可 以看 出 , 温度是影 响表面张 力首要 因 素 , 温度 升 高 , 熔渣 的表面 张力普遍会 降低 , 温度 降低 , 熔渣 的表面 张力普遍 会增大 ; 就熔渣 结构 单元 对 表 面 张 力 的影 响 而 言 , C ao ,C aO · Z1A 2 O 3和 A取0 3含量 的增大 , 会 使表 面张力增大 . 其余 C a o · 6A 12仇 , 3 C a o · 5 10 2 , 3 C aO · A 1 2 0 3 , 3A 120 3 ’ 2 5 10 2 , C a o · A 1 2 0 3 , Z C aO · A 1 2 O 3 · 5 10 2 , C aO · A 1 2 0 3 · 2 5 10 2 , c ao · 51 0 2 , Z c ao · 51 0 2 和 51 0 2 的增大 , 则会 使熔 渣 的表面张 力减小 ; 各结构 单元 的作 用大 小与 文 中前后次序一 致 . 最后 还可看 出 ,本 表面张力 模 型温 度和 成 分范 围较 大 , 因 而其适 应性也应 该 是较强 的 . a = 艺A入+ 刀扩T ( 5 ) 46 : 式 中 八UO , 。 为表面张力 , N l/ n ; =i0 , 1 , 2 , … , 14 ; N0 二 1 因 凡 , 值 小于 1 0 一 10 , 故在计算 中略去 不计 . 回归后得该渣系表面张力计算模型的参数 如表 1 所示 . 表 1 C a o 卜 A】二 o r 名i认 表面张力计算模型回 归参数刁 , 介 b】e 1 R eg ~ ed P a ar m d . o f s u r fa ce et n iso n ca k u 肠 -t in g m od el fo r C a o 确儿认 一 5 10 : s 肠 9 m e lst z 才 , }} i 通 ` 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 再加 · m 一 , 图 1 C . O卜A 卜o r 名10 : 表面张 力计算值 与实测值 比较 F落1 C o m P a 山 o n o f s u r fa ce t e n s io n va l n es e a k u 肠加 d o f m e 日S U理 d 2 4 . 8 5 2 0 04 . 1 1 一 4 . 80 3 2 . 5 0 一 17 . 9 1 一 2 97 . 2 6 一 1 2 5 . 4 5 7 一 1 12 . 7 3 8 一 7 2 6 8 . 8 9 一 4 364 . 3 10 一 .7 94 12 5 1 4 . 96 13 一 1 1 50 3 . 1 14 一 5 4 8 . 6 1 0B = 一 2 3 0 1 5 . 8 , 回归平 方和 U = .0 8 9 , 剩 余平 方和均.o n , F = 2 .5 4 , R = .0 994 . 炉渣 成分 范 围 ( 质量分数 ) : C aO 25 % 一 50 % , A 1 2 0 3 9 % ~ 5 0% , 5 10 2 2 9% ~ 5 7% . 温度范 围 : 1 6 9 3一 1 8 9 3 K . 3 计算结果及讨论 根据所 建立 的 C a o 一 Ah O 广51 0 2渣 系表面张 力计算模型 , 计算 不 同温度和 成分下 的炉渣 表 面张力 , 并将其与实测 的表面张力值 l[,9 ,10] 进行 比 4 结论 (l) 根据炉渣 结构 的共存理论和 C a o卜 A h q 一 51 0 : 渣系表 面张力 的实测值制定 了本渣系 的表 面 张力计算模型 . 计算 结果符合实际 , 证明 该模 型 中熔渣表面 张力与其 结构单元和 温度间的关 系 是正确 的 . (2 ) 温 度是影 响表面 张力首要因 素 , 温度升 高 , 熔 渣 的表 面张力普遍会 降低 , 温 度 降低 , 熔 渣 的表 面张力普 遍会增大 . (3 ) 就熔渣 结构单元对表 面张力 的影响而 言 , c ao , c a o · 2 A 1 2 o , 和 A hq 含量 的增 大 , 会使 表面 张力增大 . 其余 C aO · 6A 1 2 q , 3C ao · is q , 3 C a o · A 1 2 0 3 , 3 A 1 2 0 3 · 2 5 10 2 , C a o · A 1 2 0 3 , ZC a o · A 1 2 0 3 · 5 10 2 , C a o · A 12O 3 · 2 5 10 2 , C a o · 5 10 2 , ZC a o · 51 0 2 和 5 10 2 的增大 , 则使熔渣 的表面张 力减小 , 各 结构单元 的作用大 小与文 中前后 次序 一致