D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.03.006 第21卷第3期 北京科技大学学报 Vol.21 No.3 1999年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing June 1999 MnO-SiO2,Mgo-SiO,CaO-Al,O-SiO, 熔渣粘度的计算模型 李金锡》张鉴》Georges Urbain) I)北京科技大学冶金学院，北京100O832)FRANCE CATLLAR,Du Figuerals,,Chemin4 摘要根据炉结构的共存理论与不同温度和成分下MnO-SiO2,Mg0-SiO,和Ca0-Al,O,-SiO,三 渣系的实测粘度，制定了这些渣系的粘度计算模型.计算结果符合实际，证明这些模型可以正 确地反映相应渣系粘度与各结构单元作用浓度和温度间的关系 关键词共存理论：结构单元：粘度：计算模型 分类号T044.6 炉渣的粘度通过影响粒子穿过渣/钢界面 列模型的规律： 的速率影响反应的快慢.通过建立数学模型进 Ih号-2AN+810o0BNWT 行粘度估算，以减少人力和财力消耗，在这方面 (F=884.67,R=0.9999) (1) 的研究已取得了一定的成果2引，然而，已有的粘 其中：i=0,1,2,3,4:N,为熔渣结构单元i的作 度数据只是对部分炉渣在一定范围内的测量， 用浓度（摩尔分数），N。=1;n为粘度(Pas),适 且所测量数据和经验公式往往与实际结果出入 用渣系成分范围Mn0为30%~65%，SiO2为 比较大，适用范围也比较窄.本文拟从MnO- 35%-50%,温度范围为1400-1600℃. SiO2,Mg0-SiO2和CaO-AlO,-SiO2渣系的粘度开 回归具体参数如表1所列，图1为用式(1)计 始进行研究，以求解决这个问题. 算的本渣系粘度与文献[1,6,7]上Mn0-SiO,渣系 1二元渣系粘度计算模型 相应实测粘度的对比.由比较可见，计算结果是 符合实际的 1.1Mn0-Si02熔渣 表1Mn0-SiO,粘度计算模型的回归参数 由炉渣结构的共存理论和有关的相图查 A 8 知，MnO-SiO2的结构单元为 0 -4.5 7.62 简单离子：Mn2,02: -11.64 -2.81 分子化合物：SiOz,MnO·SiO2,2 MnO.Sio2: 2 -8.38 12.92 令熔渣成分为b=∑xMo,a=∑xs,o.平衡后 3 -13.09 -3.52 4 1.42 -9.79 的作用浓度为：N1=NMo,N2=Nso.,N=NMao-s0., N4=NiMoO.· 0.4 有关本渣系的作用浓度计算模型及结果已 在文献[4)中有所报道，此处从略.为了寻求本渣 0.3 系粘度与其各结构单元的作用浓度及温度间的 s.ed/ 0.2 关系，将不同温度和成分下各结构单元的作用 ·实测值 浓度与相应的实测熔渣粘度值结合起来，在考 0.1 一计算值 虑前人处理熔渣粘度方面经验的基础上进行了 1 多元线性回归后，得MnO-SiO2渣系粘度符合下 0 0.1 0.2 0.3 0.4 nn /Pa's 1998-06-08收稿李金锡男，26岁，硕士 ·冶金部基础研究基金资助课题No.970202320) 图1MnO-Si0:熔渣粘度计算值与实测值比较第 1 卷 2第 3期 19 99年 月 6 北 京 科 技 大 学 学 报 J u o rn a l o U f n i v e s i y r t o s f e i e c e a n n ’ e d l c h n o l o y g B e i j i n g 】 V O 一 1 2 J U e l N0 3 1 9 9 9 M n O 一 5 1 0 , 2 M g o 一 5 10 2 不口 C a O 一 A 1 2O 3一 5 10 2 熔渣 粘度 的计 算模 型 李金锡 ` , 张 鉴 ” G e o gr e s rU b a i n Z, l ) 北京科技 大学冶 金学 院 , 北京 10 0 0 8 3 2 ) F RA N C E e fA L L A 民 D u F i即 e ar 一s , e h e m i n 4 摘 要 根 据炉 结构 的共存理 论与不 同温度 和成 分下 Mn o 一 s iq , M g o 一 5 10 2 和 c a o 一 1A 2 q 一 51 0 2 三 渣系 的实 测粘度 , 制定 了这些渣 系 的粘 度计 算模 型 . 计算 结果 符合 实际 , 证 明这 些模 型可 以正 确地反映 相应渣 系粘度 与各结构 单元 作用浓 度和温 度 间的关 系 . 关键词 共 存理论 ; 结构单 元 ; 粘度 ; 计算 模 型 分类 号 T 0 4 .4 6 炉渣 的粘 度 通过 影 响粒子 穿过 渣 /钢界 面 的速 率影 响反应 的快慢1 . 通过 建立 数学模型 进 行粘度估算 , 以减少人力和财力消耗 , 在这方面 的研究 己取得 了一 定的成果 `圳 . 然而 , 已 有的粘 度 数据 只 是对部 分炉渣在一 定范 围内的测 量 , 且所测量数据和经验公 式往往与实际结果 出入 比 较大 , 适用范 围也 比较 窄 . 本文 拟从 M n O - 5 10 2 , M gO 一 5 10 2和 C a o 一 A 1 2 0 3一 5 10 2渣 系的粘度开 始进行研究 , 以求解 决这 个 问题 . 列模型 的规律 : 一” 1 1 1工尸, , I X A戎 + 艺( 1 OOOB 入) / T 户刃 j 司 4 O 凡尹八0 ù、 0 2 , 乏卜.铭 1 二 元 渣系粘度计 算模型 1 . 1 M n -O S犯 : 熔渣 由炉渣 结构 的共存理 论 ` ,5] 和有 关 的 相 图查 知 , N 恤O 一 51 0 2 的结构单元为 简单离子 二 N 伍 2十 , 以 ; 分子化合物 : 5 10 2 , M ll O · 5 10 2 , ZM h o · 5 10 2 ; 令熔渣成分为 b = 艺x oMn , a = 艺xs io . 平 衡 后 的作用浓度为 : 凡 = 入辐 ,。 , 从 二 Ns io Z ,凡 = 入弘 n o 一 iso : , 从 = 从枷 . ` : . 有关本渣系 的作用浓度计算模型及结果 已 在文献 4[ l中有所报道 , 此处 从 略 . 为 了寻 求本渣 系粘度与其各结构单元 的作用浓度及 温度间 的 关系 , 将不 同温度和 成分下 各结构单元 的 作用 浓度与相应 的实测熔渣粘度值 口,结合起来 , 在考 虑前人处理熔渣粘度方面经验 的基础上进行 了 多元线性 回归后 , 得 M i l o 一 51 0 2 渣系粘度符合 下 19 8一6 一 08 收稿 李金 锡 男 , 26 岁 , 硕士 中 冶 金部基 础研究 基金资助 课题 (N .o 9 7 0 2 0 2 3 2 0) (F = 8 84 . 6 7 , R = 0 . 9 9 9 9 ) ( l ) 其 中 : i = 0 , 1 , 2 , 3 , 4 ; 从 为熔渣 结构单元 i 的作 用 浓度 (摩尔分 数 ) , N0 一 l ; 粉为 粘度 (P .a s) , 适 用渣 系 成 分 范 围 M n O 为 30 % 一65 % , 51 0 2 为 3 5% 一 5 0 % , 温度 范 围为 1 4 0 0一 1 6 0 0 oC . 回归 具 体参 数 如表 l 所列 , 图 1 为用 式 ( l) 计 算的本渣 系粘度与文 献「1 , 6, 7] 上 M n o 一 5 10 2渣 系 相 应实测 粘度的对 比 . 由 比较可见 , 计算结 果 是 符合实 际 的 . 表 1 M n o 一 is q 粘度计算模型 的回归参数 i A , B 0 一4 . 5 7 . 6 2 一 1 1 . 一 8 . 一 1 3 . 0 9 1 . 4 2 一 2 . 8 1 12 . 9 2 一 3 . 5 2 一 9 . 7 9 实测值 一 计算 值 0 . 2 叮计 爪a · s 0 . 3 0 . 4 图 1 M n o 一 51 0 : 熔渣粘度计算值与实测值 比较 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1999. 03. 006