Vol.21 No.2 吴铿等：一种测试冶金熔体流变特性的方法 ·153· 表4熔渣和熔盐的本构方程 序号试样温度/℃ 添加剂 本构方程（试验） 相对误差/% 本构方程（修正后） 1 熔渣 1550 不加 t=0.2069D10m8 3.40 t=0.2069D100 2 熔渣 1500 不加 T=0.3140D09m 1.62 t=0.3140D10 3熔渣 1500 3mm焦 T=0.3743D0.869 9.56 t=0.3743D0869 4 熔渣 1500 200目焦 t=0.7228D0,79 15.04 t=0.7228D0709 5 熔盐 900 不加 t=0.7582D0.9肠 0.97 t=0.7582D100 6熔盐 900 16.7Ca0%(摩尔分数) t=0.3635D0.978 1.56 t=0.3635D1000 对误差分别为0.97%和1.56%，均小于系统的最 冶金熔体的本构方程.试验所测定熔渣和熔盐的 大可能误差±4.02%.可以认为这些序号所对应 结果与前人吻合得很好，证明此试验方法是可行 熔体为牛顿流体，即将所对应的本构方程的n值 和可信的， 修正为1.000.而序号2和3所对应的相对误差都 参考文献 大于系统的最大可能误差的值，所以这些熔体为 非牛顿流体， 1吴铿，潜伟，储少军，等.制备泡沫铝时增粘过程的基础 对于牛顿流体因其本构方程的n值为1，其 研究.中国有色金属学报（材料科学与工程专辑）， 表观粘度即为实际粘度.表4中序号2的熔渣实 1998(8):80 2潜伟，吴垡，储少军，等，搅拌扭矩研究熔融铝合金的流 测的粘度为0.314Pa·s,从文献所给出的该条件 变特性.北京科技大学报，1998,20(1)：27 下的粘度值为0.41Pa·s,两者非常接近；纯 3储少军，牛强，吴垡，等.冶金熔体泡沫分类的研究化 Na2B,O,熔体在900℃时所测的粘度为 工冶金，1998,19(2：179 0.759Pa·s,这与Kaiura等人所测定的数据 4吴铿，潜伟，储少军，等，冶金熔体流变性与泡沫化的关 (1~2Pa·s)接近切.随着熔体中碱性氧化物Ca0 系及泡沫冶金的概念.中国稀土学报，1998,16(8)：599 含量不断增加，其粘度值下降，这与Shartsis和 5储少军，王颖，吴锋，等.硼酸盐熔体发泡行为的研究 Dimitrev等人研究Na,O-B,O,和BaO-B,O,熔体的 金属学报，1998,348)：875 性质的结果相似)，上述结果表明本实验方法具 6陈惠钊.粘度测量.北京：中国计量出版社，1994 有较高的可靠性， 7 Kaiura G H,Toguri J M.The Viscosity and Struc- ture of Sodium Borte Melts.Phys Chem Glass,1976. 7结论 17:62 8 Dimitriev Y.Phase Separation in Tullurite Glassform- 将较为普遍的定转数高温旋转粘度计改造 ing Systems Containg Be,O,,Ge,,Fe,O,,MnO,CaO 成可变转数，可以测定在高温下流动性能较好的 NiO and CdO.J Mater Sci,1981,16:3045 Measurement Method for Rheological Characteristic of Metallurgical Melt Wu Keng,Qian Wei,Chu Shaojun,Wang Yin Metallurgy School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT A measurement method for the rheological characteristic of metallurgical melt by means of a modified rotational viscometer with variable speed used at high timperature was proposed.The rheological characteristic of molten slag measured with the modified viscometer has been investigated.Therefore,revisory method of the rheological parameters has been put forward and the revisory constitutive equations have also been carried out. KEY WORDS non-newtonial fluid;measurement method;metallurgical melt;constitutive equation;rota- tional viscometerV o l . Z I N 0 . 2 吴铿等 : 一种测试冶金熔体流变特性 的方法 15 3 表4 熔渣 和熔盐 的本构 方程 序 号 试样 熔 渣 熔 渣 熔渣 熔渣 熔盐 熔盐 温度/ ℃ 1 5 5 0 1 5 0 0 1 5 0 0 1 5 0 0 9 0 0 9 0 0 添加剂 本构方程 ( 试验 ) 相对误差/ % 本构方程 (修正 后) 不加 不 加 3 11 u l l 焦 2 0 0 目焦 不加 16 . 7 e a o % ( 摩尔分数) 丁 = 0 . 20 6 9 D I川8 r = 0 . 3 14 0 D 0 9 7 7 r = 0 . 3 7 4 3 D 0 86 9 T = 0 . 72 2 8 D O夕09 r = 0 . 7 5 8 2 D O , 肠 T = 0 . 3 6 3 5 D o , 78 3 . 4 0 1 . 6 2 9 . 5 6 1 5 . 0 4 0 . 9 7 1 . 5 6 T = 0 . 2 0 6 9 D I咖 T = 0 3 14 0 D I姗 r = 0 . 3 7 4 3 D O名 69 r = 0 . 7 2 2 8 D o, 09 r = 0 . 7 5 8 Z D l o T = 0 . 3 6 3 5 D l明 对误 差 分 别 为 .0 9 7% 和 1 . 56 % , 均 小 于 系 统 的 最 大可 能 误差 士 .4 02 % . 可 以 认 为 这些 序 号所 对 应 熔体为 牛 顿流 体 , 即将 所 对应 的本 构 方程 的 n 值 修正 为 1 . 0 0 . 而序 号 2 和 3所 对应 的相 对 误差 都 大 于 系 统 的最 大 可 能误 差 的值 , 所 以 这 些熔 体 为 非 牛顿 流体 . 对 于 牛 顿 流 体 因其 本 构 方 程 的 n 值 为 1 , 其 表 观 粘 度 即 为 实 际粘 度 . 表 4 中序 号 2 的熔 渣 实 测 的粘度 为 .0 3 14 P a · s , 从文 献所 给出 的该条 件 下 的 粘 度 值 为 .0 4l aP · s , 两 者 非 常 接 近 ; 纯 N 气 B 4 0 7 熔 体 在 9 0 ℃ 时 所 测 的 粘 度 为 .0 75 9 P a · s , 这 与 K ia aur 等 人 所 测 定 的 数 据 (l 一 Z P a · s )接 近 71[ . 随着熔体中碱性 氧化物 c ao 含 量 不 断增 加 , 其粘 度 值下 降 , 这 与 S h a rt s i s 和 D im itr e v 等人研究 N 气0 一 B Z o , 和 B a o 一 B Z o 3熔 体的 性 质 的结果 相 似8[] . 上 述结果 表 明本实 验方 法 具 有 较高的可 靠性 . 7 结论 将 较为 普 遍 的定 转 数高 温 旋 转 粘 度 计 改造 成 可变 转 数 , 可 以 测 定 在 高温 下 流 动性 能 较好的 冶金熔体的 本构方 程 . 试 验所 测 定熔渣 和 熔盐 的 结 果 与前 人 吻合 得 很好 , 证明此 试 验方 法 是可 行 和 可信的 . 参 考 文 献 l 吴铿 , 潜伟 , 储 少军 , 等 . 制备泡沫铝 时增粘 过程的基础 研 究 . 中 国 有 色 金 属 学 报 (材 料 科 学 与 工 程 专 辑) , 1 99 8 ( 8 ) : 8 0 2 潜伟 , 吴铿 , 储 少军 , 等 . 搅拌扭矩研究熔融 铝合 金的流 变特性 . 北京科技大学报 , 19 98 , 20 ( l) : 2 7 3 储少 军 , 牛强 , 吴铿 , 等 . 冶金熔 体 泡沫分 类 的研 究 . 化 工冶金 , 1 9 9 5 , 19 ( 2 ) : 1 7 9 4 吴铿 , 潜伟 , 储 少军 , 等 . 冶金熔体流变性 与泡沫化的关 系及 泡沫冶金 的概 念 . 中国稀土学报 , 19 98 , 16 (:8) 5 9 5 储少 军 , 王 颖 , 吴铿 , 等 . 硼酸盐 熔 体发 泡行 为的研究 . 金属学报 , 19 9 5 , 3 4 (s ) : 5 7 5 6 陈惠钊 . 粘度测量 . 北京 : 中国 计量 出版社 , 1 9 94 7 aK i uar G H , T o g u n J M . T h e V i s e o s iyt an d S trU e - 切 r e o f S o d i um B o ert M e l st . P勿5 C he m G las s , 19 7 6 , 1 7 : 6 2 S D 而i itr e v Y . P has e S eP aj ar t i o n in uT l l u ir t e G las s fo mr - in g s y s t e ms C o nat ing B e Z o 3 , G e 0 2 , F e 2 0 3 , M n o , c a o N IO a n d C d o . J M a t e r S C i , 1 9 8 1 , 16 : 3 0 4 5 M e a s u r e m e n t M e t h o d fo r 助 e o l o g i e a l C h ar a e t e r i s t i e o f M e t a l l u r g i e a l M e l t 砰扮 天亡n g , M e at llur gy Q i a n 环,e i , S e h o o l , U S T hC u hS a oj u n, 环ar n g iY n B e ij in g , B e ij in g 10 0 0 8 3 , C h in a A B S T R A C T A m e a s ur e m e n t m e ht o d of r ht e hr e o l o g i e a l e h a r a e t e ir s ti e o f m e at ll u r g i e a l m e lt b y m e an s o f a m o d iif e d r o at t i o n a l v i s e o m e t e r w i ht v a ir a b l e s P e e d u s e d a t h i g h t l m P e r a t u r e Wa s Por P o s e d . T h e ht e o l o g i e a l e h ar e t e ir s t i e o f m o l t e n s l a g m e a s u r e d w it h t h e m o d iif e d v i s e o m e t e r h a s b e e n in v e s t ig at e d . T h e r e of r e , r e v i s o yr m e ht o d o f ht e ht e o l o g i e a l Par a m e t e r s h a s b e e n P u t fo wr ar d an d ht e er v i s o yr e o n s t iut i v e e q u a t i o n s h a v e a l s o b e e n e a 币 e d o u t . K E Y W O R D S n o n 一 n e w t o n i a l fl u i d : m e as ur e m e n t m e ht o d : m e t a ll u r g i e a l m e l t: e o n s t iut t i v e e q u at i o n : or a-t ti o n a l v i s e o m e et r