Slag melting temperature and contact angle on high carbon containing refractory substrates

Abstract

In this work the sessile drop technique was used in order to evaluate the melting temperature of synthetic and industrial slags, and their contact angle as a function of time and temperature on substrates of an Al 2 O 3 -SiO 2 -SiC-C castable containing 10 wt.% of carbon or its matrix. The best experimental conditions for the evaluation of the wetting behavior of refractory castables were attained when 25 x 25 x 10 mm 3 matrix substrates and cylindrical slag pellets of 3 mm diameter and 5 mm high were used. This substrate -slag set resulted in contact angle values with good reliability. Small differences between the contact angle behavior on ground and polished matrix surfaces for synthetic slags were also detected. Additionally, industrial slags containing various oxide components, showed high values of contact angles and lower liquid spreading when compared with synthetic slags. This difference can be associated to the interaction liquid-solid at the material interface. Besides that, the wetting experiments were presented as a good alternative for measuring the melting temperatures of slags, as their values are difficult to determine due to the high oxide variety in the industrial slag compositions and the interaction between the slag and the substrate. ResumoNeste trabalho a técnica da gota séssil foi usada na avaliação da temperatura de fusão de escórias sintéticas e industriais e de seus ângulos de contato, em função do tempo e da temperatura, sobre substratos de um concreto Al 2 O 3 -SiO 2 -SiC-C que contém 10%-p de carbono ou sobre somente sua matriz. As melhores condições experimentais para a avaliação do comportamento de molhamento dos concretos refratários foram obtidas quando utilizados substratos da matriz de 25 x 25 x 10 mm 3 e cilindros das escórias com 3 mm de diâmetro e 5 mm de altura. O uso deste conjunto substrato-escória proporcionou a obtenção de valores de ângulo de contato com boa reprodutibilidade. Pequenas diferenças entre o comportamento do ângulo de contato de escórias sintéticas sobre amostras da matriz com superfície retificada ou polida também foram verificadas. Adicionalmente, as escórias industriais que continham diversos óxidos em suas composições mostraram maiores valores de ângulo de contato e menor espalhamento dos líquidos quando comparados com as escórias sintéticas. Esta diferença pode estar associada à interação entre o líquido-sólido na interface destes materiais. Além disso, os experimentos de molhabilidade foram apresentados como uma boa alternativa para medir a temperatura de fusão de escórias, uma vez que estes dados são difíceis de serem determinados devido à grande variedade de óxidos presentes nas composições das escórias industriais e a possível interação entre escória e substrato. Palavras-chaves: molhabilidade, refratários contendo carbono, ângulo de contato, temperatura de fusão.

Development and application of a novel fluxing compound for improving sintering performance of high alumina iron ore

“…It is also evident that with the addition of IRCF in sinter feed containing high alumina iron ore, contact angle decreased significantly. Contact angle has been correlated with the viscosity of the material [23][24][25], i.e. lower the contact angle lower the viscosity.…”

Ensaio De Molhabilidade Como Indicativo Da Potencialidade De Utilização De Resíduo De Rochas Ornamentais Em Cerâmica De Revestimento

“…O método da Gota Séssil é o mais utilizado para a determinação da molhabilidade. Ele consiste em colocar o vidrado sobre o substrato de cerâmica vermelha e aquecer até a fusão do vidrado, medindo-se o ângulo de contato formado em função do tempo ou da temperatura [6,11,12].…”

Avaliação do molhamento da matriz de um concreto refratário (Al2O3-SiC-SiO2-C) por escórias sintéticas contendo distintos teores de MgO

“…Maiores detalhes sobre este concreto podem ser encontrados [15,16]. Baseado em estudos preliminares, também se concluiu que a heterogeneidade da superfície dos refratários, devido à presença de agregados (tamanho de partícula até 4,75 mm) e componentes finos (tamanho de partículas < 75 μm), altera o comportamento do molhamento destes sólidos quando submetidos ao contato com escórias fundidas [17]. Com isso, para garantir a maior confiabilidade e reprodutibilidade dos resultados coletados nos ensaios de molhabilidade, foi escolhido analisar apenas a matriz da composição refratária desenvolvida (Tabela I).…”

“…6). Esse efeito afetou diretamente as medidas do ângulo de contato nos ensaios realizados com substratos porosos, como é o caso da matriz de concretos refratários, cuja porosidade aparente pode chegar a valores de aproximadamente 26-30% [14].…”

“…Em alguns sistemas é desejável a ocorrência de reações entre o sólido e o líquido, pois a formação de uma nova fase na interface dos materiais proporcionará uma mudança no balanço das energias interfaciais e assim o espalhamento poderá ser reduzido ou favorecido [12,13]. Todavia, alguns fatores negativos como a infiltração do líquido nos poros do sólido e a evaporação do mesmo pode modificar o comportamento de espalhamento e levar a obtenção de valores pouco confiáveis do ângulo de contato [14]. Baseado nestas informações e visando entender as possíveis interações entre os refratários contendo carbono e escórias líquidas, este trabalho teve como objetivo avaliar o molhamento de amostras da matriz de um concreto refratário, usando o método da gota séssil, quando colocado em contato com escórias sintéticas contendo distintos teores de MgO em suas composições.…”