电渣冶金用含氟渣系电导率计算方法
2012-11-28董艳伍姜周华李花兵邵国强宋照伟
材料与冶金学报 2012年4期
董艳伍,姜周华,李花兵,邵国强,于 昂,陈 瑞,宋照伟
(1.东北大学 材料与冶金学院,沈阳 110004;2.沈阳铸造研究所,沈阳 110021)
电渣冶金作为一种重要的精炼手段,目前已经成为制备高端特种材料的重要方法之一.从原理上说,电渣冶金是用熔渣通电后所产生的渣阻热来加热和熔化金属材料,而熔渣在其中发挥着重要的作用.电渣冶金用渣系不同于普通的炼铁、炼钢用炉渣,其渣系往往是氟化钙含量较高的渣系.熔炼过程与渣系的多种性质密切相关,如碱度、熔化温度、表面张力、电导率以及熔渣的黏度[1]和密度[2]等.其中电导率是熔渣最重要的性质之一,在一定温度下的电导率决定了熔渣的发热量.荻野和巳[3]、李正邦[4]、姜周华等人[5]对渣系电导率开展了一些研究工作,但电渣冶金用渣系种类和成分变化复杂,不可能对每一个渣系的电导率都进行测定,因此,建立相关模型计算方法,对含氟渣系电导率的研究具有重要的意义.
1 电导率模型的建立
电导率随温度的变化关系常用Arrhenius公式来表述,Q.Jiao and N.J.Themelis[6]提出渣的电导率与光学碱度有关,进而表示出与成分的关系.利用此理论建立电渣重熔用渣的电导率计算模型.
本文选择利用K.C.Mills[7]给出修正的光学碱度公式(1)和相关成分的光学碱度见表1.该式计算出的光学碱度不是单调递增,故满足进行电导率建模的需要.式中,Λ光学碱度,其值见表1;xi为组元i的摩尔分数;ni为组元i的原子个数.


表1 计算中用各成分的光学碱度值Table 1 Recommended value of optical basicity for different oxide and fluoride
