1408 1 Viscosidad A Altas Temp

Jornadas SAM - CONAMET - AAS 2001, Septiembre de 2001

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ESTIMACIÓN DE VALORES DE VISCOSIDAD A ALTAS
TEMPERATURAS POR MODELO DE URBAIN Y MEDICIONES
MEDIANTE PLANO INCLINADO.
E. Brandaleze y M. E. Bentancour
Instituto Argentino de Siderurgia
Av. Central y 19 Oeste - Barrio Somisa (2900) San Nicolás, Pcia. Buenos Aires
brandaleze.ias@cablenet.com.ar
RESUMEN
En las últimas décadas, losmodelos matemáticos de diferentes procesos metalúrgicos
han establecido métodos para proporcionar mejor performance y eficiencia operativa. Esto
generó la demanda de datos sobre distintas propiedades físicas a altas temperaturas que se
traducen en consumo de tiempo y complejas tareas experimentales.
Todos estos factores han incidido en el desarrollo de modelos matemáticos para
predecir viscosidad demezclas de óxidos fundidos a altas temperaturas en función de la
composición química. El modelo desarrollado por Urbain permite estimar valores de
viscosidad de escorias y polvos coladores, lo que es útil para comprender en profundidad los
distintos fenómenos tales como la adherencia de estos materiales en las condiciones
establecidas por cada proceso particular.
Se presentan además en este trabajovalores de viscosidad determinados en forma
experimental mediante la técnica de plano inclinado.
Palabras claves: viscosidad, modelo de Urbain, método del plano inclinado.
INTRODUCCIÓN
Las actuales operaciones en procesos siderúrgicos deben tener en cuenta las diferentes
propiedades a altas temperaturas de numerosos materiales utilizados. En particular en la
máquina de colada continua esnecesario conocer propiedades tales como la viscosidad,
temperaturas críticas y composición química para una mejor selección y aplicación de los
polvos coladores.
Estas propiedades entre otras, definen la formación de una capa de escoria estable entre
la línea y el molde que proporciona la lubricación adecuada y una extracción de calor
uniforme.
Los polvos coladores utilizados en la colada continua debencumplir las siguientes
funciones:
proteger el acero de la reoxidación.
aislar térmicamente el menisco.
absorber las inclusiones que llegan hasta la superficie.
lubricar la extracción de la línea.
uniformar la extracción de calor en el molde.

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Brandaleze - Bentancour

Es importante mencionar que se emplean polvos coladores específicos para cada grado
de acero y sección colada por lotanto la determinación de la viscosidad de cada uno de ellos
representa un punto crítico de estudio [1].
A tal fin se emplean modelos teóricos y técnicas experimentales que permitan estimar
valores de viscosidad. El modelo teórico de Urbain es utilizado para calcular viscosidades en
aluminosilicatos fundidos en base a la composición química [2].
Cabe mencionar que la determinación de valores de estapropiedad a altas temperaturas
en forma experimental representa una tarea compleja. La técnica del plano inclinado consiste
en un método simple que proporciona datos sobre escorias y polvos coladores a temperaturas
similares a las del proceso [3].
DESARROLLO
♦ Estimación de valores de viscosidad según modelo de Urbain
El modelo de Urbain contempla la influencia de la composición química y laestructura
de los silicatos fundidos sobre las propiedades fisicoquímicas de las escorias y polvos
coladores. El grado de depolimerización es el factor que afecta principalmente a todas las
propiedades físicas de estos materiales dado que los cationes de los elementos presentes
causan diferentes efectos sobre las cadenas silicatadas.
Para la estimación de viscosidad, Urbain clasifica a los cationes entres grupos: un
primer grupo de formadores de vidrio, un segundo grupo de modificadores y un tercer grupo
de anfóteros. Aquellos cationes aportados por la SiO2 y el P2O5 (primer grupo), favorecen la
formación de vidrio al incrementar la polimerización. Esto se traduce en la generación de
estructuras silicatadas tridimensionales.
Los cationes proporcionados por el MnO, MgO, CaO, TiO2, Na2O, K2O y...