High-temperature rheometry of blast furnace synthetic slags doped with TiO₂ and TiN

Abstract

Development has been conducted regarding the methodology of rotational measurements with a high temperature rheometer using Searle's method. The rheological analysis of liquid systems CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2 slags, and solid particles of titanium nitride TiN are presented (within a range of 0.1-0.7 of the volume fraction of TiN). The measurements were conducted at a range between 1310°C and 1500°C, which is typical for high-temperature zones in a blast furnace. The main objective of the study was to analyze the possibilities of viscosity measurements in homogenise and heterogenic systems (not standard systems within the industrial practice). The measurements were conducted for totally liquid blast furnace slags which show similarity to ideally viscous Newtonian bodies and also for heterogenic systems. W pracy zaprezentowano wyniki badań przeprowadzonych z wykorzystaniem reometrii wysokotemperaturowej opartej na metodzie Searle'a. Przeprowadzono analizę reologiczną ciekłych systemów żużlowych CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2 domieszkowanych TiN, w zakresie 0,1-0,7 ułamka objętościowego. Badania przeprowadzono w temperaturze 1310-1500°C, która jest charakterystyczna dla strefy ściekania występującej w wielkim piecu. Głównym celem prowadzonych badań była analiza reologiczna współczynnika lepkości dynamicznej oraz możliwości wysokotemperaturowych pomiarów reometrycznych układów homo- oraz heterogenicznych (rozszerzających zakresy przemysłowe). Badania przeprowadzono zarówno dla parametrów reologicznych dla całkowicie ciekłych systemów żużlowych, które wykazują podobieństwo do cieczy idealnej Newtona, jak i dla układów heterogenicznych.