Поверхностное натяжение шлакового расплава

Большинство процессов протекает в гетерогенных системах, имеющих поверхность раздела несмешивающихся фаз. Свойства поверхностей и взаимодействие на их границе часто определяют многие технологические показатели процесса. В частности, от величины поверхностного натяжения на границе штейн - шлак зависят размеры устойчивого зародыша и процесс коалесценции капель в расплавах, смачивание шлаков, флюсов и огнеупоров, а вместе с этим и кинетика взаимодействия шлаков с флюсом, пропитка и разрушение огнеупоров. Поверхностные свойства в значительной степени влияют на скорость большинства термотехнологических процессов, вспенивание шлаковых расплавов и выделение газов и металлов.

В расплавах природа связи имеет два вида - молекулярную и ионную. При молекулярной связи величина поверхностного натяжения составляет 0,2 - 0,3 Н/м. Для ионных расплавов величина поверхностного натяжения существенно выше - 1 - 2 Н/м; для металлургических шлаков эта величина равна 2 - 4 Н/м.

Существенное влияние на величину поверхностного натяжения расплавов оказывает присутствие ПАВ в шлаках.

Катионы или анионы, имеющие слабую энергию связи со своими соседями, вытесняются в поверхностный слой. В шлаках к таким компонентам относятся катионы щелочных металлов, фосфора, анионы серы, фтора и некоторых других веществ.

Поверхностное натяжение шлакового расплава при повышении температуры возрастает. При достижении очень высоких температур, когда все комплексные ионы распадутся на составляющие, поверхностное натяжение шлака с ростом температуры будет снижаться, т. е. подчиняться закономерностям нормальных жидкостей.