Tensión superficial, viscosidad y densidad de algunas escorias CaO-Al₂O₃

The metallurgical concepts with regard to the structures and properties of calcium aluminate melts have been based upon analogies within ternary CaO-Al2O3-SiO2 systems. In this work the results of surface tension, density and viscosity of some calcium aluminate slags, in the temperature range of 1500 to 1600°C are presented and the results are discussed based upon recent structural characterisation results of crystalline aluminates. The compositional range investigated was from 45 to 53 weight-% alumina. The results indicate a reduction in density as the molar ratio CaO-Al2O3 decreases. Surface tension falls on increasing either the molar ratio CaO-Al2O3 or temperature. Conversely, viscosity increases with increasing molar ratio CaO-Al2O3 and decreasing temperature. The compositional dependence of both surface tension and viscosity data may be associated with the presence of some aluminium ions in octahedral co-ordination, and a concept of surface behaviour is proposed which involves surface activity of aluminate anions containing aluminium ions in a reduced valence state, such as Al2+. Los conceptos metalúrgicos con respecto a la estructura y propiedades de los aluminatos de calcio, están predominantemente basados en analogías con el sistema ternario CaO-Al2O3-SiO2. En este trabajo se presentan y discuten los resultados de medidas de tensión superficial, densidad y viscosidad de algunas escorias de aluminato de calcio, en la franja de temperatura entre 1.500 y 1.650°C, a la luz de investigaciones recientes sobre caracterización de la estructura vítrea de aluminatos y alumino- silicatos. La faja de composición investigada fue de 45 a 52% en peso de alúmina. Los resultados indican una reducción en la densidad con la disminución de la razón molar CaO: Al2O3. La tensión superficial disminuye con el aumento de la relación molar CaO: Al2O3 o con el aumento de la temperatura, en tanto que la viscosidad aumenta con la elevación del contenido de alúmina y disminuye con el aumento de la temperatura. El comportamiento observado en los valores de tensión superficial y viscosidad con la variación de la composición, puede estar asociado a la presencia de algunos iones de aluminio en coordinación octaédrica que, a su vez, pueden presentar una proporción de aluminatos conteniendo iones de aluminio en reducido estado de valencia, tal como Al2+.