Density and Surface Tension of Calcium-Ferritic Slags I. The Systems Cao-Feo-Fe2O3-SiO2 and CaO-FeO-Fe2O3-Al2O3

Abstract

The density and surface tension of the melts of the quaternary systems CaO-FeO-Fe2O3-SiO2 and CaO-FeO-Fe2O3-Al2O3 was determined using the maximum bubble pressure method. The molar volume, the excess molar volume, and the excess surface tension were calculated on the basis of the obtained data. From the course of these properties the information on the interactions of components and the possible chemical reactions between them were obtained.Due to the low concentration of network forming oxides, isolated SiO44−, AlO45− and FeO45− tetrahedra are formed in these basic melts, the donor of the oxygen atoms being either CaO, FeO, or both CaO+FeO oxides. The observed ternary interactions may be most probably attributed to the formation of the anions SiFeO77− and FeAlO78−, in which one Si atom is substituted by the Fe and/or Al one forming two tetrahedra linked by corner.On a déterminé la densité et la tension superficielle de bains fondus des systèmes quaternaires CaO-FeO-Fe2O3-SiO2 et CaO-FeO-Fe2O3-Al2O3 en utilisant la méthode de la pression maximum de bulle. En se basant sur les données obtenues, on a calculé le volume molaire, le volume molaire de surplus et la tension superficielle de surplus. À partir du développement de ces propriétés, on a obtenu de l'information sur l'interaction des composantes et sur les réactions chimiques possibles entre elles.À cause de la faible concentration des oxydes formateurs de réseau, des tétraèdres isolés de SiO44−, de AlO45− et de FeO45− se forment dans ces bains fondus basiques, le donneur d'atomes d'oxygène étant soit le CaO, le FeO ou les deux oxydes CaO+FeO. On peut fort probablement attribuer les interactions ternaires observées à la formation des anions SiFeO77− et FeAlO78−, où un atome de Si est substitué par un atome de Fe et/ou d'Al, formant deux tétraèdres reliés par un coin.tétraèdres reliés par un coin.