Определяющим фактором образования текстуры агломерата является образование расплава, его количество и свойства. Сближение внутриблочных частиц происходит за счёт стягивающей силы, которая пропорциональна поверхностному натяжению расплава и объёмной усадке, как результату вытеснённых расплавом межчастичных пустот. Этой силе противодействует увеличение вязкости расплава, а именно (рис. 7.2).

L _ 3 а 1/2

Я 2 Г)Г}

Увеличение поверхностного натяжения и массы расплава способствуют ускорению усадки. Это происходит в результате сближения центров расплавляющихся частиц.

Рис. 7.2 Схема сближения внутриблочных частиц Л под влиянием
смачивающего их расплава В: F - стягивающая сила, R - радиус частиц,
г - радиус кривизны поверхности жидкости, Г| - радиус жидкофазного

перешейка

Горизонтальное сечение элементарной ячейки спекаемого слоя в присутствии расплава можно представить сеткой сомкнутых растекающихся капель (рис. 7.3). Изменение радиуса растекающейся капли во времени определяется (по Я. Е. Гегузину) из равенства растягивающей силы (F|) и силы вязкого сопротивления (F2):

Fj = 2кг (os () — os і — 01J = 2nro, (7.8)

где oS0, gS |. G| о - поверхностная энергия соответственно твердого тела на границе с вакуумом, твердого тела на границе с жидкостью и жидкости на

границе с вакуумом;

(7.9)

где d и у] - соответственно плотность и вязкость вещества капли; т - масса растекающейся капли; г - время.

Рис. 7.3 Схема сетки растекающихся капель (радиусом г) перетекающего

расплава

Направление влияния указанных свойств расплава на уплотнение стенки до момента затвердевания можно определить из выражения (по Кингери)

(7.10)

где р - относительная плотность (отношение объемной массы к удельной массе);

г<) - начальный радиус частиц.

Таким образом, в микро - и макрообъемах при агломерации толщина и плотность, а следовательно, и прочность стенки между макропорами прямо пропорциональны массе расплава, его поверхностному натяжению и обратно пропорциональны его вязкости. Влияние основности агломерата на показатели его физической структуры приведено на рис. 7.4.

Вязкость агломерационного расплава непрерывно снижается с ростом основности. Особенно резко это снижение проявляется при основности от естественной до 1,2. Зеркальным отражением кривой вязкости является кривая 2 поверхностного натяжения.

Рис. 7.4 Влияние основности агломерата на показатели его физической
структуры (по Уткову В. А.)

Количество жидкой фазы тж при условии полного усвоения флюса изменяется монолитно во всем интервале изменения основности (кривая 3).

Офлюсование агломерата известняком приводит к тому, что с ростом основности агломерата пропорционально увеличивается количество летучих веществ в шихте Улет (кривая 4). Это вызывает непрерывное увеличение общей пористости пирога агломерата Рп (кривая 5). С увеличением основности до 1,2 пористость пирога агломерата сосредоточена в крупных порах - каналах. Стенки между этими каналами всё более уплотняются (кривая 6). Однако истинная плотность агломерата с увеличением основности непрерывно снижается (кривая 7).

Таким образом, ход изменения вязкости и поверхностного натяжения агломерационного расплава способствует образованию монолитной физи­ческой структуры агломерата.