【正文】 )正交偏光觀察在單偏光光路的基礎上，加入上偏光鏡(檢偏鏡)，即構成正交偏光光路，可對礦的的消光性，干涉色級序等光學性質進行測定。旋轉物臺一周，由于出現四次這種情況，所以出現四次消光現象。因雙折射產生振動方向和折光率都不相同的兩條偏光，必然在礦物中具有不同的傳播速度，因而透過礦物后，它們之間必有光程差，因此就會發(fā)生干涉現象。根據光程差的大小，出現五個級序的干涉色，第一級序里沒有鮮藍和綠色，由黑、灰、白、黃、橙、紫紅色構成。(3)錐光觀察在正交偏光的基礎上再加上聚光鏡，換用高倍物鏡（如63倍），轉入勃氏鏡于光路中，便構成錐光系統(tǒng)見圖22,以便測定礦物的干涉圖，軸性，光性正負等光學性質。非均質礦物光學性質是各向異性的，因此當許多不同方向入射光同時進入礦物后，到上偏光鏡時所發(fā)生的消光和干涉現象也不同。光軸是指礦物不發(fā)生雙折射的特殊方向。對于二輪晶有三個主折光率Ｎg、Ｎm和Ｎp，所以單偏光下礦物應該有三個主要顏色。其中最有用的方位有兩個。（2）入射光與晶軸垂直即平行光軸的切片，這時在單偏光下礦物多色性最顯著；正交偏光下干涉色最高；錐光下為迅變干涉圖即略為轉動物臺干涉圖變化很快。（1）電子光學系統(tǒng)。信號電子進入閃爍體后即引起電離，當離子和自由電子復合后就產生可見光。 X射線衍射物相分析（1）高溫X射線衍射儀：本儀器是日本瑪珂科學儀器公司（MAC Seience Co ．Ltd）M21X超大功率X射線衍射儀，最大功率21KW，額定管電壓20～60KV，最大額定電流500mA，它有兩個立式廣角測角儀，測角儀半徑185mm，2θ測角范圍０～1３0℃,右側測定室溫樣品，左測用于高溫附件，有一個自動旋轉陽極（SAR），,自動可調節(jié)縫隙裝置。也是發(fā)生X射線的裝置，它的基本工作原理是：高速運動的電子與物體碰撞時，發(fā)生能量轉換，電子的運動受阻失去動能，其中一小部分能量轉變?yōu)閄射線,而絕大部分能量轉變成熱能使物體溫度升高。 X射線物相分析X射線物相分析的任務是，利用X射線衍射方法，對試樣中由各種元素形成的具有固定結構的化合物進行定性和定量分析，其結果不是試樣的化學成分，而是由各種元素形成的具有固定結構的化合物的組成和含量。1969年成立了“粉末衍射標準聯合會”,由它負責編輯出版了粉末衍射卡片,簡稱PDF卡片。λ(波長)；Filter(濾波片)；Dia．(相機直徑)；Cut off(相機或測角儀能測得的最大面間距)；Coll. (入射光闌尺寸)；I／I1(衍射強度的測量方法)；d corr．abs．？( d值是否經過吸收校正)；Ref. (本欄目和第8欄目的資料來源)。 Z(晶胞中相當于化學式的原子或分子的數目)；Ref．(本欄目資料來源)。 mp(熔點)；Color(顏色)；Ref．(本欄目資料來源)。數字表示單胞中的原子數；英文字母表示布拉維點陣類型。（3）PDF卡片索引索引是一種能幫助實驗者從數萬張卡片中迅速查到所需卡片的工具書。字母索引。（4）定性分析方法1）獲得衍射花樣。4）在試樣組成元素未知情況下，利用數字索引進行定性分析。2）與原材料同時進入爐中的雜物。2）在出鋼和澆注過程中鋼水和大氣接觸,鋼水中容易氧化和氮化的元素被氧化、氮化的產物。其影響程度與夾雜物的類型、大小、數量、分布及可塑性有關。成群分布比彌散分布的危害也大得多。因此，如何消除與控制有害夾雜，創(chuàng)造和利用有益夾雜，還需進一步研究,探索新的冶煉工藝來提高鋼的質量。3）偏振光：觀察夾雜物為各向同性還是各向異性及色彩和特性。（3）顯微鏡的照明方式金相顯微鏡鑒定夾雜物主要用三種照明方法:即明視場照明、暗視場照明、偏振光照明。另外還有一些鑒定夾雜物的輔助方法,如測定夾雜物的顯微硬度。因此，必須學會磨制高質量的光片、薄片。十分致密而堅固的樣品可直接磨制；疏松散粒的樣品，可先用樹膠膠結加固后，再進行磨制。洗凈后換用800號～1000號金剛砂進行研磨，直到把400號～500號金剛砂細磨留下的痕跡磨去為止，用清水洗凈。磨光時可根據礦物軟硬程度不同，選擇不同的磨料和磨光布。編號時，可先在光片的側面或底面涂上白漆，然后以繪圖墨水或黑、紅油漆寫上編號。準確地鑒定天然礦石、人造富礦中的透明礦物和半透明礦物(如橄欖石、硅灰石及鐵酸鈣等)的組成。疏松樣品在磨制薄片前，須浸在樹膠中煮膠，然后再制成薄片。但必須轉到似有阻礙時為止，轉過頭或未轉到位置都會使物鏡偏離鏡筒中軸。裝上中倍物鏡(10X或8X)與目鏡以后，輕輕推出上偏光鏡與勃氏鏡，打開鎖光圈，轉動反光鏡對準光源，直到視域最亮為止。（3）調節(jié)焦距(準焦)。準焦以后，物鏡前端與薄片平面間的距離稱為工作距離，其長短因放大倍數而不同放大倍數低，工作距離較長，反之工作距離短。因為高倍物鏡的工作距離很短，準焦后鏡頭幾與薄片平面接觸。（4）校正中心。這樣就可能把視城內有的物象轉出視域之外，影響對礦片光學性的鑒定，對于某些光學性質則根本不能鑒定。上述某些性質可以作為鑒定物相的依據。有些礦物反射色極相似，但仔細觀察也略有區(qū)別，也可幫助鑒定礦物。上述現象可作為鑒定礦物的依據之一。（6）通過上述各種方法對樣品物相的光學的、化學的以及其它物理形狀的測定觀察，經過綜合分析及對照，一般說對礦物能做出準確的鑒定。將在金相顯微鏡下觀察的金屬樣，在掃描電鏡下再進行觀察分析，測定夾雜物的類型。圖24礦物百分含量對比標準圖圖25燒結礦照片（透光，320）照片520燒結礦照片(反光，320)圖26轉爐終渣(三鈣渣)的網絡結構照片主要有硅酸三鈣和β－硅酸二鈣羽毛狀鈣鈦礦和鈦輝石3 鐵礦石冶金性能綜合實驗【實驗性質】 綜合性實驗 ；學時：4 鐵礦石（燒結礦、球團礦、塊礦）的還原性、低溫還原粉化性能、荷重軟化性能、球團礦的還原膨脹性能、塊礦的熱裂性能等冶金性能指標是高爐煉鐵原料的重要質量指標，具有良好冶金性能的鐵礦石，對于高爐煉鐵提高產量、降低焦比、改善高爐冶煉過程的積極作用，可使高爐煉鐵獲得良好的經濟效益。通過實驗，使得同學們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。間接還原是指還原劑是氣體為即CO或H2的還原過程；直接還原是指用固體C完成的還原。高爐工作者力求鐵礦石具有良好的還原性，因此需要通過實驗測定鐵礦石的還原性。圖31 鐵礦石還原實驗裝置系統(tǒng)圖 實驗步驟將鐵礦石（燒結礦、球團礦、塊礦）樣品在105℃溫度下烘干120分鐘，以除去水分，鐵礦石試樣重500克，粒度為10—，為保證粒度需用10—。升溫時先往反應管內通干燥的氮氣作為保護氣體。還原時間為180分鐘。圖32：實驗結果示例 鐵礦石500℃低溫還原粉化性能RDI檢測實驗鐵礦石發(fā)生低溫還原粉化的原因是鐵礦物400～600℃低溫還原時發(fā)生的晶型轉變，再生的赤鐵礦由Fe2O3轉變?yōu)镕e2O3，前者為三方晶系六方晶格，后者為等軸晶系立方晶格，晶格的轉變造成結構扭曲，產生極大的內應力，導致在機械作用下嚴重的碎裂。（1）將鐵礦石樣品在105℃溫度下烘干120分鐘，以除去水分，鐵礦石試樣重500克，粒度為10—，為保證粒度需用10—。（4）實驗完畢，整理實驗數據，計算鐵礦石低溫還原粉化性能各項指標，撰寫實驗報告。 900℃還原膨脹性能的實驗方法及設備采用國家標準《鐵礦球團相對自由膨脹指數的測定方法》GB/T1324091標準方法進行，實驗設備與間接還原設備相同，見圖31。由于部分赤鐵礦或褐鐵礦含有部分結晶水，在加入到高爐中后受到還原氣體的高溫作用，結晶水的分解和劇烈蒸發(fā)將造成鐵礦石的碎裂，產生粉末，影響高爐的料層透氣性。將試樣防入直徑75mm的反應管，升溫，升溫速度為30分鐘升到700℃，升溫過程通入純氮，流量15升/分。鐵礦石（包括燒結礦、球團礦及天然富礦）加入到高爐后，在爐內下降過程中被加逐漸加熱，達到一定溫度后，開始軟化，變?yōu)榘肴刍癄畹恼吵砦?，隨著溫度的繼續(xù)增加，最后變?yōu)橐后w。本實驗以實驗樣品在還原條件下由熱膨脹到開始收縮4%時的溫度，定義為開始軟化溫度；樣品劇烈收縮40%時的溫度，定義為軟化終了溫度；開始軟化點及軟化終了點之間的溫度，定義為軟化溫度區(qū)間。實驗裝置示意圖見圖33。剛玉壓桿與帶孔壓蓋連為一體，剛玉壓桿上端與鋼制壓桿連接，反應管處于中心，壓桿垂直作用在試樣上。（6）從600℃開始，每50℃記錄一次溫度和位移傳感器的指示數值。根據實驗結果記錄的數據，扣除空白膨脹軟化實驗結果，繪制鐵礦石荷重軟化曲線，并結合其它數據進行簡要分析，得出恰當的結論。良好的焦炭反應性能將使得焦炭具有優(yōu)良的高溫熱強度，改善高爐下部透氣性，強化冶煉操作，提高產量。然后放入反應管放入高溫爐中。（4）從反應管中取出反應后的樣品，稱重，記錄。反應后強度指標以轉鼓后大于l 0mm粒級焦炭占反應后殘余焦炭的質量百分數。焦炭反應性CRI%按下式計算。（3）開始升溫后，往反應管內通干燥的氮氣作為保護氣體，防止焦炭燒損。本實驗按照《焦炭反應性及反應后強度實驗方法》GB／T40001996標準進行實驗設備見圖35。焦炭是高爐煉鐵的主要原料之一。（7）實驗完畢，關閉DWK—702溫控電源和程序溫度給定儀，切斷電源。（5）當溫度達到600℃時，位移傳感器校正零點，同時通入30%CO+70%N2的還原氣體。（2）稱取試樣，裝入反應管中并加以振動，使得試樣在反應管內達到一定的高度，將帶孔壓蓋放在試樣上。鐵礦石的軟化性能測定沒有標準，采用北京科技大學設定的方法。同時，鐵礦石開始軟化溫度及軟化溫度區(qū)間在相當大的程度上決定著初渣的性質和成渣帶的大小。實驗結果取十組數據平均值。實驗設備與間接還原設備相同，見圖31。球團礦的體積采用累計直徑法取測定10次的平均值計算。球團礦在900—1000℃還原時將發(fā)生體積變化。（3）試樣在500℃溫度下通過15升/分的還原氣體，還原氣體由20%CO+20%CO2+60%N2組成，試樣還原時間為60分鐘。 500℃低溫還原粉化性能的試驗方法及設備采用《鐵礦石低溫粉化試驗靜態(tài)還原后使用冷轉鼓方法》GB/T1324291標準方法。900℃間接還原性能檢測實驗結果以還原性即“RI”表示：式中：A、B分別為試樣的TFe和FeO含量（%）；m0為試樣的質量（g）；m1,mt分別為還原開始前和還原到t分鐘試樣的質量（g）。還原氣體組成為CO：N2=30%：70%，還原氣體流量為15升/分。裝好試樣的反應管吊在天平下面，置于還原爐中，還原爐內徑130mm，其加熱元件為鐵鉻鋁電爐絲，工作管為高鋁螺紋管。在本實驗采用熱天平失重法，其原理為：在900℃條件下，將懸掛于電子天平下反應管內的500克鐵礦石通入還原氣體CO或H2，鐵氧化物中的氧與還原性氣體發(fā)生反應，生成CO2或H2O而排出反應管外，鐵礦石因失氧而重量逐漸減輕，這樣便可計算出各時刻的相對還原度；畫出還原度隨時間變化的還原曲線。充分利用高爐煤氣中的CO(H2)，對于改善高爐冶煉過程的能量利用，降低焦比具有重要的意義。（6） 焦炭反應性及反應后強度（7） 本實驗為綜合性實驗，將根據教學大綱和學時的需要，重點選擇12個實驗來。通過實驗，進一步鞏固所學冶金過程熱力學、動力學、傳輸原理、礦物學等專業(yè)基礎知識，并運用所學知識，對影響鐵礦石冶金性能的相關因素進行分析討論，提高理論聯系實際的水平。（1）說明實驗目的；（2）簡要說明顯微鏡工作原理和掃描電子顯微鏡與能譜儀工作的原理；（3）描述試樣制備過程和整個實驗過程；（4）簡明表明實驗得出的物相分析結果（鋼中夾雜物和礦樣中的主要礦物）；（5）寫出給定X衍射譜線的物相類型。對組織結構進行正確描述，對典型組織結構照相。浸蝕鑒定是礦相顯微鏡鑒定礦物的一個重要方法。（3）偏光下觀察：當插入前偏光鏡及上偏光鏡時，在正交偏光下可以鑒別礦物的均質性和非均質性。部分斜光照射到透明或半透明礦物時，部分光線透視到礦物內部，有的遇到反射體而產生垂直向上的反射光進入目鏡，這樣在暗場下能看到透明礦的內反射現象。（1）明視場下觀察:光線由照明器引入垂直照射在樣品上，再由樣品表面反射至目鏡以供觀察，這種情況叫明視場觀察。當它們是在一條直線上時，旋轉物臺時視域中心的物不動，其周圍的物象則繞視域中心作圓周運動(圖24a)。因而，最容易發(fā)壓碎薄片及損壞鏡頭事故。因為這樣容易撞碎薄片并損壞頭。2）從側面看著鏡頭，轉動粗動螺旋，將鏡筒下降到最低位置(高倍物鏡下降到乎與薄片接觸為止)。去掉障礙，轉動反光鏡直到光源照亮整個視域或其中央部分為止。3）某些顯微鏡是以彈簧夾將物鏡夾住，但必須將物鏡上的小釘夾于夾子的凹處，才能卡緊。裝目鏡將選用的目鏡插入鏡筒上端，使十字絲在前后、左右方向上。用固體光學樹膠，把細磨光面粘在載玻璃片上，再反過來經粗磨到細磨一直磨到厚度為0．03mm，用液體光學樹膠把蓋玻璃粘在礦片的表面上。人造富礦光片用完后，最好放在干燥器中保存，以免光片粉化。光片磨光后在清水中漂洗，再用干絲絨和麂皮把光面輕輕擦干切忌用手摸。4）磨光(拋光、打光) 將細磨好的光片在拋光機上磨光。2）粗磨 將切下的礦石塊，放在磨片機的鐵盤上進行粗磨，先用120號～150號金剛砂把礦石磨成2cm1cm的長方形礦石光片，然后再用清水洗凈。工藝礦石(人造富礦)或天然礦石中的不透明礦物或半透明礦物，如磁鐵礦、赤鐵礦及褐鐵礦等金屬礦物，應磨制成一個大約為2cm1cm的長方形光片。在偏光顯微鏡及礦相顯微鏡下研究工藝巖石(爐渣等)、工藝礦石(燒結礦、球團礦)以及天然巖石和礦石的礦物組成、晶體大小、含量及其結構、構造特征時，必須將上述樣品磨制成高質量的光片及薄片。以前的科研人員已作了大量研究工作,對許多夾雜物進行了研究,并總結出幾個表格。2）使用顯微鏡時,先將試樣壓好放在載物臺上,用粗調旋扭將鏡頭下移到貼近試樣表面,再用眼睛邊觀察邊向上轉動粗調旋鈕,直到將視場調出為止。（1）實驗內容主要是觀察三個試驗。如硫化物可改善易切削鋼的切削加工性能。夾雜物的危害主要是破壞了基體的均勻連續(xù)性，造成應力集中。一般的講,內生夾