[工學(xué)]冶金原理課件中南第2章b(存儲版)
【正文】 相平衡圖 五、 CaOFeO 二元系 體系特點(diǎn) 此體系不是一個真正的二元系，而是與金屬鐵平衡的 CaO?FeO?Fe2O3三元系相圖在CaO?FeO邊的投影。 重要的二元熔渣系相平衡圖 體系特點(diǎn) （ 續(xù) ） 當(dāng) SiO2含量為 30%左右時，亞鐵硅酸鹽爐渣的熔化溫度約為 1200176。 ? FeO 在 CaO含量為 45~52%范圍內(nèi) ， 本體系能在 1450~ 1550?C溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)液相區(qū) ? 配制的爐外合成渣常選擇這一成分范圍 。 重要的二元熔渣系相平衡圖 三、 CaOAl2O3 二元系 體系特點(diǎn) 3個一致熔融化合物將體系分解為 4個獨(dú)立的二元系 12CaO 圖 2?22 ④ 重要的二元熔渣系相平衡圖 二 、 Al2O3SiO2 二元系 歷史回顧 莫來石 3Al2O3 C， 870176。 C，1436176。 C） ? CS－ SiO2系 ——包含一液相分層的低共熔型 液相分層區(qū)： SiO2 74~%， T 1700176。SiO2（ C3S） ——一致熔融 ? 正硅酸鈣： 2CaO C時 ， C3S ? ??C2S + CaO； T 1900176。 ?若化合物組成點(diǎn)處的液相線出現(xiàn)尖峭高峰形 ， 則該化合物非常穩(wěn)定 ， 甚至在熔融時也不分解； ?若化合物組成點(diǎn)處的液相線比較平滑 ， 則該化合物熔融時會部分分解； ?化合物組成點(diǎn)處的液相線越平滑 ， 該化合物熔融時的分解程度也越大 。 C） ?晶型轉(zhuǎn)變線： 6條 （ 1470176。 ?超過 50% CaO的體系 ， 熔化溫度急劇上升 。 SiO2?A3S2子二元系：簡單低共熔型 ， 低共熔溫度1595?C。Al2O3（ C3A） CaOSiO2 + SiO2 = 2(FeO 體系中還存在一些高價鐵的氧化物 ， 如 Fe2O3或Fe3O4。 ?隨 FeO含量增加 ， 重金屬硫化物在渣中的溶解度 （ 損失 ） 增大 。 重要的二元熔渣系相平衡圖 重要的二元熔渣系相平衡圖 六、 CaOFe2O3 二元系 體系特點(diǎn) 兩性氧化物 Fe2O3與 CaO形成一個一致熔融化合物： 2CaO 重要的二元熔渣系相平衡圖 重要的二元熔渣系相平衡圖 CaOAl2O3SiO2三元系的應(yīng)用 冶金爐渣 如高爐煉鐵爐渣 、 鑄鋼保護(hù)渣 、 爐外精煉渣 、 錫電爐爐渣 、 氧化鋁生產(chǎn)熟料 硅酸鹽領(lǐng)域 如耐火材料 、 玻璃 、 水泥 、 陶瓷 …… CaOAl2O3SiO2三元系相平衡圖 重要的二元熔渣系相平衡圖 1 — 硅酸鹽水泥 2 — 高爐渣 3 — 玻璃， 4 — 耐火材料 5 — 陶瓷 6 — 高鋁磚、 莫來石、 剛玉 圖 2?28 CaO?Al2O3?SiO2體系中各種材料的組成范圍 重要的二元熔渣系相平衡圖 ? 該體系有 10個 二元化合物 和 2個 三元化合物 。 ? SiO2初晶區(qū)內(nèi) ， 有一條 1470?C的方石英與鱗石英之間的晶型轉(zhuǎn)變線 。FeOSiO2聯(lián)結(jié)線上靠近鐵橄欖石的一個斜長帶狀區(qū)域是該三元系熔化溫度比較低的區(qū)域 。 CaOFeOSiO2三元系相平衡圖 CaOFeOSiO2三元系相平衡圖 ?加速石灰塊的溶解或造渣的主要措施： ?降低爐渣熔化溫度 ?提高熔池溫度 ?加入添加劑或熔劑（如 MgO、 MnO、 CaFAl2O Fe2O3）等。 ? 爐渣中 ∑FeO含量的增加速度直接影響到熔渣的狀態(tài)、性質(zhì)以及雜質(zhì)的脫除效果。 ?四個初晶區(qū)： I —— Na3AlF6初晶區(qū)； Ⅱ —— AlF3初晶區(qū)； Ⅲ —— Na5Al3F14初晶區(qū)； Ⅳ —— Al2O3初晶區(qū) 。 ?靠近 Cu一側(cè)有一個低共熔點(diǎn) （ 1067?C） 。 ? T 1094?C時 ， ? 固溶體轉(zhuǎn)變?yōu)?? 固溶體： ? = ? + L 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 體系特點(diǎn) ： （ 續(xù) ） ?在銅熔煉溫度范圍內(nèi) （ 1100~1400?C） ： ? 在一定的溫度下 ， 隨著含鐵量的增加 ， 將不斷有銅鐵合金相 （ ? 固溶體 ） 析出； ? 當(dāng)含鐵量一定時 ， 隨著溫度的降低 ， 固溶體 ? 相也會從熔體中析出 。 ? Cu2S?FeS?S部分對在高溫和大氣壓力下進(jìn)行的造锍熔煉過程的研究沒有實(shí)際意義 。 低共熔反應(yīng)： L = Cu2S (固溶體 ) + FeS (固溶體 ) + Fe (固溶體 ) ? P —— 三元轉(zhuǎn)熔點(diǎn) （ 靠近 Cu組元頂角 ， 轉(zhuǎn)熔溫度為1085?C） 。 冶金計(jì)算時可設(shè)銅锍的硫含量為 。 圖 2?42 ① 熔锍的相平衡圖 體系特點(diǎn) （ 續(xù) ） ： ? 5條界線 ? E1P —— Cu固溶體與 Cu2S固溶體共同析出的低共熔線； ? E2E —— Fe固溶體與 FeS固溶體共同析出的低共熔線； ? E3E —— Cu2S固溶體與 FeS固溶體共同析出的低共熔線； ? FE和 DP —— Cu2S固溶體與 Fe固溶體共同析出的低共熔線 ， 被液相分層區(qū)截?cái)喽殖蓛刹糠?。 ? 在熔煉 溫度下 （ ~1200?C） ， 銅锍呈液態(tài) 。 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 三 、 Cu?Fe 二 元系相圖 體系特點(diǎn) ： ?在純鐵一側(cè)： ? T 900?C時 ， 鐵溶解少量銅形成固溶體 ? 相； ? 在 850~1484?C范圍內(nèi) ， 鐵與銅形成固溶體 ? 相；其中溶解的銅量隨著溫度升高略有增加 ， 可達(dá) ~10%（ 質(zhì)量 ） ； ? T 1400?C時 ， 鐵能溶解少量銅形成固溶體 ? 相； ? ? 相與 ? 相 、 ? 相與 ? 相可分別形成低共熔 。 ? T 1105?C時 ， 體系中 有一個范圍很大的分層區(qū) 。 熔鹽的相平衡圖 熔鹽的相平衡圖 體系特點(diǎn)： ?尚無完整的 Na3AlF6?AlF3?Al2O3三元系相圖 ? AlF3的揮發(fā)性很大 。
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