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[工學(xué)]冶金原理課件中南第2章b-展示頁(yè)

2025-01-28 11:12本頁(yè)面
  

【正文】 元系 三、 CaOAl2O3二元系 四、 FeOSiO2二元系 五、 CaOFeO與 CaOFe2O3二元系 CaOAl2O3SiO2三元系相平衡圖 CaOFeOSiO2三元系相平衡圖 熔渣的相平衡圖 重要的二元熔渣系相平衡圖 一、 CaOSiO2 二元系 體系特點(diǎn) 體系中有四個(gè)化合物 ? 硅酸三鈣: 3CaOSiO2( C3S) ——一致熔融 ? 正硅酸鈣: 2CaO2SiO2( C3S2) ——不一致熔融 ? 偏硅酸鈣: CaO T 1250176。 C時(shí) , C3S ? ?C2S + CaO。 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。 圖 2?22 ① 重要的二元熔渣系相平衡圖 圖 2?22 ② 體系特點(diǎn) ( 續(xù) ) 一致熔融化合物 C2S及 CS的穩(wěn)定程度是不同的 。 一般而言 , 可根據(jù)化合物組成點(diǎn)處液相線的形狀 ( 平滑程度 ) , 近似推斷熔融態(tài)內(nèi)化合物的分解程度 。 重要的二元熔渣系相平衡圖 庫(kù)爾納柯夫規(guī)則 (1) 重要的二元熔渣系相平衡圖 庫(kù)爾納柯夫規(guī)則 (2) 重要的二元熔渣系相平衡圖 體系特點(diǎn) ( 續(xù) ) 圖中水平線可分為五大類 ?低共熔線: 3條 ( 2065176。 C,1436176。 C) ?偏晶線: l條 ( 1700176。 C, 1900176。 C, 1420176。 C, 870176。 C, 575176。 C的體系只局限于含 32~59%CaO范圍內(nèi) 。 ? 高爐渣中 CaO含量控制在 35~ 50%之間; ? 有色冶金爐渣 CaO含量一般在 15%以下 。 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(lái)石 3Al2O3 莫來(lái)石是否形成固溶體 ? ?莫來(lái)石 ( A3S2) 和剛玉 ( Al2O3) 之間能夠形成固溶體 , 固溶體的組成范圍為 ~ 7 %Al2O3; ?常以化合物 A3S2的組成點(diǎn)表示固溶體的組成 。 A3S2將 SiO2?Al2O3二元系劃分成兩個(gè)子二元系 ——SiO2?A3S2和 A3S2?Al2O3。 A3S2?Al2O3子二元系:簡(jiǎn)單低共熔型 , 低共熔溫度1840?C。 重要的二元熔渣系相平衡圖 三、 CaOAl2O3 二元系 體系特點(diǎn) 3個(gè)一致熔融化合物將體系分解為 4個(gè)獨(dú)立的二元系 12CaO3 Al2O3( C5A3) CaO2Al2O3( CA2) 2個(gè)不一致熔融化合物 3CaO6Al2O3( CA6) 所有化合物的熔化溫度普遍較高 , 體系的最低熔化溫度為 1395 176。 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 。SiO2( F2S,正硅酸鐵或鐵橄欖石),熔點(diǎn) 1205176。 ?該化合物熔化時(shí)不穩(wěn)定,分解為偏硅酸亞鐵: 2FeOSiO2) △ Hm> 0 ? T 1205176。 ? FeO 重要的二元熔渣系相平衡圖 返 回 ① ② ③ 重要的二元熔渣系相平衡圖 體系特點(diǎn) ( 續(xù) ) F2S將 FeO?SiO2二元系分成 SiO2?F2S和 F2S?FeO兩個(gè)分二元系。 SiO2?F2S分二元系:靠近 SiO2一側(cè) , 當(dāng)溫度高于1698?C時(shí) , 體系中出現(xiàn)一個(gè)很寬的液相分層區(qū); 此分二元系包含一個(gè)低共熔點(diǎn) ( 1175?C) 。 圖 2?25 ① 重要的二元熔渣系相平衡圖 附: Fe2O3含量的折算 ? FeO為非定組成化合物 , 而是溶解有 Fe3O4的固溶體 , 其中一部分 Fe以 Fe2O3形態(tài)存在; ? FeO的硅酸鹽熔化后易分解: 3FeO = Fe2O3 + Fe, ? FeO容易氧化為 Fe2O3 ; ? 在大氣壓力下 , 沿液相線溫度 , 相應(yīng)組成的熔體中含有的 Fe2O3由正硅酸鐵 ( F2S) 處的 %增高至純 FeO處的 %; ? 在作該二元系狀態(tài)圖時(shí) , 須將 Fe2O3折算為 FeO: ∑(%FeO) = %FeO + y (%Fe2O3) %FeO —— 體系中 FeO( Fe2+) 的化學(xué)分析數(shù)據(jù) ( 重量百分?jǐn)?shù) ) ; %Fe2O3 —— 體系中 Fe2O3( Fe3+) 的化學(xué)分析數(shù)據(jù) ( 重量百分?jǐn)?shù) ) ; y —— 折算系數(shù) 。 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(shí),亞鐵硅酸鹽爐渣的熔化溫度約為 1200176。 ?理論上,這樣的熔化溫度符合有色金屬礦物的造流熔煉及還原熔煉的要求。 ?這種熔渣的比重大 , 不利于渣 –锍或渣 –金屬的分離 。 ?用高鐵質(zhì)堿性爐渣進(jìn)行還原熔煉時(shí) , FeO也可能部分地被還原為金屬鐵 , 可能造成爐缸積鐵 。 圖 2?25 ③ 重要的二元熔渣系相平衡圖 五、 CaOFeO 二元系 體系特點(diǎn) 此體系不是一個(gè)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。Fe2O3,分解溫度 1133?C。Fe2O3與 FexO形成低共熔體 , 低共熔溫度 1125?C。Fe2O3( C2F),熔點(diǎn) 1449?C。Fe2O3( CF)和CaOFe2O3:分解溫度 1218?C; ? CaO CF和 CF2的熔化溫度均在 1440?C以下 ? Fe2O3是石灰( CaO)的有效助熔劑。 ? 共有 15個(gè) 組元 及與之相應(yīng)的 15個(gè) 初晶區(qū) 。 其中 8個(gè) 低共熔點(diǎn) ?? 8個(gè) 獨(dú)立三角形 ; 7個(gè) 轉(zhuǎn)熔點(diǎn) ?? 無(wú)對(duì)應(yīng)的獨(dú)立三角形 。 ? 8個(gè) 二元低共熔點(diǎn) , 5個(gè) 二元轉(zhuǎn)熔點(diǎn) 。 當(dāng) Al2O3含量達(dá)到 3% 時(shí) , 液相分層區(qū)消失 。 ? 組成位于以三元低共熔點(diǎn) 1和 2( 1170?C 和 1310?C ) 為中心的周圍
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