钢铁冶金原理复习资料

1、 标准吉布斯自由能：某纯组分溶解于溶剂中，形成标准溶液时吉布斯自由能的变化值。标准生成吉布斯自由能：在标准状态下由稳定单质生成物质时反应的自由能变化值。直接还原：和做还原剂产物为或的反应。间接还原：以为还原剂产物为的反应。化学反应的标准吉布斯自由能计算方法:()标准生成自由能法()线性组合法()平衡常数法()电化学反应电动势法()自由能函数法偏摩尔量：在恒温、恒压及其它组分的物质的量保持不变的条件下，溶液的广度性质，对某组分物质的量的偏微商。(99)化学位：当广度性质是吉布斯自由能时，组分的偏摩尔量就称为化学位。活度：为了使实际溶液也能够服从拉乌尔定律，就需要将实际溶液的浓度前乘以一个系数对他

2、加以校正，经校正的浓度称为活度。活度的定义aB=pB/p(标)活度的测定方法：蒸汽压法、分配定律法、化学平衡法、电动势法。活度的三种标准态：()纯物质标准态。(符合拉乌尔定律)()假象纯物质标准态。(符合亨利定律)()质量溶液标准态。(符合亨利定律)理想溶液：在全部浓度范围内服从拉乌尔定律的溶液。稀溶液：溶质服从亨利定律，溶剂服从拉乌尔定律的溶液称为稀溶液。多相反应发生的问题在体系的相界面上，有如下三个环节：()反应物对流扩散到反应界面上。()在反应界面上进行化学反应。()反应产物离开反应界面向相内扩散。未反应核模型：当固相反应物是致密的时，化学反应从固相物的表面开始，逐渐向矿块中心推进，反应

3、物和产物之间有较明显的界面存在而反应在层间的相界面附近区域进行，因而形成的固相产物则出现在固相反应物处，而原相内部则是未反应的部分。双模理论：()在两相的相界面两侧的每个相内都有一层边界薄膜，这种膜产生了物质从相内到界面的基本传质阻力，存在浓度梯度。()在两层膜之间的界面上，处于动态平衡状态。()组元在每相内的传质通量与浓度差活分压差成正比。()虽然在液体或气体内有湍流，但薄膜中的流体是静止的，不受流体内部流动状态的影响，各项中的传质相互独立，互不影响。去碳保格：()去碳保格的最低温度为钢液中和氧化转化温度，由于以上反应为吸热反应，故提高温度有利于提高。()降低c可在不变的条件下，降低C采用真

4、空冶炼或氩氧混合气体的减压操作，不仅降低了而且利于气泡的形成，可加强脱碳。()提高的活度系数，如和等元素的存在能提高的活度系数。分解温度：在某一下为分解反应时对应的温度。分解压：在一定的温度下，分解反应为时对应的沸腾温度：当分解压等于外界压力时的分解温度。脱磷的条件：低温、高碱度、渣中高、大渣量。分子式：离子式：影响熔渣脱硫能力的因素：()温度：脱硫反应为吸热反应，温度升高平衡分配比值增大，此外，熔渣粘度降低有利于脱硫。()炉渣碱度：碱度升高，渣中氧离子活度增大，利于脱硫。()炉渣氧化性：渣中氧化铁活度高，不利于脱硫。()金属液成分：凡能使硫离子活度系数增大的组分，提高其含量，均有利于脱硫。分

5、子反应式：()()()离子反应式：()离子结构理论：()熔渣由简单的阴离子和简单的阳离子以及复合阳离子团组成。()离子异号相邻。()离子间的作用力相等。()金属与熔渣之间的反应时有电子得失的电化学反应。分子理论：()渣中存在简单和复杂的氧化物。()复杂氧化物和简单氧化物之间存在生成和分解的平和关系。()只有简单氧化物才能参与渣一金属间的反应。()熔渣是理想溶液，即：简单氧化物的活度等于其摩尔分数浓度。基元反应：若化学反应的速度与反应物的浓度的若干次成正比，且反应级数与反应物的计量系数相等，这样的反应称为基元反应。熔点：熔渣全部转变为液相的温度。溶化性温度：炉渣可自由流动的最低温度粘度曲线与切线

6、的切点温度。浓度：质量百分比浓度平体积摩尔浓度：单位体积中浓溶液中组元的摩尔数摩尔分数浓度：溶液中组元的摩尔数与个组元总摩尔数之比。质量百分比浓度：每溶液中含有物质的质量。二元稀溶液中组元与浓度之间的换算关系：Xini/(ninj)(%/Mi)/(%i)/Mi1(100%)/Mj(Mj/100Mi)%i碱性氧化物：在熔渣中能够电离出或为熔渣提供氧离子。酸性氧化物：在熔渣中能够吸收O2-或结合O2-形成复合阴离子的氧化物。两性氧化物：在酸性当中能够解离O2-的氧化物；在碱性当中能够吸收O2-氧化物碱度：熔渣中主要碱性氧化物含量与主要酸性氧化物含量之比来表示碱度，用R表示。时，下列电池TOC o

7、1-5 h zMo,MoOIZrO(CaO)1Fe,FeO22Mo,MoOIZrO(CaO)INi,NiO22测得的电动势分别为和，试计算反应：FeO+Ni=NiO+Fe的G0。3.解：在时，下列电池Mo,MoOIZrO(CaO)IFe,FeO22Mo,MoOIZrO(CaO)INi,NiO22测得的电动势分别为和m试计算反应：FeO,S、+Ni,S、=NiO,S、+FeS、(3)的BG0。(S)(S)(S)对于电池反应：Mo,MoOIZrO(CaO)IFe,FeO22正极反应：2FeO(S)4e2Fe(S)2O2-负极反应：2O2-Mo(S)MoO(S)4e2总反应：2FeO(S)Mo(S)

8、MoO(S)2Fe(S)2对于电池反应：Mo,MoOIZrO(CaO)INi,NiO22正极反应：2NiO(S)4e2Ni(S)2O2.负极反应：2O2.Mo(S)MoO(S)4e2总反应：2NiO(S)Mo(S)MoO(S)2Ni(S)(2)2可见(3)=(1)-(2)/2即为所求，所以：GoJ叱I)叱02)2Go*0.1659650063690Jmol印G0B0.255B965008430Jmol-(2)G0(“3690984305.17370Jmol(3)/23.求下列反应的G0及温度为1273K时反应的平衡常数。rmTOC o 1-5 h zFeSiO2C2Fe1plSiO2CO242

9、已知：FeO1plC姑.Fe1plCO；G0158970B160.25TJolrm2FeOSiO1plFeSiO,G0B620021.09TJiol222rm解：反应的线形组合关系为：2FeOSiOf1!FeSiO,G0B620021.09T（1）222rmFeOC结.FeCO；G0158970B160.25T（2）1mFeSiOI1!2C2Fe1plSiOI1!2COG0（3）242rm通过比较可知：G0G0.2G0354140B314.59TJjormrmrm由G0RTInK0可以得到:rM1gK035414019.147B1273.314.5919.1471.901K079.62测得温度

10、还原渣及钢的表面张力分别为及6版，两者的接触角38。试求钢渣的界面张力，并确定此种还原渣能否在钢液中乳化解：；222cosmsmsmsv1.6320.4522印.630.45cos38。1.305铺展系数：S1.630.451.305BID.125msms铺展系数小于，说明此熔渣不易在钢渣中乳化。2.在用CO还原铁矿石的反应中，1173K的速率常数k2.987H0哑s,1273K1的速率常数k5.623H0无s-试求：（1）反应的活化能；（2）1673K的速率常数k21一一值；（3）1673K的可逆反应的速率常数：k（1）。反应为K0FeOCOFeOCO；乙G0280024.26TJiolrm

11、解：由k勺exp.Ea/RTJ2.978H10ekex014H11735.623H10ekex014H1273先对上两式取对数，而后在相减，可得:1g2.97810跑5.6230-2E11IaI19.1471731273b19.1471g.97810e.623B0-278923JImol可得:(2)1673K下的k5.623W0-E1g-L瑞达焉i1gk1g5.623H0跑0.774D.48所以k0.331s1（3）1673K的可逆反应的速率常数：k（1一）K0k.k0.331G0BIRT1nK0rMlgK022800.24.2619.147H167319.147H.555,K00.278所以

12、：k(1)0.331M1-1-、1.52sK0I0.278在时与纯氧化铁渣平衡的铁液的氧的质量分数为，与成分为，）6的熔渣平衡的铁液的氧的质量分数为。试计算熔渣中的活度与活度系数。解：FeOFeOLo%O0.2110.211aFeO1%O0.0520.246LO0.211aFeO.aFeOXFeO.0.246CaO36.45r0.65（分）（分）（分）（分）nMgO3.2_0.084036.6%2600.61eO簪0-28nMnO360.0571（分）（分）（分）（分）n1.67分）XFeO_n一.FeO.n修0.168（分）.0.2460.1681.46用不锈钢返回料吹氧熔炼不锈钢时，采用氧

13、压为1.5104的真空度，钢液中铬的活度aCr10.85及碳的活度系数fC0.74，试求吹炼温度为时钢液的碳含量。已知：反应4C（Cr3O4）3Cr4CO的G。934706617.22T（Jimol）。解：4C(Cr3O4)3Cr4COa3-4CrCOa4CIgK3lgaCr4lgPCO4lgaCG0IgKRT934706617.222023.81019.1472023（3分）PCO0.15atmaCr10.85,fC0.743lg10.854lg0.154lgaC8.10lgaC1E.071(2分)aC0.00849(2分)waCfC0.008490.740.011（2分）1.轴承钢的成分为

14、%C=1.08、%Si=0.5、%Mn=1.2、%P=0.01、%S=0.01、%Cr=1.15,试计算1873K时钢液中硫的活度系数及活度。已知：1600时各元素见相互作用系数如下：ec0.11,eP0.029,s1naaesi0.063,esH.028SeMnHK.026,secrH.011s1g人ej%jec黑Cesi%sieMn%Mnep%Pes%secrCrissssss0.11B.080.063H0.50.026%.20.0290.01-0.0280.01(D.011).15=0.106故：f1.28sf%s1.280.010.0128ss2.溶解于铁液中的铝x0.3,Al质为标准态，被氧(PO210仅取)（4分）（2分）（4分）0.04,试计算1873K时溶解铝以纯物Al氧化的1G。已知：一3一，2AloO