冶金原理课件(中南大学)24746

1、2.2渣相平衡度，2.2.1重要的二元熔渣系平衡度1，CaO-SiO2二元系2，Al2O3-SiO2二元系3，CaO-Al2O3二元系4，FeO-SiO2二元系5，CaO-FeO和CCO-FeO 系统特性(继续)一致的熔融化合物C2S和CS包含在低温和高温下均分解的化合物C3S，其整体分辨率为三个单独的部分：CaOC2S系低共熔型。 T 1900C上的C3S -C2S CaO。C2SCS系熔模包含不一致熔化合物C3S2(1475 C) CSSiO2系由一个液态层组成的低共熔液态层区域(SiO2 7499.4%，T 1700C)。图222，2.2.1重要的二元熔渣系平衡度，图222，系统特征(继

2、续)一致的熔胶化合物C2S和CS的稳定度不同。C2S相对稳定，融化时部分分解。CS融化后几乎完全分解。通常，可以根据化合物构成点中液相线的形状(柔软程度)粗略估计熔体状态下化合物的分解程度。化合物组成点的液相线尖锐，峰出现时，化合物非常稳定，融化时也不会分解。如果化合物组成点的液相线比较软，化合物溶解时会部分分解。化合物构成点的液相线越软，这种化合物溶解时的分解也就越大。2.2.1重要的二元熔渣系平衡图，库尔纳科夫规则(1)，2.2.1重要的二元熔渣系平衡图，库尔纳科夫规则(2)，2.2.1重要的二元熔渣系平衡图，系统1436C)熔合线：1条(1475C)高露渣的Cao含量在3550%之间调节

3、。有色金属渣Cao含量一般在15%以下。CaO的作用是降低炉渣密度，减少重金属硫化物在炉渣中溶解的程度，减少炉渣中金属的损失。图222，2.2.1重要的二元熔渣系平衡图，2，Al2O3-SiO2二元系，砂石3Al2O32SiO2(A3S2)是一致熔胶化合物还是历史回顾？样品中含有少量碱金属杂质或在未密封的条件下进行相平衡实验时，A3S2是不一致的熔融化合物。使用高纯度样品并在密封条件下进行实验时，A3S2是一致的熔融化合物。形成莫来石固溶体吗？可以在莫来石(A3S2)和刚玉(Al2O3)之间形成固溶体，固溶体的组成范围为71 . 87 . 7 . 5% al2o 3；是。总是化合物A3S2的构

4、成点，表示固溶体的构成。2.2.1产生了重要的二元熔渣系平衡度，2.2.1重要的二元熔渣系平衡度，在系统特性系统中具有一定熔点(1850C)的一致熔融化合物A3S2。A3S2将SiO2Al2O3二元系分为两个子二元系SiO2A3S2和A3S2Al2O3。SiO2A3S2次二元系：简单低共晶型，低共融温度1595C。A3S2Al2O3子二元系：简单低共晶型，低共融温度1840C。莫来石(A3S2)和刚玉(A12O3)耐火砖可以用作性能优良的耐火材料。，2.2.1重要的二元熔渣系平衡度，3，CaO-Al2O3二元系，体系特征3个一致熔胶化合物将系统分为4个独立的二元系12CaO7Al2O3(Cl2

5、A7)或5 CaO 3 al2o 3(c5a 3)CaO al2o 3(cccao 2 o 3)在CaO含量为4552%的范围内，该系统可以在1450 1550C温度范围内，经常选择液态区域调配的炉外合成渣。2.2.1重要的二元融解体系相平衡度，2.2.1重要的二元融解体系相平衡度，2.2.1重要的二元融解体系相平衡度，4，FeO-SiO2二元体系，系统特性体系具有一致的融解化合物2 FEOSIO。该化合物熔化时不稳定，分解为硅酸亚铁：2 feosio 2 SiO 2=2(feosio 2)hm 0t 1205 c，反应向左进行。FeOSiO2(FS)仅存在于熔体中，不显示在熔体中。2.2.1

6、重要的二元熔渣系平衡度，返回，F2SFeO是二元系：简单低共熔型，低共熔温度1180C。SiO2F2S接近二元系：SiO2侧，温度超过1698C时，系统中会出现大面积液相层。这个分元系包含低共熔点(1175C)。系统中还有昂贵的铁氧化物，例如Fe2O3和Fe3O4。图225，2.2.1重要的二元熔渣系平衡图，附件：Fe2O3含量换算，FeO是非结晶化合物，Fe3O4是溶解的固溶体，其中一些以Fe2O3形式存在。FeO的硅酸盐在熔化后容易分解：3FeO=Fe2O3 Fe，FeO容易氧化成Fe2O3。在大气压力下，随着液态线温度，相应熔体中所含的Fe2O3从正规氧化铁(F2S)的2.25%增加到纯

7、FeO的11.56%。创建此二元系状态图时，需要将Fe2O3转换为FEO: (=Y()系的FeO(Fe2)的化学分析数据(重量百分比)。系统中Fe2O3(Fe3)的化学分析数据(重量百分比)；y转换系数。图225，2.2.1重要的二元熔渣系平衡图，全氧折价法3FeO Fe2O3 Fe y全氧215.55/159.7=1.35电铁折价法2FeO (1/2) O2 Fe2O3 y电铁143.7/，2.2.1理论上，这种熔化温度符合有色金属矿物的藻类冶炼和还原熔炼要求。实际上，在选定的炉渣中，FeO含量过高的渡边杏。这种熔渣的比例很大，不利于渣或渣金属的分离。随着FeO含量的增加，重金属硫化物在尾矿

8、中的溶解度(损失)增加。用高铁碱性炉渣还原精炼时，FeO也可以部分还原为金属铁，从而在炉子桶中堆铁。加入CaO改善炉渣性能。图225，2.2.1重要的二元熔渣系平衡度，5，CaO-FeO二元系，系统特性该系统不是真正的二元系，而是与金属铁平衡的CaOFeO FeO 2 o 3三元系相图投影在CaO FeO的边缘。系统中有不一致的熔融化合物2CaOFe2O3，分解温度为1133C。2CaOFe2O3和FexO形成低共晶温度1125C的低共融温度。2.2.1重要的二元熔渣系平衡度，2.2.1重要的二元熔渣系平衡度，6，CaO-Fe2O3二元系，系统特性两性氧化物Fe2O3和CaO形成一致的熔融化合

9、物2CaOFe2O3(C2F)。两种不一致的熔融化合物：CaOFe2O3(CF)和CaO2Fe2O3(CF2) CaOFe2O3:分解温度1218C；CaO2Fe2O3仅在11501240C范围内稳定存在。CF和CF2的熔体温度均在1440C以下的Fe2O3是石灰(CaO)的有效溶剂。，2.2.1重要的二元熔渣系平衡图，2.2.1重要的二元熔渣系平衡图，1，CaO-Al2O3-SiO2三元系的应用冶金炉渣，如高炉炼铁炉渣、铸钢保护材料、炉外精炼渣、锡炉渣、氧化铝可以分成15个子三角形，对应于15个不变的点。其中8个熔点低，有8个独立三角形。没有对应于7个熔点的独立三角形。23条二元低共熔线，5

10、条二元熔线。8个二元低共熔点，5个二元熔点。2，CaO-Al2O3-SiO2三元会计图及其特征，2.2.1重要的二元渣系平衡图，返回，Al2O3含量达到3时液相层区域消失。SiO2超晶球有1470C的方形石英和鳞片石英之间的晶型转换线。以三元低共熔点1和2(1170C和1310C)为中心，位于周边地区的炉渣系统熔化温度低。高露渣的组成一般位于该地区。系统特征(续)，图229，2.2.1重要的二元熔渣系平衡图，表21 CaOAl2O3SiO2体系的化合物，图229，2.2.1重要的二元熔渣系平衡图，3，CaO-al2o 3-3.系统有5个二元化合物和1个三元化合物。相位图共有9个初始晶面。有很宽

11、的液相层。有大的n-硅酸钙(C2S)初始晶面。系统具有连续固溶体的特定系列。固相内发生复杂的化学变化(例如化合物的分解或生成)。有两种晶型转换线：方形石英鳞片石英C2S C2S，2，CaO-FeO-SiO2三元会计图及其特征，2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元体系平衡图，2.2.3 CAO- (2) n；(3)铁橄榄石2FeOSiO2 (F2S)，熔点1208C；(4)钙、铁、橄榄石、CaOFeOSiO2 (CFS)、熔点1230C。(5)硅钙3CaO2SiO2 (C3S2)，1464C分解(6)硅酸钙3CaOSiO2 (C3S)，12501900C之间稳定。CaO顶角和SiO2顶角附近

12、的区域具有较高的熔体温度。CaOSiO22FeOSiO2连接线附近的急倾斜功能区是三元系熔体温度较低的区域。图特征(续)，2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系平衡图，图231 CaOFeOSiO2三元系照片，2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系平衡图精炼初期铁水的硅、锰、铁随着温度的升高，渣中FeO含量的提高，渣中的石灰(脱因和脱硫)逐渐溶解在草渣中，熔渣成分沿着LS连接移动到S点。炉渣成分在LO1线内，石灰完全溶解，形成液体残渣。炉渣成分位于C2S超晶区(如O2点)，石灰块表面形成致密的C2S外壳，阻碍熔渣对石灰块的溶解。为了加速石灰块的溶解或残渣，必须采取适当的措施。2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系平衡度，2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系平衡度，加速石灰块溶解或残渣的主要措施：降低炉渣熔化温度，提高熔体温度，加入添加剂或溶剂(如MgO)提高残渣的FeO含量，显着降低C2S超正面的温度。破坏C2S外壳，促进石灰块的溶解。2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系平衡图，一般转炉吹炼初期残渣的构成在图的A区。根据工艺要求(主要是除去磷和硫)，最终残渣成分应达到图的B区。炉渣成分可以沿着1和2个不同的途径从A区变成B区。炉渣中的F