重庆大学冶金原理1资料.pptx

第四章 冶金炉渣 引言0钢铁冶金主要二元渣系相图 1三元系相图的基本知识及基本类型 2三元渣系的相图 34熔渣的结构理论引言0●组成炉渣是火法冶金中形成的、以氧化物为主要成分的多组分熔体。●分类 冶炼渣（还原渣）：以矿石为原料进行还原熔炼，得到粗金属的同时形成的炉渣，称为冶炼渣。如：冶炼铁矿石得到的高炉渣。 富集渣：将原料的某些有用成分富集于炉渣中，以利用下道工序将其回 收的炉渣称为富集渣。如：钛精矿还原熔炼所得的高钛渣，吹炼含 钒、生铁得到的钒渣、铌渣等。 精炼渣（氧化渣）：精炼粗金属如用生铁冶炼成钢产生的炉渣，称为精炼渣。 合成渣：按炉渣所起的冶金作用，用各种造渣材料预先配制的炉渣 称为合成渣。如：电渣重熔用渣，保护渣，炉外精炼用渣。 引言0钢铁冶金主要二元渣系相图 1炉渣化学成分： 炉渣是多种氧化物构成的熔体。CaO、SiO2 、Al2O3、FeO、MgO、Fe2O3 CaF2….主要的二元渣系相图： CaO-SiO2 ；Al2O3-SiO2 ；CaO-Al2O3 ；FeO-SiO2 ；CaO-Fe2O3 复习1.1 CaO-SiO2系相图 1.1.1 化合物类型稳定化合物(同份熔化化合物)：　偏硅酸钙CaO·SiO2（CS）　正硅酸钙2CaO·SiO2（C2S）。不稳定化合物(异份熔化化合物)：　硅酸三钙3CaO·SiO2（C3S）　二硅酸三钙3CaO·2SiO2（C3S2）。 1.1.2 分相图三个分相图：C-C2S，C2S-CS，CS-SC-C2S：具有一个共晶体的相图 1250-19000C存在C3S，C3S = C+C2SC2S-CS：具有一个不稳定化合物C3S2的相图 14750C发生转熔反应（包晶反应）： L+C2S = C3S2CS-S：液相有分层现象 L1—S在CS相内的饱和熔体 L2—CS在S内的饱和熔体。1.2 Al2O3-SiO2系相图 一个不稳定化合物：莫来石3Al2O3.2SiO2(A3S2)，可溶解微量的Al2O3形成的固溶体。1.3 CaO-Al2O3系相图 三个同份熔化化合物：C12A7、CA、CA2，两个异份熔化化合物：C3A、CA6。1.4 FeO-SiO2系相图 一个同份熔化化合物：铁橄榄石2FeO.SiO2(F2S)，SiO2高浓度端有液相分层 1.5 CaO-Fe2O3系相图 二个异份熔化化合物： CaO.Fe2O3、CaO.2Fe2O3一个同份熔化化合物:2CaO.Fe2O3、。 三元系相图的基本知识及基本类型 22.1 三元相图的基本知识 体系有三个独立变量： 温度及任意两个组分浓度。三元相图表示方法： 以等边三角形表示三个组分浓度的变化， 以垂直坐标轴表示温度。 ★2.1.1 浓度三角形 含义 三顶点A、B、C：表示体系的纯组分。三条边：分别为三个二元系。三角形内的点：三元系的组成点。 物系点浓度的读取方法 (1)过O作BC、CA、AB边的垂线，长度为a、b、c 2.1.1 浓度三角形 (2)过O作BC、CA、AB边的平行线a’a’’、b’b’’、c’c’’ A= a ，B= b ，C= c 2.1.2 浓度三角形的基本规则 等含量规则：平行于一边的直线上，各物系点所含对应顶角组分的浓度相同。 等比规则： 任一顶角与对边点的连线上各点组成中，其两旁顶角组分的浓度比相同。 背向规则：若物系点降到O点温度时开始析出C，则液相线向CO延长线向移动，而其他两组分（A，B）的浓度比保持不变。 FE2.1.2 浓度三角形的基本规则 直线规则：原物系点重量分别为m，n，混合后形成新物系点O，则：O必位于M，N连线上 。此规则亦适用于一个相分解为两个相。如O点重量为W，分解为M，N两相，则M，O，N必位于同一条直线上 。2.1.2 浓度三角形的基本规则 重心规则：原物系点M1，M2，M3的重量分别为m1，m2，m3 ，混合后形成新物系点M，则M必位于连线三角形△M1 M2 M3的重心上。重心如何求出？此规则亦适用于一个相分解为三个相的计算。如，M分解为M1、M2、M3三个新相时，则有： 2.1.2 浓度三角形的基本规则 交叉位规则：2.1.2 浓度三角形的基本规则 共轭位规则：M’mp=m3-(m1+m2)L+(S1+S2)=S32.2 三元相图的基本类型 初晶面：组分从液相析出固相的面，固液两相平衡共存 L →S1，自由度： f = C-φ+1= 3-2+1=2二元共晶线：液相面两两相交的交线，两个固相组分同　时从液相结晶析出，三相共存， L →S1+S2 。　自由度：f = C-φ+1=3-3+1 = 1 三元共晶点（无变量点）：三条二元共晶线的交点，三　个组分同时从液相析出，四相共存， 　L = S1+S2+S3 。　自由度：f = C-φ+1= 3-4+