4冶金热力基本知识和基础理论.ppt

第四章热力学在冶金中的应用 4.6 钢液脱氧 4.6.3 几种脱氧元素的脱氧反应 （3）+（8）-（6）得： [Mn]+（FeO）（s）==（MnO）（s）+Fe（l） （9） （d） （C）（FeO-MnO）（l）与（FeO-MnO）（s）共存时的[%Mn] ——阈值两相产物共存，体系内 ， 温度确定，三个 相的组成全随之定。1600℃， 利用前面（a）或（d）都可以确定此时的[%Mn]。 第四章热力学在冶金中的应用 4.6 钢液脱氧 4.6.3 几种脱氧元素的脱氧反应 由（a）， （a） 1600℃， 得： 同理由（d）得： （阈值） 结论：[%Mn]0.344，产物（MnO-FeO）（l）； [%Mn]0.344，产物（MnO-FeO）（s）； [%Mn]=0.344，两者共存。 第四章热力学在冶金中的应用 4.6 钢液脱氧 4.6.3 几种脱氧元素的脱氧反应 2．Si脱氧 （1）阈值：1600℃，[Si%]=0.003 [Si%]0.003，脱氧产物（FeO-SiO2）（l）； [Si%]0.003，脱氧产物（FeO-SiO2）（s）。 [Si%]=0.003，两者共存。 （2）由相图值，随温度的提高，阈值增大。 （3）炼钢时，熔体中[%Si]=0.1~0.4，得到SiO2（s）。 脱氧反应为：[Si]+2[O]==SiO2（s） （4）[%Si]2时， ，所以，Si脱氧常数 。 通常生产中不是用纯Si，而是用Fe-Si（矽铁）。 第四章热力学在冶金中的应用 4.6 钢液脱氧 4.6.3 几种脱氧元素的脱氧反应 例1：计算1600℃用硅铁脱氧生成纯SiO2（s）的脱氧常数。 为使纯钢液的氧量从0.1%下降到0.01%，需加入多少公斤 含硅50%的硅铁？ 解：（1）先求[Si]%+2[O]%==SiO2（s）的 查表，Si（l）+O2==SiO2（s） （1） Si（l）==[Si]% （2） O2==2[O]% （3） （1）-（2）-（3）得： [Si]%+2[O]%==SiO2（s） （4） 第四章热力学在冶金中的应用 4.6 钢液脱氧 4.6.3 几种脱氧元素的脱氧反应 1873K， 因为 ，所以 所以 需Fe-Si量：（ⅰ）使[O]从0.1%下降到0.01%，需Fe-Si量； （ⅱ）维持与残留[O]平衡需[Si]。 （2）依 [Si]+2[O]==SiO2（s） 28 32 x Δ[O]=0.09% 第四章热力学在冶金中的应用 4.6 钢液脱氧 4.6.3 几种脱氧元素的脱氧反应 与[0.01%][O]平衡的[%Si]： 脱氧共需%Si：0.079+0.28=0.36 每吨钢水需硅量：1000×0.36%=3.6kg 应加入的硅铁量：3.6÷50%=7.2kg 3．Al脱氧 （1）脱氧产物与[%Al]的关系 （A）[%Al]高于阈值，得到Al2O3（s） 脱氧反应 2[Al]+3[O]==Al2O3（s） （1） （A） 第四章热力学在冶金中的应用 4.6 钢液脱氧 4.6.3 几种脱氧元素的脱氧反应 1600℃， （D） 1600℃， （B） （B）[%Al]低于阈值，得到FeO?Al2O3（s）（铝尖晶石） 脱氧反应 2[Al]+4[O]+Fe（l）== FeO?Al2O3（s） （2） （C） （C）[%Al]等于阈值，得到Al2O3（s）与FeO?Al2O3（s） 二相共存 （ⅰ）热力学计算 （2）-（1）得 Al2O3（s）+ [O]+Fe（l）== FeO?Al2O3（s） （3） 第四章热力学在冶金中的应用 4.6 钢液脱氧 4.6.3 几种脱氧元素的脱氧反应 1600℃， 代入（B）得： 所以，Al脱氧阈值 ， 。 （ⅱ）作图法 式（B）、（D）