[工学]冶金原理课件中南 第2章b.ppt

表2?2 CaO?Al2O3?SiO2系中的无变点 图2?29 ③ 2.2.1 重要的二元熔渣系相平衡图 3、CaO-Al2O3-SiO2三元系的等温截面图 图2?29 ④ 2.2.1 重要的二元熔渣系相平衡图 图2?29 ⑤ 2.2.1 重要的二元熔渣系相平衡图 图2?29 ⑥ 2.2.1 重要的二元熔渣系相平衡图 1、CaO-FeO-SiO2三元系的应用 有色冶金炉渣：炼铜炉渣、炼锡炉渣、炼铅炉渣 碱性炼钢炉渣：转炉渣、电炉渣 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 存在一系列固溶体和不一致熔融化合物，FeO易分解、氧化成Fe2O3或Fe3O4，测试较困难，测得的相图有一定差异。 体系内有 5个 二元化合物和 1个 三元化合物； 相图中共有9个初晶面； 有一个宽广的液相分层区； 有一个很大的正硅酸钙（C2S）初晶面； 体系内有某些系列的连续固溶体； 固相内发生复杂的化学变化（如化合物的分解或生成）； 有两条晶型转变线： ??方石英 ←→ ??鳞石英 ??C2S ←→ ??C2S 2、CaO-FeO-SiO2三元系相图及其特点 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 体系中共有4个一致熔融化合物和2个不一致熔融化合物： (1) 硅灰石CaO·SiO2 (CS)，熔点1544?C； (2) 正硅酸钙2CaO·SiO2 (C2S)，熔点2130?C； (3) 铁橄榄石2FeO·SiO2 (F2S)，熔点1208?C； (4) 钙铁橄榄石CaO·FeO·SiO2 (CFS)，熔点1230?C。 (5) 硅钙石3CaO·2SiO2 (C3S2)，1464?C分解； (6) 硅酸三钙3CaO·SiO2 (C3S)，1250～1900?C间稳定。 靠近CaO顶角和SiO2顶角的区域，其熔化温度都很高。 CaO·SiO2?2FeO·SiO2联结线上靠近铁橄榄石的一个斜长带状区域是该三元系熔化温度比较低的区域。 相图特点（续） 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 图2?31 CaO?FeO?SiO2三元系相区图 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 3、CaO-FeO-SiO2三元系的等温截面图(1400°C) 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 4、氧气顶吹转炉炼钢过程中初渣和终渣成分范围的选择 氧气顶吹转炉炼钢炉渣可简化为CaO?SiO2?FeO三元系。 吹炼初期，铁水中的硅，锰、铁氧化，迅速形成含∑FeO很高的初渣——L点。 随着温度上升，渣中∑FeO含量增加，造渣料中的石灰（脱磷和脱硫）逐渐溶于初渣，熔渣成分沿着LS连线向S点移动。 炉渣成分在LO1线段内，石灰完全溶解，形成液态渣。 炉渣成分位于C2S初晶区内（如O2点），石灰块表面形成致密的C2S壳层，阻碍熔渣对石灰块的溶解。 为了加速石灰块的溶解或造渣，须采取适当措施。 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 加速石灰块的溶解或造渣的主要措施： 降低炉渣熔化温度 提高熔池温度 加入添加剂或熔剂（如MgO、MnO、CaF2、Al2O3、Fe2O3）等。 增大渣中∑FeO含量 显著降低C2S初晶面的温度； 破坏C2S壳层，促进石灰块的溶解。 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 一般转炉吹炼初期渣的组成位于图中的A区； 根据工艺要求（主要是脱除磷和硫），终渣成分需达到图中的B区。 炉渣成分可沿1和2两条不同的途径从A区变化到B区。 当炉渣中∑FeO含量缓慢增加时，炉渣成分将沿途径1到达B区，即通过液固两相区（L +C2S）。 ? 炉渣粘度较大，处于“返干状态”，不利于脱磷和脱硫。 当渣中∑FeO含量增加的速度比较快时，熔渣成分在液相区内沿途径2到达B区。 ? 熔渣的粘度比较小，有利于磷、硫的脱除。 ? 炉渣中∑FeO含量的增加速度直接影响到熔渣的状态、性质以及杂质的脱除效果。 2.2.3 CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图 2.3 熔盐的相平衡图 工业铝电解质 主要成分： 冰晶石（Na3AlF6）—— 熔剂 氟化铝（AlF3）—— 熔剂 氧化铝（Al2O3）—— 炼铝原料 其它氟化物（CaF2、MgF2、LiF、NaF等）—— 添加剂 铝电解质的基本体系： NaF?AlF3二元系 Na3AlF6?Al2O3二元系 Na3AlF6?AlF3?Al2O3三元系 2.3 熔盐的相平衡图 一、NaF-AlF3 二元系 体