【资料】钢铁冶金原理课件04汇编

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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
A a 10% 0 abc
B b 10% 0 abc
C c 10% 0
abc
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(2)过O作BC、CA、AB边的平行线a’a’’、b’b’’、c’c’’
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+1=0。
钢铁冶金原理课件04
0 引言
●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。
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●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。
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2.2.3 具有一个稳定三元化合物的相图 ➢面、线、点分析
面：A、B、C、D四个组元的初晶面 线：九条二元共晶线 点：三个三元共晶点E1、E2、E3
三个鞍心点e4、e5、e6
➢结晶过程分析
●此三元系可分为三个独立的子三元系： A-B-D系，A-C-D系，B-C-D系；
●子三元系为具有简单三元共晶点的相图； ●位于各分三角形内的物系点的结晶过程
△M1 M2 M3的重心上。
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：
m1
ma m1a
m
m2
mb m m2b
m3
mc m3c
m
m1m2m3m
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2.2 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
➢结晶过程分析
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2.2.2 具有一个稳定二元化合物的相图
➢面、线、点分析
面：A、B、C、D四个组元的初晶面 线：六条二元共晶线 点：两个三元共晶点E1、E2
鞍心点 e3
➢结晶过程分析
●此三元系可分为两个独立的子三元系： A-B-D系 、A-C-D系 ；
●子三元系为具有简单三元共晶点的相图； ●位于各分三角形内的物系点的结晶过程在 各自的三角形内完成。
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杠杆规则：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 。
MO n NO m
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 。
m NOW MN
n MOW MN
mnW
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
在各自的三角形内完成。
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2.2.4 具有一个不稳定二元化合物的相图 ➢面、线、点分析
面：A、B、C、D四个组元的初晶面 线：五条相界线
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1.1.2 分相图
三个分相图：C-C2S，C2S-CS，CS-S
➢C-C2S：具有一个共晶体的相图 1250-19000C存在C3S，C3S = C+C2S
➢C2S-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 = C3S2
➢CS-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。
主要的二元渣系相图：
CaO-SiO2 ；Al2O3-SiO2 ； CaO-Al2O3 ；FeO-SiO2 ；CaO-Fe2O3
复习
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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）。
等温线：标有温度值的投影曲线，用虚线表示。 连接线：两个纯组分组成点的连接线 。 边界线（相界线）：两个结晶面（液相面）的交线
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2.2.1 具有简单三元共晶体的相图 ➢面、线、点分析
面：三个组分A、B、C的初晶面 线：三条二元共晶线
e1E(L→A+B) e2E(L→A+C) e3E(L→B+C) 点：E为三元共晶点 (LE=A+B+C)
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1.2 Al2O3-SiO2系相图
一个稳定化合物：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
A= a ，B= b ，C= c
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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 CO的延长线向移动，而其他两组分（A，B）的浓 度比保持不变。
1.5 CaO-Fe2O3系相图
三个异份熔化化合物：
2CaO.Fe2O3、CaO.Fe2O3、CaO.2Fe2O3。
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2 三元系相图的基本知识及基本类型
2.1 三元相图的基本知识
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➢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。
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。
●炉渣综合利用
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1 钢铁冶金主要二元渣系相图
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