冶金原理课件中南大学ppt课件.ppt

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1、2.2熔渣的相平衡图2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图一、CaO-SiO2二元系二、Al2O3-SiO2二元系三、CaO-Al2O3二元系四、FeO-SiO2二元系五、CaO-FeO与CaO-Fe2O3二元系2.2.2CaO-Al2O3-SiO2三元系相平衡图2.2.3CaO-FeO-SiO2三元系相平衡图2.2熔渣的相平衡图2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图一、CaO-SiO2二元系体系特点体系中有四个化合物硅酸三钙：3CaO·SiO2（C3S）——一致熔融正硅酸钙：2CaO·SiO2（C2S）——不一致熔融二硅酸三钙：3CaO·2SiO2（C3S2）——不一致熔融偏硅酸钙：CaO·S

2、iO2（CS）——一致熔融2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图返回①②③④2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图体系特点（续）一致熔融化合物C2S及CS将整个相图分为三个独立部分CaO－C2S系——低共熔型含有一个在低温及高温下均会分解的化合物C3S。T<1250°C时，C3S-C2S+CaO；T>1900°C时，C3S-C2S+CaO。C2S－CS系——转熔型含有一个不一致熔融化合物C3S2（1475°C）CS－SiO2系——包含一液相分层的低共熔型液相分层区：SiO274~99.4%，T>1700°C。图222①2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图图222②体系特点（续）一致熔

3、融化合物C2S及CS的稳定程度是不同的。C2S比较稳定，熔化时只部分分解；CS在熔化时则几乎完全分解。一般而言，可根据化合物组成点处液相线的形状（平滑程度），近似推断熔融态内化合物的分解程度。若化合物组成点处的液相线出现尖峭高峰形，则该化合物非常稳定，甚至在熔融时也不分解；若化合物组成点处的液相线比较平滑，则该化合物熔融时会部分分解；化合物组成点处的液相线越平滑，该化合物熔融时的分解程度也越大。2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图库尔纳柯夫规则(1)2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图库尔纳柯夫规则(2)2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图体系特点（续）图中水平线可分为五大类低共熔线：3条（2

4、065°C，1455°C，1436°C）转熔线：1条（1475°C）偏晶线：l条（1700°C）固相分解线：2条（1250°C，1900°C）晶型转变线：6条（1470°C，1420°C，1210°C，870°C，725°C，575°C）图222③2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图体系特点（续）各种钙硅酸盐的熔化温度都很高熔化温度不超过1600°C的体系只局限于含32~59%CaO范围内。超过50%CaO的体系，熔化温度急剧上升。高炉渣中CaO含量控制在35～50%之间；有色冶金炉渣CaO含量一般在15%以下。CaO的作用降低炉渣密度、减少重金属硫化物在炉渣中的溶解度→降低金属在炉渣中

5、的损失。图222④2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图二、Al2O3-SiO2二元系历史回顾莫来石3Al2O3·2SiO2（A3S2）是否一致熔融化合物?当试样中含有少量碱金属杂质，或相平衡实验是在非密闭条件下进行时，A3S2为不一致熔融化合物；当使用高纯试样并在密闭条件下进行实验时，A3S2为一致熔融化合物。莫来石是否形成固溶体?莫来石（A3S2）和刚玉（Al2O3）之间能够形成固溶体，固溶体的组成范围为71.8～77.5%Al2O3；常以化合物A3S2的组成点表示固溶体的组成。2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图体系特点体系中生成一个一致熔融化合物——

6、A3S2，具有确定的熔点（1850C）。A3S2将SiO2Al2O3二元系划分成两个子二元系——SiO2A3S2和A3S2Al2O3。SiO2A3S2子二元系：简单低共熔型，低共熔温度1595C。A3S2Al2O3子二元系：简单低共熔型，低共熔温度1840C。莫来石质（A3S2）及刚玉质（A12O3）耐火砖可作为性能优良的耐火材料。2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图三、CaO-Al2O3二元系体系特点3个一致熔融化合物将体系分解为4个独立的二元系12CaO·7Al2O3（Cl2A7）或5CaO·3Al2O3（C5A3）CaO·Al2O3（CA）CaO·2Al2O3（CA

7、2）2个不一致熔融化合物3CaO·Al2O3（C3A）CaO·6Al2O3（CA6）所有化合物的熔化温度普遍较高，体系的最低熔化温度为1395°C。在CaO含量为45~52%范围内，本体系能在1450~1550C温度范围内出现液相区配制的炉外合成渣常选择这一成分范围。2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图2.2.1重要的二元熔渣系相平衡图四、FeO-SiO2二元系体系特点体系中有一个一致熔融化合物2