CaO-SiO2相图

包晶转变是指在一定温度下，由一定成分 的液相与一定成分的固相作用，形成另外一个 一定成分的固相的转变过程。
包析转变是指两个成分一定的固相在恒温 下转变为另外一个新固相的过程。
合晶转变是指由两个液相L1、L2相互作用， 生成一个一定成分的固相的恒温转变。
（2）两个组元在固态完全不溶的二元共晶相图
A、B两个组元在固态完全不溶解，则 它们之间不会形成固溶体，而是以纯组元的形 式存在。两个固相的单相区在相图中压缩成两 条垂线，同时没有固态下的脱溶转变。
（3）固溶体的不平衡凝固 ① 不平衡凝固时，固相的成分不是沿固相
线变化，而是要偏离固相线。 而且，冷却速度越大，偏离固相线
的程度越大。
② 凝固后，固相内部的成分不均匀。这种 现象称为偏析。
而偏析的程度，可以用分布系数K0 来描述。分布系数是指溶质在固相中的
浓度与在液相中的浓度的比值 。
k0
CS CL
相平衡 L1↔S1 L2↔S2 L3↔S3
液相成分 固相成分
L1
S1
L2
S2
L3
S3
T2温度 ：
WL
S2O S2 L2
100 %
WS
OL 2 S2 L2
100 %
固溶体凝固的特点： ① 异分结晶
异分结晶指的是结晶出的固相与母相化学 成分不同的结晶过程，也称为选择结晶。
通常，固相中含有较多的高熔点组元，而 液相中含有较多的低熔点组元。
① 相图分析 特性点 ： a，纯A的熔点 b，纯B的熔点 P，包晶转变液相成分点，也称为转熔点 C，B在A中（或SA(B)固溶体中）的最大溶解度点 D，A在B中（即SB(A)固溶体中）的最大溶解度点
F，室温下B在A中的最大溶解度 G，室温下A在B中的最大溶解度

属于此类的体系有： H 2 O -C 2 H 5 O H ,C H 3 O H -C 6 H 6 ,C2H5OH -C6H6 等。在标准压力下， H2O-C2H5OH的最低恒沸点温度
为351.28K，含乙醇95.57 。
最高恒沸混合物
处在最高恒沸点时的混合 物称为最高恒沸混合物（high -boiling azeotrope）。
T
2）A – B二元体系结晶过程
M
a
L
S1 T1 L1
S2
L2
A+L
SE d
ME
E B+L
A+B
A
C
T > T1, 组成为M熔体，处于液相区， f = 2 – 1 + 1 = 2，变量：T, c
T = T1, A饱和而析出，固液两相平衡， f = 2 – 2 + 1 = 1，变量：T 或c
T降低时，液相组成沿aE变化， 固相a量增加。
t/oC
20 40 60 80 100 120 132.8
水相wB% 8.5 7.0 6.4 7.2 9.3 14.0 37 醇相wB% 83.6 81.6 79.0 75.2 70.2 61.5 37
a,b (L’,L”): 共轭溶液 (conjugate solution)
tc: 临界溶解温度 (critical solution temperature) 汇溶温度 (consolute temperature) Akb ----汇溶线 K ---- 分层消失临界点
K
tc
L
a
b
L’ + L”
A wB%
B
二元炉渣相图
CaO-SiO2相图
CaO-SiO2体系中含有四种化合物：

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第五节 专业相图
单元系统专业相图
SiO2系统相图 ZrO2系统相图 C2S系统相图 CaO－SiO2系统相图 Al2O3－SiO2系统 MgO－SiO2系统 Na2O－SiO2系统
二元系统专业相图
三元系统专业相图
CaO－Al2O3－SiO2系统 K2O－Al2O3－SiO2系统 MgO－Al2O3－SiO2系统 Na2O－CaO－SiO2系统
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（3） 由组成估计其液相量 如在1600℃、Al2O3＝5.5～72％范围内，用杠杆规 则确定的组成于液相量的对于关系如下：
Al2O3％ 液相％
10 96
20 80
30 64
46 40
72 0（痕量）
（4） 由液相线的倾斜度判断液相量随温度变化情况
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（二） CaO－SiO2系统相图
（四） Na2O－SiO2系统
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（1） Na2O－SiO2系统中生成的化合物有：
N2S、NS、NS2、N3S8 （2）生成化合物的性质： 一致熔融化合物：NS、NS2 不一致熔融化合物：N2S、N3S8
（3）划分分二元系统：
Na2O－NS分二元系统 NS－NS2分二元系统 NS2－SiO2分二元系统 （4）分别讨论各分二元系统：
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2、 CS －C2S分二元系统
有一个不一致熔融化合物 C3S2 低共熔点E：1460℃ 转熔点F： 1464℃
LF C2 S C3S2
晶型转变：1125℃
CS CS
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3、 C2S － CaO分二元系统
低共熔点H：2050℃ LH C3S C2 S

3炉渣化学组成
不同冶炼方法对熔渣的要求不一样，其成分也不同； 同一冶炼方法的不同阶段熔渣成分是不断变化的。碱 性渣可以去除钢中的有害元素P、S，酸性渣可以降低 气体和夹杂，氧化渣可以向熔池传氧，还原渣可以脱 氧并提高脱硫效率。 根据炉渣的来源，炉渣化学组成见表5-4。（P52）
4炼钢生产过程中熔渣的主要作用
炼钢炉渣
一 有关炼钢炉渣的基本知识 二 炼钢过程中的主要渣系相图 三 熔渣的结构理论
一 有关炼钢炉渣的基本知识
1炼钢炉渣分类 2熔渣组成的主要来源 3炉渣化学组成 4炼钢生产过程中熔渣的主要作用 5固体保护渣用于连铸对提高产品的质量和产量起显著的 作用

1炼钢炉渣分类
根据炼钢过程目的的不同，炼钢炉渣可分为 类： 炼钢炉渣可分为4类 炼钢炉渣可分为 1）以铁水预脱硫为目的的还原渣。 2）精炼粗金属，其中元素氧化形成的氧化物组成的炉 渣，称为氧化渣，主要指转炉炼钢渣。 3）将原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以利于下 道工序将它回收的炉渣，称为富集渣，例如吹炼含钒、 铌生铁得到的钒渣、铌渣等。 4）采用各种造渣材料预先配制的炉渣，称为合成渣。 如连铸用保护渣。炼钢工艺的发展对熔渣提出了新要 求，应选择、采用合适的渣系以满足冶金生产的需要。
3熔渣的分子离子共存理论
综合了分子理论和离子理论的优点，分子离子共存理论认为： （1）熔渣由简单阳离子和阴离子Fe2+、Ca2+、 O2-、S2-、F 等及未分解的化合物SiO2 、硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等组成； （2）离子和分子之间存在着动平衡关系，其反应遵守质量作 用定律； （3）认为熔渣中分子、离子是理想溶液。
2熔渣组成的主要来源
（1）生铁或废钢中所含元素（铝、锰、磷、硫、钒、 铬、铁等）氧化时形成的氧化物； （2）作为氧化剂或冷却剂使用的矿石和烧结矿等； （3）金属材料带入的泥沙或铁锈； （4）加入的造渣材料（石灰、石灰石、萤石、铁钒土、 粘土砖块等）； （5）由炉衬浸蚀熔于炉渣的耐火材料； （6）脱氧剂、合金的脱氧产物，熔渣的脱硫产物。