第2章冶金熔体相平衡图b

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1、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·SiO2（CS）——一致熔融2.2.1重要的二元熔渣系

2、相平衡图返回①②③④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22①图222②体系特点（续）一致熔融化合物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

3、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。库尔纳柯夫规则(1)库尔纳柯夫规则(2)体系特点（续）图中水平线可分为五大类低共熔线：3条（2065°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，72

4、5°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→降低金属在炉渣中的损失。图222④二、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

5、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。体系特点体系中生成一个一致熔融化合物——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（A12O

6、3）耐火砖可作为性能优良的耐火材料。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（CA2）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。四、FeO-SiO2二元系体系特点体系中有一个一致熔融化合物2FeO·SiO

7、2（F2S，正硅酸铁或铁橄榄石），熔点1205°C。该化合物熔化时不稳定，分解为偏硅酸亚铁：2FeO·SiO2+SiO2=2(FeO·SiO2)△Hm＞0T<1205°C时，反应向左进行。FeO·SiO2（FS）仅存在于熔体中，不会在熔度图中出现。返回①②③体系特点（续）F2S将FeOSiO2二元系分成SiO2F2S和F2SFeO两个分二元系。F2SFeO分二元系：简单低共熔型，低共熔温度1180C。SiO2F2S分二元系：靠近S