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1、第一篇冶金熔體第一篇冶金熔體冶金原理第一章冶金熔體概述第二章冶金熔體的相平衡圖第三章冶金熔體的結(jié)構(gòu)第四章冶金熔體的物理性質(zhì)第五章冶金熔體的化學(xué)性質(zhì)第一章冶金熔體概述第一章冶金熔體概述1.0概念1.1金屬熔體1.2熔渣1.3熔鹽1.4熔锍許多高溫冶金過(guò)程，都是在熔融介質(zhì)中進(jìn)行的； 很多冶煉過(guò)程，產(chǎn)物或中間產(chǎn)品為熔融狀態(tài)物質(zhì)。冶金熔體——在高溫冶金過(guò)程中處于熔融狀態(tài)的反應(yīng)介質(zhì)或反應(yīng)產(chǎn)物冶金熔體的分類(lèi)——根據(jù)組成熔體的主要成分的不同金屬熔體熔渣熔鹽非金屬熔體熔锍1.0概念1.0概念1.1金屬熔體金屬熔體——液態(tài)的金屬和合金如鐵水、鋼水、粗銅、鋁液等金
2、屬熔體不僅是火法冶金過(guò)程的主要產(chǎn)品， 而且也是冶煉過(guò)程中多相反應(yīng)的直接參加者。1.1金屬熔體1.2熔渣熔渣主要由冶金原料中的氧化物或冶金過(guò)程中生成的氧化物組成的熔體。如CaO、FeO、MnO、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3除氧化物外，爐渣還可能含有少量其它類(lèi)型的化合物甚至金屬如氟化物、氯化物、硫化物、硫酸鹽等1.2熔渣二、常見(jiàn)冶金爐渣的組成1.2熔渣結(jié)論：冶金爐渣通常由五、六種或更多的氧化物組成。爐渣常含有其他化合物，如氟化物、硫化物等。爐渣中含量最多的氧化物通常只有三種，其總含量可達(dá)80%以上。大多數(shù)有色冶金爐渣和鋼渣的主
3、要氧化物是：FeO、CaO、SiO2高爐渣和某些有色冶金爐渣的主要氧化物為：CaO、Al2O3、SiO21.2熔渣三、熔渣組分的來(lái)源礦石或精礦中的脈石如高爐冶煉：Al2O3、CaO、SiO2等為滿足冶煉過(guò)程需要而加入的熔劑如CaO、SiO2、CaF2等——改善熔渣的物理化學(xué)性能冶煉過(guò)程中金屬或化合物（如硫化物）的氧化產(chǎn)物如煉鋼：FeO、Fe2O3、MnO、TiO2、P2O5等造锍熔煉：FeO、Fe3O4等。被熔融金屬或熔渣侵蝕和沖刷下來(lái)的爐襯材料如堿性爐渣煉鋼時(shí)，MgO主要來(lái)自鎂砂爐襯1.2熔渣四、熔渣的主要作用與分類(lèi)——不同的熔渣所起的作用是
4、不一樣的——根據(jù)熔渣在冶煉過(guò)程中的作用，可將其分成四類(lèi)：1、冶煉渣（熔煉渣）是在以礦石或精礦為原料、以粗金屬或熔锍為冶煉產(chǎn)物的熔煉過(guò)程中生成的主要作用——匯集爐料（礦石或精礦、燃料、熔劑等）中的全部脈石成分、灰分以及大部分雜質(zhì)，從而使其與熔融的主要冶煉產(chǎn)物（金屬、熔锍等）分離。例如，高爐煉鐵中，鐵礦石中的大量脈石成分與燃料（焦炭）中的灰份以及添加的熔劑（石灰石、白云石、硅石等）反應(yīng)，形成爐渣，從而與金屬鐵分離。造锍熔煉中，銅、鎳的硫化物與爐料中鐵的的硫化物熔融在一起，形成熔锍；鐵的氧化物則與造渣熔劑SiO2及其他脈石成分形成熔渣。1.2熔渣2、
5、精煉渣（氧化渣）是粗金屬精煉過(guò)程的產(chǎn)物。主要作用——捕集粗金屬中雜質(zhì)元素的氧化產(chǎn)物，使之與主金屬分離。例如，在冶煉生鐵或廢鋼時(shí)，原料中雜質(zhì)元素的氧化產(chǎn)物與加入的造渣熔劑融合成CaO和FeO含量較高的爐渣，從而除去鋼液中的硫、磷等有害雜質(zhì)，同時(shí)吸收鋼液中的非金屬夾雜物。1.2熔渣3、富集渣是某些熔煉過(guò)程的產(chǎn)物。作用——使原料中的某些有用成分富集于爐渣中，以便在后續(xù)工序中將它們回收利用。例如，鈦鐵礦常先在電爐中經(jīng)還原熔煉得到所謂的高鈦渣，再?gòu)母哜佋M(jìn)一步提取金屬鈦。對(duì)于銅、鉛、砷等雜質(zhì)含量很高的錫礦，一般先進(jìn)行造渣熔煉，使絕大部分錫（90%）進(jìn)入渣
6、中，而只產(chǎn)出少量集中了大部分雜質(zhì)的金屬錫，然后再冶煉含錫渣提取金屬錫。1.2熔渣4、合成渣是指由為達(dá)到一定的冶煉目的、按一定成分預(yù)先配制的渣料熔合而成的爐渣。如電渣重熔用渣、鑄鋼用保護(hù)渣、鋼液爐外精煉用渣等。這些爐渣所起的冶金作用差別很大。例如，電渣重熔渣一方面作為發(fā)熱體，為精煉提供所需要的熱量；另一方面還能脫出金屬液中的雜質(zhì)、吸收非金屬夾雜物。保護(hù)渣的主要作用是減少熔融金屬液面與大氣的接觸、防止其二次氧化，減少金屬液面的熱損失。1.2熔渣五、熔渣的其它作用作為金屬液滴或锍的液滴匯集、長(zhǎng)大和沉降的介質(zhì)冶煉中生成的金屬液滴或锍的液滴最初是分散在熔
7、渣中的，這些分散的微小液滴的匯集、長(zhǎng)大和沉降都是在熔渣中進(jìn)行的。在豎爐（如鼓風(fēng)爐）冶煉過(guò)程中，爐渣的化學(xué)組成直接決定了爐缸的最高溫度。對(duì)于低熔點(diǎn)渣型，燃料消耗量的增加，只能加大爐料的熔化量而不能進(jìn)一步提高爐子的最高溫度。在許多金屬硫化礦物的燒結(jié)焙燒過(guò)程中，熔渣是一種粘合劑。燒結(jié)時(shí)，熔化溫度較低的爐渣將細(xì)粒爐料粘結(jié)起來(lái)，冷卻后形成了具有一定強(qiáng)度的燒結(jié)塊或燒結(jié)球團(tuán)。在金屬和合金的精煉時(shí)，熔渣覆蓋在金屬熔體表面，可以防止金屬熔體被氧化性氣體氧化，減小有害氣體（如H2、N2）在金屬熔體中的溶解。1.2熔渣六、熔渣的副作用熔渣對(duì)爐襯的化學(xué)侵蝕和機(jī)械沖刷?
8、大大縮短了爐子的使用壽命爐渣帶走了大量熱量?大大地增加了燃料消耗渣中含有各種有價(jià)金屬?降低了金屬的直收率1.2熔渣1.3熔鹽熔鹽——鹽的熔融態(tài)液體通常
