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1、2.2熔渣的相平衡圖2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖一、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與CaO-Fe2O3二元系2.2.2CaO-Al2O3-SiO2三元系相平衡圖2.2.3CaO-FeO-SiO2三元系相平衡圖2.2熔渣的相平衡圖2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖一、CaO-SiO2二元系體系特點(diǎn)體系中有四個(gè)化合物硅酸三鈣:3CaO·SiO2(C3S)——一致熔融正硅酸鈣:2CaO·SiO2(C2S)——不一致熔融二硅酸三鈣:3CaO·2SiO2(C3S2)——不一致熔融偏硅酸鈣:CaO·S
2、iO2(CS)——一致熔融2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖返回①②③④2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖體系特點(diǎn)(續(xù))一致熔融化合物C2S及CS將整個(gè)相圖分為三個(gè)獨(dú)立部分CaO-C2S系——低共熔型含有一個(gè)在低溫及高溫下均會(huì)分解的化合物C3S。T<1250°C時(shí),C3S???-C2S+CaO;T>1900°C時(shí),C3S??-C2S+CaO。C2S-CS系——轉(zhuǎn)熔型含有一個(gè)不一致熔融化合物C3S2(1475°C)CS-SiO2系——包含一液相分層的低共熔型液相分層區(qū):SiO274~99.4%,T>1700°C。圖2?22①2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖圖2?22②體系特點(diǎn)(續(xù))一致熔
3、融化合物C2S及CS的穩(wěn)定程度是不同的。C2S比較穩(wěn)定,熔化時(shí)只部分分解;CS在熔化時(shí)則幾乎完全分解。一般而言,可根據(jù)化合物組成點(diǎn)處液相線的形狀(平滑程度),近似推斷熔融態(tài)內(nèi)化合物的分解程度。若化合物組成點(diǎn)處的液相線出現(xiàn)尖峭高峰形,則該化合物非常穩(wěn)定,甚至在熔融時(shí)也不分解;若化合物組成點(diǎn)處的液相線比較平滑,則該化合物熔融時(shí)會(huì)部分分解;化合物組成點(diǎn)處的液相線越平滑,該化合物熔融時(shí)的分解程度也越大。2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖庫爾納柯夫規(guī)則(1)2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖庫爾納柯夫規(guī)則(2)2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖體系特點(diǎn)(續(xù))圖中水平線可分為五大類低共熔線:3條(2
4、065°C,1455°C,1436°C)轉(zhuǎn)熔線:1條(1475°C)偏晶線:l條(1700°C)固相分解線:2條(1250°C,1900°C)晶型轉(zhuǎn)變線:6條(1470°C,1420°C,1210°C,870°C,725°C,575°C)圖2?22③2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖體系特點(diǎn)(續(xù))各種鈣硅酸鹽的熔化溫度都很高熔化溫度不超過1600°C的體系只局限于含32~59%CaO范圍內(nèi)。超過50%CaO的體系,熔化溫度急劇上升。高爐渣中CaO含量控制在35~50%之間;有色冶金爐渣CaO含量一般在15%以下。CaO的作用降低爐渣密度、減少重金屬硫化物在爐渣中的溶解度→降低金屬在爐渣中
5、的損失。圖2?22④2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖二、Al2O3-SiO2二元系歷史回顧莫來石3Al2O3·2SiO2(A3S2)是否一致熔融化合物?當(dāng)試樣中含有少量堿金屬雜質(zhì),或相平衡實(shí)驗(yàn)是在非密閉條件下進(jìn)行時(shí),A3S2為不一致熔融化合物;當(dāng)使用高純試樣并在密閉條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),A3S2為一致熔融化合物。莫來石是否形成固溶體?莫來石(A3S2)和剛玉(Al2O3)之間能夠形成固溶體,固溶體的組成范圍為71.8~77.5%Al2O3;常以化合物A3S2的組成點(diǎn)表示固溶體的組成。2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖體系特點(diǎn)體系中生成一個(gè)一致熔融化合物——
6、A3S2,具有確定的熔點(diǎn)(1850?C)。A3S2將SiO2?Al2O3二元系劃分成兩個(gè)子二元系——SiO2?A3S2和A3S2?Al2O3。SiO2?A3S2子二元系:簡單低共熔型,低共熔溫度1595?C。A3S2?Al2O3子二元系:簡單低共熔型,低共熔溫度1840?C。?莫來石質(zhì)(A3S2)及剛玉質(zhì)(A12O3)耐火磚可作為性能優(yōu)良的耐火材料。2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖三、CaO-Al2O3二元系體系特點(diǎn)3個(gè)一致熔融化合物將體系分解為4個(gè)獨(dú)立的二元系12CaO·7Al2O3(Cl2A7)或5CaO·3Al2O3(C5A3)CaO·Al2O3(CA)CaO·2Al2O3(CA
7、2)2個(gè)不一致熔融化合物3CaO·Al2O3(C3A)CaO·6Al2O3(CA6)所有化合物的熔化溫度普遍較高,體系的最低熔化溫度為1395°C。在CaO含量為45~52%范圍內(nèi),本體系能在1450~1550?C溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)液相區(qū)?配制的爐外合成渣常選擇這一成分范圍。2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖2.2.1重要的二元熔渣系相平衡圖四、FeO-SiO2二元系體系特點(diǎn)體系中有一個(gè)一致熔融化合物2