相图基础-上课6-2013.ppt

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1、耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地1耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地2第三节第三节 MgO-CaO-SiO2系相平衡系相平衡耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地31、镁质耐火制品的基本相关系与性能比较、镁质耐火制品的基本相关系与性能比较耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地4耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地5M2S(1890)CMS(1498)C3MS2(1575)C2S(2130)C3S(2070)耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地6 与与MgO相毗邻的化合物受相毗邻的化合物受C/S比控制比控制 C/S由小到大：由小到大：M2S(1890)，CMS(1498

2、)，C3MS2(1575)，C2S(2130)，C3S(2070)与与MgO相关的组成三角形及固化温度相关的组成三角形及固化温度 M-M2S-CMS(1502)，M-CMS-C3MS2(1498)，M-C3MS2-C2S(1575)，M-C2S-C3S(1790)，M-C3S-C(1850)耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地71600MgO-CaO-SiO2系统的等温截面图系统的等温截面图耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地8 在在1600下使用，下使用，C/S应远小于应远小于1或大于或大于2，即，即2、6。如如C/S=12，3、5，则高温性能，则高温性能 随随C/S增大，液相数量减

3、少，即固增大，液相数量减少，即固-固直接结合程度增固直接结合程度增 大，高温性能提高。大，高温性能提高。C/S比比3，由于，由于1250，C3SC+C2S，应采取措施，应采取措施 控制游离控制游离CaO水化的破坏作用。水化的破坏作用。耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地92、氧化镁和白云石对、氧化镁和白云石对CaO-SiO2系炉渣的稳定性系炉渣的稳定性氧化镁：氧化镁：MgO白云石：白云石：MgO50%CaO50%C/S（mol比）比）=1炉渣炉渣温度：温度：1600耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地10D吸入炉渣量，吸入炉渣量，%D中平衡相中平衡相D吸入炉渣量，吸入炉渣量，%D中平衡

4、相中平衡相0-35C，M，C3S53-74C2S，M，L35M，C3S74-82C2S，L35-53M，C3S，C2S82-100L53C2S，MMgO吸收炉渣吸收炉渣形成液相形成液相炉渣炉渣，液相，液相约吸收约吸收78%，液相，液相100%耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地112、氧化镁和白云石对、氧化镁和白云石对CaO-SiO2系炉渣的稳定性系炉渣的稳定性氧化镁：氧化镁：MgO白云石：白云石：MgO50wt%CaO50wt%C/S（重量比重量比）=1炉渣炉渣温度：温度：1600耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地12 对于对于C/S=1的炉渣，白云石较方镁石更为稳定。的炉渣，白云

5、石较方镁石更为稳定。1600下，镁质和白云石质材料，对于下，镁质和白云石质材料，对于CaO-SiO2系炉系炉 渣的稳定性：渣的稳定性：渣中渣中C/S2，全固相共存，全固相共存，渣中渣中1C/S2，有液相存在，且，有液相存在，且C/S，吸收炉渣量，吸收炉渣量，则液相量则液相量。耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地13为什么世界上许多国家以白云石或为什么世界上许多国家以白云石或镁镁白云石材料白云石材料为炼钢炉内衬材料？为炼钢炉内衬材料？耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地14C3S-D/C3S-M比较比较 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地15C3S-D/C3S-M比较比较 耐火材料

6、与高温陶瓷国家重点实验室培育基地16 液化温度：液化温度：M(约约2700)比白云石比白云石D高很多，甚至高很多，甚至当当M/C3S的比例降至的比例降至65/35时，仍在时，仍在2400以上，以上，亚液线温度：亚液线温度：M向左下降的速度则与白云石向左下降的速度则与白云石D差差不多，至不多，至M/C3S为为60/40时亚液相温度仍在时亚液相温度仍在2180左右，与左右，与D白云石相似。白云石相似。图中液线和亚液线的交点虽左移甚远，但温图中液线和亚液线的交点虽左移甚远，但温度仍高达度仍高达2020左右，加上图中的左右，加上图中的M点比点比D-C3S截截面的面的D点高点高200，如如C3S含量低于

7、含量低于40，镁白云石的高温性能优，镁白云石的高温性能优于白云石。于白云石。耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地17C3S-D/C3S-C比较比较 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地18C3S-D/C3S-C比较比较 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地19C-C3S截面：截面：液线走向与液线走向与D-C3S截面近似，但横贯全图的第截面近似，但横贯全图的第一晶相都是一晶相都是CaO，CaO和和MgO二固相能共存的温度二固相能共存的温度上限由上限由C点点2200向左下降较快。向左下降较快。对于高温性能，对于高温性能，C3S含量不高时，镁白云石优含量不高时，镁白云石优于白云石，而二者

8、又远优于富钙白云石。于白云石，而二者又远优于富钙白云石。耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地203、添加量与其对应的液相生成温度的关系、添加量与其对应的液相生成温度的关系在在MgO中添加少量混合物（中添加少量混合物（80%CaO，20%SiO2），），达到平衡状态后，将在多高温度下开始产生液相？达到平衡状态后，将在多高温度下开始产生液相？在该温度下，若使其产生在该温度下，若使其产生10%的液相，上述混合物的液相，上述混合物应添加多少？应添加多少？耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地21耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地22H-M连线上组成在连线上组成在C-M-C3S内内开始出现液

9、相温度为开始出现液相温度为1850，起始液相组成为图中起始液相组成为图中Q点，点，平衡关系：平衡关系：LQ+CM+C3S耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地23500混晶反应开始阶段混晶反应开始阶段等温截面图等温截面图耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地24500混晶反应结束阶段混晶反应结束阶段等温截面图等温截面图耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地25耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地26耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地27(RN/NQ)100%=10%由由1850等温截面图：等温截面图：耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地28耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培

10、育基地29耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地30耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地31第四节第四节 非均一异相平衡体系中非均一异相平衡体系中 的耐火材料组分的耐火材料组分耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地32MgO与液相与液相n（22%MgO，39%CaO，39%SiO2）间的状态）间的状态非均一异相平衡状态非均一异相平衡状态MgO吸收炉渣吸收炉渣形成液相形成液相炉渣炉渣，液相，液相约吸收炉渣约吸收炉渣78%，液相，液相100%炉渣吸收炉渣吸收MgO22%，开始，开始 出现固相（过饱和）出现固相（过饱和）耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地33D吸入炉渣量，吸入炉渣量，%

11、D中平衡相中平衡相D吸入炉渣量，吸入炉渣量，%D中平衡相中平衡相0-35C，M，C3S53-74C2S，M，L35M，C3S74-82C2S，L35-53M，C3S，C2S82-100L53C2S，M向渣中溶解向渣中溶解18%D达到过饱和状态达到过饱和状态耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地34白云石较方镁石更为稳定。白云石较方镁石更为稳定。镁质材料向渣中溶解镁质材料向渣中溶解22%MgO达到平衡（饱和）达到平衡（饱和）白云石材料向渣中溶解白云石材料向渣中溶解18%D（MgO/CaO）达到平衡（饱和）达到平衡（饱和）对于对于C/S=1的炉渣：的炉渣：耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地

12、35Cr2O3质材料抗质材料抗C/S （1 1）渣侵蚀能力）渣侵蚀能力 优于优于MgO质、白云质、白云 石质材料。石质材料。耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地36A3S2:吸收渣吸收渣35%时开始出现液相；时开始出现液相；吸收渣吸收渣45%时液相量约时液相量约71%；吸收渣吸收渣54%时完全液化。时完全液化。A：吸收少量渣则有液相出现；吸收少量渣则有液相出现；吸收渣吸收渣33%时液相量约时液相量约50%；吸收渣吸收渣55%时完全液化。时完全液化。莫来石制品优于刚玉制品莫来石制品优于刚玉制品耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地37 利用相图可比较在相同侵蚀环境中利用相图可比较在相同侵蚀环境中 不同耐火材料抗侵蚀能力的大小。不同耐火材料抗侵蚀能力的大小。向渣中添加耐火材料组分或增加渣向渣中添加耐火材料组分或增加渣 中耐火材料组分，可减少耐火材料中耐火材料组分，可减少耐火材料 自身向熔渣的溶解。自身向熔渣的溶解。