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钢铁冶金原理复习资料冶金工业

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钢铁冶金原理复习资料冶金工业_第1页
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已知:1600℃时各元素见相互作用系数如下:CPS0.11,0.029,SiSS0.063,0.020.2723.6 711.67FeOn[O]0.211 10.0520.2110.246XFeO055K00.2782.在1873K时与纯氧化铁渣平衡的铁液的氧的质量分数为0.211%,与成分为w(以得到:354140314.591.90119.147127319.147K079.621.测得温度标准吉布斯自由能: 某纯组分溶解于溶剂中,形成标准溶液时吉布斯自由能的变化值标准生成吉布斯自由能: 在标准状态下由稳定单质生成 1mol 物质时反应的自由能变化值直接还原: CO和 H2做还原剂产物为 CO2或 H2O的反应间接还原:化学反应的标准吉布斯自由能计算方法:( 1 )标准生成自由能法( 2 )线性组合法( 3 )平 衡常数法( 4 )电化学反应电动势法( 5 )自由能函数法偏摩尔量: 在恒温、恒压及其它组分的物质的量保持不变的条件下,溶液的广度性质 X,对某组分 B物质的量的偏微商 [X=(Bmb)T.P. nk(K≠B)])纯物质标准态 (符合拉乌尔定律)(2 )假象纯物质标准态 (符合亨利定律) (3 )质量 1%溶液标准态。

(符合亨利定律)理想溶液: 在全部浓度范围内服从拉乌尔定律的溶液稀溶液: 溶质服从亨利定律,溶剂服从拉乌尔定律的溶液称为稀溶液 多相反应发生的问题在体系的相界面上,有如下三个环节: ( 1 )反应物对流扩散到反应界面上 (2 )在反应界面上进行化学反应 (3 )反应产物离开反应界面向相内扩散 未反应核模型: 当固相反应物是致密的时, 化学反应从固相物的表面开始,逐渐向矿块中心推进,反应物和 产物之间有较明显的界面存在; 而反应在层间的相界面附近区域进行,因而形成的固相产物 则出现在固相反应物处,而原相内部则是未反应的部分。

双模理论: ( 1 )在两相的相界面两侧的每个相内都有一层边界薄膜,这种膜产生了物质从相内到界面 的基本传质阻力,存在浓度梯度 (2 )在两层膜之间的界面上,处于动态平衡状态 (3 )组元在每相内的传质通量与浓度差活分压差成正比 (4)虽然在液体或气体内有湍流,但薄膜中的流体是静止的,不受流体内部流动状态的影 响,各项中的传质相互独立,互不影响 去碳保絡: ( 1)去碳保 的最低温度为钢液中[Cr] 和[C] 氧化转化温度, 由于以上反应为吸热反应, 故 提高温度有利于提高 K。

(2)降低 Pco,可在[Cr] 不变的条件下, 降低[C] ,采用真空冶炼或氩氧混合气体的减压操 作,不仅降低了 PCO,而且利于 CO气泡的形成, 可加强脱碳 (3)提高[C] 的活度系数, 如 Ni 和 Gr 等元素的存在能提高 C 的活度系数以 C为还原剂产物为 CO的反应/化学位: 当广度性质是吉布斯自由能时,组分 B 的偏摩尔量就称为化学位活度: 为了使实际溶液也能够服从拉乌尔定律, 就需要将实际溶液的浓度前乘以一个系数对 他加以校正,经校正的浓度称为活度 活度的定义 aB=pB/p(标)活度的测定方法: 蒸汽压法、分配定律法、化学平衡法、电动势法活度的三种标准态:( 1分解温度: 在某一 Pco2 下为分解反应 ΔG=0时对应的温度分解压: 在一定的温度下,分解反应为 ΔG=0时对应的 Pco2.沸腾温度: 当分解压等于外界压力时的分解温度。

650.080.610.280.050.281.67(10.2110.2460.168分)(2分)应分子理论:(1)渣中存在简单和复杂的氧化物2)复杂氧化物和简单氧化物之间存在生成和分解的平和:在熔渣中能够吸收O2-或结合O2-形成复合阴离子的氧化物两性氧化物:在酸性当中能够解离O2-的氧(1分)(2分)(0.5分)(0.5分)(0.5分)(0.5分)(0.5分)(0.5分)(1分)0.脱磷 P的条件: 低温、高碱度、渣中高 FeO、大渣量分子式: 2[P]+5(FeO)+4(GaO)=4GaOP 2 5(O)+5[Fe]离子式: 2[P]+5[Fe 2+]+8(O 2-)=2(PO 43-)+5[Fe] 影响熔渣脱硫 S能力的因素: ( 1 )温度:脱硫反应为吸热反应,温度升高平衡分配比值增大,此外,熔渣粘度降低有利 于脱硫2 )炉渣碱度:碱度升高,渣中氧离子活度增大,利于脱硫 (3 )炉渣氧化性:渣中氧化铁活度高,不利于脱硫。

4 )金属液成分:凡能使硫离子活度 系数增大的组分,提高其含量,均有利于脱硫分子反应式: [FeS]+ (CaO)=(CaS)+(FeO)离子反应式: [S]+[O 2-]=(S2- )+[O]离子结构理论:( 1 )熔渣由简单的阴离子和简单的阳离子以及复合阳离子团组成2 )离子异号相邻3 )离子间的作用力相等4 )金属与熔渣之间的反应时有电子得失的电化学反应分子理论:( 1 )渣中存在简单和复杂的氧化物2 )复杂氧化物和简单氧化物之间存在生成和分解的平和关系3 )只有简单氧化物才能参与渣—金属间的反应4 )熔渣是理想溶液,即:简单氧化物的活度等于其摩尔分数浓度基元反应: 若化学反应的速度与反应物的浓度的若干次成正比, 且反应级数与反应物的计量 系数相等,这样的反应称为基元反应熔点: 熔渣全部转变为液相的温度溶化性温度: 炉渣可自由流动的最低温度粘度曲线与 45°切线的切点温度浓度: 质量百分比浓度平[%i]体积摩尔浓度 Ci:单位体积中浓溶液中组元i 的摩尔数 Ci=ni/v摩尔分数浓度: 溶液中组元 i 的摩尔数与个组元总摩尔数之比 Xi=ni/ nj质量百分比浓度: 每 100g 溶液中含有物质 i 的质量。

[%i]=Wi/W*100 二元稀溶液中组元 Xi 与[%i] 浓度之间的换算关系: Xi ni /(ni nj) ([% i]/ Mi) /{([% i]) / Mi 【(100 [%i]) / Mj 】} (Mj /100 Mi)[% i]碱性氧化物: 在熔渣中能够电离出或为熔渣提供氧离子酸性氧化物: 在熔渣中能够吸收 O2-或结合 O2-形成复合阴离子的氧化物两性氧化物: 在酸性当中能够解离 O2-的氧化物;在碱性当中能够吸收 O2-氧化物碱度: 熔渣中主要碱性氧化物含量与主要酸性氧化物含量之比来表示碱度, 用 R 表示Al]O故GG0RTln13P2O21682927323.241873:在熔渣中能够吸收O2-或结合O2-形成复合阴离子的氧化物两性氧化物:在酸性当中能够解离O2-的氧常数FeSiOs2C石2FesSiOs2CO242已知:FeOsC石FesCO;G01589701分配比值增大,此外,熔渣粘度降低有利于脱硫2)炉渣碱度:碱度升高,渣中氧离子活度增大,利于脱硫S)0 (1)0 (2)0 (3)(S)3. 在 1073K时,下列电池Mo,MoO | ZrO (CaO ) | Fe,FeO2 2Mo,MoO | ZrO (CaO ) | Ni,NiO2 2测得的电动势分别为165mV和 255mV, 试计算反应: FeO +Ni(S) =NiO(S) +Fe(S) 的G0 。

3.解:在 1073K时,下列电池Mo,MoO | ZrO2 2Mo,MoO | ZrO2 2测 得 的 电 动 势 分 别 为FeO +Ni(S) =NiO(S) +Fe(S) ……(3) 的(CaO ) | Fe,FeO(CaO ) | Ni,NiO165mV 和 255mV , 试 计 算 反 应 :G0 对于电池反应: Mo ,MoO | ZrO (CaO ) | Fe,FeO2 2正极反应: 2FeO (S) 4e 2Fe(S) 2O2负极反应: 2O2 Mo (S) MoO (S) 4e2————————————————————————总反应: 2FeO (S) Mo (S) MoO (S) 2Fe(S) (1)2对于电池反应: Mo ,MoO | ZrO (CaO ) | Ni, NiO2 2正极反应: 2NiO(S) 4e 2Ni(S) 2O2负极反应: 2O2 Mo (S) MoO (S) 4e2————————————————————————总反应: 2NiO(S) Mo (S) MoO (S) 2Ni(S) (2)2可见( 3)=(( 1)-(2))/2 即为所求,所以:G0 (3)GGG(1)( G0(2)G0 )24 0.165 965004 0.255 96500( 63690 98430 )263690 J mol 198430J mol 117370 J mo。

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