2. Изучение диаграммы состояния Fe3o4–2FeO·SiO2 (основная система для спекания неофлюсованной шихты)

После плавления фаялита в расплаве магнетита шихты температура плавления железистого силикатного расплава постепенно повышается (рис. 2.3 от точки С к точке А по стрелке). Окончательный состав расплава после растворения в нем больших количеств Fe₃O₄ показан на рис. 2.3 заштрихованной областью (соответствует концентрации компонентов перед началом кристаллизации – для аглошихты при ее спекании).

Рис. 2.3. Диаграмма состояния системы Fe₃O₄-2FeO·SiO₂ (по Н.А. Островскому и Я.И. Ольшанскому)

3. Изучение диаграммы состояния системы CaO–Fe2o3 (основная система для спекания офлюсованной шихты)

Из диаграммы состояния системы (рис. 2.4) следует, что после плавления ферритов кальция и последующего растворения в расплаве Fe₂O₃ температура его (т.е. расплава) плавления снижается (на рис. 2.4 показано стрелкой).

Это же положение относится и к системе 2Fe₂O₃–2CaO·SiO₂, в которой насыщение фаялита известью длительное время сопровождается понижением температуры плавления образующегося при этом известково-железистого оливина.

Рис. 2.4. Диаграмма состояния системы СаО–Fe₂O₃ (по Б. Филипсу и А. Муэну)

Выводы

Железистый силикатный расплав на основе фаялита, растворяя в себе магнетит, делается все более тугоплавким. Это позволяет твердой шихте перед растворением в расплаве нагреваться до весьма высоких температур. Теплота плавления затрачивается в этом случае при высоких температурах. Наоборот, плавясь, ферриты кальция образуют легкоплавкий расплав, температура плавления которого еще более понижается (при растворении в нем Fe₂O₃). Теплота плавления затрачивается здесь при низких температурах, что не позволяет нагреться шихте. Следовательно, форма линий ликвидуса в известной мере предопределяет температуру в зоне плавления.

Контрольные вопросы

1. Что такое диаграмма состояния системы?

2. Правило фаз (формулы, расшифровка значений).

3. Вид уравнения правила фаз при Р=const. Названия систем в зависимости от числа степеней свободы.

4. Диаграмма состояния однокомпонентной системы в координатах Р–Т (Н₂О): ее вид – кривые плавления, кипения, сублимации; тройная точка (Р=0,61 кПа); критическая точка (t=374,2ºС; р=22,12 МПа) – исчезает различие между жидким и парообразным состоянием (конец кривой кипения).

5. Типичные двухкомпонентные диаграммы: а) эвтектического типа; б) с устойчивым химическим соединением; в) с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и твердом состоянии.

6. Диаграмма состояния Fe₃O₄–2FeO·SiO₂: (эвтектика 17% Fe₃O₄) после плавления фаялита по мере растворения в расплаве магнетита температура плавления расплава повышается, он становится более тугоплавким, шихта нагревается перед расплавлением.

7. Диаграмма состояния CaO–Fe₂O₃ (Филипс и Муэн) и аналогичная ей 2FeO·SiO₂–2CaO·SiO₂.

8. Каков общий вывод из изучения диаграмм состояния 2FeO·SiO₂–Fe₃O₄ и CaO–Fe₂O₃?

Практическая работа №3 Определение смачивания реальных твердых тел