为什么能用步冷曲线来确定相界
标准态有三种表现形式:纯物质标准态、亨利标准态以及1%溶液标准态。
对于金属熔体,我们采用1%溶液标准态作为参考。
熔渣则采用纯物质标准态。
元素的氧化存在两种形式:
1. 直接氧化:化学反应为2x[M]+yO2=2(MxOy)。
2. 间接氧化:化学反应为x[M]+y[FeO]=(MxOy)+y[Fe] 以及 x[M]+y[O]=(MxOy)。
在炼钢工程中,气相中的氧通过渣中铁的氧化-还原反应传递给熔池。这个过程如下:
炉渣作为氧的传递媒介,而(FeO)则是氧的传递载体。当炉气与炉渣接触时,(FeO)被直接氧化为(Fe2O3),随后从炉渣表面扩散到渣金界面处。在这里,(Fe2O3)被钢液中的[Fe]还原成(FeO)。接着,按分配定律,(FeO)中的氧在渣相与金属相之间进行重新分配,进入钢液中,生成溶解于钢液中的[O],然后与其他元素发生氧化反应。
熔渣的氧化性描述的是,当它与金属液接触时,熔渣向金属液提供氧的能力,通常通过熔渣中能提供氧的组分的含量来表示。
如果熔渣中氧的化学势大于金属液中氧的化学势,那么这种熔渣被视为氧化性渣,它能为与之接触的金属液提供氧,使其中的杂质元素氧化。反之,则是还原性熔渣。
碱度指的是熔渣中主要碱性氧化物含量与主要酸性氧化物含量的比值。离子理论用渣中的O2浓度来表示碱度的高低。在氧势与温度关系图上,位置低的金属氧化物具有更大的吉布斯自由能值,意味着其对氧的亲和势更大,更稳定,更难被还原。位置低的金属氧化物可以还原位置高的。
关于脱磷反应,较低的温度和较高的碱度以及(FeO)含量较高都有利于脱磷。金属成分和熔渣的影响也不容忽视。强化脱磷的热力学条件是:碱度较高,(FeO)含量较高,熔池温度较低,渣量要大,且采用多次换渣或造新渣脱磷。
关于流动性液体,由于其各液层的定向运动速度不同,相邻液层间存在相对速度,这导致内摩擦的产生,阻止这种运动延续,使液体流速减慢。影响因素包括温度、压力、剪切速率和相对分子质量。
熔渣完全由离子组成,包括简单阳离子、简单阴离子和复杂阴离子。由于阴阳离子电荷总量相等,熔渣本身不带电。与晶体相似,熔渣中每个离子周围都是异号离子。电荷相同的离子和邻近离子的相互作用与离子种类和半径无关。
氧势是衡量金属氧化物稳定性的标志。在压强不太大的范围内,气相中氧的化学势与其分压的关系是:对于氧化物而言,氧的化学势越高,意味着氧化物越不稳定。增加渣的碱度即增加渣中碱性氧化物含量,会导致渣中O2-浓度增大。反之,增加渣中酸性氧化物的含量则会消耗渣中的O2-,导致复杂阴离子浓度增加。
关于图中的相关点和化学反应以及结晶路线的分析较为复杂和专业,这里简化描述如下:在不同温度下,系统中各相的平衡状态会发生变化,导致液相和固相的转变。具体的冷却过程和结晶路线需要根据具体的物质组成和温度条件进行分析。而关于组成为a、b、c的熔体冷却终点以及自由度为零的地方等问题的解答需要具体的物质成分和条件信息。同时关于物系点a完全凝固时的冷却过程需要详细的图解来直观展示步冷曲线以及各个阶段的反应过程。这些专业内容需要更详细的信息和更深入的分析才能准确解答。