冶物化课后习题答案(4)

3?G??G??RTlnPCa?703270?261.94T?24.942Tln(1.33/101325)

0 ?70327?54T2.?31

T开?1296.69K?1023.5℃

?T?1296.69?1159.66?137K(下降）10．向装有FexO球团的反应管内通入组成为52%H2， 32%CO，8%H2O及8%CO2的还原气体进行还原，温度为1105K，总压为1.01325?105Pa，试求反应管放出的气体的成分。 解：

FexO?H2?xFe?H2O ?G10?1799?80FexO?CO?xFe?CO2 ?G2??1788?3 59.T921.T 08?G??RTlnK1??RTlnPH2OPH201PH2OPH2 T=1105K

?0.467?PH2O?0.467PH2 （1）

PCO2PCO0?G2??RTlnK2??RTln

PCO2PCO?0.555?PCO2?0.555PCO （2）

(nCO2?nCOnO32?81)初?()平?? nH2nH2O?2nH22(52?8)3?PH2O?PH2?1.5(PCO2?PCO) 又PH2O?PH2?PCO2?PCO?1

2.5(PCO2?PCO)?1?PCO2?PCO?0.4 结合式（1）得P 3CO?0.257 PCO2?0.14又可得到PH2O?PH2?0.6

结合式（2）得PH2?0.409 PH2O?0.19 111． SiO2为碳还原，生成的硅溶解于金属铁液中，其浓度为20%，fSi?0.333。试求SiO2开始还原的温度。

?3(SiO2)?2C?[Si]?2CO ?G??5795138T3. 1选纯SiO2为标准态，aSi选1%Si溶液为标准态

aSi?fSi[%Si]?0.333?20?6.66

pCO?p?，C选石墨为标准态

2aSipCO??G??RTlnaSi=0 ?G??G?RTln2aCaSiO2?579513?383.12T?8.314Tln6.66?0

579513T??1577.5K?1304.5℃

367.3612．在高炉内冶炼钒钛磁铁矿石时，生铁的成分为0.189%Ti, 0.165%Si, 0.4205%V, 0.30%Mn, 0.155%P, 0.0569%S, 4.24%C.熔渣成分为25.53%TiO2, 24.89SiO2, 25.98êO,

7.60%MgO,15.00%Al2O3,0.27%V2O5,试计算熔渣中TiO2为碳还原的开始温度。?TiO2=0.6, 炉缸压力2.4?105。

?8(TiO2)?2C?[Ti]?2CO ?G??6840939T5. 5令aC?1 pCO?2.3 7TiSiMnPSClgfTi?eTi[%Ti]?eTi[%Si]?eTi[%Mn]?eTi[%P]?eTi[%S]?eTi[%C]

?0.013?0.189?0.05?0.165?0.004?0.3?0.064?0.155?0.11?0.059?0.165?4.24 ??0.7038

fTi?0.198 aTi?fT[i%Ti]?0.19?80.?189 0取100g渣：nTiO2?nCaO25.5324.89?0.319 nSiO2??0.41 5806025.987.6015??0.464 nMgO??0.19 nAl2O3??0.147 5640102Ti2O?n?1.53648 x 6?0.207?aTiO2??TiO2xTiO2?0.6?0.2076?0.1246

2.372?0.0374??G?684098?395.58T?8.314Tln2?0

1?0.1246T?684098?1748.6K

391.24

13．试求高炉内1350℃时，与TiC(s)及碳平衡的铁水中钛的溶解度。已知：[Ti]?[c]?TiC(s)

?G0??153635?57.53T。铁水中的含碳量为4.3%，其余组分的浓度小于1%，可以不考虑他

j们对eTi的影响。

[Ti]?[c]?TiC(s)?G0??153635?57.53TcLgfTi?[%C]eTi??0.165*4.3??0.7095fTi?0.1952在碳饱和的高炉铁水中ac?1,令aTiC?1?G??G0?RTIn1??G0?RTIna[Ti]?RTIna[c]a[Ti]*a[c]

??G0?RTInfTi[%Ti],?G0??602640??153635?57.53*1623?8.314*1623*ln0.1952?8.314*1623*In[%Ti][%Ti]?0.059%?60264?8.314*1623*InaTiaTi?0.015,[%Ti]?0.059%

15．向温度为1500℃，含碳量5.1%的铁水中加入CaC2作炉外脱硫处理。试求脱硫后铁水的最低含硫量，已知：CaC2?[S]?CaS(s)?2[C] ?G0??352794?106.7T

[c]的标准态为石墨，[s]的标准态为1%溶液。

CaC2?[S]?CaS(s)?2[C]?G0??352794?106.7T选[c]的标准态为石墨,ac?1,[s]的标准态为1%溶液,as?[%s]fsac2?G??8.314*1773*Inas0

as?0.000015lgas??4.824?lg[%s]fs?lg[%s]?lgfslgfs?[%s]ess?esc[%c]?0.028[%s]?0.112*5.1[%s]?4.03*10?6%

第五章．P235

2．在真空中向Cr18%，Ni9%的不锈钢吹氧，使含碳量降低到0.02%，而钢液的温度不高于1630℃，问需用多大的真空度。 解：

4[c]?Cr3O4?4co?3[Cr]?G0?934706?617.22TCrCrNilgfCr?eCr[%Cr]?eC[%Cr]?eC[%Ni]??0.003*18?0.0002*9?0.12*0.02??0.00602fCr?0.9862,aCr?17.7516CrNilgfc?ecc[%C]?eC[%Cr]?eC[%Ni]??0.212fc?0.4733,ac?0.00955a3Cr*Pco417.75764*Pco4?G??G?RTIn??8.314*1903InaC40.00955403. 在电

Pco?0.04887P'co?0.04887*101325?4952Pa弧炉内用不锈钢返回料吹氧冶炼不锈钢时，熔池含有9%Ni。如吹氧终点碳为0.03%，而铬保

持在10%，问吹炼应达到多高的温度。 解：（同题2）

CrCrNilgfCr?eCr[%Cr]?eC[%Cr]?eC[%Ni]??0.003*10?0.0002*9?0.12*0.03??0.0048fCr?0.98,aCr?9.8cCrNilgfc?ec[%C]?eC[%Cr]?eC[%Ni]??0.1278fc?0.7451,ac?0.02235P'co?P??934706?617.22T??8.314TIn(9.83)/(0.022354)T?2155K4.试计算

钢液中C为0.2%，总压为1.3?105Pa，温度为1600℃时钢液的平衡氧量。若与之平衡的溶渣含有FeO12%，?FeO=3，试求与熔渣平衡的钢液层的氧量。

[c]?[o]?CO?G0??22363?39.63T?K?494?P总?1.3*105Pa?Pco?P总/P??1.283?[%c]?0.2?0.5?T?1873K,m?0.0025[%o]?mPco/[%c]?0.016%

5．将组成为4.0%C、0。4%V、0.25%Si、0.03%P、0.08%S的生铁进行氧化提钒处理。为使生铁中钒大量氧化，而碳不大量氧化，以获得含氧化钒高的钒渣和半钢液。试求提钒的温度条件。钒渣的成分为25%V2O5（20.60%V2O3）,38tO, SiO2, 14%TiO2, 0.5êO, 210.5%MgO, 3%MnO, 2.9%Al2O3, ?v2o3=10-7。钒的氧化方程式：[V]?co?(V2O3)?[C]

33

?G0??218013?136.22T。

解：

21[V]?co?(V2O3)?[C]33?G0??218013?136.22T?G??G0?RTInJ1/3aC*avJ?2/32o3,av?[%v]fv,av2o3?[%v2o3]fv2o3,ac?[%c]fc,Pco?1avPcolgfc?ecc[%c]?ecv[%v]?ecSi[%Si]?ecP[%p]?ecs[%s]?0.14*4?0.077*0.4?0.08*0.25?0.051*0.03?0.046*0.08?0.5544fc?3.5843,ac?14.3372lgfv?evc[%v]?evv[%v]?evSi[%Si]?evP[%p]?evs[%s]?0.34*4?0.015*0.4?0.04*0.25?0.041*0.03?0.028*0.08??1.34697fv?0.045,av?0.018以100g渣计算?n?1.2541,?V2O3?0.1439/1.2541?0.1147?av2o3?[%v2o3]fv2o3?1.147*10?8J?(14.3371*0.0002255)/0.06868?0.47080??218013?16.28T?8.314T(In0.4708)T?1678K

8．在1600℃用锰托氧，钢液中Mn的平衡浓度为0.5%。试计算脱氧产物的组成。 解：

[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe] T=1873K

(%MnO)6440??2.95?0.4883(%Mn)(tO)T(%MnO)?3.0785(%Mn)(tO)又因为(%MnO)?(tO)?100 [%Mn]?0.5所以(tO)?39.4,(%MnO)?60.6(%MnO)?1.54(tO)LgK?Lg9．为使温度为1600℃、含碳为0.0625%的钢液氧含量下降到痕迹量（0.0008%），需加入多少铝？如改用真空脱氧，需用多大的真空度？ 解：

①Al脱氧：2[AL]+3[O]=Al2O3(s)

63655Lg[%Al]2[%O]3???20.58

T

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