Factsage培训equilib模块.ppt

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1、,北京科技大学FactSage培训班,Equilib 模块基本介绍及应用,炼钢过程中脱碳反应计算open和transitions计算Function应用：硫容量计算熔渣生成、析出目标计算熔渣凝固过程计算：平衡及Scheil凝固铁液及熔渣组元活度计算,北京科技大学FactSage培训班,1,数据库选择,反应物输入,产物选择,结果输出,计算条件设定,Equilib 模块基本计算流程,FactPS数据库：气相FToxid数据库：氧化物FTmisc数据库：Fe、Cu、Pb、Zn冶炼FSstel数据库：钢水凝固,单位选择：g或mol根据目标体系输入反应物化学式 Stream或Table的导入,Compo

2、und species选择：气、固相全选，液相不选Solution species选择：宁多勿缺,组分变量 和 温度 T压强 P初始条件选择：H、G计算方式：normal、open、transitions,输出格式：FACT和Chemsage输出形式：图形和表格 Stream文件的保存函数计算,北京科技大学FactSage培训班,炼钢过程中脱碳反应计算,2,O2和钢液中C含量的变化关系？终点钢液中C含量一定时所需O2量？,策略,一般的多元多相平衡计算 组分目标计算,数据库,FactPS：气相FToxid：熔渣FTmisc：钢液,北京科技大学FactSage培训班,炼钢过程中脱碳反应计算（1）,

3、2.1,铁水成分,造渣剂,北京科技大学FactSage培训班,气相、纯固相全选，纯液相不选,所选铁液、熔渣,炼钢过程中脱碳反应计算（1）,北京科技大学FactSage培训班,几乎100%CO(g),C含量明显减少Si由于被氧化进入渣中而减少,CaO的添加促进了渣的生成,没有纯固相生成,A=5、Chemsage格式,炼钢过程中脱碳反应计算（1）,北京科技大学FactSage培训班,钢液中C含量随O2变化关系,Excel表格输出,Plot输出,炼钢过程中脱碳反应计算（1）,C,北京科技大学FactSage培训班,2.2,炼钢过程中脱碳反应计算（2）,与（1）输入不同,北京科技大学FactSage培

4、训班,炼钢过程中脱碳反应计算（2）,组分目标,A1,北京科技大学FactSage培训班,炼钢过程中脱碳反应计算（2）,所需O2含量,目标成分,对应C含量0.1-0.4%的值,北京科技大学FactSage培训班,3.1,open计算：造铜期白冰铜氧化脱S,造铜期：除去白冰铜（Cu2S）中剩余的S。只鼓风，不加熔剂，也无炉渣，产物为粗铜及烟气。,空气（79%N2+21%O2）,FurnaceCu2S(l)Cu2O(l)Cu(l),粗铜、烟气（N2+SO2）,流程图,数据库,FactPS：气相,FTmisc：Matte、Cu-liq,注意：空气分步加入，产生的烟气连续移除，因此采用open过程。,数

5、据库,北京科技大学FactSage培训班,定义空气组成,open计算：造铜期白冰铜氧化脱S,北京科技大学FactSage培训班,所选铜液、冰铜,分50次每次加入0.1mol空气,可能产物,open计算：造铜期白冰铜氧化脱S,北京科技大学FactSage培训班,前49步共移除的S含量,50步后，总共5mol空气加入1molCu2S,冰铜和纯固相含量为0,open计算：造铜期白冰铜氧化脱S,北京科技大学FactSage培训班,3.2,transitions计算：CaO-SiO2体系,I 液相分层：1800，0.7783 xSiO2 0.9707,北京科技大学FactSage培训班,transiti

6、ons计算：CaO-SiO2体系,北京科技大学FactSage培训班,transitions计算：CaO-SiO2体系,可能产物：纯固相液渣（可能存在2相分层）,计算相转变,北京科技大学FactSage培训班,transitions计算：CaO-SiO2体系,北京科技大学FactSage培训班,transitions计算：CaO-SiO2体系,计算xSiO2=0.35，温度在600-2600 之间的相转变,北京科技大学FactSage培训班,transitions计算：CaO-SiO2体系,相转变温度依次为：847、1437、1464、2115,北京科技大学FactSage培训班,4,Func

7、tion应用：硫容量计算,Cs=(wt%S)x(Po2/Ps2)1/2wt%S为S在渣中的质量分数，Po2如Ps2分别为O2和S2的平衡分压,本例中，1650，SiO2-MnO体系，Po2=10-10 atm，Ps2=10-6 atm。Cs的计算步骤如下：利用Equilib模块计算wt%S通过Function-Builder定义Cs在Results Window显示Cs的计算结果用Fact-XML画Cs,策略,北京科技大学FactSage培训班,4.1,（1）Equilib输入,S给出但质量未定义，将被计算,北京科技大学FactSage培训班,4.2,（1）定义Equilib Po2和Ps2,

8、北京科技大学FactSage培训班,4.3,（1）Equilib输出,计算的wt%S,设定的Ps2和Po2,北京科技大学FactSage培训班,4.4,（2）定义硫容量,打开编辑函数对话框建立变量wtS、PO2、PS2输入Cs函数表达式预览结果保存Cs函数,北京科技大学FactSage培训班,4.5,（3）显示Cs计算结果,选择函数选择总是计算该函数刷新结果,北京科技大学FactSage培训班,4.6,（4）用Fact-XML画Cs,北京科技大学FactSage培训班,4.7,（4）用Fact-XML画Cs,北京科技大学FactSage培训班,5,熔渣生成、析出目标计算,F-生成目标相：目标相

9、开始形成的T或所需，可以是化合物或溶液。P-析出目标相：当另一相开始从目标相中析出的T或所需，只能是溶液。,生成目标：目标相（液相）开始形成的温度,析出目标：另一相开始从目标相（液相）中析出的温度,L,北京科技大学FactSage培训班,5.1,生成目标计算：CaO-SiO2,北京科技大学FactSage培训班,生成目标计算：CaO-SiO2,生成目标,目标相开始生成温度估计值及开始生成量,北京科技大学FactSage培训班,生成目标计算：CaO-SiO2,slag开始生成的温度,与slag平衡的氧化物,a=1、m=0，即slag开始生成,=0.35,T=1464 oC,slag,北京科技大学

10、FactSage培训班,生成目标计算：CaO-SiO2,生成目标,计算slag在1800生成时所需SiO2量,北京科技大学FactSage培训班,生成目标计算：CaO-SiO2,=0.3333,slag,计算的SiO2量,a=1、m=0，即slag开始生成,与slag平衡的氧化物,T和计算的,T=1800 oC,北京科技大学FactSage培训班,5.2,析出目标计算：CaO-SiO2,析出目标,北京科技大学FactSage培训班,析出目标计算：CaO-SiO2,析出温度,a=1、m=0，即从slag中开始析出,=0.35,T=2115 oC,slag,北京科技大学FactSage培训班,析出

11、目标计算：CaO-SiO2,析出目标,计算1800时从slag中析出某一相时所需SiO2量,北京科技大学FactSage培训班,析出目标计算：CaO-SiO2,T和计算的,计算的SiO2量,a=1、m=0，即该相开始从slag中析出,=0.3967,slag,T=1800 oC,北京科技大学FactSage培训班,6,熔渣凝固过程计算：平衡及Scheil凝固,Sheil凝固：从Scheil目标相中析出其它相时，该相则从体系中移除。,北京科技大学FactSage培训班,6.1,平衡凝固,CaO+MgO+SiO2的总量为1mol,北京科技大学FactSage培训班,平衡凝固,初始温度自动选取，反应

12、直到渣量为0,当T-auto不选时才作为初始温度,北京科技大学FactSage培训班,平衡凝固,slag全部反应的温度,各阶段析出相,slag冷却过程,北京科技大学FactSage培训班,平衡凝固,北京科技大学FactSage培训班,平衡凝固,液相线温度,北京科技大学FactSage培训班,6.2,Scheil凝固,越小结果越精确，计算时间越长,北京科技大学FactSage培训班,Scheil凝固,各阶段析出相,slag全部反应的温度,平衡凝固为1788 K,北京科技大学FactSage培训班,Scheil凝固,slag冷却过程,北京科技大学FactSage培训班,Scheil凝固,液相线温度

13、,北京科技大学FactSage培训班,7,铁液及熔渣组元活度计算,对于FTmisc中的FeLQ：溶质元素选取纯元素为标准态。对于FToxid中的液相溶液：组元选取液相纯物质为标准态；而对于固相溶液：组元选取该温度下稳定固相为标准态。,问题,如何将FeLQ中溶质元素的标准态转换为质量1%标准态？,如何将FToxid中液相溶液组元的标准态转换为固相纯物质标准态？,策略,策略,Henrian活度系数转换,平衡时，组元在各相中化学势相同原理,北京科技大学FactSage培训班,7.1,铁液中氧活度（wt%标准态）计算,I.H.Jung,S.A.Decterov,A.D.Pelton,Metall.Ma

14、ter.Trans.B 35(3):493-507.,aO in FeLQ,北京科技大学FactSage培训班,铁液中氧活度（wt%标准态）计算,北京科技大学FactSage培训班,铁液中氧活度（wt%标准态）计算,北京科技大学FactSage培训班,铁液中氧活度（wt%标准态）计算,以纯物质标准态的氧活度,铁液中总溶解的Al、O量,北京科技大学FactSage培训班,铁液中氧活度（wt%标准态）计算,Excel格式输出,北京科技大学FactSage培训班,7.2,熔渣组元活度计算：二元系,北京科技大学FactSage培训班,熔渣组元活度计算：二元系,液相纯物质为参考态,北京科技大学FactS

15、age培训班,熔渣组元活度计算：二元系,相等,北京科技大学FactSage培训班,熔渣组元活度计算：二元系,北京科技大学FactSage培训班,熔渣组元活度计算：三元系,SiO2,MgO,CaO,x(SiO2)=0.4,北京科技大学FactSage培训班,熔渣组元活度计算：三元系,北京科技大学FactSage培训班,熔渣组元活度计算：三元系,北京科技大学FactSage培训班,熔渣组元活度计算：三元系,SiO2,MgO,CaO,a(SiO2)=0.6,北京科技大学FactSage培训班,7.3,熔渣组元活度计算：四元系,定xAl2O3=0.1,北京科技大学FactSage培训班,熔渣组元活度计算：四元系,xAl2O30.1,定活度,不能直接计算四元系等活度线,北京科技大学FactSage培训班,8.1,Equilib 模块小结：数据库选择,北京科技大学FactSage培训班,8.2,Equilib 模块小结：solution species选择,液渣,尖晶石,一氧化物,橄榄石,刚玉,钛铁矿板钛矿钛尖晶石金红石,莫来石,黄长石,a-,a-Ca2SiO4,北京科技大学FactSage培训班,8.3,从实际科研题目中提炼出热力学问题数据库、产物的选择及计算条件的设定计算结果的分析及后续数据的处理,Equilib 模块应用总结,