Factsage培训equilib模块

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•Compoundspecies选择：气、固相全选，液相不选•Solutionspecies选择：宁多勿缺•组分变量A和B•温度T•压强P•初始条件选择：ΔH、ΔG•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2①O2和钢液中C含量的变化关系？②终点钢液中C含量一定时所需O2量？策略①一般的多元多相平衡计算②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）2.1铁水成分造渣剂北京科技大学FactSage培训班2.1.1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2.1.2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2.1.3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培训班2.2.1炼钢过程中脱碳反应计算（2）组分目标A≤1北京科技大学FactSage培训班2.2.2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A值北京科技大学FactSage培训班3.1open计算：造铜期白冰铜氧化脱S造铜期：①除去白冰铜（Cu2S）中剩余的S。②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。数据库北京科技大学FactSage培训班3.1.1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3.1.2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3.1.3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0open计算：造铜期白冰铜氧化脱S北京科技大学FactSage培训班3.2transitions计算：CaO-SiO2体系[I]液相分层：1800℃，0.7783xSiO20.9707北京科技大学FactSage培训班3.2.1transitions计算：CaO-SiO2体系北京科技大学FactSage培训班3.2.2transitions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3.2.3transitions计算：CaO-SiO2体系北京科技大学FactSage培训班3.2.4transitions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3.2.5transitions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4Function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=10-10atm，Ps2=10-6atm。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ResultsWindow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EquilibPo2和Ps21324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123451.打开编辑函数对话框2.建立变量wtS、PO2、PS23.输入Cs函数表达式4.预览结果5.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1231.选择函数2.选择总是计算该函数3.刷新结果北京科技大学FactSage培训班4.6（4）用Fact-XML画Cs1234567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：目标相开始形成的T或所需A，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A，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5.1.1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5.1.2生成目标计算：CaO-SiO2slag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A=0.35T=1464oCslag北京科技大学FactSage培训班5.1.3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5.1.4生成目标计算：CaO-SiO2A=0.3333slag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AT=1800oC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5.2.1析出目标计算：CaO-SiO2析出温度a=1、m=0，即从slag中开始析出A=0.35T=2115oCslag北京科技大学FactSage培训班5.2.2析出目标计算：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5.2.3析出目标计算：CaO-SiO2T和计算的A计算的SiO2量a=1、m=0，即该相开始从slag中析出A=0.3967slagT=1800oC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6.1.1平衡凝固初始温度自动选取，反应直到渣量为0当T-auto不选时才作为初始温度北京科技大学FactSage培训班6.1.2平衡凝固slag全部反应的温度各阶段析出相slag冷却过程①②③北京科技大学FactSage培训班6.1.3平衡凝固北京科技大学FactSage培训班6.1.4平衡凝固液相线温度北京科技大学FactSage培训班6.2Scheil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6.2.1Scheil凝固各阶段析出相slag全部反应的温度平衡凝固为1788K北京科技大学FactSage培训班6.2.2Scheil凝固①②③⑤⑥④slag冷却过程北京科技大学FactSage培训班6.2.3Scheil凝固液相线温度北京科技大学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.Mater.Trans.B35(3):493-507.(.)(.)(.)(.)ln(lnln)oooMMHenrianSSMPureElementSSMHenrianSSMPureElementSSRTggRTaaaOinFeLQ北京科技大学FactSage培训班7.1.1铁液中氧活度（wt%标准态）计算北京科技大学FactSage培训班7.1.2铁液中氧活度（wt%标准态）计算北京科技大学FactSage培训班7.1.3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7.1.4铁液中氧活度（wt%标准态）计算①②③Excel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7.2.1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FactSage培训班7.2.2熔渣组元活度计算：二元系相等北京科技大学FactSage培训班7.2.3熔渣组元活度计算：二元系北京科技大学FactSage培训班7.2.4熔渣组元活度计算：三元系SiO2MgOCaOx(SiO2)=0.4北京科技大学FactSage培训班7.2.5熔渣组元活度计算：三元系北京科技大学FactSage培训班7.2.6熔渣组元活度计算：三元系北京科技大学FactSage培训班7.2.7熔渣组元活度计算：三元系SiO2MgOCaO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7.3.1熔渣组元活度计算：四元系xAl2O3≠0.1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8.1Equilib模块小结：数据库选择北京科技大学FactSage培训班8.2Equilib模块小结：solutionspecies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