第2期 刘洋等：FeCr0体系碳还原产物的形态 ·169· (8 g)FeCr,O,+(0.857 g)C (8 g)FeCr,O,+(2.571 g)C 100 90 80 80 ò FeCr,O (s) 70 60 FeCr,O,(s) 60L 50 50 Cr,08 40 Gr,0) 40 Cr,0,9) 图30 CO(g) 30 C(s) Cr(liq) Fe,C,(s) Fe(liq) 20 Fe,O,(s) 20 Fellig) 1o C(s) Cr.C (s) CO(g)Cr(liq) 10 CAig) C(s) 的 1000 1100 120013001400 1500 900 10001100 120013001400 1500 温度℃ 温度 图1各温度条件下C还原FCr,O:时各产物的平衡量变化（碳 图3各温度条件下C还原FCr2O:时各产物的平衡量变化（碳 氧摩尔比为0.5) 氧摩尔比为1.5) Fig.1 Amount of each product of FeCr2O reduced by C at different Fig.3 Amount of each product of FeCr2Oa reduced by C at different temperatures when the reactions balance (the molar ratio of C to O is temperatures when the reactions balance (the molar ratio value of C to 0.5) 0is1.5) (8 g)FeCr.,0,+1.714gC 程，且液相开始出现的温度也是随着配碳量的增加 90 而升高，这里不再赘述 80 70 (4gFe,0,+7.6gCr,0,+2.7gC FeCr,O,(s) 90 60 80 50 40 Gr,0,3 CO(g) 30 Cr(liq) 60 FeCr,O(s) Cr,C,(s) C() 下0iq CO(g) 40 10 Fe.C(s) C() Cr,0,8 Cdig) 30 Cr,08) 800 Cr(liq) 1000 1100 12001300 1400 1500 20 -C(s) 温度℃ Cr,C(s)Fe(lig) 10 -CO(g) Fe,0,(s) 图2各温度条件下C还原FCr204时各产物的平衡量变化（碳 C(lig) 氧摩尔比为1) 1000 1100 12001300 1400 1500 温度/℃ Fig.2 Amount of each product of FeCr2O reduced by C at different 图4 temperatures when the reactions balance (the molar ratio of C to is 各温度条件下C还原F©203Cr0,时各产物的平衡量变 化（碳氧摩尔比为1） Fig.4 Amount of each product of Fe2OCr2O;reduced by C at dif- 由以上结果可以看出，C还原FeCr,O,所得产 ferent temperatures when the reactions balance (the molar ratio of C to 物的组成随温度、体系碳氧比等因素的变化而变化. 0is1) 随着温度的升高，产物中首先出现的是Fe/Cr碳化 物，当温度达到一定值后才会出现液相；同时，碳氧 实验 比偏低有利于液相和Fe/Cr碳化物的生成. 2.1实验样品及方案 1.2C还原Fe,03Cr,03的热力学分析 实验所用的原料主要包括Fe20,、Cr203、石墨C 图4表示900~1550℃范围内C还原 (均为市售分析化学纯的药品)以及合成的 Fe,0,Cr,0,时各产物的平衡量变化关系，其中碳 FeCr20,·以上原料样品粒径均小于200目.其中 氧摩尔比为1.可以看出，热力学上，当温度低于 FeCr,O,的合成方法如下：(1)按反应方程式Fe+ 900℃时，体系中有大量FeCr20,存在.这说明较低 3Cr203+Fe,0,=3FeCr,0,中各物质的化学计量数 温度条件下Fe,0,与Cr203首先发生反应生成了 配制Fe、Cr,O,和Fe,O,:(2)将配制好的样品混匀 FeC,O,文献8]也说明了这点.随着温度的继续 并压块：(3)在电阻炉中，1100℃下烧制5h,保护气 升高，之后的反应过程类似于C还原FeCr,O,的过 体为N2:(4)将烧制完成的块状样品破碎研磨并筛第 2 期 刘 洋等: Fe--Cr--O 体系碳还原产物的形态 图 1 各温度条件下 C 还原 FeCr2O4 时各产物的平衡量变化( 碳 氧摩尔比为 0. 5) Fig． 1 Amount of each product of FeCr2O4 reduced by C at different temperatures when the reactions balance ( the molar ratio of C to O is 0. 5) 图 2 各温度条件下 C 还原 FeCr2O4 时各产物的平衡量变化( 碳 氧摩尔比为 1) Fig． 2 Amount of each product of FeCr2O4 reduced by C at different temperatures when the reactions balance ( the molar ratio of C to O is 1) 由以上结果可以看出，C 还原 FeCr2O4 所得产 物的组成随温度、体系碳氧比等因素的变化而变化． 随着温度的升高，产物中首先出现的是 Fe /Cr 碳化 物，当温度达到一定值后才会出现液相; 同时，碳氧 比偏低有利于液相和 Fe /Cr 碳化物的生成． 1. 2 C 还原Fe2O3 --Cr2O3 的热力学分析 图 4 表 示 900 ～ 1550 ℃ 范 围 内 C 还 原 Fe2O3 --Cr2O3时各产物的平衡量变化关系，其中碳 氧摩尔比为 1． 可以看出，热力学上，当温度低于 900 ℃时，体系中有大量 FeCr2O4 存在． 这说明较低 温度条件下 Fe2O3 与 Cr2O3 首先发生反应生成了 FeCr2O4，文献［8］也说明了这点． 随着温度的继续 升高，之后的反应过程类似于 C 还原 FeCr2O4 的过 图 3 各温度条件下 C 还原 FeCr2O4 时各产物的平衡量变化( 碳 氧摩尔比为 1. 5) Fig． 3 Amount of each product of FeCr2O4 reduced by C at different temperatures when the reactions balance ( the molar ratio value of C to O is 1. 5) 程，且液相开始出现的温度也是随着配碳量的增加 而升高，这里不再赘述． 图 4 各温度条件下 C 还原Fe2O3 --Cr2O3 时各产物的平衡量变 化( 碳氧摩尔比为 1) Fig． 4 Amount of each product of Fe2O3 -Cr2O3 reduced by C at dif￾ferent temperatures when the reactions balance ( the molar ratio of C to O is 1) 2 实验 2. 1 实验样品及方案 实验所用的原料主要包括 Fe2O3、Cr2O3、石墨 C ( 均为市售分析化学纯的药品 ) 以 及 合 成 的 FeCr2O4 ． 以上原料样品粒径均小于 200 目． 其中 FeCr2O4 的合成方法如下: ( 1) 按反应方程式 Fe + 3Cr2O3 + Fe2O3 3FeCr2O4 中各物质的化学计量数 配制 Fe、Cr2O3 和 Fe2O3 ; ( 2) 将配制好的样品混匀 并压块; ( 3) 在电阻炉中，1100 ℃ 下烧制 5 h，保护气 体为 N2 ; ( 4) 将烧制完成的块状样品破碎研磨并筛 · 961 ·