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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 1/2016

16.11.2015

Thermodynamic Optimization of the Ca-Fe-O System

verfasst von: Taufiq Hidayat, Denis Shishin, Sergei A. Decterov, Evgueni Jak

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 1/2016

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Abstract

The present study deals with the thermodynamic optimization of the Ca-Fe-O system. All available phase equilibrium and thermodynamic experimental data are critically assessed to obtain a self-consistent set of model parameters for the Gibbs energies of all stoichiometric and solution phases. Model predictions of the present study are compared with previous assessments. Wüstite and lime are described as one monoxide solution with a miscibility gap, using the random mixing Bragg-Williams model. The solubility of CaO in the “Fe3O4” magnetite (spinel) phase is described using the sublattice model based on the Compound Energy Formalism. The effect of CaO on the stability of the spinel phase is evaluated. The liquid CaO-FeO-Fe2O3 slag is modeled using the Modified Quasichemical Formalism. Liquid metal phase is described as a separate solution by an associate model.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat M. Hillert, M. Selleby, and B. Sundman: Metall. Trans. A, 1990. 21: pp. 2759–76.CrossRef M. Hillert, M. Selleby, and B. Sundman: Metall. Trans. A, 1990. 21: pp. 2759–76.CrossRef
2.
3.
Zurück zum Zitat S. Ban-Ya, Y. Iguchi, H. Ishizuka, T. Shibata, and M. Arai: in 3rd International Conference on Molten Slags and Fluxes, 27–29 June, 1988, 1989. University of Strathclyde, Glasgow. S. Ban-Ya, Y. Iguchi, H. Ishizuka, T. Shibata, and M. Arai: in 3rd International Conference on Molten Slags and Fluxes, 27–29 June, 1988, 1989. University of Strathclyde, Glasgow.
4.
Zurück zum Zitat E. Rosen, and B. Saitton: Scand. J. Metall., 1995, 24: 176–79. E. Rosen, and B. Saitton: Scand. J. Metall., 1995, 24: 176–79.
5.
Zurück zum Zitat H.-Y. Li, and X.-M. Guo: Metall. Mater. Trans. B, 2015. 46: 278–85.CrossRef H.-Y. Li, and X.-M. Guo: Metall. Mater. Trans. B, 2015. 46: 278–85.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Bale, C.W., E. Belisle, P. Chartrand, S.A. Decterov, G. Eriksson, K. Hack, I.-H. Jung, Y.-B. Kang, J. Melancon, A.D. Pelton, C. Robelin, and S. Petersen: Calphad, 2009. 33:295–311.CrossRef Bale, C.W., E. Belisle, P. Chartrand, S.A. Decterov, G. Eriksson, K. Hack, I.-H. Jung, Y.-B. Kang, J. Melancon, A.D. Pelton, C. Robelin, and S. Petersen: Calphad, 2009. 33:295–311.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat T. Hidayat, D. Shishin, E. Jak, and S. Decterov: Calphad, 2015. 48:131–44.CrossRef T. Hidayat, D. Shishin, E. Jak, and S. Decterov: Calphad, 2015. 48:131–44.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat D. Shishin, V. Prostakova, E. Jak, and S. Decterov: Metall. Mater. Trans. B, submitted, 2015. D. Shishin, V. Prostakova, E. Jak, and S. Decterov: Metall. Mater. Trans. B, submitted, 2015.
10.
Zurück zum Zitat D.J.M. Bevan, and F.D. Richardson: Proc. Aust. Atomic Energy Symp. on the Peaceful Uses of Atomic Energy, 1958, Melbourne University Press, Melbourne, Australia, 1959, 1958, pp. 586–87. D.J.M. Bevan, and F.D. Richardson: Proc. Aust. Atomic Energy Symp. on the Peaceful Uses of Atomic Energy, 1958, Melbourne University Press, Melbourne, Australia, 1959, 1958, pp. 586–87.
11.
12.
Zurück zum Zitat Anglezio, J.C., C. Servant, and I. Ansara: Calphad, 1994. 18: 273–309.CrossRef Anglezio, J.C., C. Servant, and I. Ansara: Calphad, 1994. 18: 273–309.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Decterov, S.A., E. Jak, P.C. Hayes, and A.D. Pelton: Metall. Mater. Trans. B, 2001. 32: 643–57.CrossRef Decterov, S.A., E. Jak, P.C. Hayes, and A.D. Pelton: Metall. Mater. Trans. B, 2001. 32: 643–57.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Hillert, M. and L.-I. Staffansson: Acta Chem. Scand., 1970. 24:3618–26.CrossRef Hillert, M. and L.-I. Staffansson: Acta Chem. Scand., 1970. 24:3618–26.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat 16. Hillert, M., B. Jansson, and B. Sundman: Z. Metallkd., 1988. 79: 81–87. 16. Hillert, M., B. Jansson, and B. Sundman: Z. Metallkd., 1988. 79: 81–87.
18.
Zurück zum Zitat Pelton, A.D., S.A. Decterov, G. Eriksson, C. Robelin, and Y. Dessureault: Metall. Mater. Trans. B, 2000. 31: 651–59.CrossRef Pelton, A.D., S.A. Decterov, G. Eriksson, C. Robelin, and Y. Dessureault: Metall. Mater. Trans. B, 2000. 31: 651–59.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Pelton, A.D. and P. Chartrand: Metall. Mater. Trans. A, 2001. 32: 1355–60.CrossRef Pelton, A.D. and P. Chartrand: Metall. Mater. Trans. A, 2001. 32: 1355–60.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat E. Jak: in Unpublished Work: Centre de Recherce en Calcul Thermochimique (CRCT), École Polytechnique, Montréal, Québec. 1999. E. Jak: in Unpublished Work: Centre de Recherce en Calcul Thermochimique (CRCT), École Polytechnique, Montréal, Québec. 1999.
22.
Zurück zum Zitat Rajagopalan, K.V., R. Prasad, R. Kalyanaraman, and M. Sundaresan: J. Therm. Anal., 1991. 37: 2253–58.CrossRef Rajagopalan, K.V., R. Prasad, R. Kalyanaraman, and M. Sundaresan: J. Therm. Anal., 1991. 37: 2253–58.CrossRef
23.
24.
Zurück zum Zitat Rezukhina, T.N. and Y. Bagin’ska: Elektrokhimiya, 1967. 3:1146–49. Rezukhina, T.N. and Y. Bagin’ska: Elektrokhimiya, 1967. 3:1146–49.
25.
Zurück zum Zitat Jacob, K.T., N. Dasgupta, and Y. Waseda: Z. Metallkd., 1999. 90:486–90. Jacob, K.T., N. Dasgupta, and Y. Waseda: Z. Metallkd., 1999. 90:486–90.
26.
Zurück zum Zitat Forsberg, S., P. Wikstrom, and E. Rosen: Metall. Mater. Trans. B, 2002. 33:385–92.CrossRef Forsberg, S., P. Wikstrom, and E. Rosen: Metall. Mater. Trans. B, 2002. 33:385–92.CrossRef
27.
Zurück zum Zitat D.A. Reeve and A.G. Gregory: Inst. Min. Metall. Trans. Sect. C, 1967, vol. 76, pp. 268–77. D.A. Reeve and A.G. Gregory: Inst. Min. Metall. Trans. Sect. C, 1967, vol. 76, pp. 268–77.
28.
29.
Zurück zum Zitat Chung, W.S., T. Murayama, and Y. Ono: Kogaku Shuho - Kyushu Daigaku, 1989. 62, pp. 133–40. Chung, W.S., T. Murayama, and Y. Ono: Kogaku Shuho - Kyushu Daigaku, 1989. 62, pp. 133–40.
30.
Zurück zum Zitat W.S. Chung, T. Murayama, and Y. Ono: Trans. ISIJ, 1988, vol. 28, p. B-4. W.S. Chung, T. Murayama, and Y. Ono: Trans. ISIJ, 1988, vol. 28, p. B-4.
31.
Zurück zum Zitat Chung, W.S., T. Murayama, and Y. Ono: Nippon Kinzoku Gakkaishi, 1988. 52: p. 973–80. Chung, W.S., T. Murayama, and Y. Ono: Nippon Kinzoku Gakkaishi, 1988. 52: p. 973–80.
32.
Zurück zum Zitat V.B. Tare and B. Deo: Montpellier, 1975, vol. 3, pp. 104–13. V.B. Tare and B. Deo: Montpellier, 1975, vol. 3, pp. 104–13.
33.
Zurück zum Zitat Bjorkman, B.: J. Metall., 1984, vol. 13, pp. 193–200. Bjorkman, B.: J. Metall., 1984, vol. 13, pp. 193–200.
34.
Zurück zum Zitat A. Burdese and C. Brisi: Ricerca Sci., 1952, vol. 22, pp. 1564–67. A. Burdese and C. Brisi: Ricerca Sci., 1952, vol. 22, pp. 1564–67.
35.
Zurück zum Zitat Lykasov, A.A. and N.V. Kozheurova: Izv. Akad. Nauk SSSR, Neorg. Mater., 1980. 16: p. 1079-82. Lykasov, A.A. and N.V. Kozheurova: Izv. Akad. Nauk SSSR, Neorg. Mater., 1980. 16: p. 1079-82.
36.
Zurück zum Zitat Malquori, G. and V. Cirilli: 1945. 75: p. 137–56. Malquori, G. and V. Cirilli: 1945. 75: p. 137–56.
37.
Zurück zum Zitat Perrot, P.: Rev. Chim. Miner., 1967. 4, p. 465–93. Perrot, P.: Rev. Chim. Miner., 1967. 4, p. 465–93.
38.
Zurück zum Zitat Nikolic, S., P.C. Hayes, and E. Jak: Metall. Mater. Trans. B, 2009. 40: p. 900-09.CrossRef Nikolic, S., P.C. Hayes, and E. Jak: Metall. Mater. Trans. B, 2009. 40: p. 900-09.CrossRef
39.
Zurück zum Zitat Takeda, Y., S. Nakazawa, and A. Yazawa: Can. Metall. Q., 1980. 19, pp. 297–305.CrossRef Takeda, Y., S. Nakazawa, and A. Yazawa: Can. Metall. Q., 1980. 19, pp. 297–305.CrossRef
40.
Zurück zum Zitat W. Oelsen and H. Maetz, Mitt. Kaiser-Wilhelm Inst. Eisenforsch, 1941, vol. 23, pp. 195–245. W. Oelsen and H. Maetz, Mitt. Kaiser-Wilhelm Inst. Eisenforsch, 1941, vol. 23, pp. 195–245.
41.
Zurück zum Zitat 41. Abbattista, F., A. Burdese, and M. Maja: Rev. Int. Hautes Temp. Refract., 1975, 12, pp. 337–42. 41. Abbattista, F., A. Burdese, and M. Maja: Rev. Int. Hautes Temp. Refract., 1975, 12, pp. 337–42.
42.
Zurück zum Zitat B. Zhao, E. Jak, and P. Hayes, Experimental studies in Ca-Fe-O slag system. Unpublished Work: Pyrometallurgy Research Centre, The University of Queensland, 2003. B. Zhao, E. Jak, and P. Hayes, Experimental studies in Ca-Fe-O slag system. Unpublished Work: Pyrometallurgy Research Centre, The University of Queensland, 2003.
43.
Zurück zum Zitat Larson H, Chipman J (1953) J. Met., 197:1089–96. Larson H, Chipman J (1953) J. Met., 197:1089–96.
44.
Zurück zum Zitat Allen, W.C. and R.B. Snow: J. Am. Ceram. Soc., 1955. 38, pp. 264–80.CrossRef Allen, W.C. and R.B. Snow: J. Am. Ceram. Soc., 1955. 38, pp. 264–80.CrossRef
45.
Zurück zum Zitat Fischer, W.A. and H.J. Fleischer: Arch. Eisenhuettenwes., 1961. 32 p. 305–13. Fischer, W.A. and H.J. Fleischer: Arch. Eisenhuettenwes., 1961. 32 p. 305–13.
46.
Zurück zum Zitat Görl, E., F. Oeters, and R. Scheel: Arch. Eisenhuettenwes., 1966. 37: 441–45. Görl, E., F. Oeters, and R. Scheel: Arch. Eisenhuettenwes., 1966. 37: 441–45.
47.
Zurück zum Zitat Obst KH, Horn HC, Stradtmann J (1968) Mikrochim. Acta, Suppl., 3:147–54CrossRef Obst KH, Horn HC, Stradtmann J (1968) Mikrochim. Acta, Suppl., 3:147–54CrossRef
48.
Zurück zum Zitat Timucin, M. and A.E. Morris: Metall. Trans., 1970. 1, pp. 3193–3201. Timucin, M. and A.E. Morris: Metall. Trans., 1970. 1, pp. 3193–3201.
49.
Zurück zum Zitat S. Hara, T. Araki, and K. Ogino: in Int. Symp. Proc. 2nd, 1984. 1984. Metall. Soc. AIME, Warrendale. S. Hara, T. Araki, and K. Ogino: in Int. Symp. Proc. 2nd, 1984. 1984. Metall. Soc. AIME, Warrendale.
50.
Zurück zum Zitat Scheel, R.: Arch. Eisenhuttenwes., 1974. 45, pp. 751–56. Scheel, R.: Arch. Eisenhuttenwes., 1974. 45, pp. 751–56.
51.
Zurück zum Zitat Ban-Ya, S., A. Chiba, and A. Hikosaka: J. Iron Steel Inst. Jpn., 1980. 66, pp. 1484–93. Ban-Ya, S., A. Chiba, and A. Hikosaka: J. Iron Steel Inst. Jpn., 1980. 66, pp. 1484–93.
52.
Zurück zum Zitat White J (1938) Iron Steel Inst. 27:1–75 White J (1938) Iron Steel Inst. 27:1–75
53.
54.
55.
Zurück zum Zitat Edstroem, J.O.: Jernkontorets Ann., 1956. 40: p. 101–15. Edstroem, J.O.: Jernkontorets Ann., 1956. 40: p. 101–15.
56.
Zurück zum Zitat P. Batti: Chim. Ind. (Milan, Italy)1956, vol. 38, pp. 864–66 P. Batti: Chim. Ind. (Milan, Italy)1956, vol. 38, pp. 864–66
57.
Zurück zum Zitat X.G. Liu: in School of Chemical Engineering. 2012, University of Queensland, Brisbane, pp. 108. X.G. Liu: in School of Chemical Engineering. 2012, University of Queensland, Brisbane, pp. 108.
58.
Zurück zum Zitat Johnson, R.E. and A. Muan: Trans. Met. Soc. AIME, 1967. 239: p. 1931. Johnson, R.E. and A. Muan: Trans. Met. Soc. AIME, 1967. 239: p. 1931.
59.
Zurück zum Zitat Iwase, M., N. Yamada, K. Nishida, and E. Ichise: Trans. Iron Steel Soc. AIME, 1984. 4: p. 69–75. Iwase, M., N. Yamada, K. Nishida, and E. Ichise: Trans. Iron Steel Soc. AIME, 1984. 4: p. 69–75.
60.
Zurück zum Zitat Chang, D.R. and R.A. Howald: High Temp. Sci., 1982. 15: 209–18. Chang, D.R. and R.A. Howald: High Temp. Sci., 1982. 15: 209–18.
61.
Zurück zum Zitat Berggren, J.: Scand. J. Metall., 1975. 4, pp. 75-80. Berggren, J.: Scand. J. Metall., 1975. 4, pp. 75-80.
62.
Zurück zum Zitat Berggren, J.: Scand. J. Metall., 1975. 4, pp. 140–44. Berggren, J.: Scand. J. Metall., 1975. 4, pp. 140–44.
63.
Zurück zum Zitat Jung, I.-H., S.A. Decterov, and A.D. Pelton: Metall. Mater. Trans. B, 2004. 35: p. 493-507.CrossRef Jung, I.-H., S.A. Decterov, and A.D. Pelton: Metall. Mater. Trans. B, 2004. 35: p. 493-507.CrossRef
64.
Zurück zum Zitat Ototani T., Kataura Y, Degawa T (1976) Trans. Iron Steel Inst. Jpn. 16:275–82 Ototani T., Kataura Y, Degawa T (1976) Trans. Iron Steel Inst. Jpn. 16:275–82
65.
Zurück zum Zitat Gustafsson, S. and P.O. Mellberg: Scand. J. Metall., 1980. 9: 111–16. Gustafsson, S. and P.O. Mellberg: Scand. J. Metall., 1980. 9: 111–16.
66.
Zurück zum Zitat Seo, J.-D. and S.-H. Kim: Bull. Kor. Inst. Metall. Mater. (Korea), 1999. 12: p. 402-11. Seo, J.-D. and S.-H. Kim: Bull. Kor. Inst. Metall. Mater. (Korea), 1999. 12: p. 402-11.
67.
Zurück zum Zitat Miyashita, Y. and K. Nishikawa: Tetsu to Hagane, 1971. 57: p. 1969–75. Miyashita, Y. and K. Nishikawa: Tetsu to Hagane, 1971. 57: p. 1969–75.
68.
Zurück zum Zitat Han, Q., X. Zhang, D. Chen, and P. Wang: Metall. Trans. B, 1988. 19: p. 617–22.CrossRef Han, Q., X. Zhang, D. Chen, and P. Wang: Metall. Trans. B, 1988. 19: p. 617–22.CrossRef
69.
Zurück zum Zitat M. Ozawa: The Japan Society for the Promotion of Science, 19th Committee paper No. 9837, Iron Steel Institute of Japan, Tokyo, 1975, p. 6. M. Ozawa: The Japan Society for the Promotion of Science, 19th Committee paper No. 9837, Iron Steel Institute of Japan, Tokyo, 1975, p. 6.
70.
Zurück zum Zitat Phillips B, Muan A (1960) Trans. Am. Inst. Min. Metall. Eng. 218:1112–18 Phillips B, Muan A (1960) Trans. Am. Inst. Min. Metall. Eng. 218:1112–18
71.
Zurück zum Zitat Eriksson, G. and A.D. Pelton: Metall. Trans., 1993, 24, pp. 807–16.CrossRef Eriksson, G. and A.D. Pelton: Metall. Trans., 1993, 24, pp. 807–16.CrossRef
72.
Zurück zum Zitat Jung, I.-H., S.A. Decterov, and A.D. Pelton: J. Phase Equilib., 2004. 25(4): p. 329-45.CrossRef Jung, I.-H., S.A. Decterov, and A.D. Pelton: J. Phase Equilib., 2004. 25(4): p. 329-45.CrossRef
73.
Zurück zum Zitat Shishin, D., T. Hidayat, E. Jak, and S. Decterov: Calphad, 2013. 41: p. 160–79.CrossRef Shishin, D., T. Hidayat, E. Jak, and S. Decterov: Calphad, 2013. 41: p. 160–79.CrossRef
74.
Zurück zum Zitat Jung, I.-H., Y.-B. Kang, S.A. Decterov, and A.D. Pelton: Metall. Mater. Trans. B, 2004. 35: p. 259–68.CrossRef Jung, I.-H., Y.-B. Kang, S.A. Decterov, and A.D. Pelton: Metall. Mater. Trans. B, 2004. 35: p. 259–68.CrossRef
75.
Zurück zum Zitat Jung, I.-H., S.A. Decterov, and A.D. Pelton: J. Phys. Chem. Solids, 2004. 65: p. 1683–95.CrossRef Jung, I.-H., S.A. Decterov, and A.D. Pelton: J. Phys. Chem. Solids, 2004. 65: p. 1683–95.CrossRef
76.
Zurück zum Zitat Jung, I.-H., S.A. Decterov, and A.D. Pelton: J. Am. Ceram. Soc., 2005. 88:1921–28.CrossRef Jung, I.-H., S.A. Decterov, and A.D. Pelton: J. Am. Ceram. Soc., 2005. 88:1921–28.CrossRef
77.
78.
Zurück zum Zitat D. Shishin, E. Jak, and S.A. Decterov: J. Phase Equilib. Diff. 2015. D. Shishin, E. Jak, and S.A. Decterov: J. Phase Equilib. Diff. 2015.
79.
Zurück zum Zitat Shishin, D., E. Jak, and S.A. Decterov: Calphad, 2015. 50: p. 144–60.CrossRef Shishin, D., E. Jak, and S.A. Decterov: Calphad, 2015. 50: p. 144–60.CrossRef
Metadaten
Titel
Thermodynamic Optimization of the Ca-Fe-O System
verfasst von
Taufiq Hidayat
Denis Shishin
Sergei A. Decterov
Evgueni Jak
Publikationsdatum
16.11.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 1/2016
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-015-0501-0

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