成分过冷:凝固时由于溶质再分配造成固液界面前沿溶质浓度变化,引起理论凝固温度的改变而在液固界面前液相内形成的过冷。
这种由固-液界面前方溶质再分配引起的过冷,称为成分过冷。由界面前方的实际温度和液相线温度分布两者共同决定。
1热流体成分
从野外和镜下的观察结果可知,铀矿化与方沸石、碳酸盐(方解石、白云石、菱铁矿)及石英的次生加大有关,与铀矿化共生的金属矿物有黄铜矿、自然铜、赤铜矿、黑铜矿、铜蓝、孔雀石、重晶石、金红石、钛铁矿、黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等。
图8-11 流体-砂岩作用的显微识别标记
方沸石为含水的Na-Al硅酸盐,它可以由长石和火山物质在流体作用下形成。在含矿层中,方沸石有两种产状,即早期洁净的方沸石和晚期含铁的“云雾状”方沸石。镜下观察表明,晚期的方沸石与铀矿化有关,Na可能源自成岩时的孔隙水,当时的湖水中含有大量的Na+,其次来源于砂岩岩石中的斜长石或钠长石,因为镜下仅见到钾长石(微斜长石),未见到斜长石,可能是流体作用下斜长石全部溶解的结果。另外,碳酸盐化与铀矿化关系也十分密切,据此推断,铀在热液中的搬运可能主要是以UO2和UO2形式为主。
其他金属元素,如Cu、Fe、V、Mo、Co、Cd、As、Ba等均有一定的含量,表明流体中富集这些元素。根据微量元素相关分析,U与Cu、V、Co和Pb的相关性好。
图8-12 IR矿JX0803孔岩心观察描述剖面
研究表明,方沸石、碳酸盐为碱性条件下的产物,石英的大量溶解也是碱性环境下发生的,据此推断,含铀的热流体提供了一种碱性的还原环境。
油气的还原作用值得探讨(魏永佩等,2004;张如良,2004;刘建军等,2004,2006;常象春等,2006;杨明慧等,2006;张景廉等,2006;李子颖等,2007,2008;权建平等,2007;邢秀娟等,2008;薛春纪等,2010)。在研究区内,凡是有好的矿化地区,矿层顶部必有一层厚3~10m厚的灰绿色泥岩,含矿砂体下部的红色泥岩沿断层(或裂隙)经受还原蚀变,如图8-12所示为IR矿JX0803孔岩性观察描述,阿萨乌阿组浅湖砂坝上下红色泥岩均发生了灰绿色还原作用。图8-13为电子探针BSE图像,通过图像分析和成分测定发现,T-04-2和T-07-3样品中存在部分有机碳,可能属于油气氧化后留下的沥青质物质,从图中可以看出,这些有机碳(沥青)充填在砂岩的空隙中,与方沸石(Ana)伴生,因此,方沸石在形成过程中与油气造成的还原作用有关,也就是说,油气可能与含铀流体伴生。
图8-13 BSE图像分析结果
2热流体的温度
热流体的温度是研究热流体非常重要的标志,本次研究采取了一些包裹体的样品,在冷热台上测试未能找到可供测试的气液包裹体。但是,根据大量的电子探针数据,利用Rice(1977)的温度计算公式:=(-1690/T)+0795,其中,为与白云石共生的方解石化学式中Mg/(Mg+Fe+Mn+Ca),T为温度(℃),计算结果见表8-1。在方解石与白云石共生的前提下,利用塔兰采夫(1981)温度计,可以在曲线上判别方解石的形成温度,结果也列入表8-1 中。两种方法计算的结果均在200℃以上,Rice法的温度比塔兰采夫的计算结果高,根据镜下观察,塔兰采夫法判读的温度更接近实际情况。无论采用哪种方法计算,矿床形成的实际温度肯定不是常温。
图8-14为应用塔兰采夫法计算温度结果所作的统计直方图,由图可知,样点温度以251~300℃为主,少量在250℃以下和300℃以上,最低为178℃,最高为385℃。
表8-1 方解石电子探针数据温度计算结果
图8-14 计算温度统计直方图
出钢温度的确定首先是由所炼钢种的液相线温度决定的,也就是说你知道了这钢种的液相线温度之后朝前反推根据各个环节的降温数得出出钢温度。举个例子,比如Q235,是比较常见的碳素钢,它的液相线我记不太清楚了,应该是在1517度左右,这个温度就是钢水凝固的温度,那么要保证钢水的顺利浇铸,需要中包里面的钢水温度大于这个数值,也就是我们常说的过热度,一般要取20到30度这样,用那个1517加上25度,我们取中间值,是1542度。那么大包浇铸到中包也会有一个温降,一般是30到40度左右,取中间值,1542加上35是1577,也就是说大包的温度应该在1580左右就能保证钢水的顺利浇铸。如果没有精炼炉的情况下,大包钢水的吹氩后的温度应该高于这个温度,同时还得考虑钢水到连铸之后是否有待浇的情况,如果有还得考虑没分钟1度多的温降,如果没有就不用了,有了这个温度之后,吹氩也是有一定的温降的,大概一分钟能降5度左右,如果吹氩时间定在5分钟的话就降温25度左右,用那个1577加上25是1602,一般的转炉出钢温降在20到50度之间,这个温降与冶炼的钢种,钢包的状态都有关系,一般是炼的钢种的含碳量越低出钢降温越少。钢包连续使用降温也会比较少。这你就可以基本确定出钢的温度大概在1640左右了,根据现场不同情况可以做适当的调整,有时候可以考虑温度朝上限给,宁可高了也别低了,温度高了能浇铸,低了就完蛋了。
如果是有LF炉的钢厂,那个出钢温度就简单了,LF炉怕高温,喜欢比较低的温度,就是说你出钢到大包里面温度低点没事,比如1550,没事,他有加热的能力,可以给你加热到适合连铸浇铸的温度,但是,你要是给的太高了,比如1700那就麻烦了,LF炉没办法降温,精炼起来会比较麻烦。大概就是这样子吧,出钢温度确定基本上就是这么多,有时候计算也不见得就能非常准确的确定出钢的温度,更多的时候是经验。
终点成分对于一般冶炼来说不外乎是碳、磷、硫。冶炼普碳钢时多数的钢厂都是采用炼钢工的经验判断,目测。有一部分钢厂要求等化验室化验。目测就是炼钢工的经验了,没啥好说的,如果是等化验室的结果就简单了,化验的结果何时就出钢呗,不合适处理一下也就出钢了,非常简单。一般碳和磷与操作的关系比较大,好的炼钢工干出来基本都能合格,那个硫对于转炉来说很难去除,一般就是取决于铁水的硫含量高低,太高的铁水硫转炉是没办法去除的。
一般人认为温度计中指示刻度的红色液体是酒精。其实是不对的,那种红色液体实际上是一种石油,也就是被染成红色的煤油。
在过去的温度计中确实多数用酒精,所以人们才会以为现在的温度计仍然使用酒精。被染成红色的酒精时间久了就会褪色,使用起来不方便,所以已经被淘汰。目前世界各国都用灯油等制造温度计,因为灯油加了红色后一般不会变色。
危害不大。
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