As part of a sustained effort to model and simulate the thermodynamic behavior of steelmaking slag, binary and ternary phase diagram systems have been modeled using the CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams) approach. The understanding, modeling and thermodynamic simulation of oxide systems including phosphorus oxide are of special importance to the steelmaking industry given requirements for steels with ever lower phosphorus contents while facing the processing of ores with increasing phosphorus content.In this project, two binary systems (MgO-P2O5 and MnO-P2O5) and one ternary system (CaO-MgO-P2O5) were modeled to extend the oxide database of the Factsage thermodynamic simulation software package. This present study is part of a broader effort conducted to develop a comprehensive thermodynamic database for the CaO-MgO-MnO-FeO-Fe2O3-Al2O3-Na2O-P2O5 / Fe Liq. system and allow the thermodynamic simulation of steelmaking processes such as dephosphorization. All available experimental data in the literature were critically assessed and a set of thermodynamic model parameters were developed to simulate reliably the experimental results within experimental error limits. The properties of liquid oxides and solid P2O5 compounds were described by thermodynamic models and standard Gibbs energy functions.The thermodynamic property of the liquid solution (or slag) were described using the Modified Quasi-Chemical Model (MQM) developed by Pelton et. al. (2000). This model allows to simulate short range ordering (SRO). Thermodynamic properties of solid solution phases are described using the Compound Energy Formalism (CEF) by Hillert (2000) which considers the crystal structure of each solid solution. / Dans le cadre des efforts soutenus pour modéliser le comportement thermodynamique des scories sidérurgiques, des systèmes binaires et ternaires furent modélisés en utilisant l'approche CALPHAD. Les systèmes incluant les oxydes de phosphore sont d'une importance particulière pour l'industrie sidérurgique qui doit satisfaire des demandes pour de l'acier avec des niveaux de phosphore plus bas tout en faisant face à l'exploitation de gisements aux teneures en phosphore chaque fois plus élevés.Dans ce projet, deux systèmes binaires (MgO-P2O5 et MnO-P2O5) et un système ternaire (CaO-MgO-P2O5) furent modélisés pour développer la base de données du logiciel de simulation thermodynamique Factsage. Cette étude se cadre dans des efforts de développement d'une base de données du système CaO-MgO-MnO-FeO-Fe2O3-Al2O3-Na2O-P2O5 / FeLiq. qui pourrais permettre la simulation de procédés sidérurgiques tels que la déphosphorization de l'acier.Toutes les données expérimentales dans la littérature furent évalués de manière critique et optimisées pour obtenir des paramètres de modèles thermodynamiques pouvant reproduire les données expérimentales à l'intérieur des marges d'erreurs expérimentales. Les propriétés thermodynamiques des oxides liquides et des composantes solides contenant du P2O5 furent décrites en utilisant des modèles thermodynamiques ainsi que des fonctions standards d'énergie de Gibbs.Les propriétés thermodynamiques de la solution liquide furent décrites en utilisant le Modèle Quasichimique Modifié (MQM) développé par Pelton et. al. (2000). Ce modèle tiens compte de l'ordre à courte portée des solutions liquides. Les propriétés thermodynamiques des solutions solides furent décrites par le Formalisme Énergétique des Composés (CEF) par Hillert (2000) qui tiens compte de la structure cristalline de chaque solution.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.119354 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Garcia Curiel, Gabriel |
| Contributors | In-Ho Jung (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Mining and Materials) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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