Восстановление оксидов железа в доменной печи

Академиком Байковым А.А. установлено, что высший оксид железа Fe₂O₃ превращается в железо последовательно через промежуточные оксиды. При этом при приt-ре <570 С⁰ Fe₂O₃ восстанавливается до Fe₃O₄ и до Fe. FeO при таких температурах неустойсиво.

При t-ре >570 С⁰: Fe₂O₃àFe₃O₄àFeOàFe.

Восстановление Fe в доменной печи происходит за счёт углерода, оксида углерода, водорода.

Восстановление оксидов Fe газами(CO и H) называется косвенным, а твёрдым углеродом – прямым восстановлением. Однако непосредственное взаимодействие твёрдого углерода с твердыми оксидами Fe ограничено несовершенством контакта между кусковыми материалами, поэтому прямое восстановление следует понимать шире, чем непосредственное взаимодействие углерода кокса с оксидами. Фактически процесс связан с газовой фазой и состоит из двух стадий:

MeО + COà Me + CO₂

CO₂ + Cà CO

Главное, что отличает косвенное восстановление от прямого – это расход углерода, и с развитием реакции прямого восстановления сокращается количество углерода, достигшего фурм.

t>570 С⁰

1. Fe₂O₃ + COà Fe₃O₄ + CO₂

2.Fe₃O₄+ COàFeO + CO₂

3.FeO + COà Fe + CO₂

t<570 С⁰

Fe₂O₃ + COà Fe₃O₄ + CO₂

4.Fe₃O₄+ COà Fe + CO₂

5.CO₂+ Cà 2CO

6. Состав реального газа в доменной печи

Если оксиды железа находятся в равновесии с газовой фазой, то в этом случае ниже кривой 1 устойчив Fe₂O₃. Между 1,2 и 4 –это поле (I) устойчив Fe₃O₄. Между 2 и 3-поле (II) устойчива закись железа FeO, а выше 3 и 4 -поле(III) устойчиво Fe. t-ра точки А – это начало восстановления Fe₃O₄ до FeO, а t-ра точки В – это восстановлениeFeO до Fe.

Фактический состав доменного газа (6) располагается выше 5, поэтому практически при всех t-раx в дом. печи фактическое сод-ие СО выше равновесного, что и обеспечивает восстановление оксидов Fe в дом. печи. Поэтому в дом. печи Fe способно восстановится на 99-99,8%, а 1-0,2% Fe переходит в шлак, при этом 70-80% оксидов Fe восстановятся косвенным путем, а остальное прямым.

При восстановлении оксидов железа водородом последовательность их восстановления сохраняется, как и для СО, только в качестве продуктов реакции вместо СО₂ образуются пары воды.

Н-р:

Fe₂O₃+H₂→Fe₃O₄+H₂

---

Дата добавления: 2015-12-19; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!