Доменный процесс — страница 6

  • Просмотров 26205
  • Скачиваний 1121
  • Размер файла 58
    Кб

шихты позволяет экономить кокс. При агломерации процесс разложения известняка обес­печивается сжиганием низкосортного топлива (коксика, антрацитового штыба), а не дорогостоящего дефицитного ме­таллургического кокса. 3. Процессы восстановления 3.1. Восстановление железа Железо поступает в доменную печь в виде оксидов: агломерат вносит Fе2О. и немного Fе2О3 и FeO, окатыши – Fе2О3 иFе2О. и железная руда, если ее применяют, - Fе2О3 иFе2О,

причем часть этих оксидов находится в виде хими­ческих соединений с другими оксидами. Основная задача доменного процесса - обеспечение как можно более полного извлечения железа из этих оксидов пу­тем их восстановления. Восстановление заключается в отня­тии кислорода от оксида и получении из него элемента (или же оксида с меньшим содержанием кислорода). Его осуществ­ляют с помощью восстановителя - вещества, к которому

пе­реходит кислород благодаря тому, что у восстановителя большее химическое сродство к кислороду, чем у восстанав­ливаемого элемента. Таким образом в процессе восстановле­ния одно вещество теряет кислород (восстанавливается), а другое приобретает его (окисляется). В общем виде процесс восстановления описывается уравнением: МО+В = М+ВО, (1) где М - восстанавливаемый металл; В - восстановитель; МО - восстанавливаемый оксид; ВО -

оксид восстановителя. В соответствии с выявленными акад. А.А.Байковым зако­номерностями восстановление оксидов железа протекает сту­пенчато от высших к низшим: Fе2О3 – Fе2О - FeO - Fe. Поскольку при температурах ниже 570 0С оксид FeO неустойчив и разлагается (на Fе2О и Fe), схема восста­новления при температурах ниже 570 0С следующая: Fе2О3 – Fе2О - Fe. Восстановителями оксидов железа в доменной печи служат углерод, оксид СО и водород.

Восстановление углеродом принято называть прямым восстановлением, а газами - кос­венным. Реакции косвенного восстановления оксидом углеро­да следующие: при температуре > 570 0С: 1) 3Fе2О3 + СО = 2Fе2О. + CO2 + 53 740; 2) Fе2О + СО = 3FeO + CO2 + 36680; 3) FeO + СО = Fe + CO2 + 16060; при температуре < 570 0С 1) 3Fе2О3 + СО = 2Fе2О. + CO2 + 53740; 2) 1/4Fе2О. + СО = 3/4Fe + CO2 + 2870. Их характерной особенностью является то, что продуктом реакций всегда является COz, и то, что они идут без затрат

тепла. Реакции прямого восстановления углеродом протекают с образованием Са и требуют значительных затрат тепла, например: FeO + С = Fe + СО - 152670. Необходимо отметить, что приведенная запись реакции пря­мого восстановления не отражает механизма ее протекания. Дело в том, что непосредственное взаимодействие углерода с твердыми оксидами ограничено, так как поверхность кон­такта между неровными кусками очень мала. Поэтому