Blog o chemii nieorganicznej - chemia niemiecka Zamość

Przed wprowadzeniem do wielkiego pieca ruda zostaje pokruszona na kawały wielkości pięści. Następnie poddaje się ją prażeniu celem odwodnienia oraz (w przypadku rud, zawierających węglan żelazawy) przekształcenia w tlenek. Zwiększa się przy tym porowatość rudy. Przeciwnie, rudy o konsystencji ziemistej podlegają brykietowaniu. Bezpośrednio pod wylotem ruda zostaje ogrzana przez gazy, opuszczające piec o temperaturze około 200°C. Zabierają one też rudzie resztę wody.

Procesy chemiczne zachodzące w wielkim piecu dadzą się pokrótce przedstawić jak następuje. Dwutlenek węgla powstający w dolnej części pieca przez spalanie koksu wobec nadmiaru powietrza (z dysz), unosząc się ku górze, styka się z dalszymi warstwami rozżarzonego koksu i ulega przy tym redukcji do CO w myśl reakcji Boudouarda (§ 225, reakcja II). Tlenek węgla redukuje następnie tlenek żelazowy zgodnie z równaniem: Fe203 + 3CO2Fe + 3COa + 5,7 kcal. (I)

Jest to reakcja odwracalna. Zgodnie z zasadą Le Chateliera, równowaga wyrażona równaniem (I) zostaje ze wzrostem temperatury przesunięta z prawa na lewo. Redukcja tlenku odbywa się więc raczej w temperaturach niższych, począwszy od około 400°C, jeszcze w górnej połowie szybu. Pośrednio mogą tu powstawać niższe tlenki żelaza Fe3C>4 i FeO: – 3Fe203 + CO = 2Fe304 -f C02 + 8,4 kcal. (II)

Fe203 + CO = 2FeO + COa — 2,5 kcal, (III) które w dalszym ciągu ulegają redukcji na metal. Powstające żelazo wydziela się w postaci gąbczastej, porowatej masy, gdyż temperatura w tej części pieca leży znacznie poniżej temperatury topnienia żelaza.