Výroba surového železa Fe – b.t. 1535oC, spec. hmotnost 7,87 g/cm3 Rudy: Fe2O3 – hematit Fe3O4 – magnetit 20-70% Fe, Fe2O3. 3 H2O – limonite FeCO3 – siderit Výrobní postup: redukční tavení ve vysoké peci za použití koksu a struskotvorných přísad Vsázka: Fe-aglomerát, Fe-pelety, struskotvorné přísady na bázi CaO, vysokopecní koks, dmýchaný vzduch obohacený O2, H2O, zemním plynem Produkty: surové železo 90-95% Fe (C, Mn, Si, P, aj.) vysokopecní sruska vysokopecní plyn (CO, CO2) vysokopecní výhoz – úlety
Reakce: 3 Fe2O3 + CO → 2 Fe3O4 + CO2 při 400-600oC Nepřímá Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 při 600-800oC (FeO nestabilní redukce pod 560oC) (šachta) 2CO → C + CO2 při 540-650oC (Bellova reakce) FeO + CO → Fe + CO2 při 800-1100oC CaCO3 → CaO + CO2 při 900oC Počátek tvorby strusky při cca 1100oC Reakce při 1200-1800oC P2O5 + 5C → 2P (v Fe) + 5 CO Přímá MnO + C → Mn (v Fe) + CO redukce SiO2 + 2C → Si (v Fe) + CO (nístěj) S (v rudě + koksu) + CaO + C→ CaS (ve strusce) + CO C (v koksu) → C(v Fe) FeO+C → Fe + CO
Reakce v okolí výfučen: C(koks) + O2 → CO2 vysoká teplota plynu-okolí výfučen 2C(koks) + O2 → 2 CO nižší teplota plynu CO2 + C(koks) → 2 CO Boudouardova reakce C(koks) + H2O(g) → CO + H2 2CH4 + O2 → 2CO + 4 H2 2Fe + O2 → 2 FeO Složení surového železa: 90-95% Fe 3,0-4,3% C, 0,5-3,0% Si, 0,5-3,0% Mn, 0,05-2% P do 0,1% S
Schéma vysoké pece
Výroba železné houby přímou redukcí