Теория металлургических процессов
  8.1 Косвенное восстановление оксидов железа

Рассматривая данный вопрос необходимо помнить, что в зависимости от температуры восстановление оксидов железа представляет собой следующую последовательность превращений:

  • при температурах выше 570оС Fe2O3 последовательно восстанавливается до Fe3O4, FeO и металлического железа;
  • при температурах менее 570оС Fe2O3 восстанавливается до Fe3O4, который затем восстанавливается до металлического железа.

Реакции косвенного восстановления оксидов железа можно описать следующими уравнениями:

Анализ приведенных выше уравнений позволяет сделать следующие выводы:

  • реакции (8.1), (8.7) и (8.10) являются экзотермическими. Поэтому при по-вышении температуры отношение (%СО2)/(%СО) в равновесной для этих реакций газовой фазе будет уменьшаться;
  • реакция (8.4) является эндотермической. Поэтому при повышении температуры отношение (%СО2)/(%СО) в равновесной газовой фазе этой реакции будет увеличиваться;
  • тепловые эффекты всех рассматриваемых реакций не велики. Поэтому изменение температуры не вызовет быстрого изменения состава равновесной газовой фазы.

Численные значения констант равновесия каждой из рассматриваемых реакций при различных температурах приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 – Константы равновесия реакций косвенного восстановления оксидов железа при различных температурах

Константы равновесия реакций косвенного восстановления оксидов железа при различных температурах

Из данных таблицы 8.1 видно, что в рассматриваемом интервале температур константа равновесия реакции (8.1) имеет очень высокие значения. Это позволяет рассматривать реакцию (8.1) как практически не обратимую.

Численные значения констант равновесия реакций (8.4), (8.7) и (8.10) изменяются от 0,3 до 10. Эти реакции являются полностью обратимыми в широком интервале температур.

Влияние температуры на изменение состава равновесной газовой фазы для каждой из реакций косвенного восстановления оксидов железа показано сплошными линиями на рисунке 8.1.

На этом рисунке область ниже кривых 2 и 4 является полем устойчивости Fe3O4. Область между кривыми 2 и 3 является полем устойчивости FeO. Выше кривых 3 и 4 располагается поле устойчивости металлического железа. Поле устойчивости Fe2O3 очень ограничено и располагается ниже кривой 1.

  8.1 Косвенное восстановление оксидов железа
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ