3第三章高炉炼铁基础理论

3.1高炉内还原过程3.1.1铁氧化物的还原1.一般规律4埃林汉(Ellingham)图1).位置低的氧化物说明∆G°负值大,稳定性越大,同时越容易被氧化,而越难被还原;2).温度一定后,不同元素的直线位置决定了氧化还原的顺序;3).位置低的元素可以把位置高的元素从氧化物中还原出来;564).其它大部分氧化物的生成直线的斜率决定了∆S是负值,即熵值减小,而只有CO的∆S是正值,即熵值增大,另外,注意CO2的直线斜率几乎为零,而且CO→CO2的斜率也是决定了熵值减小;5).因为它们比CO稳定;6).低温CO2稳定,高温CO稳定,因此,在高炉滴落带、鼓风口、炉缸的还原反应生成的是CO,CO上升进入低温区的炉身才进一步还原生成CO2;7).从Fe的氧化物直线可以发现在高炉炼铁过程中实际的还原过程是Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe;为分解压为氧位因此,埃林汉图既是氧化物生成图,又是氧化物分解图。7理查森-杰弗斯图1).氧压标尺和等氧压线2).CO/CO2标尺3).H2/H2O标尺82.铁氧化物还原的基本反应1)还原顺序<570℃Fe2O3→Fe3O4→Fe>570℃Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe富氏体FexO或Fe0.95O在低温下分解:FeO→Fe3O4+αFe2)用CO作还原剂t<570℃(放热反应)3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2ΔG0=–52124.6–41T1/4Fe3O4+CO=3/4Fe+CO2ΔG0=–9823+8.57Tt>570℃3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2ΔG0=–52124.6–41T放热反应Fe3O4+CO=3FeO+CO2ΔG0=35371.16–40.25T吸热反应FeO+CO=Fe+CO2ΔG0=–22781–24.24T放热反应Fe2O3Fe3O4FeOFe9CO还原氧化铁平衡图高炉煤气中CO%浓度决定于以下反应:10