Связь развития процессов восстановления и расхода кокса
ВОССТАНОВЛЕНИЕ — химическая реакция, состоящая в присоединении электронов атомами или нонами, т.е. сопровождающаяся понижением их валентности. В. реакции протекают одновременно с окислительными, поскольку химические элементы, выступающие в роли восстановителей, окисляются, т.е. отдают электроны. Следовательно, определение характера реакции зависит от того, относительно какого химического элемента рассматривается процесс. В теории металлургических процессов чёрной металлургии оценка реакций производится по отношению изменения валентности железа, кремния, марганца, никеля, хрома и других химических элементов, содержащихся в чугуне и стали. Реакции В. совершаются в доменной печи. в сталеплавильном агрегате, на агломерационной машине в слое спекаемой шихты. В доменной печи — это основная реакция, преобразующая железо рудное в металл. Основными восстановителями в доменной печи являются углерод, моноокснд углерода (СО) и водород. В. в доменной печи характеризуется целым рядом особенностей, обусловливаемых присутствием кокса и широким диапазоном температур, начиная со 150—200°С (на колошнике) до 1500—2100° С (в горне). Механизм В. оксидов Fe. содержащихся в проплавляемых железорудных материалах, предопределяет непосредственное соприкосновение друг с другом Fe/FeO,FeO/Fe3O4,Fe3O4/Fe2O3 Газообразные продукты В. СО2 и Н2О взаимодействуют с углеродом кокса по реакциям: СO2+Cк=2CO (2) H2O+Cк=H2+CO (3)
Таким образом, температурный уровень реакций В. железа предопределяет состав газообразных продуктов этих реакций и энергетические затраты на В. При высоких температурах В. идёт с расходом твёрдого углерода и с затратой тепла в связи с эндотермическим характером реакций (2) н (3). Газообразным продуктом реакций В. является СО и Н2. При низких температурах интенсивность этих реакций замедляется, так как равновесный состав газа в системе С—СО—СО2 и Н2—С—Н2О—СО смешается в сторону увеличения содержания С02 (при температурах ниже 810° С образующийся при В. Н2Опар частично разлагается СО).
|
