technische Gewinnung von Roheisen 0.o

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So im Wesentlichen läuft da ab:

Fe2O3 + CO -> Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO -> FeO + CO2

(*) C + CO2 -> CO

FeO + CO -> Fe(f) + CO2

Fe(f) -> Fe(fl)

C + O2 -> CO

Ausgleichen schaffst du sicher selbst. Die Reaktion sind auch schematisch örtlich so im Hochofen angeordnet, Reaktionstemperatur steigend.

Um die Reaktionen besser zu verstehen, kannst du dir das Boudouard-Ggw(*) auch mal genauer ansehen.

Ja das mit dem Ausgleichen krieg ich hin. Danke =)

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Na ja, so im Wesentlichen, ok, ... aber man sollte die Zementitbildung nicht so ganz außen vor lassen:

3 Fe + C ---> Fe3C

schließlich ist die Entfernung des größten Teils des Kohlenstoffes im Frischverfahren Grundlage der Stahlgewinnung.

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@KHLange

Die Cementitbildung sollte man hier ganz bewusst außen vor lassen, denn diese ist abhängig von der Zusammensetzung der Schmelze und nur bei raschem Abkühlen stabil. Andernfalls wird Graphit ausgeschieden.

Was im Hochofen hergestellt wird, ist einfaches Roheisen mit variablen Anteilen Kohlenstoff, Silicium, Mangan, Phosphor und Schwefel. Was daraus letztlich wird, ist im Hochofen selbst völlig ungewiss, weshalb es auch unangebracht ist, das hier mit reinzuzwängen.

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Eisenherstellung

Ein Hochofen wird mit Eisenerz,Koks und Kalk zur Schlackenbildung von oben über den Gicht beschickt, Von der Seite wird vorgewärmte Luft aus den Winderhitzern eingeblasen. Der Koks reagiert 

mit den Sauerstoff der Luft zu Kohlendioxid und zwar nach der FormelC + 

O2 ergibt CO2.

Dieses Kohlendioxid wird durch den Kohlenstoff des Kokses zu Kohlenmonoxid reduziert und zwar nach der Formel

CO2 + C ergibt 2CO.

Ein Teil des Kohlenmonoxides ist im Gichtgas enthalten, welches zur Vorwärmung der Verbrennungsluft in den Winderhitzern dient. Der andere Teil des Kohlenmonoxides dient zur Reduktion des Eisenerzes.

3 Fe2O3 + CO ergibt 2 Fe3O4 + CO2

wobei wieder Kohlendioxid entsteht, welches wieder durch den Kohlenstoff des Kokses nach der o.g. Formel zu Kohlenmonoxid reduziert wird.

Fe3O4 + CO ergibt 3 FeO + CO2

Auch hier entsteht wieder Kohlendioxid, welches wieder durch den Kohlenstoff des Kokses nach der o.g. Formel zu Kohlenmonoxid reduziert wird.

3FeO + 3CO ergibt 3Fe + 3CO2

und auch hier wird das entstehende Kohlendioxid durch den Kohlenstoff des Kokses zu Kohlenmonoxid reduziert.

Im Temperaturbereich von 900 bis 1600 °C findet zusätzlich eine „direkte Reduktion“ mit Kohlenstoff statt:

3 Fe2O3 + C ergibt 2 Fe3O4 + CO

Fe3O4 + C ergibt 3 FeO + CO

CO2 + C ergibt 2CO

Auch die Eisenbegleiter Mangan Silizium und Phosphor werden in den Prozess mit einbezogen und reduziert, wobei Wärme verbraucht wird:

MnO + C ergibt Mn + CO

SiO2 + 2C ergibt Si + 2 CO

P2O5 + 5C ergibt 2P + 5 CO

Gleichzeitig nimmt das bereits reduzierte Eisen in der Kohlungszone bei etwa 1100 bis 1200 °C Kohlenstoff entweder direkt aus dem glühenden Koks oder aus dem Kohlenmonoxidgas auf, wodurch 

der Schmelzpunkt von 1600°C auf auf 1300°C bis 1400°C absinkt und dadurch das Roheisen im Hochofen flüssig bleibt.

3 Fe + C ergibt Fe3C

3Fe + 2 CO ergibt Fe3C + CO

Der Kalk reagiert mit den tauben Gestein im Erz zur Schlacke, also er bindet das taube Gestein der Erze, wobei die Schlacke entsteht.

In den Winderhitzern wird durch das Gichtgas die Verbrennungsluft auf 1200°C vorgewärmt.

Hallo,

Ein Hochofen wird mit Eisenerz,Koks und Kalk zur Schlackenbildung von oben über den Gicht beschickt, Von der Seite wird vorgewärmte Luft aus den Winderhitzern eingeblasen. Der Koks reagiert mit den Sauerstoff der Luft zu Kohlendioxid und zwar nach der Formel C + O2 ergibt CO2.

Dieses Kohlendioxid wird durch den Kohlenstoff des Kokses zu Kohlenmonoxid reduziert und zwar nach der Formel CO2  + C ergibt 2CO.

Ein Teil des Kohlenmonoxides ist im Gichtgas enthalten, welches zur Vorwärmung der Verbrennungsluft in den Winderhitzern dient.

Der andere Teil des Kohlenmonoxides dient zur Reduktion des Eisenerzes.

3 Fe2O3  + CO ergibt 2 Fe3O4 + CO2

wobei wieder Kohlendioxid entsteht, welches wieder durch den Kohlenstoff des Kokses nach der o.g. Formel zu Kohlenmonoxid reduziert wird.

Fe3O4  + CO ergibt 3 FeO +CO2

Auch hier entsteht wieder Kohlendioxid, welches wieder durch den Kohlenstoff des Kokses nach der o.g. Formel zu Kohlenmonoxid reduziert wird.

3FeO + 3CO ergibt  3Fe + 3CO2

und auch hier wird das entstehende Kohlendioxid durch den Kohlenstoff des Kokses zu Kohlenmonoxid reduziert.

Ein Teil des entstehenden Eisen nimmt dabei Kohlenstoff auf, wodurch der Schmelzpunkt von 1600°C auf 1200°C sinkt und dadurch das Roheisen im Hochofen flüssig bleibt.

Fe + C ergibt FeC

Der Kalk reagiert mit den tauben Gestein im Erz zur Schlacke, also er bindet das taube Gestein der Erze, wobei die Schlacke entsteht.

In den Winderhitzern wird durch das Gichtgas die Verbrennungsluft vorgewärmt.

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Kohlenstoff + Sauerstoff ( Kohlenstoffmonoxid; exotherm

Dadurch steigt die Temperatur bis zu 1600°C an. Das Kohlenstoffmonoxid steigt in die darüber liegende Eisenerzschicht auf und wirkt gegenüber dem Eisenoxid als Reduktionsmittel.

Eisenoxid + Kohlenstoffmonoxid ( Eisen + Kohlenstoffdioxid; exotherm

Das entstandene Kohlenstoffdioxid gelangt in die nächste Koksschicht und wird dort wieder zu Kohlenstoffmonoxid reduziert.

Kohlenstoffdioxid + Kohlenstoff ( Kohlenstoffmonoxid; endotherm

Aus den Verunreinigungen des Eisenoxids, der Gangart, und den Zuschlägen, die zusätzlich in den Hochofen gegeben wurden, bildet sich flüssige Schlacke. Das flüssige Eisen sammelt sich im unteren Teil des Hochofens und wird von der spezifisch leichteren Schlacke vor erneuter Oxidation geschützt. Alle 4 bis 6 Stunden wird das flüssige, 1000°C heiße Roheisen, genau wie die Schlacke, abgegossen.

Das heiße Gemisch aus Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid und Stickstoff wärmt die oberen Schichten vor und verlässt als Gichtgas den Hochofen. Das Gichtgas wird zur Reinigung in einen speziellen Konverter abgeführt und ein Teil davon als Luftzufuhr in den Winderhitzer gegeben.

Der Hochofen wird ohne Unterbrechung betrieben, das heißt, dass ständig Eisenerz + Zuschläge und Koks oben in den Hochofen nachgefüllt werden, während unten das flüssige Roheisen und die flüssige Schlacke abgegossen wird.ders und einfacher fomulieren koennte : HIer der text.:

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