Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 15 - Tre malmreduktionsprocesser, av Sven Eketorp
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Tre
malmreduktions-processer
Bergsingenjör Sven Eketorp, Domnarvet
Som grund för alla resonemang om
järnoxidernas reduktion kan man lämpligen ta
jämviktsdiagrammet järn-kol-syre (fig. 1). Det är
nästan förvånande, hur många för metallurgin
viktiga slutsatser som har dragits och ännu
kan dras ur detta diagram. Det är välkänt för
varje metallurg men återkommer — med all
rätt — i så gott som varje publikation på detta
område.
De tre malmreduktionsprocesser, som här
skall granskas närmare, är magnetiserande
reduktion av Fe„03 till Fe304 vid 700° C,
reduktion med tackjärnets kol i fast form vid 1 100°C
och malmreduktion i flytande tackjärnsbad
eller stålbad vid 1 400—1 600° C.
Magnetiserande reduktion
Vid magnetiserande reduktion överförs Fe203,
hematit eller blodsten, till FeaO„ magnetit, dvs.
till en oxid, som håller 27 % syre mot 30 %
i hematiten. Detta är en mycket enkel
reduktionsprocess, och i diagrammet är inte ens
jämviktslinjen för omvandlingen markerad.
Den ligger nämligen vid så låg koloxidhalt, att
Bearbetning av provföreläsning vid KTH den 20 november
1950.
Koloxid
Y.
JOO
o
■400 600 <SOO IOOO 1200 C
Temperatur
Fig. 1. Jämviktsdiagrammet för systemet Fe-C-O.
669.094.22 : 622.341.1
den sammanfaller med x-axeln i den här
använda skalan.
Det kan kanske vara av intresse att se, vilken
denna halt är. Man övergår då lämpligen till
ett annat för metallurgin grundväsentligt
diagram, nämligen det som visar ändringen i fri
entalpi A G med temperaturen (fig. 2)
AG = AH—T A S = -RT In K
där A H är entalpiändring, T absoluta
temperaturen, A S entropiändringen, R gaskonstanten
och K reaktionens jämviktskonstant.
Alla de här angivna reaktionerna är av formen
2 Me + 02 = 2 MeO (med olika index)
Om man nu bildar jämviktskonstanten K för
dessa reaktioner, får man
K = [MeO] 7 [Me]2 Po2
där [MeO] och [Me] är aktiviteterna för
metallen resp. dess oxid och Po2 är syrets
partialtryck. Eftersom aktiviteten för metallen och
dess oxid kan sättas till 1, blir K — l/Po2 och
alltså
A G = RT ln 1 /Po2
För den här aktuella reaktionen kan man för
700° C ur diagrammet erhålla Po2 = 10"12.
Eftersom förhållandet mellan koloxid- och
koldioxidkoncentrationerna för varje syretryck
bestäms genom reaktionen
2 CO + 02 = 2 C02
kan man räkna ut C0/C02-förhållandet, vilket
i detta fall blir ca 10"5. Jämviktshalten för CO
vid den magnetiserande reduktionen är alltså
endast 0,001 %. Det är därför inte underligt,
att jämvikten inte kunnat anges i
jämviktsdiagrammet.
Det behövs alltså ingen starkt reducerande
atmosfär för reduktion av Fe2Oa till Fes04. Den
kan också i verkligheten genomföras mycket
lätt, t.ex. vid 400°C på 20 min. I praktiken
använder man ca 700° C för de relativt fattiga
reduktionsgaser, som kommer i fråga.
Reduktionstid ............... min 10 5 5
Temperatur .................. °C 500 600 700
TEKNISK TIDSKRIFT 1 960 H. 15 377
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
