1 / 12

ΜΑΘΗΜΑ 12°

ΜΑΘΗΜΑ 12°. ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΨΙΚΑΜΙΝΟ. Ι. Χημικές αντιδράσεις μέσα στο πηγάδι Τ < 1000-1100 ο C Αναγωγή οξειδίων του σιδήρου Διάσπαση Ανθρακικών Ενώσεων CaCO 3 = CaO + CO 2 = + 42.86 kcal MgCO 3 = MgO + CO 2 = + 27.95 kcal Διάσπαση CaCO 3 όταν T 820 ο C

casey
Download Presentation

ΜΑΘΗΜΑ 12°

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ΜΑΘΗΜΑ 12°

  2. ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΨΙΚΑΜΙΝΟ Ι. Χημικές αντιδράσεις μέσα στο πηγάδι Τ < 1000-1100 οC Αναγωγή οξειδίων του σιδήρου Διάσπαση Ανθρακικών Ενώσεων CaCO3 = CaO + CO2 = + 42.86 kcal MgCO3 = MgO + CO2 = + 27.95 kcal Διάσπαση CaCO3 όταν T 820 οC Αντιδράσεις Θείου Αναγωγικές συνθήκες Συνεπώς, δεν σχηματίζονται SO2, SO3 αλλά H2, COS FeO + COS = FeS + CO2 = - 19.2 kcal CaO + COS = CaS + CO2 = - 18.2 kcal Άλλες Αντιδράσεις MnO2, Mn3O4 Κατώτερα οξείδια MnO2 + CO = MnO + CO2 = - 35.4 kcal Mn3O4 + CO = 3MnO + CO2 = - 12.5 kcal Οξείδια Cu, Ni, Sn, Zn MeO + CO = Me + CO2 (όπου Me = Cu, Ni, Sn, Zn)

  3. ΙΙ. Χημικές αντιδράσεις μέσα στη βάση T > 1000 – 1100 oC - Αναγωγή άλλων οξειδίων (Mn, Si, Cr, Ti…) - Σχηματισμός σκουριάς και - Σίδηρος Χυτοσίδηρο Αναγωγή άλλων οξειδίων MnO, Cr2O3, SiO2, TiO2, P2O5, As2O5 Π.χ. MnO MnO + C = Mn + CO = + 65.6 kcal ή > 0 Αν αυξάνει η θερμοκρασία Τ, τότε το Κ αυξάνει ( > 0) Θερμοκρασία αναγωγής MnO C + ½ O2 = CO = -26700 – 20.95 T MnO = Mn + ½ O2= 91950 – 17.4 T MnO + C = Mn + CO = 65250 – 38.35 T

  4. ΔGT = + R T lnPCO Για PCO = 0.40 atm ΔGT = 65250 – 38.35 T + 4.575 T log0.4 = 65250 – 40.17 T Οπότε T = 1624 K (1350 οC) Αν η βασικότητα αυξάνει, τότε η αναγωγή MnO δεξιά Αναγωγή SiO2 SiO2 + 2C = Si + 2CO = + 164.8 kcal Αφού > 0 Αν η θερμοκρασία Τ αυξάνει τότε και το Κ αυξάνει. Αναγωγή P2O5 P2O5 + 5 C = 2P + 5CO = + 224.5 kcal Αν το Τ αυξάνει τότε και το Κ αυξάνει ( > 0) Όξινη σκουριά [P]Fe% Αναγωγή As2O5 ως P2O5. Αναγωγή TiO2 Αν TiO2 < 2% [Ti]Fe σ.τ. του Fe Αν (TiO2)σκουριά > 1.5% παχύρευστη σκουριά

  5. Αντιδράσεις Σχηματισμού Σκουριάς Al2O3, CaO, MgO, BaO κ.α. Δεν ανάγονται SiO2, MnO, Cr2O3 κ.α. Ανάγονται μερικώς 2CaO.SiO2 Ορθοπυριτικό ασβέστιο CaO.SiO2 Μεταπυριτικό ασβέστιο 3CaO.2SiO2 Πύρο-πυριτικό ασβέστιο 2CaO.MgO.2SiO2 Ακερμανίτης CaO.MgO.SiO2 Μοντισελίτης CaO.Al2O3.2SiO2 Ανορθίτης 2CaO.Al2O3.SiO2 Γκελενίτης MnO.SiO2 FeO.SiO2 (Mn,Fe)O.SiO2 Αντιδράσεις Ρύπανσης του Σιδήρου Εικόνα πίσω Σίδηρος Χυτοσίδηρος Αποθείωση (FeS) + (CaO) = (FeO) + (CaS) = - 4.4 kcal

  6. Εικόνα 17: Μεταβολή της περιεκτικότητας του μετάλλου σε Si, S και C.

  7. ΙΙΙ. Χημικές αντιδράσεις μέσα στο χωνευτήριο -Ζώνη καύσης και -Αντιδράσεις μεταξύ μετάλλου - σκουριάς Αντιδράσεις στη Ζώνη Καύσης (Μόνη στερεά φάση ο C) Ταέρα ~ 1250 οC Pαέρα = 2-3 atm ή 4-5 atm (για υψηλή πίεση κορυφής) C + O2 = CΟ2 = - 94.05 kcal Tζώνης 1800 οC CO2 + C = 2CO= + 41.21 kcal Αντιδράσεις Μετάλλου – Σκουριάς (Μη αναμίξιμα υγρά) [FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO) = - 4.38 kcal (SiO2) + 2C = [Si] + 2CO = + 164.8 kcal Αποθείωση 3Fe + SO2 = FeS + 2FeO = - 78.8 kcal 10FeO + SO2 = FeS + 3Fe3O4 = - 120.8 kcal [FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO) = - 4.38 kcal (FeO) + [C] = CO + Fe = + 37.28 kcal 2(FeO) + [Si] = (SiO2) + 2[Fe] = - 77.6 kcal [FeS] + (CaO) + [C] = (CaS) + CO + Fe = + 32.9 kcal 2[FeS] + 2(CaO) + [Si] = 2(CaS) + (SiO2) + 2Fe = - 86.36 kcal

  8. ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ (ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΨΙΚΑΜΙΝΟ) -Κύριες ζώνες αντιδράσεων: Εικόνα 18 -Συνολική αντίδραση: Μετάλλευμα + Κώκ + Ασβεστόλιθος + Αέρας = Χυτοσίδηρος + Σκουριά + Απαέρια -Αναγωγή Εικόνα 13. Επίδραση της θερμοκρασίας στο ποσοστό [S%] και [Si%] ΚΩΚ -Παροχή θερμότητας -Αναγωγικό μέσο ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΤΕΡΕΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ (στην Υψικάμινο) 1. Καύση του κώκ. 2. Αναγωγή των οξειδίων. 3. Τήξη των στείρων και της τέφρας. -Καύση κωκ 2C+O2 = 2CO = - 52.84 kcal Ανάπτυξη θερμοκρασίας T  1800 oC To CO ανέρχεται, θερμαίνει και ανάγει Το Ν2 δρα ως μέσο μεταφοράς θερμότητας -Αναγωγή των οξειδίων του Fe Απομάκρυνση του S FeS(στο Fe) + CaO = CaS(σκουριά) + FeO < 0 Απαιτεί επίσης χαμηλή Τ και υψηλή βασικότητα. -Ικανοποιητική ροή σκουριάς για Τ  1400-1500 οC

  9. Εικόνα 18. Κύριες ζώνες χημικών αντιδράσεων στην υψικάμινο

  10. Εικόνα 19. Επίδραση της θερμοκρασίας στο ποσοστό [S%] και [Si%] στο χυτοσίδηρο

  11. ΣΥΣΤΑΣΗ ΧΥΤΟΣΙΔΗΡΟΥ Εξαρτάται από -Τη σύσταση τροφοδοσίας -Τη σύσταση σκουριάς -Τη θερμοκρασία του χωνευτηρίου Οι σχετικές αναλογίες βαρών πρώτων υλών και προϊόντων προς παραγωγή ενόςτόνουχυτοσιδήρου δίνονται στον πίνακα 11. Πίνακας 11. Ενδεικτικό ισοζύγιο μαζών της υψικαμίνου.

  12. Πίνακας 12. Τυπική χημική ανάλυση χυτοσιδήρου, μαλακτού σιδήρου, σπογγώδους σιδήρου, μαλακού χάλυβα και χάλυβα *Ο μαλακτός σίδηρος φαίνεται στο μικροσκόπιο ως μηχανικό μίγμα φερρίτη (Feα) και σκουριάς. Είναι η καθαρότερη πρώτη ύλη για παραγωγή ειδικών χαλύβων

More Related