一氧化碳的作用,一氧化碳的作用可以是高炉炼铁吗

2023-07-13 阅读 198 评论 0

摘要：一氧化碳的作用可以是高炉炼铁吗炼钢工艺过程造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成

一氧化碳的作用可以是高炉炼铁吗

炼钢工艺过程

造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。

出渣：电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷等。

熔池搅拌：向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。

电炉底吹：通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、脱硫操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，降低成本，提高生产率。

熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温，并造好熔化期的炉渣。

氧化期和脱炭期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期，通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度，要求脱碳量大于0.2％左右。随着炉外精炼技术的发展，电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。

精炼期：炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物，经化学反应选入气相或排、浮入渣中，使之从钢液中排除的工艺操作期。

还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。

炉外精炼：将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多，大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同，又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。

钢液搅拌：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化，并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应，反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节。钢液在静止状态下，其冶金反应速度很慢，如电炉中静止的钢液脱硫需30～60分钟；而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需3～5分钟。钢液在静止状态下，夹杂物*上浮除去，排除速度较慢；搅拌钢液时，夹杂物的除去速度按指数规律递增，并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关。

钢包喂丝：通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂，如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能。

钢包处理：钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短（约10～30分钟），精炼任务单一，没有补偿钢水温度降低的加热装置，工艺操作简单，设备投资少。它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法（RH、DH），钢包真空吹氩法（Gazid），钢包喷粉处理法（IJ、TN、SL）等均属此类。

钢包精炼：钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60～180分钟），具有多种精炼功能，有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼。真空吹氧脱碳法（VOD）、真空电弧加热脱气法（VAD）、钢包精炼法（ASEA-SKF）、封闭式吹氩成分微调法（CAS）等，均属此类；与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD）。

惰性气体处理：向钢液中吹入惰性气体，这种气体本身不参与冶金反应，但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”（气泡中H2、N2、CO的分压接近于零），具有“气洗”作用。炉外精炼法生产不锈钢的原理，就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系。用惰性气体加氧进行精炼脱碳，可以降低碳氧反应中CO分压，在较低温度的条件下，碳含量降低而铬不被氧化。

预合金化：向钢液加入一种或几种合金元素，使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化。多数情况下脱氧和合金化是同时进行的，加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧，转化为脱氧产物排出；另一部则为钢水所吸收，起合金化作用。在脱氧操作未全部完成前，与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收所起到的合金化作用称为预合金化。

成分控制：保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节，但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内；一般在不影响钢性能的前提下，按中、下限控制。

增硅：吹炼终点时，钢液中含硅量极低。为达到各钢号对硅含量的要求，必须以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脱氧剂消耗部分外，还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算，不可超过吹炼钢种所允许的范围。

终点控制：氧气转炉炼钢吹炼终点（吹氧结束）时使金属的化学成分和温度同时达到计划钢种出钢要求而进行的控制。终点控制有增碳法和拉碳法两种方法。

出钢：钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂在出钢过程中加入钢包或出钢流中。

一氧化碳的作用可以是高炉炼铁吗对吗

因为直接用一氧化碳成本太高，设备太复杂。

焦炭在高炉中有料柱骨架、还原、供碳、和供热四种作用。

料柱骨架：高炉炉料中焦炭堆密度小，间隙大，体积占炉料总体积的35%-50%。焦炭比较坚固，只要在风口区以上就始终保持块状，这能使料柱有很好的透气性，保持炉况顺行。

还原：焦炭碳含量在85%以上，高温CO2气体与焦炭中的碳反应生成CO，CO进一步还原铁矿石生成铁水。

供碳：生铁碳含量4%左右，全部来源于高炉焦炭，占焦炭含碳量的7%-9%。

供热：焦炭、喷吹燃料的燃烧及外部通入的热风提供了高炉冶炼所需全部热量，其中焦炭燃烧供热占比高达75%-80%。

炼铁时一氧化碳的作用

二者不反应。一氧化碳（CO）为非金属氧化物，具有可燃性，还原性，而铁（Fe）为金属单质，不助燃，也不是金属氧化物，因而二者不发生燃烧反应和氧化一一还原反应。

另外在化合物与单质之间发生的是置换反应。这类反应要求化合物可溶，且为金属化合物或酸，而CO为不溶于水的非金属氧化物，因而二者也不发生置换反应。

炼铁高炉中二氧化碳转化为一氧化碳

这是高炉炼铁中的一个反应，高炉炼铁，在炉中，下边放的是焦炭，上边是铁矿石。

以赤铁矿（三氧化二铁）为例，在高炉炼铁中，先是焦炭与氧气反应产生热量，同时生成二氧化碳，然后，高温下二氧化碳再跟焦炭反应产生一氧化碳，一氧化碳高温下，还原三氧化二铁就生成了铁，这种铁含碳量在百分之四左右，又叫做生铁。

工业上用一氧化碳和氧化铁高温炼铁

（1）二氧化碳在高温下与碳反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：CO 2 +C

2CO；该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应．

（2）镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为：Mg+2HCl═MgCl 2 +H 2 ↑；该反应放出大量的热．

（3）工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe 2 O 3 +3CO

2Fe+3CO 2 ．高炉的产品是生铁．

（4）汽车尾气中的CO跟NO反应转化成两种气体，其中一种可参与植物的光合作用（二氧化碳），另一种是空气中含量最多的气体（氮气），反应的化学方程式为2CO+2NO

2CO 2 +N 2 ．

故答案为：（1）CO 2 +C

2CO；化合反应；（2）Mg+2HCl═MgCl 2 +H 2 ↑；放热；（3）Fe 2 O 3 +3CO

2Fe+3CO 2 ；生铁；（4）2CO+2NO

2CO 2 +N 2 ．

炼铁高炉里碳和二氧化碳的反应

（1）二氧化碳在高温下与碳反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：CO 2 +C

2CO；该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应．（2）镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为：Mg+2HCl═MgCl 2 +H 2 ↑；该反应放出大量的热．（3）工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe 2 O 3 +3CO

2Fe+3CO 2 ．高炉的产品是生铁．（4）汽车尾气中的CO跟NO反应转化成两种气体，其中一种可参与植物的光合作用（二氧化碳），另一种是空气中含量最多的气体（氮气），反应的化学方程式为2CO+2NO

2CO 2 +N 2 ．故答案为：（1）CO 2 +C

2CO；化合反应；（2）Mg+2HCl═MgCl 2 +H 2 ↑；放热；（3）Fe 2 O 3 +3CO

2Fe+3CO 2 ；生铁；（4）2CO+2NO

2CO 2 +N 2 ．

高炉炼铁为什么不是碳和氧化铁反应

高炉炼铁时(以赤铁矿为例)的反应方程式：C+O2=(点燃)=CO2+能量（提供热源）CO2+C=(高温)=CO（还原剂）3CO+Fe2O3=(加热)=2Fe（产品）+3CO2CaO+SiO2（杂质）=CaSiO3（炉渣）可以看出，焦碳在高炉里作为提供热能的燃料，还原剂还有做骨架作用，支撑铁矿在火中燃烧

一氧化碳在高炉炼铁中的作用

高炉煤气

高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的可燃气体。它的大致成分为二氧化碳6-12%、一氧化碳28-33%、氢气1-4%、氮气55-60%、烃类0.2-0.5%及少量的二氧化硫。它的含尘浓度10-50克/立方米(标况)，产尘量平均为50kg/t(生铁)-75kg/t(生铁)。粉尘粒径在500μm以下，主要是铁、氧化亚铁、氧化铝、氧化硅、氧化镁和焦炭粉末。

这种含有可燃一氧化碳的气体，是一种低热值的气体燃料，可以用于冶金企业的自用燃气，如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。也可以供给民用，如果加入焦炉煤气，就叫做“混和煤气”，这样就提高了热值。