Welche chemischen vorgänge laufen im hochofen ab?
Gefragt von: Christiane Wagner | Letzte Aktualisierung: 6. Mai 2021sternezahl: 4.4/5 (57 sternebewertungen)
Ein Hochofen ist eine zumeist großtechnische Anlage in Schachtofenbauweise, in der Eisen durch Reduktion von Eisenoxid gewonnen wird. Neben oxidischen Eisenerzen werden hierzu Koks und Zuschlagstoffe wie Quarzsand und gebrannter Kalk zur Reaktion gebracht (Redoxreaktion).
Welche chemischen Vorgänge laufen in einem Hochofen ab?
Im Hochofen wird aus den oxidischen Eisenerzen Roheisen gewonnen. ... Der Hochofen wird von oben mit Eisenerz, Koks und Zuschlägen (u.a. Kalkstein) so beschickt, dass sich im Hochofen Schichten von Koks und Eisenerz abwechseln. Unten wird heiße Luft eingeblasen.
Welche Funktionen hat der Koks beim Hochofenprozess?
Der schichtweise mit aufgegebene Koks dient als Energieträger und Reduktionsmittel und der über mehrere Düsen eingeblasene Heißwind liefert den für die Verbrennung des Kokses nötigen Sauerstoff.
Wie funktioniert der Hochofenprozess?
Der Hochofen arbeitet mit 1900 Grad, um aus dem Eisenerz das Eisen herauszuschmelzen. Um diese Temperatur zu erreichen, wird Koks (und nicht Kohle) als Brennstoff eingesetzt und das Feuer im Ofeninneren mit 1200 bis 1300 Grad heißer Luft angefacht. ... Im unteren Bereich des Ofens herrscht die höchste Temperatur.
Welcher chemischer Vorgang läuft in der reduktionszone ab?
Die Reduktionszone (800°C) ist der Bereich für die indirekte Reduktion. Hier bildet sich Eisen in fester Form (Eisenschwamm). In der Kohlungszone (1200°C) nimmt das Eisen Kohlenstoff in sich auf (Aufkohlung). Dadurch erniedrigt sich der Schmelzpunkt auf etwa 1100 bis 1200°C.
Der Hochofenprozess
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Welche drei verschiedenen redoxreaktionen laufen im Hochofen ab?
Chemische Reaktionen im Hochofen
Erzeugung des gasförmigen Reduktionsmittels Kohlenstoffmonoxid. Reduktion des Eisenoxids zu elementarem Eisen. Reaktion 1 liefert die Energie für den gesamten Prozess. ... Andererseits liefert die Reaktion das Kohlenstoffdioxid CO2, das für Reaktion 2 benötigt wird.
Wie lautet die Reaktionsgleichung der Eisengewinnung im Hochofen?
Beispiel: In der Reaktion Fe2O3 + 3 C –> 2 Fe + 3 CO findet man links 2 Atome Fe, 3 Atome O, 3 Atome C. Rechts stehen: 2 Atome Fe, 3 Atome C, 3 Atome O. ... Der Kohlenstoff, der im flüssigen Eisen im Überschuss gelöst ist, reduziert auch oxidische Bestandteile der Schlacke, z.
Welche Produkte erhält man durch den Hochofenprozess?
- Das Hauptprodukt des Hochofens ist das Roheisen. ...
- Roheisen: enthält neben Eisen etwa 3 bis 5 % Kohlenstoff, 0,3 bis 2,5 % Silizium, 0,5 bis 6,0 % Mangan, 0,08 bis 2,2 % Phosphor und 0,03 bis 0,12 % Schwefel.
- Je nach Bedarf erzeugt man:
Wie wird reines Eisen gewonnen?
Im Hochofen wird bei Temperaturen bis 2000° C aus Eisenerz mit Koks und Kalk Eisen gewonnen. Der Koks entzieht dem Erz den Sauerstoff. Aus dem Eisenerz entsteht dabei Roheisen. Der beigemengte Kalk befreit das Roheisen von stö renden Verunreinigungen.
Welche Temperaturen werden in den verschiedenen Zonen des Hochofens erreicht?
400 bis 1600 °C, der sogenannten Reduktionszone. Diese lässt sich unterteilen in die „indirekte Reduktionszone“ bei ca. 400 bis 900 °C und die „direkte Reduktionszone“ bei ca. 900 bis 1600 °C.
Für was verwendet man Schlacke?
Hochofenstückschlacke wird im Straßenbau als Schotter bzw. als Splitt verwendet. Doch auch für die Verfüllung alter Bergwerksstollen wird Schlacke, in Form von Schotter, gebraucht. Als Hüttenwolle wird Schlacke als Isoliermaterial verwendet.
Wie ist der Hochofen aufgebaut?
Der Aufbau eines Hochofens:
Der Gicht (der obere Teil des Ofens mit der Öffnung und ihrem Verschluss) Dem Schacht (der schmale, hohe Teil des Ofens) Dem Kohlensack (der breiteste Teil des Ofens) Der Rast (der untere konische Teil des Ofens, der auf dem Gerüst ruht)
Was ist Koks und was ist Möller?
Der Möller (althochdeutsch „Gemisch“) ist ein Gemisch von Eisenerz und Zuschlagstoffen, das bei der Eisengewinnung im Hochofenprozess eingesetzt wird. Bei der Beschickung eines Hochofens folgt je eine Schicht aus Möller auf eine Koksschicht.
Warum ist der Hochofen Tag und Nacht in Betrieb?
Und ein Hochofen ist deshalb rund um die Uhr an, weil das Abkühlen und das erneute Aufheizen einfach sehr lange dauern. Energieverbrauch. Es ist kostengünstiger ihn anzulassen als ihn auskühlen zu lassen und aufzuheizen.
Wie heißen die Zonen im Hochofen?
- 1 Verbrennungsvorgang.
- 2 Boudouard-Gleichgewicht.
- 3 Trocknungszone.
- 4 Indirekte Reduktionszone.
- 5 Direkte Reduktionszone.
- 6 Aufkohlungszone.
- 7 Schmelzzone.
- 8 Abstichzone.
Wie lange lebt ein Hochofen?
Moderne Hochöfen erreichen heute eine Lebensdauer von über 20 Jahren. Daher ist die richtige Materialwahl für die Ausmauerung des Hochofens eine der kritischsten Entscheidungen für die verantwortlichen Ingenieure. TYK hat verschiedene mikroporöse Carbon-SiC Qualitäten für diese hohen Anforderungen entwickelt.
Warum trennt sich Schlacke von Eisen?
Schlacke bezeichnet in der Metallurgie die glasig oder kristallin erstarrten nichtmetallischen Begleitphasen. ... Die Bezeichnung Schlacke hat sich zu Beginn der Erzverhüttung aus dem Verb „schlagen“ entwickelt, da in dieser Zeit die nichtmetallischen Begleitphasen durch Schlagen vom Metall (Luppe) getrennt wurden.
Wie wird der Kohlenstoffgehalt von Roheisen reduziert?
Erzeugung von Stahl aus Roheisen
Eine Entschwefelung findet meist bereits während des Transports der Schmelze im Stahlwerk statt und geschieht durch Zugabe von Calciumoxid, welches mit Eisensulfid zu Calciumsulfid reagiert (Kalkentschwefelung). Der Kohlenstoffgehalt wird durch das sogenannte Frischen reduziert.
Wo kommt Roheisen vor?
Roheisen wird im Hochofen durch die Reduktion von Eisenerzen gewonnen und für die Herstellung von Stahl und Gießereieisen (Gusseisen) verwendet. Nach Aluminium ist Eisen das häufigste auf der Erde vorkommende Metall.