1. Riduzione del minerale di ferro (Furn Furnace):
Questo è il passo principale in cui il minerale di ferro (principalmente ematite, fe₂o₃) è ridotto al metallo di ferro.
Reazione generale:
Fe₂o₃ (s) + 3co (g) → 2fe (l) + 3co₂ (g)
Reazioni passo-passo:
* Riduzione dell'ematite in magnetite:
Fe₂o₃ (s) + co (g) → fe₃o₄ (s) + co₂ (g)
* Riduzione della magnetite a Wüstite:
Fe₃o₄ (s) + co (g) → 3feo (s) + co₂ (g)
* Riduzione di Wütite in ferro:
FEO (S) + CO (G) → Fe (L) + Co₂ (G)
2. Formazione di scorie:
Impurità nel minerale di ferro, come la silice (siO₂), reagiscono con il calcare (caco₃) per formare scorie, che è una miscela fusa di silicato di calcio (Casio₃).
Reazione:
Caco₃ (s) → cao (s) + co₂ (g)
Cao (s) + siO₂ (s) → casio₃ (l)
3. Ghisa in acciaio:
Il ghisa, il prodotto dell'esplosione fornace, contiene impurità come carbonio, zolfo, fosforo e silicio. Queste impurità vengono rimosse in un processo chiamato fabbricazione in acciaio.
Processo di Oxygen Furnace (BOF):
L'ossigeno viene soffiato nella ghisa fusa, ossidando le impurità.
Reazioni:
C (s) + o₂ (g) → co₂ (g)
S (s) + o₂ (g) → so₂ (g)
4p (s) + 5o₂ (g) → 2p₂o₅ (s)
Si (s) + o₂ (g) → siO₂ (s)
Processo di fornace ad arco elettrico (EAF):
Il metallo di rottami viene fuso e raffinato usando archi elettrici, che rimuovono anche le impurità attraverso l'ossidazione.
Reazioni:
Simile al processo BOF, ma con diversi input di energia.
4. Lega:
Per produrre specifici gradi in acciaio con proprietà desiderate, vari elementi come carbonio, manganese, cromo, nichel e altri vengono aggiunti all'acciaio fuso.
Reazioni:
Queste reazioni sono complesse e variano a seconda degli elementi di lega specifici.
Nota: Queste equazioni rappresentano le principali reazioni coinvolte nella raffinazione del ferro. Ci sono molte altre reazioni e sotto-reazioni che si verificano nei processi.
