환원실험

(2) C-O 계 반응 고로 내에서 화학반응을 이해하려면 먼저 C-O간의 반응을 알 필요가 있다. C는 과잉 의 O2와 반응하면, C+O2=CO2+97.0kcal ------------ 식1 와 같이 연소하여 많은 열을 발생한다. 고로의 풍구 앞에서는 이 반응이 먼저 일어난다. 다음에 이 CO2는 과잉의 C와 반응하여 CO가 되면서 급열 한다. CO2+C=2CO-38.2kcal ----------- 식2 즉, 풍구에서 들어간 O2는 결국 식들로부터 다음과 같이 CO가 되어 노내를 상승한다. 2C+O2=2CO+58.8kcal ----------- 식3 식2는 CO2+C↔2CO와 같이 가역반응이며, 고로 내에서는 온도와 압력에 따라 어느 방 향으로도 진행하며 오른쪽 방향을 carbon solution 또는 solution loss, 왼쪽 방향을 carbon deposition 반응이라고 한다. 이 반응에 상측을 적용하면 다음과 같이 2변계가 된다. 자유도=성분의 수+2-상의 수=2+2-2=2 즉, 이 계는 압력이 일정하면 온도와 성분 사이에 일정한 평형관계가 성립한다. (3) Fe-C-O 계 반응 철의 산화물은 CO에 의하여 다음과 같이 환원된다(반응열의 단위는 [kcal/mol]) 3Fe2O2+CO=2Fe3O4+CO2+12.65 ------- - 식4 Fe3O4+CO=3FeO+CO2-6.25 ---------- 식5 logKFe3O4=log(pCO2/pCO)=-1373/T-0.34logT+0.41×10-3T+2.30 FeO+CO=FeCO2+3.33 -------------- 식6 logKFeO=log(pCO2/pCO)=+381/T-2.11logT+0.39×10-3T+5.36 Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2+3.74 ----------- 식7 logKFe3O4=log(pCO2/pCO)=+170/T-0.22 식 4는 고온에서 CO2가 거의 100%의 곳에서 평형에 이르므로 그 평형관계는 정확히