Анализ фазовых равновесий в системе «оксиды железа – углерод – CO – CO2»

Abstract

При расчетах равновесных параметров, реализующихся при восстановлении оксидов железа в атмосфере «CO – CO2» в присутствии углерода, использовались термодинамические характеристики реакций восстановления оксидов железа, реакции газификации углерода и диаграмм состояния «железо – кислород» и «железо – углерод». Определены не только состав газовой фазы, но и составы конденсированных фаз (вюстита и насыщенного углеродом железа). Температура полного восстановления железа 955 К. Равновесная температура появления жидкого железа при косвенном восстановлении оксидов железа около 1427 К. Получающееся при восстановлении железо насыщено углеродом, равновесная концентрация которого при температурах выше 955 К соответствует диаграмме состояния «железо – углерод». Термодинамические параметры процессов цементации железа и обезуглероживания сталей и чугунов согласуются с равновесной фазовой диаграммой системы «FeO1+x – Fe – CO – CO2FeO1+x – углерод». At calculations of the equilibrium parameters realized at reduction of iron oxides in an atmosphere «CO – CO2» in presence of carbon, thermodynamic characteristics of reactions of reduction of oxides, reaction of gasification of carbon and phase diagrams of “iron – oxygen” and “iron – carbon” systems were used. Were determined not only compositions of the gas phase, but also compositions of the condensed phases (wustite and carbon-saturated iron). Temperature of full reduction of iron is 955 K. Equilibrium temperature of occurrence of liquid iron at indirect reduction of iron oxides is near 1427 K. The iron obtained by reduction is saturated by carbon, and its equilibrium concentration at temperatures above 955 K corresponds to the phase diagram of “iron – carbon” system. Thermodynamic parameters of processes of carburization of iron and decarburization of steels and cast irons correspond to the equilibrium phase diagram of the “FeO1+x – Fe – CO – CO2 – carbon” system.