1. Järnmalmreduktion (masugn):
Detta är det primära steget där järnmalm (huvudsakligen hematit, Fe₂o₃) reduceras till järnmetall.
Övergripande reaktion:
Fe₂o₃ (S) + 3CO (G) → 2FE (L) + 3CO₂ (G)
Steg-för-steg-reaktioner:
* reduktion av hematit till magnetit:
Fe₂o₃ (s) + co (g) → Fe₃o₄ (s) + co₂ (g)
* reduktion av magnetit till Wüstite:
Fe₃o₄ (s) + co (g) → 3Feo (s) + co₂ (g)
* reduktion av Wüstite till järn:
FEO (S) + CO (G) → Fe (L) + Co₂ (G)
2. Slaggbildning:
Föroreningar i järnmalmen, som kiseldioxid (Sio₂), reagerar med kalksten (caco₃) för att bilda slagg, som är en smält blandning av kalciumsilikat (casio₃).
Reaktion:
Caco₃ (s) → CaO (s) + co₂ (g)
Cao (s) + sio₂ (s) → casio₃ (l)
3. Grisjärn till stål:
Grisjärn, produkten från masugnen, innehåller föroreningar som kol, svavel, fosfor och kisel. Dessa föroreningar tas bort i en process som kallas ståltillverkning.
Grundläggande syrugustugn (BOF) Process:
Syre blåses in i det smälta grisjärn, oxiderar föroreningarna.
Reaktioner:
C (s) + o₂ (g) → co₂ (g)
S (S) + O₂ (G) → SO₂ (G)
4p (s) + 5o₂ (g) → 2p₂o₅ (s)
Si (S) + O₂ (G) → SIO₂ (S)
Electric Arc Furnace (EAF) Process:
Skrapmetall smälts och förfinas med elektriska bågar, som också tar bort föroreningar genom oxidation.
Reaktioner:
Liknar BOF -processen, men med olika energiinmatningar.
4. Legering:
För att producera specifika stålkvaliteter med önskade egenskaper läggs olika element som kol, mangan, krom, nickel och andra till det smälta stålet.
Reaktioner:
Dessa reaktioner är komplexa och varierar beroende på de specifika legeringselementen.
Obs: Dessa ekvationer representerar de viktigaste reaktionerna som är involverade i järnförfinering. Det sker många andra reaktioner och underreaktioner i processerna.
