虽然说氧化铁和碳混合在一起,但是氧化铁被还原后的铁单质因为高温直接变成铁水了,怎么会把碳混进来呢?


目测题主是个一直读书的学生,没有接触到工业生产,还没有建立实验室实验和工业化生产的区别的概念。

生产铁的基本原理很简单,铁的氧化物在高温下被还原剂还原生成单质铁,还原剂可以是炭粉、一氧化碳或者氢气,这属于初中化学就学过了的。初中化学中还专门有各种相关的实验,考试中也经常拿相关实验设备、操作步骤、实验现象等知识点来折磨学生。这些实验长这样:

这样:

这些实验中老师们提前告知的实验方案,各种形状可爱的瓶瓶罐罐,以及伸手可得的高纯试剂,让没有社会经验的学生以为纯铁的生产不过是一件稀松平常的事情。

然而,实验中的反应物和生成物是以克为单位的,哪怕要制作一口家里做饭的大黑铁锅,如果用实验室里这点东西来弄,也得干到地老天荒。

现实中用来工业化大规模生产铁的「试管」叫高炉,是这样的:

这样的:

高炉本体是这样的:

高炉附带的其他系统是这样的:

实物是这样的:

反应产物的排出操作是这样的:

现在再考虑一下原问题吧。


高炉中的焦炭是过量的,在炉缸中心会有一个焦炭柱支撑著上部炉料的重量,焦炭会充分溶解在铁水中,基本达到溶解饱和


因为炼铁时里面本来就有杂质 啊


丿炼铁用了焦碳,石灰,白云石粉,化渣剂,助熔剂等。这些物质都会残留在铁水中特别是碳、硅、氧元素。理论上的纯铁软还特别容易氧化没有用途,叫它生铁是与钢区分,主要指标是碳含量在1.5%以上是生铁。


首先铁和 钢的区别是含碳量

高炉中碳作为 支撑 还原,两大最重要作用,与铁水密切接触导致含碳高


我是做材料的,并不是做冶金的,只能给你一些浅显的回答。

碳在铁水中是有较高的溶解度的,为了将铁矿石充分还原需要加入过量的碳,所以铁水中会溶解很多的碳,直接浇铸获得的自然就是铸铁。

以现在经典的钢铁冶炼工艺为例,解释下如何获得钢,首先在铁水中吹入氧气,生成二氧化碳逸出。这样铁水中的氧含量就会过高,需要再加入铝进行脱氧,生成氧化铝浮在钢水表面。


网上铁碳相图挺多的,感兴趣可以搜一下。本科专业如果跟机械相关,一定会学习铁碳相图(如下图)。化学、材料类的会学各种相图。


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