Přímá redukce je zlomek redukci oxidů železa , který se vyskytuje ve vysoké peci přítomností koksu , zbytek - nepřímé redukce - je skutečnost, že v oxidu uhelnatého ze spalování koksu.
Je třeba také poznamenat, že mnoho oxidů neželezných kovů je tímto typem reakce ve vysoké peci redukováno. Tato reakce je tedy nezbytné pro fungování historických výrobních procesů neželezných kovů podle non oceli vysoké pece (tj vysokých pecí určených k výrobě feromangan , ferosilicia , atd. , Které zmizely).
Tento název má tedy význam přesně v rozporu s většinou procesů výroby oceli s přímou redukcí , kdy se oxidy železa přeměňují na předem redukovanou železnou rudu plyny.
U vysoké pece odpovídá přímá redukce redukci oxidů uhlíkem koksu. V praxi probíhá přímá redukce významným způsobem pouze u posledního kroku redukce železa ve vysoké ocelové peci, a to účastí na redukci wustitu (FeO) na železo. V tomto přesném případě je chemická reakce napsána triviálně: FeO + C → Fe + CO spotřeba 155,15 kJ / mol
„Avšak v pevném stavu při nepřítomnosti plynů téměř nedochází k žádné reakci, dokonce ani mezi jemně mletými prášky železné rudy a uhlí. Jinými slovy se zdá jisté, že reakce je prováděna plyny “ . To znamená, že přímá redukce s největší pravděpodobností odpovídá sledu následujících reakcí:
FeO + CO → Fe + CO 2 produkující 17,45 kJ / mol (redukce CO)
CO 2 + C ⇌ 2 CO spotřeba 172,45 kJ / mol ( Boudouardova rovnováha )
Tím, že se přibližně polovina podílí na transformaci wustitového FeO na železo, odstraní tato reakce 30% celkového dodaného kyslíku hlavně ve formě oxidu železitého Fe 2 O 3. Tento způsob redukce wustitu je velmi endotermický, zatímco redukce oxidů železa CO je mírně exotermická (+ 155,15 kJ / mol proti - 17,45 kJ / mol ), je nutné jej co nejvíce omezit.
Tato reakce se však týká všech oxidů železa přítomných ve vysoké peci, ale také oxidů manganatých (II ), oxidu křemičitého ( SiO 2)), chromu , vanadu a titanu , které jsou ve vysokých pecích částečně redukovány. Tyto chemické reakce se poté zapíší:
MnO + C → Mn + CO spotřeba 282,4 kJ / mol při 1400 ° C (začíná nad 1000 ° C a týká se poloviny manganu přítomného v náplni)
SiO 2 + 2 C → Si + 2 CO konzumace 655,5 kJ / mol (začíná nad 1 500 ° C )
Chrómu a vanadu působí jako manganu, titanu, jako křemík . Pokud jde o ostatní oxidy železa, jejich přímá redukce má zanedbatelný význam. Toto je napsáno:
3 Fe 2 O 3 + C → 2 Fe 3 O 4 + CO konzumující 118 821 kJ / mol
Fe 3 O 4 + C → 3 FeO + CO spotřeba 209 256 kJ / mol
V neocelových vysokých pecích určených pro výrobu feroslitin je přímá redukce zásadní. Například pro výrobu feroniklu existují dvě přímé redukční reakce:
NiO + C → Ni + CO nad 445 ° C
FeO + C → Fe + CO nad 800 ° C
Přestože se nikl redukuje o něco snadněji než železo, není možné jej redukovat a odlévat nezávisle na železa.