1. Reducción de mineral de hierro (alto horno):
Este es el paso principal donde el mineral de hierro (principalmente hematita, Fe₂o₃) se reduce a metal de hierro.
Reacción general:
Fe₂o₃ (s) + 3co (g) → 2fe (l) + 3co₂ (g)
reacciones paso a paso:
* Reducción de hematita a magnetita:
Fe₂o₃ (S) + Co (G) → Fe₃o₄ (S) + CO₂ (G)
* Reducción de magnetita a Wüstite:
Fe₃o₄ (S) + Co (G) → 3feo (S) + CO₂ (G)
* Reducción de Wüstite al hierro:
FEO (S) + CO (G) → Fe (L) + CO₂ (G)
2. Formación de escoria:
Las impurezas en el mineral de hierro, como la sílice (sio₂), reaccionan con piedra caliza (caco₃) para formar escoria, que es una mezcla fundida de silicato de calcio (Casio₃).
reacción:
Caco₃ (s) → cao (s) + co₂ (g)
CAO (S) + SIO₂ (S) → Casio₃ (L)
3. Pig Iron to Steel:
El hierro de cerdo, el producto del alto horno, contiene impurezas como carbono, azufre, fósforo y silicio. Estas impurezas se eliminan en un proceso llamado fabricación de acero.
Proceso de horno de oxígeno básico (BOF):
El oxígeno se integra en el hierro de cerdo fundido, oxidando las impurezas.
Reacciones:
C (S) + O₂ (G) → CO₂ (G)
S (S) + O₂ (G) → So₂ (G)
4p (s) + 5o₂ (g) → 2p₂o₅ (s)
SI (S) + O₂ (G) → SIO₂ (S)
Proceso de horno de arco eléctrico (EAF):
La chatarra se derrite y se refina utilizando arcos eléctricos, que también eliminan las impurezas a través de la oxidación.
Reacciones:
Similar al proceso BOF, pero con una entrada de energía diferente.
4. Aleación:
Para producir grados de acero específicos con propiedades deseadas, se agregan varios elementos como carbono, manganeso, cromo, níquel y otros al acero fundido.
Reacciones:
Estas reacciones son complejas y varían según los elementos de aleación específicos.
nota: Estas ecuaciones representan las principales reacciones involucradas en la refinación de hierro. Hay muchas otras reacciones y sub-reacciones que ocurren en los procesos.
