転炉の役割
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/13 01:49 UTC 版)
転炉の役割の1つは、溶銑中にある炭素を取り除く脱炭である。高炉で使われる還元剤は、コークス中の炭素および一酸化炭素ガスなので、還元と同時に浸炭が起こってしまい、高炉で得られる銑鉄は約4%の炭素を含む。転炉内の銑鉄に空気や酸素を主体とするガスを吹き付けると、銑鉄に含まれる炭素が燃えて失われ溶鋼へと転換される。 また、もう1つの重要な役割は銑鉄に含まれる不純物の除去である。転炉内に吹き付けた酸素は、溶銑中にあるケイ素やリン、マンガンなどと反応して、それぞれ二酸化ケイ素 SiO2 やリン酸イオン PO43− を生成する。比重の違いのため、不純物を含んだスラグは溶鋼の上に浮かぶ。このようにして、スラグと溶鋼を分離できる。その後、スラグを除去することによって、銑鉄に含まれていた不純物をまとめて除去できる。 転炉内で起こる主な酸化反応式は以下のとおりである。 炭素の除去 C + 1 2 O 2 ⟶ C O {\displaystyle \mathrm {C+{\frac {1}{2}}O_{2}\longrightarrow CO} } C + F e O ⟶ C O + F e {\displaystyle \mathrm {C+FeO\longrightarrow CO+Fe} } C + O 2 ⟶ C O 2 {\displaystyle \mathrm {C+O_{2}\longrightarrow CO_{2}} } ケイ素の除去 S i + O 2 ⟶ S i O 2 {\displaystyle \mathrm {Si+O_{2}\longrightarrow SiO_{2}} } S i + 2 F e O ⟶ S i O 2 + 2 F e {\displaystyle \mathrm {Si+2FeO\longrightarrow SiO_{2}+2Fe} } リンの除去 P + 3 2 O 2 − + 5 4 O 2 ⟶ P O 4 3 − {\displaystyle \mathrm {P+{\frac {3}{2}}O^{2-}+{\frac {5}{4}}O_{2}\longrightarrow PO_{4}^{3-}} } P + 3 2 O 2 − + 5 2 F e O ⟶ P O 4 3 − + 5 2 F e {\displaystyle \mathrm {P+{\frac {3}{2}}O^{2-}+{\frac {5}{2}}FeO\longrightarrow PO_{4}^{3-}+{\frac {5}{2}}Fe} } マンガンの除去 M n + 1 2 O 2 ⟶ M n O {\displaystyle \mathrm {Mn+{\frac {1}{2}}O_{2}\longrightarrow MnO} } スラグ内の反応 C a O ⟶ C a 2 + + O 2 − {\displaystyle \mathrm {CaO\longrightarrow Ca^{2+}+O^{2-}} } S i O 2 + 2 O 2 − ⟶ S i O 4 4 − {\displaystyle \mathrm {SiO_{2}+2O^{2-}\longrightarrow SiO_{4}^{4-}} } F e t O ⟶ ( 2 − 2 t ) F e 3 + + ( 3 t − 2 ) F e 2 + + O 2 − {\displaystyle \mathrm {Fe_{t}O\longrightarrow (2-2t)Fe^{3+}+(3t-2)Fe^{2+}+O^{2-}} } なお、高温になると鉄は酸素と化合しにくくなるので、以下の反応はあまり起こらない。 F e + 1 2 O 2 ⟶ F e O {\displaystyle \mathrm {Fe+{\frac {1}{2}}O_{2}\longrightarrow FeO} }
※この「転炉の役割」の解説は、「転炉」の解説の一部です。
「転炉の役割」を含む「転炉」の記事については、「転炉」の概要を参照ください。
- 転炉の役割のページへのリンク
