A közvetlen redukció a kohókban koksz jelenlétében a vasoxidok redukciójának a töredéke , a többi - közvetett redukció - a koksz elégetéséből származó szén-monoxid ténye .
Azt is meg kell jegyezni, hogy sok nem-vas-oxid redukálódik az ilyen típusú reakciókban nagyolvasztóban. Ez a reakció ezért alapvető fontosságú, hogy a működéséhez a történelmi gyártási folyamatainak színesfémek által nem acélból nagyolvasztók (azaz nagyolvasztók szentelt a termelés Ferromangán , ferroszilíciumot , stb , amelyek eltűntek).
Ez a név, ezért van értelme pontosan ellentétben a legtöbb direkt redukcióval acélgyártási eljárások , ahol a vas-oxidok átalakítják előredukált vasérc gázok.
A kohó esetében a közvetlen redukció megfelel a koksz szénének oxidjainak redukciójának. A gyakorlatban a közvetlen redukció csak az acél kohóban az utolsó vasredukciós lépésnél történik jelentős mértékben, azáltal, hogy részt vesz a wustit (FeO) vasgá történő redukciójában . Ebben a pontos esetben a kémiai reakciót triviálisan írják: FeO + C → Fe + CO 155,15 kJ / mol fogyasztása
Azonban „szilárd állapotban alig van reakció a gázok hiányában, még a finomra őrölt vasérc és szénporok között sem. Más szavakkal, biztosnak tűnik, hogy a reakciót a gázok hajtják végre ” . Ez azt jelenti, hogy a közvetlen redukció valószínűleg a következő reakciók sorrendjének felel meg:
FeO + CO → Fe + CO 2 termelő 17.45 kJ / mól (csökkentés CO)
CO 2 + C ⇌ 2CO 172,45 kJ / mol fogyasztása ( Boudouard egyensúly )
Azzal, hogy részt körülbelül fél az átalakulás wustite FeO be vas, ez a reakció eltávolítja 30% a teljes oxigén mellékelt elsősorban a formájában a vas-oxid Fe 2 O 3. A wustit redukciójának ez a módja nagyon endoterm, míg a vasoxidok CO által történő redukciója kissé exoterm (+ 155,15 kJ / mol szemben - 17,45 kJ / mol ), ezért elengedhetetlen a korlátozása.
Ez a reakció azonban a kohóban található összes vas-oxidra vonatkozik, de a mangán (II) -oxidokra (Mno), a szilícium-dioxidra ( SiO 2) is.), króm , vanádium és titán , amelyek részlegesen redukálódnak a kohókban. Ezeket a kémiai reakciókat írjuk meg:
MnO + C → Mn + CO fogyasztása 282,4 kJ / mol át 1400 ° C-on (kezdődik fölött 1000 ° C-on és aggodalmak fele a mangán jelen a terhelés)
SiO 2 + 2 C → Si + 2 CO 655,5 kJ / mol fogyasztása ( 1500 ° C felett kezdődik )
A króm és a vanádium mangánként, a titán pedig szilíciumként működik . Ami a többi vas-oxidot illeti, közvetlen redukciójuk elhanyagolható. Ezt írják:
3 Fe 2 O 3 + C → 2 Fe 3 O 4 + CO fogyasztása 118,821 kJ / mol
Fe 3 O 4 + C → 3 FeO + CO 209 256 kJ / mol fogyasztása
A vasötvözetek gyártására szánt nem acél kohókban a közvetlen redukció alapvető fontosságú. Például a ferronickel előállításához két közvetlen redukciós reakció van:
NiO + C → Ni + CO 445 ° C felett
FeO + C → Fe + CO 800 ° C felett
Tehát, bár a nikkel valamivel könnyebben redukálódik, mint a vas, nem lehet redukálni és vasból önállóan önteni.