Eisen Refera in CHemie

1. Eisen
Harun Dastekin

2. cmap

3. Ursprung des Wortes „Eisen“
Ich zitiere Wikipedia:
Eisen (mhd. isen; vergleichbar mit kelt. isara ‚kräftig‘, got. eisarn und
aiz, lateinisch aes ‚Erz‘)[A 1] ist ein chemisches Element mit dem
Elementsymbol Fe (lateinisch ferrum, ‚Eisen‘) und der Ordnungszahl
26. Es zählt zu den Übergangsmetallen, im Periodensystem steht es
in der 8. Nebengruppe (Eisen-Platin-Gruppe), nach der neuen
Zählung in der Gruppe 8 oder Eisengruppe.
Aus Knaurs Lexikon für Symbole:
Eisen, in der Kulturgeschichte der Menschheit ein noch
junges Gebrauchsmetall ,repräsentiert in den Mythen von den
Weltzeitaltern die letzte Stufe einer Entwicklung,
das einst mit dem goldenen Zeitalter begonnen haben soll.
Es ist dem Kriegsgott Mars (griech. Ares) zugeordnet,
und der rötliche Rost erinnert an die Blutfarbe.

4. Geschichte
Beginn
Eisenzeit
Rennofen
Ende der Hochofen
Eisenzeit (neu)

5. ÊRZE
Bestandteile des Hochofenprozesses
Erz

6. Hochofen Prozess
Geeignete Erze sind welche mit 60% Eisen
Andere Mineralische Bestandteile nennt man Gangart
Es muss Stückiges Erz sein um das Strömen
der Gase zu Vereinfachen d.h. am besten sind Pellets
Sinteranlagen verarbeiten feinkörniges Erz
zu gröberen Stücken

7. Eisen kommt in der Natur nicht Elementar vor
Eisenerz : Gemenge aus chemischen Verbindungen
des Eisens mit nicht eisenhaltigen Gesteinen
Wichtige Eisenerze sind z.B.:
Magnetit (72 % Fe) Hämatit (70 % Fe) Siderit (48% Fe)
Fe3 O4 Fe2 O3 Fe CO3
Pyrit (46 % Fe)
FeS2

8. Magnetit (72 % Fe)
Fe3 O4

9. Hämatit (70 % Fe)
Fe2 O3

11. Pyrit (46 % Fe)
FeS2

12. Bestandteile des Hochofenprozesses
KOKS

13. Koks: Brennstoff mit bis zu 93% Kohlenstoff und
einem Heizwert von 23–31 MJ/kg.
Es erfüllt drei Aufgaben:
Zum einen dient es der Reduktion des Eisenoxids
FeO + CO → Fe + CO2 ΔH0= -17kJ/mol
Zum anderen liefert es die notwendige Reaktionswärme
für den genannten Reduktionsvorgang.
Und zuletzt sorgt es für die gleichmäßige Durchlüftung
der Aufgeschichteten Säule aus Erz, Zuschlägen und Koks.
Und verbessert das Abfließen der flüssigen Bestandteile
Erz + Zuschlag = Möller

14. Bestandteile des Hochofenprozesses
GAS

15. Gas: Luft
Durch das einblasen von Luft in den Hochofen
bleibt der Prozess erhalten.
Der Hochofen ist ein Gegenstromreaktor:
Material läuft von oben nach unten (durch den „Reaktor“).
Die entstehenden Reaktionsgase strömen von unten nach oben.
Diese entstehenden Gichtgase werden oben an der Gicht entnommen,
gereinigt und zur weiteren Verwendung
der chemischen Industrie zugeführt (Heißlufterzeugung).

16. Reaktionen im Hochofen
Aufbau

17. Chemie Oberstufe. gesamtbd. Cornelsen Verlag

18. Aufbau des Hochofens
In der Vorwärmezone werden Eisenerz, Koks und Zuschlag
vom Durchstörmenden Gas getrocknet und Vorgewärmt.
In der Reduktionszone wird Eisenoxid durch CO und C reduziert.
Das dabei entstehende Eisen ist noch fest.
In der Kohlungszone bildet sich ein Eisen-Kohlenstoffgemisch, dessen
Schmelzpunkt bei etwa 1100 – 1200 Grad C liegt.
In der Schmelzzone verbrennt der Koks an der
eingeblasenen Luft und bringt das Eisen-
Kohlenstoffgemisch zum Schmelzen.
Restliche Eisenverbindungen werden von CO und C
zu Eisen reduziert.

19. Zuschläge werden hinzugemischt , damit die
sogenannte Gangart schmilzt und als Schlacke
abgetrennt wird.
Gichtgast besteht aus 60% Stickstoff, 20 % CO
sowie Wasserstoff und Methan.
Es wird zum Aufheizen der Luft verwendet

20. Reaktionen im Hochofen
Chemie

21. http://www.chempage.de/lexi/stahl.htm

22. Reaktionen im Hochofen
Einströmende Luft verbrennt Koks zunächst zu CO:
2 C + O2  2 CO; -∆H
Erzschicht wird vom aufsteigenden Kohlenstoffmonoxid reduziert:
Fe2O3 + 3 CO  2 Fe + 3 CO2; -∆H
In der nächsten Koksschicht wird das entstandene Kohlendioxid
wieder zu Kohlenstoffmonooxid reduziert:
CO2 + C 2 CO; +∆H
Dieser Vorgang wiederholt sich in den folgenden Schichten mehrmals

23. Chemie Oberstufe. gesamtbd. Cornelsen Verlag

25. Produkte aus dem Hochofen
Roheisen

27. Verwendung
Roheisen wird vorwiegend (bis zu 97 %) zur
Stahlherstellung verwendet.
werden.
Das restliche Roheisen (ca. 3 %) wird zur Herstellung
von Guss- bzw. Gießereieisen (graues Roheisen)
genutzt.
Das Roheisen enthält etwa 3-4%
Kohlenstoff.
Es ist deshalb spröde und nicht
schmiedbar

28. Reaktionen im Hochofen
GAS

29. Reaktionen im Hochofen
Schlacke

30. Quellen:
Quellen
Biedermann, Hans, Knaurs lexikon der Symbole,
Verlagsgruppe Weltbild: Augsburg 2002
http://www.Wikipedia.de
http://www.dillinger.de
Chemie Oberstufe. gesamtbd. Cornelsen Verlag
Arni, Arnold, Verständliche Chemie, 2. Aufl.,
WILEY-VCH Verlag: 2008
Chemie heute – Sekundarbereich I,
Schroedel Verlag: 2001 Braunschweig
http://www.wissenswerkstatt.net/2008/11/0
1/ist-die-wikipedia-zitierfaehig-der-umgang-
mit-wissenschaftlichen-quellen-
werkstattnotiz-126/
http://www.chempage.de/lexi/stahl.htm