Gleichgewichtsuntersuchungen über die Reduktions‐, Oxydations‐ und Kohlungsvorgänge beim Eisen. XI

Abstract

Mit 9 Figuren im Text 12. Der EinfluD der Oxyde des Siliciums, Titans und Phosphors auf die Reduktionsgleichgewichte In der Abhandlung IX dieser Serie berichteten R. SCHENCK, H. FRANZ und H. WILLECKE uber die Verschiebungen, welche die heterogenen Eisengleichgewichte durch die Oxyde MnO, CaO, ZnO und A1,0, erfahren. Solche zeigen sich stets, wenn die Oxyde des Eisens mit den zugesetzten Oxyden entweder Mischkristalle oder chemische Verbindungen einzugehen vermogen ; sie treten aber nicht zutage, wenn, wie beim Berylliumoxyd, solche Moglichkeiten nicht bestehen. Es war vorauszusehen, daI3 ganz ahnliche Beeinflussungen der Gleichgewichtslagen durch same Oxyde hervorgerufen werden konnen, welche das Eisenoxydul verschlacken. Besonders wichtig erschien uns die BeeinfIussung der Reaktionsgleichgewichte durch Kieselsaure, wegen der groDen metallurgischen Bedeutung dieser bei so vielen Vorgangen der Metallerzeugung und Metallveredlung auftretenden Schlackenkomponente. AuBer ihr haben wir noch das Titandioxyd und das Phosphorpentoxyd in unseren Untersuchungskreis einbezogen. Wie in der bereits zitierten Arbeit, in der wir mit basischen Oxyden operierten, haben wir das Eisenoxyd meist in drei verschiedenen Verhtiltnissen mit den Zusatzoxyden gemischt, dem reduktiven Abbau durch Kohlenmonoxyd unterworfen und die Lage der verschiedenen Gleichgewichtshorizontalen festgestellt. Wir sind uns klar dariiber, daI3 alle beobachteten heterogenen Gleichgewichte der GIms'schen Phasenregel unterworfen sind, daI3 aber unter den gewahlten Versuchsbedingungen eine Vereinfachung der Systeme dadurch eintritt, da13 in die Bodenphasen Kohlenstoff nicht oder so gut wie nicht eingeht und daD zwischen Atmosphare und Bodenkorpern nur Sauerstoff ausgetauscht wird. Eine weitere Vereinfaohung bedingt Z. snorg. u. sllg. Chem. Bd. 206. 9 1. 23,07O/, Fe,O, 76,93"/, SiO, angenahert Fe,O, + 10Si0,. 2. 7 2 , W J o 9 , 23,07'J, ,, ,, Fe,Oa + SiO,. 3. 89,05°/0 ,, 10,95°/0 ,, ,, 3Be,O, 4-SiO,. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 ausammengestellt ; wie eine groBere Zahl von Versuchen mit wechselnden Einsatzmengen zeigten, sind die Werte gut reproduzierbar. Noch besser als aus den Tabellen liifit sich das Charakteristische &us deren graphischer Wiedergabe (Fig. I, S. 133) entnehmen. Bei einem UberschuB von Siliciumdioxyd weicht der Verlauf der Abbauisotherme wesentlich von der des reinen Eisenoxyds ab. Eine Horizontale wird erst erreicht, wenn nahezu das gesamte Ferrieisen zu Ferroeisen reduziert ist und die Metallphase in die Erscheinung tritt. Die Silikatphase, neben der vielleicht noch freies Siliciumdioxyd auftritt, Bndert durch Aufnahme von Eisenoxydul stiindig ihre Konzentration und mit ihr verschieben sich auch die Gasgleichgewichte. Diese werden erst mit dem Suftreten der Metallphase konstant. Die Unabhangigkeit der Metall-Schlackengrenze vom Verhaltnis zwischen Eisenoxyd und Kieselsaure zeigt, da13 die Silikatphase eine ganz R. Elohenck, H. Franz u. A. Laymann. Gleichgewichtsuntersuchungen usw. 131 Einwir-Ladung Druck knngs-Nr.

An assessment of the Fe-O-Si system

“…In the present assessment, H, S, and C P at 298 K were taken from Robie et al [19] Schenck et al [20] and Cirilli [21] performed reduction experiments at 1173 K for various SiO 2 /Fe 2 O 3 ratios using CO 2 /CO gas mixtures. Darken [22] used the former investigation to help construct the low-temperature part of a log ( /P CO ) vs T diagram, for which his own measurements P CO2 gave the higher-temperature region.…”

Experimental Study and Thermodynamic Re-optimization of the FeO-Fe2O3-SiO2 System

“…9), Fe/SiO 2 ratios in slag at reducing conditions (Fig. 13b) [35][36][37] and symbols are experimental points [1,3,10,16,[18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29] Fig. 16 (Color online) Calculated univariant lines in the FeO-Fe 2 O 3 -SiO 2 system.…”

“…15 in the form of Log 10 [P(O 2 ), atm] versus 1/T (1/K) graph. [1,3,10,16,[18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29] As mentioned earlier, the description of the fayalite-spinel-tridymite equilibrium in the present study has been improved compared to that of the previous assessment [37] through the adjustment of the DH°2 98 and S°2 98 of fayalite. In addition, the slag-spinel-tridymite equilibrium at fixed P(O 2 ) has been improved and agrees well with previous [1,16] and present experimental data ( Table 2).…”

“…two solids). [1,3,10,16,[18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29] The experimental data were obtained using various experimental techniques including: (a) gas equilibration and quenching, followed by microstructural analysis, wet chemistry or EPMA; [1][2][3][4][5][6][7][8][10][11][12][13]15,17,20,[23][24][25] and (b) gas equilibration and various types of online measurement, such as, thermogravimetric technique, e.m.f. technique with zirconia solid electrolytes or gas analysis technique.…”

“…technique with zirconia solid electrolytes or gas analysis technique. [9,16,18,19,[21][22][23][26][27][28][29] The enthalpy of dissolution of solid SiO 2 in the FeO-Fe 2 O 3 melt at 1693 K (1420°C) was measured using a hightemperature calorimetry technique. [30,31] There are several comprehensive assessments of the FeO-Fe 2 O 3 -SiO 2 system available in the literature.…”