Hochofen

Schachtofen zur Erzeugung von Roheisen durch Reduktion oxidischer Eisenerze mit Koks. Der Hochofen ist in ein Traggerüst eingebaut. An der Oberseite befindet sich die Gichtbühne zur Beschickung des Ofens mit Eisenerz, Koks und Zuschlägen (Kalkstein). Diese Beschickung wird Möller genannt. Seitlich im unteren Teil des Ofens wird Heißwind, das heißt in einem Winderhitzer erwärmte Luft, eingeblasen. Das flüssige Eisen und die gebildete Schlacke fließen unten am Hochofen ab. Das Gichtgas dient zur wechselseitigen Aufheizung der Winderhitzung (Regenerativheizung). Das Bild zeigt schematisch den Aufbau einer Hochofenanlage.

Im obersten Schachtbereich des Ofens wird der Möller getrocknet; dabei gehen hydroxidische Eisenerze in oxidische über. Beim Herabsinken im Schacht nimmt die Erwärmung zu. Im Temperaturbereich über 400 °C beginnt die Einwirkung des aus der Verbrennungszone aufsteigenden Kohlenmonoxids:

3Fe₂O₃ + CO → 2Fe₃O₄ + CO₂

Fe₂O₃ + CO → 2FeO + CO₂

Oberhalb 650°C wird FeO reduziert:

FeO + CO → Fe + CO₂

Das entstandene Kohlendioxid wird durch den Kohlenstoff des Kokses wieder reduziert:

CO₂ + C → 2CO

Dabei stellt sich ein Gleichgewicht

2CO ⇔ C + CO₂

(Boudouard-Gleichgewicht) ein. Bei etwa 1000 °C beginnt die sogenannte Kohlung, das heißt die Reduktion des noch vorhandenen Fe₂O₃ durch Kohlenstoff:

3Fe₂O₃ + C → 2 Fe₃O₄ + CO

Bei 1300 °C erfolgt schließlich die direkte Reduktion

Fe₃O₄ + C → 3FeO + CO FeO + C Š Fe + CO