3) Реакция газификации углерода

В присутствии твердого углерода при анализе восстановления окислов железаследует учитывать равновесие в системе С-СО-СО₂

СО₂+С=2СО-166,32 МДж.

Эту реакцию называют реакцией газификации углерода. При повышении давления равновесие сдвигается влево. Прямая реакция протекает при высоких температурах, поэтому она отличается высокой скоростью и быстрым достижением равновесия. Реакция распада окиси углерода протекает медленно, для достижения равновесия необходимо длительное время. Несколько катализирует процесс свежевосстановленное железо. Газ находится в доменной печи. Для достижения равновесия такого времени достаточно только в области высоких температур. Поэтому в этой области газ почти полностью состоит из окиси углерода, а в колошниковом газе, покидающем печь при t = 300С содержится 12-18% СО₂ и 22-28% СО и его состав сильно отличается от равновесного. Если бы в печи достигалось равновесие, то при давлении 98кПа и температуре ниже 650С не удалось бы получить FeO из Fe₃O₄ а при температуре ниже 685С не удалось бы получить Fe из FeO. В действительности же эти реакции возможны, поскольку равновесие не достигается.

4) Сравнение показателей доменной плавки и твердофазного процесса бескоксовой металлургии железа.

Доменное получение	Внедоменное получение
Возможности переработки бедных железных руд
Обеспечивает получение кондиционного чугуна из железных руд с любым содержание железа. Содержание железа влияет лишь на технико-экономические показатели процесса.	Металлизация бедных руд (применение для этих целей металлургии железа) может быть эффективна лишь для получения кричного железа и жидкого металла. Неэффективно получение частично металлизованных материалов (большое количество тепла на нагрев пустой породы и большой расход восстановителя) и губчатого железа (если пустой породы>2,5…3,0% - много шлака в ДСП , следовательно высокий расход электроэнергии).
Наличие примесей других элементов
Чугун имеет нормальный состав по S, но Cu, P, Si удалить невозможно	не удаляется практически ни один попутный элемент, кроме S (~30%). Т.е. все что было в руде попадает в сталеплавильный агрегат. В случае с жидким металлом – удаляется Zn и щелочи, десульфурация, Si, возможно P – зависят от режима процесса
Физические свойства руды
Переработка исключительно кускового материала (>3…5мм), следовательно, необходимо окускование руд (агломерация, производство окатышей).	При получении кричного и губчатого железа см. Доменное получение. Низкотемпературная металлизация измельченных руд возможна в специальных агрегатах (аппарат кипящего слоя). Для большинства способов внедоменного получения металла размер кусков руды значения не имеет.
Использование недефицитных видов топлива
Ничто кроме металлургического кокса применимо быть не может (т.к. свойства кокса сохраняются при высокой температуре). Отсутствие кокса влечет за собой смерть доменного производства.	Большинство известных технологий металлургии железа не требует в качестве компонента шихты кокса. Применяют восстановительные газы (в основном при производстве губчатого железа), недефицитные виды каменного угля, бурые угли и продукты их переработки, нефтепродукты (выбор топлива зависит от экономики и конъюнктуры региона).
Использование новых видов энергии
Применение атомной энергии и энергии плазмы не исключается	Наибольший эффект от атомной энергии и энергии плазмы достигается именно во внедоменном процессе, это резко повышает конкурентоспособность с доменном производством в обозримом будущем.

Несмотря на большое количество технических новинок в различных производственных переделах, технологической базой современной черной металлургии по-прежнему является металлургический цикл, основы которого были разработаны еще в прошлом столетии. Одним из главных звеньев металлургического цикла, определяющим его основные технико-экономические показатели, является коксодоменный передел и сопряженное с ним горно-обогатительное производство. Хотя в настоящее время опережающими темпами растет передельная мини-металлургия на базе электродуговой переплавки лома и совершенствуются многочисленные процессы получения металлизованного сырья на основе прямого восстановления железа (пвж), доменная печь в целом по-прежнему сохраняет роль главного агрегата по производству так называемого первородного металла.

Технология доменного процесса и конструкция печи совершенствовались на протяжении нескольких веков и достигли в настоящее время высокой степени эффективности. Этот процесс сегодня незаменим при крупномасштабном производстве передельного чугуна для последующей выплавки стали в кислородном конвертере, который сохраняет роль основного агрегата сталеплавильного передела. Гигантские доменные печи являются своеобразным символом не только большой металлургии, но и индустриальной мощи страны. Однако также очевидны и недостатки доменного процесса: использование дорогостоящего кокса в качестве энергоносителя и восстановителя и, следовательно, необходимость соответствующего коксохимического комплекса для его производства (при дефиците коксующихся углей); высокая капиталоемкость и энергоемкость доменного передела (на его долю вместе с рудообогащением и коксохимией приходится не менее половины капитальных затрат и около 70 % энергопотребления производственного цикла); весьма высокий уровень загрязнения окружающей среды (около 80 % вредных выбросов всего металлургического цикла). В мировой металлургии на протяжении 70 лет велись активные поиски и разработки процессов и агрегатов, позволяющих производить металл внедоменным способом из железной руды с использованием менее дефицитных энергоносителей и восстановителей с приемлемыми технико-экономическими параметрами. К настоящему времени имеется значительное число технологий внедоменного и бескоксового производства металла, получивших промышленное распространение.

Получение твердого продукта в процессе твердофазного восстановления с использованием в качестве восстановителя природного газа или - реже - энергетического угля достаточно подробно описано в технической литературе. Однако эти процессы, несмотря на то, что некоторые из них, например "мидрекс", достаточно широко используются в промышленном масштабе, к сожалению, не свободны от существенных недостатков. В частности, для твердофазной металлизации требуются определенные по качеству руды; использование дорогостоящего природного газа существенно снижает экономическую эффективность процесса; использование энергетического угля ухудшает качество продукта, получаемого в виде губки или порошка для последующей переплавки в дуговых печах.