回金属元素 93
©169. 〈鉄の製造〉
右図に溶鉱炉の構造を示す。溶鉱炉では下部から熱
風を高圧で吹き込み,コークスを燃焼させて, 鉄鉱石
の還元に必要な一酸化炭素を生成させる。製鉄に使わ
れる鉄鉱石の主成分は, Fe.Os (酸化鉄(I)) である。サイ
高温の一酸化炭素ガスが炉内を上昇していくとき,
Fe:O。 を Fe:O3→ Fe:O4 → FeO→ Fe へと段階的に
還元していく。このようにして得られる鉄はa]と
よばれ,質量パーセント濃度 4%程度の炭素を含む。
|a]を転炉に移して, 溶融させた状態で コを吹
き込むと,a中の炭素が酸化されることで一酸化炭素および二酸化炭素が発生して,
炭素の質量パーセント濃度が0.02% から2%のc]とよばれる鉄が得られる。
(1) 下線部で, 一酸化炭素が発生する主な反応の化学反応式を書け。
(2) 図の領域①で Fe:O.4, 領域②で FeO, 領域③で Feが, 一酸化炭素との反応により生
成する。また,これらの反応において二酸化炭素が発生する。 ①~③の各領域で起こ
鉄鉱石
コークス
石灰石
高炉ガス
高炉ガス
Fe.O3
200℃
OFe.O。
500℃
② FeO
1200℃
③ Fe
-2000℃
熱風
熱風
転炉へ
a
T0.8+1S
Dee
る反応を化学反応式で記せ。
(3) 空欄|a~c]にあてはまる語句を書け。 [16 東京農工大改]
4)固体の純鉄を冷却すると, 面心立方格子構造のオーステナイトとよばれる鉄から、
体心立方格子構造のフェライトとよばれる鉄に変化する。面心立方格子構造の 1.00
cm°の鉄が体心立方格子構造に変化した場合の体積登有効数字3桁で求めよ。
レロン
(13 東北大)
V2 =1.41, V3 =1.73