碳化鐵性質、用途與生產工藝
碳化鐵，又稱滲碳體，具有高化學穩定性、不自燃、對二次氧化不敏感、自身的硫、磷等有害雜質含量低等優點，同時作為一種新型的直接還原產品，不但具備直接還原鐵 (DRI)的特點, 而且在產品存儲 、冶煉和環保等方面具有 DRI不可比擬的優點，和高爐煉鐵相比，其生產減少了燒結、焦化等過程的投資和環境污染，因此，在電弧爐、轉爐和鋼包等方面得到了廣泛的應用，同時還可以作為催化劑應用于石油化工、汽車尾氣處理等領域。
灰色立方系晶體。熔點1837℃，相對密度7.694。莫氏硬度為6、燒結碳化鐵的維氏硬度950公斤/毫米2。不溶于冷、熱水和稀酸，溶于熱濃鹽酸，生成氫氣、甲烷、乙烷、乙烯和其他較復雜烴類的混合物及游離碳。不與干燥空氣作用。在潮濕空氣中氧化生成氧化鐵和碳。
其主要成分為Fe3C，其余為脈石和鐵氧化物。碳化鐵的成分如表1所示。
表1為碳化鐵的成分
生產碳化鐵的基本原理是將鐵礦石 ( Fe2O3)送進具有一定溫度、壓力的流化床反應器中，通入預熱的工業氣體 (含CO、CO2、CH4、H2和H2O蒸氣 )與其發生反應 ,生成碳化鐵。 其化學反應式為:
3Fe2O3+ 5H2+ 2C H4= 2Fe3 C+ 9H2O
圖2為碳化鐵的生產工藝流程
按還原鐵礦所用氣體種類可將生產碳化鐵的工藝分為 CH4-H2、 CO-H2和 CO-CO2-H2三個系列。
(1)CH4-H2系
在固定床和流化床內，在 923～ 1223 K的溫度 下， 通 以3. 33×10- 5m3/s流速的 CH4-H2 系混合氣體，其中H4 /H2 的比值為 40/60、溫度 1023K。在這種條件下，絕大部分還原鐵在 30min內都轉變成碳化鐵(Fe3C)。
(2)CO-H2系
在常壓下利用低硫 CO-H2混合氣體在內徑 22 mm的流化床內還原粒度為 0.15～0. 21 m m的鐵礦石，成功得到了碳化鐵。
(3)CO-CO2 -H2系
將20g礦石裝入鑰制吊籃置于反應爐中，在N2氣氛下升溫至預定溫度后恒溫。根據所需配比將H2，CO和CO2按體積流量混合均勻，洗氣后通過 CO，CO2 FG A-016C 紅外分析儀確定還原氣體成分無誤，當礦石 恒重后，以流量1.0 L/m in 的還 原氣體代替氮氣通入反應爐即得。
1.為鋼鐵的重要組分，同時可以做煉鋼過程中的增碳劑和冷卻劑。
2.作為催化劑廣泛應用于石油化工、汽車尾氣處理等領域。
有關碳化鐵的概述、理化性質、用途、制備方法等是由Chemicalbook的丁紅編輯整理。（2015-11-23）
碳化鐵
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