Процесс получения чугуна в доменных печах

Доменная печь — промышленный комплекс для выплавки чугуна из железных руд.

Исходные материалы:

Железная руда (магнетит, гематит, бурый железняк)
Кокс (топливо)
Флюс (вещество, способствующее плавлению пустой породы)

Процесс:

1. Загрузка печи: Исходные материалы загружаются в верхнюю часть печи.

2. Воздуходутие: Подача горячего воздуха через фурмы в нижнюю часть печи.

3. Коксование: Кокс горит в присутствии горячего воздуха, образуя угарный газ (CO).

4. Восстановление руды: Угарный газ поднимается вверх по печи и восстанавливает оксиды железа в руде до металлического железа.

5. Образование чугуна: Восстановленное железо капает вниз по печи, вступая в реакцию с углеродом из кокса и образуя жидкий чугун.

6. Отделение шлака: Флюс образует шлак, который плавится и отделяется от чугуна.

7. Выпуск чугуна и шлака: Жидкий чугун и шлак выпускаются из разных отверстий в нижней части печи.

Реакции:

Восстановление руды:

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

Образование чугуна:

Fe + C → FeC (углерод растворяется в железе)

Превращение углерода:

2CO → CO2 + C (коксование)
C + O2 → CO2 (горение кокса)

Продукты:

Чугун: жидкость, содержащая железо, углерод и другие примеси.
Шлак: отход, содержащий пустую породу.
Доменный газ: побочный продукт, используется в качестве топлива.