Доменные процессы при выплавке чугуна

Доменная плавка является одним из основных процессов в металлургии, используемым для получения чугуна. Это сложный процесс, включающий несколько различных доменов:

1. Подготовка шихты

Шихта — это смесь материалов, подаваемых в доменную печь.
Она состоит из:
Железной руды — источника железа
Кокса — источника углерода
Флюса — для удаления примесей из расплава

2. Загрузка шихты

Шихта загружается в доменную печь сверху.
Загрузка осуществляется в соответствии с определенным порядком для обеспечения правильного распределения материалов в печи.

3. Нижний домен

Воздух, предварительно нагретый, вдувается в нижнюю часть печи через фурмы.
Воздух реагирует с коксом, образуя углекислый газ (CO2).
Углекислый газ реагирует с раскаленным коксом, образуя монооксид углерода (CO).

4. Средний домен

Монооксид углерода поднимается вверх через шихту.
Он реагирует с оксидами железа в руде, восстанавливая их до металлического железа.
Реакции экзотермичны и выделяют тепло.

5. Верхний домен

Железная руда полностью восстанавливается, а образовавшееся железо стекает к нижней части печи.
В верхней части печи восстанавливаются другие элементы, такие как марганец и кремний.
Поток газов из печи используется для предварительного нагрева воздуха.

6. Выпуск чугуна и шлака

Иногда выплавленный чугун выпускают из печи.
Вместе с чугуном выпускается шлак — побочный продукт, состоящий из примесей, удаленных из расплава.

7. Спуск шлака

Шлак имеет меньшую плотность, чем чугун, и поэтому он поднимается на поверхность.
Шлак периодически выпускают из печи.

8. Отливка чугуна

Выпущенный чугун разливают в чушки или слитки.
Чушки используются в качестве сырья для производства стали, а слитки — для производства чугунного литья.