Сущность доменного процесса производства чугуна:

Доменный процесс представляет собой химико-металлургический процесс, в котором железная руда восстанавливается до жидкого чугуна в доменной печи. Доменный процесс включает в себя следующие основные этапы:

1. Подготовка сырья:
Железная руда измельчается и обогащается для удаления примесей.
Кокс используется в качестве источника топлива и восстановителя.
Флюс (известняк) добавляется для удаления примесей и формирования шлака.

2. Загрузка сырья в доменную печь:
Подготовленное сырье загружается в доменную печь через колошник.

3. Образование коксового столба:
Кокс образует столб в нижней части печи, который служит источником тепла и восстановителем.

4. Восстановление руды:
При прохождении руды через коксовый столб, она восстанавливается углеродом из кокса за счет химических реакций.
Восстановленное железо диффундирует и собирается в жидкий чугун.

5. Образование шлака:
Примеси, присутствующие в руде и коксе, взаимодействуют с флюсом и образуют расплавленный шлак.
Шлак меньше по плотности, чем чугун, и всплывает вверх.

6. Получение чугуна и шлака:
Жидкий чугун и шлак стекают в горн печи.
Чугун выпускается через летку, а шлак выпускается через шлаковую летку.

Химические реакции:

Основная реакция доменного процесса:

«`
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
«`

где:

Fe2O3 — железная руда (оксид железа)
СО — монооксид углерода (восстановитель)
Fe — жидкий чугун
СО2 — диоксид углерода (продукт реакции)

Другие важные реакции включают:

Образование шлака: CaO + SiO2 → CaSiO3 (силикат кальция)
Горение кокса: C + O2 → CO2