Химические процессы в доменной печи

Доменная печь является основным агрегатом для производства чугуна. В ней происходят следующие химические процессы:

1. Окисление кокса

Кокс сгорает в области горна доменной печи, выделяя газообразную смесь, известную как доменный газ. Основными компонентами доменного газа являются монооксид углерода (CO) и двуокись углерода (CO2).

2. Восстановление железа из руды

Руда оксидов железа, загруженная в верхнюю часть доменной печи, восстанавливается до металлического железа. Восстановление происходит в основном за счет монооксида углерода:

«`
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
«`

3. Удаление примесей из руды

Примеси, такие как кремний, марганец, фосфор и сера, содержащиеся в руде, восстанавливаются или химически связываются с другими веществами в доменной печи.

4. Образование шлака

Флюсы, такие как известняк, добавляются в доменную печь для удаления примесей из руды и кокса. Флюс реагирует с примесями, образуя жидкий шлак. Шлак легче железа, поэтому он всплывает и отделяется от чугуна.

5. Легирование чугуна

Для изменения свойств чугуна в доменную печь могут быть добавлены легирующие элементы, такие как ферросилиций, ферромарганец и другие.

6. Производство доменного газа

Доменный газ, выделяемый при горении кокса, является ценным побочным продуктом доменного производства. Он используется для нагрева воздуха для дутья и для других промышленных целей.

Итоговая реакция

Общим химическим уравнением, описывающим процессы, происходящие в доменной печи, является:

«`
Fe2O3 + CO + CaCO3 → 2Fe + CO2 + CaO
«`

Где CaCO3 представляет собой известняк, а CaO — образовавшийся шлак.