Доменный процесс — это сложный металлургический процесс восстановления железа из руды с получением чугуна и шлака в доменной печи.

Сущность процесса:

1. Подготовка шихты: Руда, кокс (топливо) и флюс (известняк) смешиваются и подаются в доменную печь.
2. Загрузка шихты: Шихта загружается в верхнюю часть печи через загрузочное устройство.
3. Горение кокса: Кокс сгорает в нижней части печи с горячим дутьем (воздухом, обогащенным кислородом). Образующийся углекислый газ (CO2) поднимается вверх.
4. Косвенное восстановление: По мере подъема углекислый газ превращается в угарный газ (CO) в результате реакции с раскаленным коксом. Этот угарный газ восстанавливает оксиды железа в руде, образуя железо и углекислый газ.
5. Прямое восстановление: В более высоких зонах печи железо также восстанавливается непосредственно коксом, образуя угарный газ.
6. Образование чугуна: Восстановленное железо плавится и собирается в нижней части печи, образуя чугун.
7. Образование шлака: Флюс реагирует с пустой породой в руде, образуя шлак — расплавленные неметаллические материалы. Шлак плавает поверх чугуна из-за его меньшей плотности.
8. Выпуск чугуна и шлака: Чугун и шлак периодически выпускаются из печи через отдельные выпускные отверстия.

Реакции:

Косвенное восстановление: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Прямое восстановление: Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
Образование шлака: CaCO3 → CaO + CO2 (флюс)
Реакции горения: C + O2 → CO2 (кокс)

В результате доменного процесса получается расплавленный чугун, который либо разливается в чушки для дальнейшего использования, либо поступает на сталеплавильные заводы.