«`html

Окислительный процесс в доменной печи

Введение

Доменная печь является основным агрегатом для производства чугуна. Окислительный процесс, происходящий в доменной печи, является одним из важнейших этапов производства чугуна. От правильного протекания окислительного процесса зависит качество получаемого металла и экономические показатели процесса производства.

Низ печи

1. Горение кокса

Горение кокса в доменной печи протекает в три этапа:

1. Разогрев кокса до температуры воспламенения.
2. Пиролиз кокса с образованием летучих веществ и углерода.
3. Горение летучих веществ и углерода с образованием оксида углерода(II) и тепла.

• Тепло, выделяющееся при горении кокса, используется для нагрева и расплавления железорудных материалов и флюсов.
• Оксид углерода(II), образующийся при горении кокса, является основным восстановителем в доменной печи.

2. Горение углерода вдуваемого топлива

Вдуваемому топливу отводится роль вспомогательного горючего и восстановителя в доменной печи. Основными видами вдуваемого топлива являются природный газ, мазут и угольная пыль.

Горение углерода вдуваемого топлива с расплавленным железом приводит к интенсификации процесса удаления кремния и марганца из чугуна, а также к повышению содержания углерода в чугуне.

Средняя часть печи

1. Непрямое восстановление оксидов железа

Непрямое восстановление оксидов железа оксидом углерода(II) является основным процессом, происходящим в средней части доменной печи. Реакция непрямого восстановления протекает следующим образом:

«`
Fe₂O₃ + CO ⇄ 2 FeO + CO₂
FeO + CO ⇄ Fe + CO₂
«`

В результате непрямого восстановления оксидов железа образуется твердое железо, которое переходит в жидкую фазу и стекает в горн доменной печи.

2. Образование шлака

Шлак образуется в доменной печи в результате взаимодействия оксидов железа с флюсами, которые добавляются в печь для понижения температуры плавления шлака и удаления вредных примесей из чугуна.

Основными компонентами шлака являются оксиды кальция, магния, кремния и алюминия.

Верх печи

1. Прямое восстановление оксидов железа

Прямое восстановление оксидов железа водородом является основным процессом, происходящим в верхней части доменной печи. Реакция прямого восстановления протекает следующим образом:

«`
Fe₂O₃ + 3 H₂ ⇄ 2 Fe + 3 H₂O
FeO + H₂ ⇄ Fe + H₂O
«`

В результате прямого восстановления оксидов железа образуется твердое железо, которое переходит в жидкую фазу и стекает в горн доменной печи.

2. Газообразные реакции

В верхней части доменной печи протекают многочисленные газообразные реакции. К ним относятся реакции горения оксида углерода(II) и водорода, реакции восстановления оксидов железа и другие реакции.

Эти газообразные реакции оказывают существенное влияние на распределение температуры и концентрации газов в доменной печи.

Факторы, влияющие на окислительный процесс в доменной печи

На окислительный процесс в доменной печи оказывают влияние следующие факторы:

• Состав и свойства шихтовых материалов.
• Температурный режим печи.
• Давление в печи.
• Интенсивность дутья.
• Состав и свойства дутья.
• Конструкция печи.

Заключение

Окислительный процесс в доменной печи является сложным и многостадийным процессом. От правильного протекания окислительного процесса зависит качество получаемого чугуна и экономические показатели процесса производства.

Изучение и совершенствование окислительного процесса в доменной печи является одним из важнейших направлений развития металлургической промышленности.

«`