«`html

Основные химические процессы в доменной печи

Подготовка шихты

Перед загрузкой в доменную печь сырье, состоящее из железной руды, кокса и флюсов, подвергается подготовке. Руда измельчается, а кокс перерабатывается в коксовый орех. Флюсы, такие как известняк, используются для связывания примесей в шлаке.

Загрузка шихты

Подготовленная шихта загружается в печь через загрузочное устройство. Верхняя часть печи, известная как колошник, имеет форму усеченного конуса, а нижняя часть, известная как горн, имеет цилиндрическую форму.

Химические реакции в печи

По мере движения шихты вниз по печи происходят различные химические реакции. Эти реакции можно разделить на три основных этапа:

Восстановительные реакции

В нижней части печи кокс реагирует с кислородом, образуя углекислый газ (CO2).
Углекислый газ поднимается вверх по печи и реагирует с раскаленным коксом, образуя угарный газ (CO).
Угарный газ является основным восстановителем в печи. Он реагирует с окислами железа в руде, восстанавливая их до металлического железа.


Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2


Окислительно-восстановительные реакции

По мере продвижения шихты вверх по печи она встречается с потоком горячих газов, поднимающихся от нижней части.
Эти газы содержат кислород, который окисляет часть металлического железа, образуя закись железа (FeO).
Закись железа затем реагирует с кремнием и марганцем, образуя силикат шлака и оксид марганца.


Fe + 1/2O2 → FeO
SiO2 + 2FeO → Fe2SiO4
MnO + FeO → MnO·FeO


Шлакообразование

Примеси в руде, такие как кремнезем (SiO2) и оксид кальция (CaO), реагируют с флюсами, образуя шлак.
Шлак плавится и образует защитный слой на поверхности расплавленного металла, предотвращая его окисление.


CaO + SiO2 → CaSiO3


Получение чугуна и шлака

По мере продвижения шихты вниз по печи она достигает зоны плавления. Здесь расплавленный чугун, содержащий металлическое железо, углерод и другие примеси, отделяется от шлака. Чугун сливается через леточку, а шлак снимается сверху печи.

Значение доменных печей

Доменные печи играют решающую роль в производстве стали, которая является жизненно важным материалом для современной экономики. Чугун, получаемый в доменных печах, используется для изготовления стали в сталеплавильных заводах. Без доменных печей производство стали было бы невозможно.

«`