«`html

Основные процессы доменной плавки

Процесс плавки

1. Образование чугуна

В доменной печи происходит восстановление железа из руды с образованием чугуна. Железная руда содержит окислы железа (Fe2O3, Fe3O4), которые восстанавливаются до металлического железа с использованием кокса (углерода):

Fe2O3 + 3C -> 2Fe + 3CO
Fe3O4 + 4C -> 3Fe + 4CO

2. Образование шлака

Помимо чугуна, при доменной плавке образуется шлак. Шлак представляет собой расплавленный материал, содержащий примеси из руды и кокса. Примеси удаляются из чугуна и переходят в шлак.

3. Выплавка чугуна

Чугун и шлак разделяются по плотности и вытекают из печи через отдельные отверстия:

Чугун — через чугунную летку
Шлак — через шлаковую летку

Процесс восстановления

1. Непрямое восстановление

В доменной печи восстановление железа происходит непрямым методом, с использованием монооксида углерода (CO):

Fe2O3 + CO -> 2FeO + CO2
FeO + CO -> Fe + CO2

2. Прямое восстановление

Небольшая часть железа восстанавливается прямым методом, с использованием углерода:

Fe2O3 + 3C -> 2Fe + 3CO
FeO + C -> Fe + CO

Процесс окисления

1. Окисление углерода

Углерод из кокса окисляется кислородом из воздуха, образуя углекислый газ (CO2):

C + O2 -> CO2

2. Окисление кремния и марганца

Кремний и марганец, содержащиеся в руде и коксе, окисляются кислородом, образуя оксиды SiO2 и MnO:

Si + O2 -> SiO2
Mn + O2 -> MnO

Другие процессы

1. Образование теплоты

При окислении углерода, кремния и марганца выделяется большое количество теплоты. Эта теплота используется для нагрева печи и протекания плавки.

2. Реакции с известняком

Известняк (CaCO3) добавляется в печь для связывания примесей, таких как оксиды кремния и алюминия. Известняк разлагается на оксид кальция (CaO) и углекислый газ (CO2):

CaCO3 -> CaO + CO2

Оксид кальция вступает в реакции с примесями, образуя шлаки:

CaO + SiO2 -> CaSiO3
CaO + Al2O3 -> CaAl2O4

3. Образование колошника

В верхней части доменной печи находится колошник, заполненный рудой, коксом и флюсами. По мере опускания материалов вниз печи кокс сгорает, а руда восстанавливается.

«`