доменный процесс

Ответ от Ирина Рудерфер[гуру]
Доменная печь представляет собой сооружение высотой до 35 м. Загрузка шихты осуществляется сверху, через типовое загрузочное устройство, которое одновременно является и газовым затвором доменной печи.
Доменная печь состоит из пяти конструктивных элементов: верхней цилиндрической части - колошника, необходимого для загрузки и эффективного распределения шихты в печи; самой большой по высоте расширяющейся конической части - шахты, в которой происходят процессы нагрева материалов и восстановления железа из оксидов; самой широкой цилиндрической части - распара, в котором происходят процессы размягчения и плавления восстановленного железа; суживающейся конической части - заплечиков, где образуется восстановительный газ - монооксид углерода; цилиндрической части - горна, служащего для накопления жидких продуктов доменного процесса - чугуна и шлака.
В верхней части горна располагаются фурмы - отверстия для подачи нагретого до высокой температуры дутья - сжатого воздуха, обогащенного кислородом и углеводородным топливом.
Сырые материалы - железную руду, топливо и флюсы - загружают отдельными слоями в верхнюю часть печи. Эти материалы, опускаясь вниз и соприкасаясь с газами, в различных температурных зонах претерпевают физические и химические изменения. В результате этих процессов расплавленный чугун, стекая каплями вниз, собирается в горне, откуда его выпускают через летку. Шлак, сплавляющийся из пустой породы, имеет меньший удельный вес, поэтому он собирается на поверхности чугуна и выпускается через специальную летку. При выплавке чугуна происходят следующие процессы: разложение плавильных материалов, восстановление железа и других элементов и науглероживание железа. При разложении плавильных материалов испаряется влага, происходит разложение гидратов окислов горючего с выделением летучих веществ и разложение углекислых солей СаСО3.
Восстановление железа и других элементов из окислов - главный процесс в плавке чугуна. Химически он выражается следующими уравнениями:
ЗFе2О3 + СО = 2Fе3О4 + СО2
Fе3О4 + СО = ЗFеО + СО2
Науглероживание железа происходит при температуре выше 900°. После плавления при температуре выше 1130° образуется жидкий чугун; плавленые пустые породы и флюсы образуют шлак.

Устройство доменной печи
1. Горячее дутьё
2. Зона плавления (заплечики и горн)
3. Зона восстановления FeO (распар)
4. Зона восстановления Fe2O3 (шахта)
5. Зона предварительного нагрева (колошник)
6. Загрузка железорудных материалов, известняка и кокса
7. Доменный газ
8. Столб железорудных материалов, известняка и кокса
9. Выпуск шлака
10. Выпуск жидкого чугуна
11. Сбор отходящих газов