Відновлення заліза в доменній печі.

Закономірності відновлення заліза виявлені академіком Байковим А.А.

Відновлення заліза відбувається у міру просування шихти вниз по шахті і підвищення температури від вищого оксиду до нижчого, в декілька стадій:

Температура визначає характер протікання хімічних реакцій.

Відновниками окcидов заліза є твердий вуглець, оксид вуглецю і водень.

Відновлення твердим вуглецем (коксом) називається прямим відновленням, протікає в нижній частині печі (зона розпарення), де вищі температури, по реакції:

Відновлення газами ( і ) називається непрямим відновленням, протікає у верхній частині печі при порівняно низьких температурах, по реакціях:

За рахунок _і_ відновлюються усі вищі оксиди заліза до нижчого і 40…60% металевого заліза.

При температурі 1000…1100 ⁰C відновлене з руди тверде залізо, взаємодіючи з оксидом вуглецю, коксом і вуглецем сажі, інтенсивно розчиняє вуглець. При насиченні вуглецем температура плавлення знижується і на рівні розпарення і заплечиків залізо розплавляється (при температурі біля 1300 ⁰С).

Краплі залізовуглецевого сплаву, протікаючи по шматках коксу, додатково насичуються вуглецем (до 4%), марганцем, кремнієм, фосфором, які при температурі 1200 ⁰C відновлюються з руди, і сіркою, що міститься в коксі.

У нижній частині доменної печі утворюється шлак в результаті сплаву оксидів порожньої породи руди, флюсів і золи палива. Шлаки містять . Шлак утворюється поступово, його склад міняється у міру стікання в горн, де він скупчується на поверхні рідкого чавуну, завдяки меншій щільності. Склад шлаку залежить від складу вживаних шихтовых матеріалів і чавуну, що виплавляється.

Чавун випускають з печі кожні 3...4 години через чавунну льотку 16, а шлак - кожні 1…1,5 години через шлакову льотку 17 (льотка - отвір в кладці, розташований вище за лещади).

Льотку відкривають бурильною машиною, потім закривають вогнетривкою масою. Зливають чавун і шлак в чугуновозные ковши і шлаковозные чаші.

Чавун поступає в киснево-конвертерні або мартенівські цехи, або розливається у виливниці розливною машиною, де він твердне у вигляді чушок - зливків масою 45 кг

Продукти доменної плавки.

Основним продуктом доменної плавки є чавун.

Передільний чавун призначається для подальшого переділу в сталь. На його частку доводиться 90% загального виробництва чавуну. Зазвичай такий чавун містить 3,8…4,4% вуглецю, 0,3…1,2% кремнію, 0,2…1% марганцю, 0,15...0,20% фосфору, 0,03...0,07% сірки.

Ливарний чавун застосовується після переплавки на машинобудівних заводах для отримання фасонних відливань.

Окрім чавуну в доменних печах виплавляють

Феросплави - сплави заліза з кремнієм, марганцем і іншими елементами. Їх застосовують для розкислювання і легування стали.

Побічними продуктами доменної плавки є шлак і доменний газ.

З шлаку виготовляють шлаковату, цемент, добрива (намагаються отримати гранульований шлак, для цього його виливають на струмінь води).

Доменний газ після очищення використовується як паливо для нагріву повітря, що вдувається в піч.