Выплавка чугуна производится в огромных доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей и достигающих 30 м высоты при внутреннем диаметре около 12 м.

Разрез доменной печи схематически изображен на рис. 171. Верхняя ее половина носит название шахты и заканчивается на­верху отверстием — колошником, которое закрывается подвижной воронкой'—колошниковым затвором. Самая широкая часть печи называется распаром, а нижняя часть — горном. Через специаль­ные отверстия в горне (фурмы) в печь вдувается горячий воздух или кислород.

Доменную печь загружают сначала коксом, а затем послойно агломератом и коксом. Агломерат — это определенным образом подготовленная руда, спеченная с флюсом (см. ниже). Горение и необходимая для выплавки чугуна температура поддерживаются вдуванием в горн подогретого воздуха или кислорода. Последний

.РуЗа Кокс ^1Известняк

Доменные газы

Fe₃0₄+C0p----- _ш»_с

3Fe0+C0₂f

/ \------------------- 700 С

FeO+CO=FetCO_s

I \------ 500°С

|СаСОз=СаО+СО_г

Калашни'х

Фурпы

Отдод чугут

Рис. 171. Схема доменной печи. Рис. 172. Схема химических реакций, протекающих в различных частях доменной печи.

/Кокс и твердое железо /Кокс,жидкий чу I гун, шлак \С+СО_г=8С0₍ с+о_г=со₂

Шлак ---- Уугул

■—

-----?5№°С

fCaO+SiOs=CaSiO_i;o^^

Поступает в кольцевую трубу, расположенную вокруг нижней части печи, а из нее по изогнутым трубкам через фурмы в горн. В горне кокс сгорает, образуя С02, который, поднимаясь вверх и проходя сквозь слои накаленного кокса, взаимодействует с ним и образует СО. Образовавшийся оксид углерода и восстанавливает большую часть руды, переходя снова в С02.

Процесс восстановления руды происходит главным образом в верхней части шахты. Его можно выразить суммарным уравнением:

Fe₂0₃ + ЗСО = 2Fe + ЗС0₂

Отдельные стадии процесса показаны в виде уравнений реакций на рис. 172.

Пустую породу в руде образует главным образом диоксид крем­ния Si02. Это — тугоплавкое вещество. Для превращения туго­плавких примесей в более легкоплавкие соединения к руде добав- ляетя флюс. Обычно в качестве флюса используют СаС03. При взаимодействии его с Si02 образуется CaSi03, легко отделяющийся в виде шлака.

При восстановлении руды железо получается в твердом состоя­нии. Постепенно оно опускается в более горячую часть печи — рас­пар— и растворяет в себе углерод; образуется чугун. Последний плавится и стекает в нижнюю часть горна, а жидкие шлаки соби-. раются на поверхности чугуна, предохраняя его от окисления.

Дата добавления: 2015-08-21