Доменный процесс горения кокса
Цель:
Извлечение железа из железной руды путем восстановления оксида железа до металлического железа.
Сырье:
Железная руда
Кокс (углеродное топливо)
Флюсы (известь и доломит)
Процесс:
Доменный процесс состоит из трех основных стадий горения:
1. Подготовительная зона (верхняя часть доменной печи):
Железная руда, кокс и флюсы загружаются в доменную печь.
Горячий воздух подается через фурмы в нижнюю часть печи.
Кокс сгорает в присутствии горячего воздуха, генерируя тепло и угарный газ (CO).
2. Восстановительная зона (средняя часть доменной печи):
Угарный газ поднимается вверх через руду и восстанавливает оксид железа (Fe₂O₃) до металлического железа (Fe).
Реакции восстановления:
Fe₂O₃ + CO → 2FeO + CO₂
FeO + CO → Fe + CO₂
3. Плавильная зона (нижняя часть доменной печи):
Восстановленное железо и флюсы плавятся, образуя чугун и шлак соответственно.
Чугун и шлак разделяются из-за разницы в плотности.
Чугун вытекает из нижней части печи, а шлак сливается в верхней части.
Химические реакции:
Горение кокса: C + O₂ → CO₂
Восстановление железа: Fe₂O₃ + CO + CO₂ → 2 Fe + 3CO₂
Роль флюсов:
Удаление примесей из железной руды путем образования легкоплавкого шлака.
Шлак всплывает наверх и отделяется от чугуна.
Продукты доменного процесса:
Чугун: Содержит высокое содержание углерода и используется в производстве стали.
Шлак: Отходы, содержащие примеси из железной руды.
Доменный газ: Используется в качестве топлива для нагревания горячего воздуха и генерации пара.
