Доменный процесс/ Материалы для доменного производства

Исходными материалами для производства чугуна являются железная
руда, топливо и флюсы.
Железная руда представляет собой полезное ископаемое, добываемое из
недр земли. Она состоит из рудного минерала, пустой породы и примесей.
Рудным минералом являются природные химические соединения железа, чаще
всего окислы (Fe2O3 – красный железняк, Fe3O4 – магнитный железняк). Пустая
порода – это различные балластные соединения, не содержащие железа (песок,
глина, известняк и др.). В зависимости от содержания железа руды бывают
богатые (>50% Fe) и бедные (<45% Fe).
Богатые руды после дробления идут в плавку, бедные на обогащение. В
настоящее время в России используют месторождения руды с содержанием
железа 35–40%, так как месторождения с богатой рудой уже выработаны.
Топливо. Для выплавки чугуна в качестве топлива применяют кокс. Его
горение создает высокую температуру, необходимую для восстановления
окислов железа, плавления и перегрева образующегося чугуна и шлака. Кроме
того, часть углерода кокса непосредственно участвует в реакциях
восстановления руды и науглероживания железа. Кокс обладает высокой
теплотой сгорания, пористостью и должен содержать минимальное количество
вредных примесей – серы и фосфора.
Кокс получают сухой перегонкой каменных углей в коксовых печах. При
этом уголь нагревают до температуры 1000°С без доступа воздуха, а весь
процесс длится 15–16 часов. Кокс хорошего качества – светло-серого цвета, при
ударе издает звон. В нем обычно содержится до 90% углерода, 8-10% золы и до
5% влаги, имеются сера и фосфор. Для экономии кокса в последние годы его
частично заменяют природным газом.
Флюсы вводят в доменную печь для понижения температуры плавления
пустой породы и для перевода ее и золы кокса в шлак. В качестве флюса
используют известняк CaCO3 и доломит MgCO3. В настоящее время флюс
добавляют в определенном количестве в руду в процессе подготовки ее к
плавке.