11-4. Доменный процесс и получение доменного газа 1

Железная руда состоит из смеси окислов железа. В магнитном железняке содержится главным образом магнитная окись железа Fe3SO4, в красном железняке - окись железа Fe2O3 и в буром железняке - гидрат окиси железа Fe2O3∙3H2O. Содержание железа в рудах колеблется от 38 до 65%, причем наилучшей рудой является магнитный железняк.

Воздух, подогретый в воздухонагревателях до температуры 1000 - 1250 °С, подается в печь через фурмы и пронизывает слой кокса, состоящий из кусков размером в 25 - 80 мм. При выходе из сопла фурмы скорость воздуха достигает 100 - 150 м/сек, а затем по мере прохождения через слой кокса в направлении оси печи постепенно уменьшается. Чем выше температура подогрева воздушного дутья, тем лучше работает печь. Если раньше довольствовались температурой дутья 800 - 950 °С, то в настоящее время она доводится до 1250 °С и выше за счет улучшения работы кауперов путем отопления их не одним доменным газом, а смешанным коксодоменным газом с теплотой сгорания 4,19 - 5,45 Мдж/м3. Для новых доменных печей Гипромезом разработана специальная конструкция регенеративных воздухоподогревателей.

Газообразование в слое кокса

Многочисленные опыты по газификации углерода, проведенные З. Ф. Чухановым, М. К. Гродзовским и др., показали, что в слое газифицируемого углерода имеются две характерные зоны - кислородная (зона горения) и восстановительная. Эти зоны связаны между собой, и переход от одной в другую происходит постепенно, без разрыва.

Рис. 11-11. Схема процессов, происходящих в доменной печи.

Рис. 11-11. Схема процессов, происходящих в доменной печи.



В кислородной зоне взаимодействие углерода с кислородом протекает по реакциям:

C + O2 = CO2 + 409,055 Мдж (11-1)

2C + O2 = 2CO + 246,564 Мдж (11-2)