11-4. Доменный процесс и получение доменного газа 4

Некоторая часть железа восстанавливается также водородом, который получается от разложения как водяных паров, поступающих с воздухом, так и влаги сырых материалов, достигших зоны высоких температур. Разложение идет по реакции:

C + H2O = CO + H2 (11-7)

Процесс восстановления железа водородом идет по реакции:

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O - 295,073 Мдж (11-8)

В последнее время дутье искусственно увлажняется и влажность его автоматически регулируется, что устраняет вредные колебания естественной влажности воздуха и увеличивает восстановительную способность газов, так как реакция (11-7) увеличивает в газах содержание CO и H2 и обогащает дутье кислородом, содержащимся в водяных парах. В результате производительность доменной печи увеличивается. Каждые 10 г влаги на 1 м3 дутья увеличивают скорость плавки на 3 - 3,6% и снижает удельный расход кокса на 1,4%.

Восстановленное железо в печи науглероживается, т. е. сплавляется с углеродом, причем имеет место частичное образование карбида железа по уравнению:

3Fe + 2CO = Fe3C + CO2 (11-9)

Сплав железа с углеродом, называемый чугуном, стекает вниз, в горн, откуда через летку выдается для дальнейшего передела.

Выходящий через верхнюю часть печи (колошник) доменный газ имеет теплоту сгорания Qнс = 3.3÷4.0 Мдж/м3. Этот газ не содержит смолы, но загрязнен пылью. Состав его зависит от качества кокса и агломерата железной руды и флюсов, режима плавки, давления газа на выходе, температуры нагрева дутья, степени обогащения дутья влагой и кислородом. Средний состав сухого газа в объемных процентах для печей, выпускающих передельный чугун на каменноугольном коксе при использовании офлюсованного агломерата, следующий: CO = 26,5%; CH4 = 0,1%, H2 = 1,8%; CO2 =13,7 %; N2 = 57,7%. Этому составу соответствует низшая теплота сгорания Qнс = 3,6 Мдж/м3.