Доменна піч

Піч призначена для виплавки чавуну. Вперше з`явилася в XV в. в Європі. У Росії перша доменна піч була побудована в 1620 поблизу Тули. Тоді паливом для таких печей служив деревне вугілля. Лише через століття (1709) англійському винахіднику Абраму Дербі вдалося провести доменну плавку, замінивши вугілля деревне на кокс кам`яновугільний.

Багатовіковий досвід змінив пристрій доменної печі, її вигляд і саму схему виробництва чавуну. Але основи залишилися тими ж. Сьогодні доменна піч - спорудження близько 30 метрів (висота варіюється ± 5 м). Висота ж всієї конструкції може перевищити 80 м.

Як влаштована доменна піч?

Через верхню частину (колошник) завантажуються шихти (агломерат, окатиші, залізна руда, руда марганцева, пальне і флюси). Нижче розташовується шахта, найбільша частина домни, що представляє собою розширюється донизу конус. Завдяки цьому розширенню легше опускаються тверді матеріали, що збільшують об`єм при нагріванні. До низу шахти примикає распара (широка, циліндрична). У ній розплавляються шихти. За розпарити, внизу, розташовуються заплечики, зроблені у формі усіченого конуса із зменшеним основою внизу. Такий перетин найбільш підходить для спадної внаслідок плавлення обсягу матеріалів.

У циліндричному горні, нижній частині профілю, йде горіння коксу і збирається рідкий продукт плавки.

Горн ділиться на частини: верхня зона (фурмені) і нижня (металопріемщік, в якому збирають продукти плавки). Подом називають нижню частину печі.

У фурменої зоні розташовані фурмені прилади, які подають в доменну піч дуття (розігріте повітря). Саме ця ділянка відповідальний за горіння коксу, температури тут виростають до своїх максимальних значень - 2000 градусів. Вгорі колошника температура нижче (до 350 градусів).

У нижню частину горна вбудована чавунна льотка, що пропускає продукти плавки - шлак і сам чавун.

Раніше застосовувалися шлакові льотки, але практика останніх десятиліть показала, що більш практично пропускати шлак і чавун через летку чавунну, з подальшим їх поділом в основному жолобі, що примикає до печі.

До печі примикає так званий ливарний двір, де розташовуються прилади, що розкривають чавунну летку та закривають її після випуску шлаку і чавуну. Тут же знаходяться жолоба з канавами, направляючі продукт плавки в ковші.

Випущений з печі продукт направляється в головний жолоб, де чавун відділяється від шлаку (різниця щільності). Від жолоба відходять дві канави. За однією направляється шлак, за іншою - чавун. Чавун розливається по безперервно рухаються формам (тип конвеєра), після охолодження форми перекидаються і далі чавун спрямовується вже у вагони. Шлак заливається в басейни, охолоджується водою і гранулюється.

Кожній висоті печі відповідає своя певна температура, саме завдяки цьому процес переходу в метал з руди і протікає.

У нижню частину печі поступає достатня для горіння коксу кількість кисню. Кокс згорає, перетворюючись в діоксид вуглецю, який реагує з коксом, перетворюючись вже в монооксид вуглецю. Далі йде реакція між монооксидом вуглецю і оксидами заліза. Відбувається відновлення до металу. Залізо насичується вуглецем і виходить чавун. Крім трьох-чотирьох відсотків вуглецю, в сплаві в незначних частках присутні марганець і кремній, сірка і фосфор.

Власне, доменна піч, принцип роботи якої був тут описаний, може цілком вважатися безвідходним виробництвом. Побічні продукти, що з`являються в процесі виробництва, цілком знаходять застосування за стінами заводів з виробництва чавуну. Шлак додається в цемент, придатний для споруд (так широко зараз поширений шлакоблок), а доменний газ служить гарним паливом, подогревающим повітря, що подається в доменну піч.