**Доменная печь** представляет собой важный промышленный агрегат, используемый для производства чугуна из железной руды. Внутри доменной печи происходит сложный **процесс выплавки железа**, который включает в себя несколько последовательных этапов.
- Подготовку шихты: Железная руда, кокс и флюс (обычно известняк) загружаются в доменную печь в виде шихты. Кокс выступает в качестве топлива, а флюс помогает удалить примеси из руды.
- Восстановление железа: В доменной печи шихта движется вниз по шахте, где подвергается действию горячего воздуха. Воздух подается через фурмы, расположенные в нижней части печи. При взаимодействии с горячим воздухом кокс реагирует с оксидами железа (Fe2O3), восстанавливая их до элементарного железа (Fe). Реакция восстановления представлена следующим уравнением: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2.
- Выплавка чугуна: Восстановленное железо вместе с другими элементами, такими как углерод, кремний и марганец, образует жидкий чугун. Чугун накапливается в горне доменной печи, откуда он периодически выпускается.
- Образование шлака: Нежелательные примеси в руде, такие как кремний (SiO2) и алюминий (Al2O3), реагируют с флюсом, образуя шлак. Шлак является легким веществом и всплывает на поверхность чугуна, откуда его легко удалить.
- Выпуск шлака и чугуна: После завершения процесса выплавки шлак и чугун выпускаются из доменной печи через специальные отверстия. Шлак используется в различных промышленных приложениях, таких как производство цемента и шлакоблоков, а чугун служит сырьем для дальнейшего производства стали.