Қазіргі кездегі домна пештеріндегі негізгі физика-химиялық процестер

Шойынды қалындығы 30 - 35 мм қалың темірмен тысталған, отқа төзімді материалдармен астарланған домна деп аталған шахталы пештерде қорытады.

Осы кездегі домна пештерінің биіктігі 100 метреге дейін, ал пайдалы көлемі 5000 м³ болып, тәулігіне олар 6000 т шойын қорыта алады. Қосалқы беліктерін қоса есептегенде күрделі инженерлік құрылыс болып табылады.

1. Домна пешінің құрылысы мен жұмысы. Домна пеші құрылысының нобайы 2.1 - суретте көрсетілген. Ол бес негізгі бөліктен тұрады: колошник /1/, шахта /2/, пеш күймесі /распар/ /3/, пеш итіні /заплечик/ /4/және көрік /5/. Белгілі мөлшерде берілетін шихтаны қолоша деп аталады. Алдын ала дайындалған шихта материалдары - руда /агломерат/, кокс пен флюс колошникке /1/ тасушы конвейерлер арқылы жеткізіледі, екі конустан тұратын төгу аппараты да сол колошникте орналасқан. Төгу аппаратының /1/ атқаратын қызметі белгілі мөлшерде тиісті шихтаны домна пешіне түсіріп тұру. Домна пешіндегі шаң мен газды өткізетін түтікшелер де сол колошникке орналасқан. Сондықтан да домна процесінде алынатын газды колошник газы немесе домна газы деп атайды. Колошниктің, төменгі жағында қиыт конус пішінді шахта /П/. Онда руда кебеді де және темірдің тотықсыздану процестері жүзеге асады. Шахтадан төменгі кеңірек, цилиндрлі белігі күйме /Ш/ металл еріп қож түзіле бастайды. Одан төмен кері конус пішінді пеш иінінде /4/ шойын қорытылып, қож бөлінеді. Домна пешінің негізгі бөліктерінің бірі - көрік /5/. Көріктің жоғарғы жағындағы шеңбер бойымен орналасқан бөлік фурма /1/ деп аталады. Оның саны пеш көлемі мен өнімділігіне байланысты 12-ден 24-ке дейін болатын шілтерлер жиынтығы. Түтік арқылы келетін ыстық ауа /1200 - 1300 ⁰С/ осы шілтерден өтіп пештегі болатын физика-химиялық процестердің дұрыс жүруін қамтамасыз етеді.

Көріктің төменгі жағында қож ағатын /3/ жоғарғы және шойын ағатын /4/ төменгі науалар бар. ТМД-да пайдалы көлемі 5000 м³, тәулігіне шығаратын өнімі 6000 тонналық домна пештерінде шойын ағатын науалардың саны 3-4-ке жетеді. Көріктің ұлтаны - лещадь ірге тасқа орналасқан. Қож ағатын жоғарғы науа пештің ұлтанынан 1,5 м биіктікте болса, шойын ағатын төменгі науа 0,5 м биіктікте ғана орналасады. Бұл жағдайды шойынға қарағанда қождың меншікті салмағының төмен екендігі ескерілген. Пеш көрігінің диаметрі 10 метрге дейін болуы мүмкін.

С + І/І О₂ = СО + 110,5 кДж.

Кокстың жануының нәтижесінде домна пешінде СO, СO₂ газдары бар қозғалыс пайда болады. Ал, пештің фурма деңгейінен жоғарырақ аумағында температура 2000 ⁰С-дан асады. Ыстық газ жоғары көтерілген сайын шихта материалдарын қыздырып колошникке жеткенде 400 - 300 ⁰С-ға дейін төмендейді.

Шихта материалдары газдың үздіксіз қозғалуы нәтижесінде қызатындықтан, түрлі химиялық өзгерістер болады: ылғал буланып, отыннан улы заттар бөлінеді, ал шихта температурасы 570 ⁰С-ға көтерілгенде темірдің тотықсыздануы басталады.

3 Ғе₂О₃ + СО = 2Ғе₃О₄ + СО₂;

Ғе₃О₄ + 4СО = 3Ғе + 4СО.

Температура жоғарылған сайын /750 - 900 ⁰С/ темірдің тотықсыздануы күшейе түседі:

3Ғе₂О₃ + СО = 2Ғе₃О₄ + СО2;

Ғе₃О₄ + СО = 3ҒеО + СО₂;

ҒеО + СО = Ғе + СО₂.

Осы температураларға домна пеші шахтасының төменгі аумағындағы рудадан кеуекті темір пайда болады.

Темір тотығының таза темірге дейін тотықсыздануы негізінен тікелей тотықсыздану реакциясы бойынша жүзеге асады: