Реакция (11) в чистом виде
развивается при 1450е С, но в присутствии восстановленного
металлического железа начинается при более низкой температуре
(1050—1100°С). Таким образом, при выплавке чугуна кремнистых марок
печь также работает при повышенном расходе кокса и более высоком нагреве
дутья.
Фосфор попадает в шихту в виде
фосфорнокальциевых солей. В присутствии пустой породы железной руды
фосфор восстанавливается твердым углеродом по реакции
Р205 (СаО)4 + 5С -!-
2SiOa ~ 2Р + 2 (Са0)2 • SiO, -[- 5СО
(12)
Реакция (12) происходит в печи
очень легко и фосфор полностью переходит в чугун.
Содержащаяся в шихте сера
частично удаляется с газами в виде H2S и S02. Однако
значительное количество серы остается в печи в виде сульфидов и
распределяется между образующимися жидкими шлаком и чугуном. Наименее
желательное соединение серы — сульфид железа FeS, хорошо растворимый в
металле.
При достаточно большом насыщении
шлака известью (45—50%) в горне печи наблюдается реакция
FeS + СаО + С = Fe + CaS -f- СО (13)
в результате которой часть срры переходит
в шлак в виде нерастворимого в металле сернистого кальция. Для более
полного протекания реакции (13) необходимо регулировать образование
шлака в печи. В частности, в шихту следует подавать определенное
количество известняка и поддерживать в горне высокую температуру.
Последняя зависит от расхода кокса, температуры дутья и правильного режима
шлакообразования в верхних частях печи.
Образование шлака в печи
происходит в две стадии. Примерно на уровне распара или нижней части шахты
сначала образуется первичный шлак на основе легкоплавкой смеси
нескольких окислов — извести, кремнезема, глинозема и закиси железа. При
некотором соотношении указанных компонентов первые порции жидкого
железистого шлака образуются при 1160—1200° С. Первичный шлак, стекая в
горн, нагревается до более высоких температур и изменяет химический состав
в связи с растворением в нем золы кокса, флюсов и остатков пустой породы
железной руды. В конечном шлаке остается очень мало закиси железа, но он
обогащается известью, окисью магния, иногда глиноземом. В связи с
этим обессеривающая способность шлака в горне резко возрастает, что
благоприятно отражается на реакции (13).
§ 6. Продукты доменного производства
Современная доменная печь
поглощает большое количество шихтовых материалов и воздуха. Так, для
производства каждых 100 т передельного чугуна необходимо в среднем
подать в печь 190 т железной руды (включая агломерат), 95 т кокса, 50 т
известняка и около 350 т воздуха. В результате кроме 100 т чугуна
получается около 80 т шлака и 500 т доменного газа.
