Замість руди і вапняку можна використовувати офлюсований агломерат, який виготовляють спіканням порошкової зволоженої маси, що складається з руди, коксу та вапняку.

Використання офлюсованого агломерату зменшує витрати коксу та вапняку, разом з тим збільшує техніко-економічні показники роботи домнової печі.

Будови та принцип роботи домнової печі. Першу в Україні домнову піч розпалили в 1800 р. на Луганському чавуноливарному 1 заводі, а перший чавун зварили в і 873 р. на і Юзівському (нині Донецькому) металургійному заводі.

Домнова піч (домна) - це піч стовбурного типу (рис. 39). Висота печі значно перевищує діяметер поперечного перерізу. Зовні піч окута сталлю, усередині викладена вогнетривкою цеглою. Сучасні домнові печі за висотою поділяють на такі частини: 1 -колошник; 2 - стовбур; 3 - розпар; 4 - заплечки; 5.- горно; 6 - черінь.

Домна працює за принципом зустрічних потоків: шихта рухається згори вниз, а гарячі потоки газу, який утворився внаслідок згоряння палива - назустріч, тобто знизу вгору.

Зволожене, збагачене киснем (до 30%) і нагріте повітря, необхідне для горіння палива, вдувають у піч через фурми (від нім. «Form» -форма), розміщені у верхній частині горна печі. Залежно від розміру печі" їх може бути до 60. Повітря нагрівають у повітронагрівниках. Біля кож-ної печі є по три-чотири повітронагрівники. Впровадження високотемпературного (1200-1300°С дуття поліпшило техніко-економічні показники печей: збільшилась продуктив-ність, зменшилась витрата палива.

Домна працює безперервно протягом п'яти-десяти років, потім поставлять на капітальний ремонт. Шихту у піч завантажують певними порціями (колошами) через засипний апарат, який розміщено у верхній частині печі - ко-лошнику. Періодично льотками, які розташова-ні у горні, випускають чавун і шлак. Домновий газ із печі виходить безперервно газовивідними трубами, розташованими у верхній частині печі.

Фізико-хемічні процеси чавунова ріння Під час варіння чавуну в домні від-буваються такі _ процеси: горіння палива; відновлення заліза та інших хемічних елементів, які містяться в шихті, з їх сполук; навуглецьовування заліза.

1. Горіння палива. Завантажена в піч шихта опускається до рівня фурм і паливо згоряє в потоці гарячого повітря, яке подають під тиском:

С+О2>СО2+Q

Температура підвищується до 1600-1800°С. Оксид вуглецю (СО2), піднімається, проходить через розжарений кокс, взаємодіє з вуглецем і відновлюється до СО.

СO2+C>2СО+Q

Природний газ складається в основному з метану (СН4), який згоряє:

СН4+2О2>СО2+2Н2О+Q

Це не є кінцевою реакцією, оскільки СО2 відновлюється вуглецем до CO. Водяна пара також взаємодіє з вуглецем розжареного коксу:

Н2 Опара+Скокс>Н2+СО-Q

2. Відновлення заліза. Залізо із сполук, в яких воно міститься в руді, відновлюється за допомогою оксиду вуглецю (СО), водню (Н2) і розжареного коксу (С). Оксиди заліза відновлюються послідовно від вищих оксидів до нижчих і далі до чистого металу:

Fe2O3 >Fe-3O4>FeO>Fe

Відновлення починається за температури 400-500°С, а закінчується за температури 1300-1400°С (у розпарі печі). За цих температур залізо перебуває в твердому стані й має вигляд твердої пористої маси (Тпл.заліза=1539°С), яку називають «губчатим» залізом. До температури 950°С має місце непряме відновлення заліза, яке відбувається за участю СО і Н2. За вищих температур у розпарі печі відбувається пряме відновлення оксидів заліза за допомогою розжареного коксу (вуглецю):

FeO+Cкокс>Fe+CO-Q

3. Навуглeцьовування заліза. У стовбурі печі за температур понад 400-500°С поряд із відновленням заліза відбувається його навуглeцьовування. Процес навуглeцьовування можна зобразити у вигляді реакцій, які проходять між залізом і навуглецювальним середовищем, яким є СО і С.

3Fe+2CO>Fe3C+CO2+Q

Отриманий цементит (Fe3C) добре розчиняється у залізі й утворює з ним сплав. Із збільшенням вмісту вуглецю температура залізовуглецевих сплавів знижується і якщо вміст вуглецю дорівнює 4,3%, становить 1147°С. У горні температура перевищує 1800°С. Утворений сплав стікає в горно.

4. Відновлення домішок. У шихті разом з основними елементами – залізом і вуглецем - завжди містяться домішки, а також сполуки інших, не завжди бажаних елементів, таких як сірка, фосфор, манган, кремній тощо. Постійними корисними домішками, які поліпшують властивості чавуну, є манган і кремній, а шкідливими, що надають чавуну, а потім j сталі, крихкості, - сірка та фосфор. Відновлення мангану та кремнію відбувається за температури відповідно 1100 і 1450°С:

MnO+C>Mn+Co-Q

SiO2+2C>Si+2CO-Q

Відновлені домішки Мn і Si, розчиняються в залізі, входять до* складу сплаву та поліпшують його властивості.

Сірка потрапляє в шихту разом із рудою, коксом або флюсами. Частина сірки окислюється у верхній частині печі та виноситься з печі, разом із домновим газом, а частина - переходить у шлак:

FeS+CaO>FeO+CaS+Q

Решта сірки переходить у розплав, оскільки FeS добре розчиняється і у ньому.

Для виведення сірки необхідна висока температура і надвишок флюсів - СаО, а це спричиняє збільшення витрат палива та зменшення продуктивності печі. Тому дуже часто сірку з розплавленого чавуну виводять поза піччю (а окремих агрегатах).

Фосфор потрапляє до шихти так само, як і сірка, тобто з рудою, коксом і флюсами. Він знаходиться, головним чином, у вигляді мінералів 3CaO*P2O5 i 3FeO*P2O5*8H2O. Фосфор відновлюється за допомогою оксиду вуглецю (CO), водню (H2), а також твердого вуглецю (С) за