Испарение влаги, разложение гидратов и возгонка летучих кокса

Загружаемые в доменную печь шм уже на колошнике подвергаются интенсивному нагреву восходящим потоком газа. Под влиянием нагрева из шихтовых материалов начинает выделяться содержащаяся в них влага. Влага в шихтовых материалах может быть в свободном состоянии (гигроскопическая) и в химически связанном состоянии (гидратная). Гигроскопическая влага безвредна в доменной печи. Испарение ее происходит за счет тепла отходящих газов, температура которых несколько понижается.

Разложение гидратов и удаление влаги из руд начинается при 200 – 230°С и может заканчиваться при 500–550°С и выше 800 и даже 1000° С.

Водяные пары, выделившиеся при температуре, превышающей 500° С, вступают во взаимодействие с СО и углеродом кокса с образованием водорода:

H₂O + СО → H₂ + CO₂ + 9870 ккал, (5.1)

2H₂O_пар + С → 2H₂ + CO₂ - 19 860 ккал, (5.2)

H₂O_пар + С → H₂ + CO - 29730 ккал. (5.3)

Реакция (5.1) с положительным тепловым эффектом, протекает при температуре около 500° С. Реакция (5,2) начинается при температуре выше 500° С. Реакция (5.3) может протекать лишь при температуре выше 1000° С и развитие ее при ровном ходе печи маловероятно, так как даже самые прочные гидраты успевают разложиться при более низкой температуре. Разложение гидратов руд протекает в процессе окускования руд, вне доменной печи.

Возгонка летучих веществ кокса, содержащихся в количестве 0,8 – 1,2%, происходит в верхних горизонтах печи при 300 – 900° С. Выделяющиеся из кокса летучие вещества состоят в основном из СО (40 – 47%) и Н₂ (35 – 45%). Другие составляющие (диоксид углерода, азот и метан) находятся в незначительных количествах. Переход указанных летучих веществ в доменный газ несколько изменяет его количество и состав, но существенного влияния на работу газов в печи не оказывает.