Руды, пустая порода, вредные примеси, флюсы и топливо

Железные руды – основной исходный материал для выплавки чугуна. Рудный минерал (рудное вещество) чаще всего представляет собой окислы железа, хорошо восстанавливающийся в условиях доменной плавки.

Пустая порода обычно состоит из кварца и песчаников с примесью глины, которая легко отделяется от основных рудных минералов в процессе обогащения руды или переходит в шлаки в процессе плавки.

Вредные примеси – мышьяк, фосфор и сера, существенно влияют на металлургические процессы и загрязняют основной металл.

Наиболее богатые рудные минералы содержат 60 % железа и больше, наиболее бедные 30 – 40 % и бывают следующих видов:

- красный железняк (гематит), безводная окись железа Fe₂О₃ – наиболее распространенный вид руды во всем мире, содержит 50 – 60 % железа с минимальным содержанием вредных примесей;

- магнитный железняк (магнетит), магнитная окись железа Fe₃О₄, содержит до 70 % железа и обладает магнитными свойствами;

- бурый железняк (лимонит), содержит железо в форме водных окислов от 25 – 50 %.

Доменные флюсы необходимы для удаления из доменной печи тугоплавкой пустой породы и золы топлива. Сплавляясь с флюсом, они образуют легкоплавкий сплав – доменный шлак. Флюсы выбирают в зависимости от пустой породы руды, в отечественном производстве главным образом используют известняк СаСО₃. Избыток извести в доменном шлаке способствует удалению из чугуна серы.

Основное требование к доменному топливу – высокая теплотворность, малое содержание золы, чистота по содержанию вредных примесей. Главным топливом в доменном производстве является каменноугольный кокс, который обеспечивает нагрев печного пространства до необходимой температуры и образования восстановителей окислов железа.

Кокс представляет собой твердую спекшуюся массу, в результате прокаливания каменного угля при высокой температуре без доступа воздуха.