Доменная печь


До́менная печь, до́мна — большая металлургическая вертикально расположенная печь шахтного типа для выплавки чугуна и ферросплавов из железорудного сырья. Важнейшей особенностью доменного процесса является его непрерывность в течение всей кампании печи (от строительства печи до её капитального ремонта) и противоток поднимающихся вверх фурменных газов с непрерывно опускающимся и наращиваемым сверху новыми порциями шихты столбом материалов.

Слово «домна» образовано от старославянского «дмение» — дутьё. На других языках: англ. blast furnace — дутьевая печь, нем. Hochofen — высокая печь, фр. haut fourneau — высокая печь. кит. 高炉 (gāolú) — высокая печь, хорв. Visoka peć — высокая печь.

Следует иметь в виду коренное отличие в значении слов «домница» и «доменная печь»: в домнице получали (в виде кусков или криц) штуки восстановленного сыродутного (от слова «сырое», то есть неподогретое дутьё) железа, а в доменной печи — жидкий чугун.

Первые доменные печи появились в Китае к IV веку[2]. В эпоху Средневековья в Европе применялся т. н. каталонский горн, который позволил механизировать кузнечные меха за счёт гидравлического привода, что способствовало увеличению температуры плавки. Однако его ещё нельзя было назвать доменной печью ввиду особых габаритов (кубический метр).

Непосредственным предшественником доменной печи был штюкофен (кричные печи)[3], которые появились в XIII веке в Штирии. Штукофен имел форму конуса высотой 3,5 метра и имел два отверстия: для нагнетания воздуха (фурма) и вытаскивания крицы[4].

В Европе доменные печи появились в Вестфалии во второй половине XV века[5], в Англии доменные печи начали строить в 1490-х годах, в будущих США — в 1619 г[6]. Это стало возможным благодаря механизации. Высота домны достигала 5 метров. В России первая доменная печь появилась в 1630 году (Тула, Виниус). В 1730-х гг. на заводах Урала доменные печи сооружали вблизи основания плотины и на одном фундаменте часто помещали два агрегата, сокращая расходы на строительство и обслуживание.


Схема доменного производства
1
железная руда + известняк
2
кокс
3
лента конвейера
4
колошник с аппаратом, предотвращающим уход доменного газа в атмосферу
5
слой кокса
6
слои известняка, оксида железа, руды
7
горячий воздух (с температурой около 1200 °C)
8
шлак
9
жидкий передельный чугун
10
шлаковый ковш
11
чугуновоз
12
циклон для очистки доменного газа от пыли перед сжиганием его в регенераторах 13
13
регенераторы (кауперы)
14
дымовая труба
15
подача воздуха в регенераторы (кауперы)
16
порошок угля
17
коксовая печь
18
резервуар для кокса
19
газоотвод для горячего колошникового газа