Доменний цех являє собою технологічну систему взаємопов'язаних процесів подачі і переробки шихтових матеріалів, яка реалізується за безперервною схемою. При цьому виходить рідкий розплав заліза з приблизно 4,0-4,4% вуглецю, званий чавуном.
Шихта в доменну піч (2) подається через засипної апарат (1). Послідовність і кількість поданих матеріалів регулюється на ділянках (3) і (4). Підігрів вдуваемого в доменну піч повітря здійснюється за допомогою повітронагрівачів (5).
Основне завдання доменного процесу - забезпечити якомога більш повне вилучення заліза з металевої частини шихти (агломерат, окатиші) шляхом їх відновлення. Відновлення полягає у відібранні кисню від оксиду і отриманні з нього заліза.
Основним відновником в доменному процесі виступає кокс. Додатковими восстановителями є вдувається в горні природний газ, пар і пиловугільне паливо (ПВП).
Головну роль у відновленні заліза з оксидів грає оксид вуглецю. За рахунок кисню в зоні фурм спалюється кокс: C + 02 = C02 + Q. Вуглекислий газ С02. піднімаючись вгору, при температурі понад 1000 ° С реагує з вуглецем коксу, відновлюючись в оксид вуглецю; С02 + С = 2СО-Q. Оксид вуглецю, будучи енергійним відновником, відновлює залізо шихти з його оксидів.
Загальний тепловий ефект хімічних реакцій відновлення оксиду заліза оксидом вуглецю (непряме відновлення) є позитивним. Процес починається в шахті печі і закінчується в заплічок, де відбувається відновлення твердим (сажистий) вуглецем (пряме відновлення) з утворенням губчастого заліза: FeO + C = Fe + CO-Q. Відновлене залізо науглероживается при температурі 900. 1000 ° С по реакції: 3Fe + 2CO = Fe3 C + C02 .У доменної печі залізо відновлюється практично повністю: 99,0-99,8% заліза переходить в чавун.
Кінцевими продуктами доменної плавки є чавун і шлак, що випускаються з печі в рідкому стані, а також доменний газ.
Випуск чавуну і шлаку здійснюється в спеціальні ковші через спеціальні льотки. На печах з однієї чавунної вічком відбувається 8-10 випусків чавуну на добу, а на печах з двома вічками - 10-14 випусків. Для великих доменних печей зазвичай застосовуються 3-4 чавунних льотки, що забезпечує 15-20 випусків на добу.
Доменні чавуни за своїм призначенням поділяють на два основних види:
- переробний, призначений для подальшого переділу в сталь
- ливарний, який використовується після переплавки в чавуноливарних цехах для відливання чавунних виробів.