Доменная печь, либо, как ее довольно часто именуют, домна, предназначена для выплавки железа из металлической руды. Происходит это в следствии химических реакций, протекающих при большой температуре. На последней стадии процесса выплавленное железо насыщается углеродом и преобразовывается в чугун (см. Железо, сталь, чугун).
В домне расплавляют, в большинстве случаев, не металлическую руду, а агломерат (спекшуюся в куски небольшую руду) либо окатыши (комки сферической формы, приобретаемые из небольшой руды либо тонкоизмельченного концентрата). Их загружают в печь послойно, перемежая коксом. Так же послойно в домну додают флюсы — известь, песок и другие вещества. Для чего они необходимы?
Вместе с окатышами и агломератом в домну попадает порода, не содержащая железа. Металлурги именуют ее безлюдной породой. Ее нужно удалить, дабы она не попала в чугун при его затвердевании. Флюсы заставляют пустую породу и другие ненужные вещества (все это именуют шлаком) всплывать на поверхность жидкого металла, откуда шлак уже нетрудно слить в особый ковш. Итак, агломерат (либо окатыши), кокс, флюсы входят в смесь материалов, которая загружается в домну и именуется шихтой.
Домна напоминает громадную круглую башню и складывается из трех главных частей: верхняя часть — колошник, средняя — нижняя горн и — шахта. В доменная печь выложена (футерована) огнеупорной кладкой. Дабы не допустить разгар кладки и обезопасисть кожух печи от больших температур, применяют холодильники, в которых циркулирует вода.
Через колошник порциями, по нескольку тысячь киллограм в каждой, в домну загружается шихта. Загрузка идет непрерывно. Для этого около доменной печи устраивают бункер — склад, куда доставляют агломерат (либо окатыши), флюсы и кокс. В бункере из них при помощи автоматизированных вагонов-весов составляют шихту. В бункеры громадных современных домен сырье подается непрерывно — транспортерами. Кроме этого транспортерами в современных домнах подается шихта из бункера на колошник. В ветхих домнах для этого используются вагончики-скипы, каковые курсируют по наклонным рельсам.
Под действием собственного веса шихта опускается, проходя через всю домну. В средней части печи — шахте — ее омывают идущие снизу вверх газы — продукты горения кокса. Они нагревают шихту, а после этого уходят из домны через колошник. Но самое основное происходит в нижней части домны — горне.
Тут в кожухе домны имеются фурмы — особые устройства для подачи в печь сжатого тёплого воздуха. В фурмах устроены окна, защищенные стеклами, через каковые доменщики смогут посмотреть вовнутрь печи и заметить, как идет процесс. Дабы фурмы не сгорели, их охлаждают водой, протекающей по каналам в фурм.
Тёплый воздушное пространство нужен чтобы еще посильнее подогреть шихту перед расплавлением. Это разрешает снизить расход дорогостоящего кокса и повышает производительность домны. Помимо этого, для еще большего понижения расхода кокса в домну вводят в качестве источника тепла газ либо мазут. Воздушное пространство перед подачей в фурмы нагревают в высоких башнях, заполненных в кирпичом, — воздухонагревателях.
В горне домны сгорает кокс (и газ либо мазут), развивая весьма большую температуру — более 2000° С, под действием которой руда абсолютно расплавляется. Сгорая, кокс соединяется с кислородом воздуха, и образуется углекислый газ. Под влиянием большой температуры углекислый газ преобразовывается в оксид углерода, что отнимает у металлической руды кислород, восстанавливая железо. Стекая вниз через слой раскаленного кокса, железо насыщается углеродом и преобразовывается в чугун. Жидкий чугун скапливается на дне горна, а на его поверхности планирует слой более легкого шлака.
В то время, когда в горне накопится достаточное количество чугуна, его производят через отверстия в нижней части горна — летки. Сперва производят шлак через верхнюю летку, позже чугун через нижнюю. Потом чугун попадает в канавы, откуда его сливают в громадные чугуновозные ковши, стоящие на ЖД платформах, и отправляют на предстоящую обработку.
В случае, если чугун рекомендован для того чтобы — литейный чугун, — он попадает в разливочную машину, где застывает в виде брусков — чушек. В случае, если же чугун рекомендован для передела в сталь (передельный чугун), его транспортируют в сталеплавильный цех. В том месте он попадает в мартеновские печи, конвертеры либо электропечи (см. Электрометаллургия). Из всего количества производимого чугуна приблизительно 80% приходится на долю передельного.
Первая домна Магнитогорского металлургического комбината, вступившая в строй в 1932 г., имела количество 900 м3. В 1986 г. на Череповецком металлургическом заводе имени 50-летия СССР начала трудиться домна «Северянка» количеством 5500 м3, одна из самых громадных в мире.
Раньше доменные печи производили чугун каждые 3—4 ч. С повышением их количества выпуск чугуна ускорился — каждые 2 ч. Громадные домны — количеством 3000 м3 и более — производят чугун фактически непрерывно.
В современных огромных домнах для поддержания горения используют не только нагретый воздушное пространство, но и газ вместе с чистым кислородом. Это повышает производительность агрегата, снижает расход кокса, но одновременно с этим затрудняет управление технологическим процессом. Исходя из этого на данный момент в доменных цехах все чаще появляются электронные счётные автомобили. Они разбирают показания бессчётных устройств, осуществляют контроль движение процесса, выбирают наилучшие режимы плавки.