Výroba železa a oceli
15. 7. 2021 2021-08-04 14:05Výroba železa a oceli
Výroba železa a oceli
VÝROBA SUROVÉHO ŽELEZA A OCELI
Nejrozšířenějším kovem jsou současnosti je železo.
Vyrábí se především z kyslíkatých rud obsahujících oxid železitý Fe2O3.
Nerosty obsažené v železných rudách:
• Magnetovec (magnetit) Fe3O4 (oxid železnatoželezitý)
• Krevel (hematit) Fe2O3 (oxid železitý)
• Hnědel (limonit) Fe2O3.nH2O (hydrát oxidu železitého)
• Ocelek (siderit) FeCO3 (uhličitan železnatý)
Většina rud obsahuje kromě těchto nerostů příměsi – hlušinu, která obsah železa snižuje.
Železo se získává z rud jejich redukcí oxidem uhelnatým CO a uhlíkem C ve vysoké peci.
VYSOKÁ PEC:
Vysoká pec se shora nepřetržitě plní:
• Koksem
• Železnou rudou
• Vápencem
Do spodní části pece se vhání kyslíkem obohacený předehřátý vzduch. Spalováním koksu se
v této části pece dosahuje teploty až 1800°C.
V dolní části pece se vzniklé železo taví a současně v sobě rozpouští uhlík, což snižuje teplotu
tání železa.
Z hlušiny a vápence vzniká kapalná struska, která chrání povrch roztaveného železa před
oxidací.
Struska i roztavené železo se z vysoké pece vypouštějí zvlášť (odpich asi po dvou hodinách).
Vysoká pec pracuje nepřetržitě řadu let.
SUROVÉ ŽELEZO:
Surové železo vyrobené ve vysoké peci obsahuje uhlík (asi 4%) a mnohé jiné prvky např. Si,
P, S a příměsi kovů.
Má velkou tvrdost, ale je křehké.
Zpracovává se odléváním do forem (litina).
Z litiny se vyrábějí topná tělesa, části strojů, potrubí, kuchyňské nádobí……
VÝROBA OCELI
Většina surového železa se dále zpracovává dále na ocel.
Toto zpracování – zkujňování – spočívá ve snižování obsahu uhlíku a dalších přimíšených
prvků.
Jsou dva způsoby zpracování.
Provádí se buď oxidací příměsí vzdušným kyslíkem, nebo kyslíkem vázaným v oxidech
železa.
První způsob se provádí v KONVERTORECH. Do konvertoru naplněného roztaveným
surovým železem se vhání vzduch. Vzdušný kyslík oxiduje přimíšené prvky na oxidy, které se
buď vážou na vyzdívku konvertoru (P2O5, SiO2), nebo unikají vázané v plynech (CO, CO2,
SO2)
Druhý způsob je zkujňování v NÍSTĚJOVÝCH PECÍCH. K surovému železu se přidává
železný šrot nebo upravená železná ruda a směs se taví. Přimíšené prvky se oxidují kyslíkem
vázaným v oxidech železa. Např.:
3C + Fe2O3 → 3CO + 2Fe
Speciální oceli se vyrábějí v elektrických pecích.
Na rozdíl od surového železa je ocel měkčí a je kujná.
Její vlastnosti se dají měnit přísadou některých kovových prvků (Cr, Ni, Mn, V, Ti).
Získají se tak různé druhy ocelí, např. korozivzdorná – „nerezová“ ocel, zvláště tvrdé oceli
pro obráběcí nástroje.
