A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Surové železo je bezprostredný produkt tavenia železnej rudy s koksom, vápencom a ďalšími prísadami vo vysokej peci. Má vysoký obsah uhlíka - viac ako 2,14 %, typicky aj viac ako 3,5 %. Vplyvom vysokého obsahu uhlíka je tvrdé a krehké, pri ohriatí na teploty 1150 °C až 1250 °C sa taví bez prechodu cez tvárny stav. Preto ho nie je možné tvárniť za tepla ani za studena. Nazýva sa tiež nekujné železo a jeho priame použitie je veľmi obmedzené. Je však východiskovým materiálom pre výrobu ostatných druhov technického železa.
Výroba surového železa bola v Číne známa už v období neskorej dynastie Zhou (1122 - 256 pred naším letopočtom). V Európe nebol postup bežne známy až do 14. storočia.
Forma uhlíka
V surovom železe môže uhlík existovať v dvoch formách:
- Pri pomalom chladnutí, a pri väčšom obsahu kremíka (2 - 4%) sa vylúči uhlík vo forme kryštálov grafitu, medzi kryštálmi železa. Takéto železo má sivý lom, preto sa nazýva sivé surové železo. Obsah uhlíka býva 3,5 - 4,2%.
- Pri rýchlom chladnutí, nie je pre kryštalizáciu dostatok času a súčasne pri väčšom obsahu mangánu (do 6%) tvorí uhlík so železom zlúčeninu - karbid železa (Fe3C), nazývaný aj cementit. Takéto železo má biely lom, preto sa nazýva biele surové železo. Obsah uhlíka býva až 4,5 %.
Rozdelenie
Surové železo a následné produkty sa delia:
- sivé surové železo - čím viac uhlíka sa vylúči vo forme grafitu, tým má tmavšiu farbu, je mäkšie a lepšie sa obrába. Dobre sa odlieva, väčšina sa preto používa na lejárske účely.
- oceliarske
- lejárske:
- biele surové železo - vylúčený cementit spôsobuje jeho tvrdosť, väčšina sa preto ďalej spracováva v oceliarňach na oceľ.
- oceliarske
- lejárske:
- biela liatina
- nelegovaná temperovaná liatina
- biela liatina
- špeciálne surové železo - ferozliatina - okrem uhlíka obsahuje ďalšie prvky najčastejšie mangán, kremík, chróm, vanád, molybdén, vanád. Používajú sa ako prísady pri výrobe zliatinových - legovaných ocelí a liatin.
Výroba
Surové železo sa vyrába vo vysokých peciach redukciou železných rúd oxidom uhoľnatým, alebo uhlíkom pri vysokých teplotách. Do procesu vstupujú nasledovné suroviny s obsahom železa:
- železná ruda - najčastejšie magnetit, hematit, limonit a siderit,
- oceľový odpad- najčastejšie okoviny, ktoré vznikajú pri tvárnení ocele za tepla a obsahujú až 55% železa,
- pyritové výpražky - odpad pri výrobe kyseliny sírovej a obsahujú až 60% železa,
- vysokopecný prach - získaný prečistením vysokopecného plynu.
Okrem nich do procesu vstupuje:
- koks - ktorý plní 3 úlohy:
- slúži ako palivo pre dosiahnutie potrebnej teploty, do pece sa vháňa predohriaty.
- uhlík z neho vstupuje do reakcie ako redukčné činidlo,
- uhlík z neho nauhličuje vyrobené čisté železo,
- vzduch - potrebný pre udržanie horenia,
- troskotvorné prísady - umožňujúce lepšie oddelenie hlušiny a popola a vytvorenie trosky, napríklad vápenec.
Produktmi vysokej pece sú:
- surové železo - hlavný produkt,
- vysokopecný plyn - využíva sa ako palivo,
- vysokopecná troska - táto sa ďalej spracováva na vysokopecný cement, troskovú vlnu, dlažobné kocky, troskový štrk, troskový piesok a iné produkty.
Príprava rúd
Pred vstupom do vysokej pece je potrebné železné rudy pripraviť. Kusy rudy by mali mať veľkosť 25 až 80 milimetrov a mali by byť zbavené vody a síry v čo najväčšej miere. Na tieto účely sa rudy drvia v drvičoch a triedia v magnetických triedičoch (oddelenie hlušiny). Ďalej sa drobné kusy a vysokopecný prach spájajú lisovaním - briketovaním, alebo spekaním - aglomeráciou. Niektoré rudy sa upravujú aj pražením. Pre dosiahnutie priemerného obsahu železa a hospodárnej prevádzky vysokej pece sa miešajú rôzne rudy, tento proces sa nazýva homogenizácia.
Chemické reakcie
Vo vysokej peci prebiehajú tieto hlavné reakcie:
- spaľovanie koksu za vzniku oxidu uhličitého alebo uhoľnatého
- C + O2 → CO2
- 2 C + O2 → 2 CO
- redukcia železa oxidom uhoľnatým alebo uhlíkom
- 6 CO + 2 Fe2O3 → 4 Fe + 6 CO2
- 3 C + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO
- vznik trosky
- CaO + SiO2 → CaSiO3
Bilancia procesu
Na výrobu 1 tony surového železa sa spotrebuje:
- 2 - 2,4 t železnej rudy,
- 1 - 1,4 t koksu,
- 700 – 800 kg troskotvorných prísad,
- 4000 m3 vzduchu.
Zároveň vznikne:
- 3600 – 4000 m3 vysokopecného plynu,
- 0,5 - 0,8 t vysokopecnej trosky.
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antropológia
Aplikované vedy
Bibliometria
Dejiny vedy
Encyklopédie
Filozofia vedy
Forenzné vedy
Humanitné vedy
Knižničná veda
Kryogenika
Kryptológia
Kulturológia
Literárna veda
Medzidisciplinárne oblasti
Metódy kvantitatívnej analýzy
Metavedy
Metodika
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk