Surové železo

Surové železo se vyrábí ve vysoké peci tavením železné rudy s koksem, vápencem a dalšími přísadami. Má vysoký obsah uhlíku 3,0–4,3 %, a další příměsi 0,5-3,0% Si, 0,5-3,0% Mn, 0,05-2% P a až 0,1% S. Vlivem vysokého obsahu uhlíku je tvrdé a křehké, při ohřátí na teploty 1150 °C až 1250 °C se taví bez přechodu přes tvárný stav. Proto ho není možné tvářet za tepla ani za studena. Nazývá se také nekujné železo a jeho přímé použití je velmi omezené. Je to především výchozí surovina pro výrobu ostatních druhů technického železa – oceli a litiny.

Odlité polotovary surového železa – tzv. housky
Roztavené surové železo

Výroba surového železa byla ve starověké Číně známa už v období rané dynastie Čou (1122-256 před naším letopočtem). V Evropě nebyl postup běžně znám až do 14. století.

Formy uhlíku

V surovém železe může uhlík existovat ve dvou formách:

  1. Při pomalém chladnutí, a při větším obsahu křemíku (2–4 %) se vyloučí uhlík ve formě krystalů grafitu, mezi krystaly železa. Takovéto železo má šedý lom, proto se nazývá šedé surové železo. Obsah uhlíku bývá 3,5-4,2 %.
  2. Při rychlém chladnutí není pro krystalizaci dostatek času a současně při větším obsahu manganu (do 6 %) tvoří uhlík se železem sloučeninu – karbid železa (Fe3C), nazývaný cementit. Takovéto železo má bílý lom, proto se nazývá bílé surové železo. Obsah uhlíku bývá až 4,5 %.

Rozdělení

Surové železo pro výrobu oceli se obvykle dopravuje v tekutém stavu. Odlité surové železo a následné produkty se dělí:

  1. šedé surové železo – čím více uhlíku se vyloučí ve formě grafitu, tím má tmavší barvu, je měkčí a lépe se obrábí. Dobře se odlévá, více se proto používá pro slévárenské účely. Odlévá se do pískového licího pole.
  2. bílé surové železo – vyloučený cementit způsobuje jeho tvrdost, většinou se proto dále zpracovává v ocelárnách na ocel. Odlévá se do kovového licího pole.
  3. speciální surové železo – feroslitina – kromě uhlíku obsahuje další prvky nejčastěji mangan, křemík, chróm, vanad, molybden. Používají se jako přísady při výrobě slitinových – legovaných ocelí a litin.

Výroba

Surové železo se vyrábí ve vysokých pecích redukcí železných rud oxidem uhelnatým nebo uhlíkem při vysokých teplotách. Do technologického procesu vstupují následující suroviny s obsahem železa:

Základní suroviny pro výrobu

Další látky a suroviny pro výrobu
  • koks – slouží jako zdroj uhlíku:
    • jako palivo pro dosažení potřebné teploty
    • jako chemikálie:
      • vstupuje do reakce jako redukční činidlo
      • slučuje se s železem na karbid železa (cementit)
  • vzduch – potřebný pro udržení hoření, do vysoké pece se vhání předehřátý, může být i obohacený o kyslík.
  • struskotvorné přísady – umožňující lepší oddělení zbytků hlušiny, nežádoucích příměsí a popela a vytvoření strusky – například vápenec

Produkty výroby ve vysoké peci
  • surové železo – hlavní produkt
  • vysokopecní plyn – odvádí se a využívá se dále jako palivo
  • vysokopecní struska – dále se zpracovává na vysokopecní cement, struskovou vlnu (vatu), dlažební kostky, struskový štěrk, struskový písek a jiné produkty

Příprava rud

Před vstupem do vysoké pece je potřeba železné rudy náležitě připravit. Kusy rudy by měly mít velikost 25 až 80 milimetrů a měly by být zbaveny vody a síry v co největší míře. Pro tyto účely se rudy drtí v drtičkách a třídí v magnetických třídičích (oddělení hlušiny). Dále sa drobné kusy a vysokopecní prach spojují lisováním – briketováním nebo spékáním – aglomerací. Některé rudy se upravují i pražením. Pro dosažení průměrného obsahu železa a hospodárného provozu vysoké pece se míchají různé rudy, tento proces se nazývá homogenizace.

Chemické reakce

Ve vysoké peci probíhají tyto hlavní reakce:

Bilance procesu

Materiál potřebný na výrobu 1 tuny

Zároveň vzniká

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.