Výroba surového železa a výroba oceli

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Výroba surového železa a výroba oceli"

Bedřich Vopička
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Výroba surového železa a výroba oceli

2 Vlastnosti železa (Fe) nejrozšířenější přechodný kovový prvek druhý nejrozšířenější kov na Zemi, hojně zastoupen i ve vesmíru v přírodě minerály železa rudy: hematit (krevel) Fe 2 O 3 (nejhojněji se vyskytuje) magnetit Fe 3 O 4 (nejhodnotnější ruda obsah Fe) pyrit FeS 2 (u něj obtížné oddělení síry od železa) ilmenit FeTiO 3 magnetit [3] pyrit hematit [1] [2]

3 Vlastnosti železa měkké, světle šedé až bílé ferromagnetický kov v zemské kůře: 4,7 6,2 % (před ním O, Si a Al) valenční elektrony má v d-orbitalu sloučeniny Fe 2+ a Fe 3+ elementární Fe je nestálé a reaktivní, má velmi malou odolnost proti korozi Využití: [4] všestranné využití při výrobě slitin [4] významným biogenním prvkem v organismu se podílí na přenášení kyslíku k buňkám

4 Technické železo šedé Surové železo bílé měkká uhlíková Ocel tvrdá slitinová, legovaná

5 Výroba surového železa technické železo se vyrábí ve vysokých pecích redukcí rud koksem a oxidem uhelnatým za přítomnosti struskotvorných látek, za vysokých teplot [5]

6 Postup výroby surového železa: vysoká pec stavba vysoká 30-50m, uvnitř vyzděna žáruvzdorným materiálem (vysoké teploty, až 1800 C) - pracuje nepřetržitě několik let pec se plní shora rudou, koksem a vápencem (struskotvorná přísada) do spodníčásti pece se vhání horký vzduch obohacený kyslíkem suroviny se nejprve v peci vysuší koks je téměřčistý uhlík, při jeho spalování vzniká velké množství tepla a oxid uhelnatý, který slouží jako redukční činidlo Reakce: C + O 2 CO 2 CO 2 + C 2 CO

7 Schéma vysoké pece: oxid uhelnatý i koks redukují oxidy železa na železo FeO + C Fe + CO [6] ve spodní části pece se vzniklé železo roztaví a rozpouští v sobě uhlík Fe se hromadí na dnu pece, proti oxidaci je chráněno vrstvou strusky

8 Vypouštění tavené suroviny z vysoké pece: železo i struska se vypouští ve spodní části pece vypouštění se provádí každé dvě hodiny a nazývá se ODPICH Složení surového železa: ve vysoké peci vzniká surové železo litina litina obsahuje jako příměs 4-5% uhlíku, Si, S, P tyto příměsi způsobují, že je litina tvrdá, ale křehká (snadno se láme) litina se zpracovává odléváním do forem použití: radiátory, součástky strojů, kotle, nádobí

9 Výroba oceli (zkujňování železa): založena na snižování obsahu C, Si a dalších prvků v konvertorech se k surovému roztavenému železu vhání vzduch kyslík má schopnost oxidovat příměsové prvky, ty pak unikají ve formě oxidů nebo se vážou na vyzdívku v peci Probíhají reakce: C + O 2 2 CO C + O 2 CO 2 S + O 2 SO 2 P 4 + 5O 2 2 P 2 O 5 Si + O 2 SiO 2 nebo se příměsové prvky odstraní přídavkem rudy a železného šrotu (v plamenových pecích)

10 Vlastnosti oceli: vlastnosti ocelí se dají výrazně zlepšit přídavkem i malých množství přísadových kovů - titanu, vanadu, chromu, manganu, kobaltu, niklu, molybdenu nebo wolframu vzniká legovaná ocel vynikající mechanické vlastnosti vynikající odolnost proti korozi na vlastnosti oceli má vliv i mechanické opracování: kování, válcování a tepelné zpracování: kalení, popouštění, nitridování, cementování

11 Otázky k opakování: 1)Jaké minerály obsahují železo? Které z nich jsou významné pro výrobu surového železa? a) b).c).. 2) Napište fáze výroby surového železa. a).. b).. c).. d). 3) Vysvětlete pojmy: struska..ocel litina legovaná ocel..

12 Zdroje informací: Obrázky: Použité zdroje: < [cit ] Banýr J., Beneš P. a kol.,: Chemie pro střední školy. SPN, a.s., Praha 2001 Blažek J., Fabini J.,: Chemie pro studijní obory SOŠ a SOU nechemického zaměření. SPN, n.p., Praha 1984 [1] Magnetite Rob Lavinsky Lavinsky [online] [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons - Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 < [2] Šupinkovitý hematit Helix84 Helix84[online] [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons - Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <

13 [3] Volné dílo celosvětově < [cit ] [4] Pure iron chips Alchemist-hp Alchemist-hp[online] [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons - Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 < 1cm3_cube.jpg> [5] Šikmý zavážecí výtah Maxim Maxim[online] [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons - Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 < [6] Volné dílo celosvětově < [cit ]

Podobné dokumenty

1. V jakých typech sloučenin se železo v přírodě nachází? 2. Jmenujte příklad jedné železné rudy (název a vzorec):

ŽELEZO - cvičení 1. V jakých typech sloučenin se železo v přírodě nachází? 2. Jmenujte příklad jedné železné rudy (název a vzorec): 1. V jakých typech sloučenin se železo v přírodě nachází? V oxidech,