Otázka: Zkujňování železa na ocel
Předmět: Chemie
Přidal(a): honzahan
Zkujňování železa na ocel
Surové železo obsahuje příměsi: 3-5% C, 2% Si, 1% Mn, 0,5% P, 0,3% S aj. – po 2-6 hodinách se odpichuje a lije do forem, čímž vznikne litina – ta je pevná a tvrdá, ale je křehká (není kujná), tudíž další možnost zpracování po odlití je minimální. Z litiny se tedy vyrábí předměty, u kterých není vyžadována vysoká odolnost vůči nárazu – kamna, kanalizační poklopy, ozvučné desky pian nebo radiátory.
Surové železo se tedy dále zušlechťuje na ocel. Podstata procesu je snížit obsah C pod 1,7% oxidací. Zároveň se sníží i obsah dalších prvků, jako např. Si, Mn, S, P.
Výroba oceli je možná buď v konvertorech, v Martinských (nístějových) pecích nebo v elektrických obloukových pecích.
a) Výroba oceli v konvertorech
Dochází k oxidaci nežádoucích prvků vzdušným kyslíkem, takže převládají exotermické reakce, které udržují železo roztavené – 2 C + 02 → 2 CO + en. ; CO + ½ 02 → CO2 + en.
Je to asi 10m vysoká hruškovitá nádoba s vyzdívkou na 300-350 tun surového železa. Předehřátý konvertor se plní roztaveným železem o teplotě asi 1200°C a struskotvornými přísadami (pálené vápno CaO). Otvory ve dně se vhání vzduch pod tlakem 1,5 MPa asi 1500 m3/min a nekovové prvky shoří při teplotě asi 1700°C.
Jeden výrobní cyklus trvá asi 30 minut.
b) Výroba oceli v Martinských pecích
Je to zastaralý způsob, ale umožňuje využívání železného šrotu.
Dochází k oxidaci nežádoucích prvků s využitím oxidů železa. Plní se surovým železem a železným šrotem. Převládají endotermické děje, tudíž je nutno zahřívat – k tomu se používá generátorový plyn (zplynění uhlí nebo koksu vzduchem s přídavkem vodní páry) – po dobu 5-6 hodin.
3 C + 2 Fe2O3 → 3 CO2 + 4 Fe
c) Výroba oceli v elektrických obloukových pecích
Opět se k oxidaci nežádoucích prvký používají oxidy železa. Je to energeticky náročná výroba velmi kvalitních ušlechtilých ocelí.
Úprava vlastností oceli
a) legováním – přidání různých prvků do roztavené oceli před vypuštěním z konvertoru – k posílení požadovaných vlastností (např.pevnost, pružnost, odolnost vůči korozi atd.)
b) kalením – dojde k rozžhavení na 700-900°C a následně k prudkému ochlazení ponořením do horké vody nebo oleje – tím se dosáhne vyšší tvrdosti a pružnosti oceli – ale je křehká
c) popouštění – pomalé zahřívání na 250-300°C a postupnému chlazení – snadno ohýbatelná ocel
d) povrchová úprava – pokovení (pozinkování,…), nátěry, olejování – ochrana před korozí
Další podobné materiály na webu:
