Rudy a jejich
těžba

Výroba oceli

Historie výroby železa

   První surové železo vzniklo nízkoteplotní redukcí železné rudy a dále se zpracovávalo -
kovářským způsobem (tzv. houbovité železo).

¨  Přímá výroba z rud v ohništi nebo nízkých šachtových pecích. (vytavování železa z rudy).

¨  16.století bylo schopno tuto výrobu nahradit svářkováním (do pece se měděnou trubkou vháněl
vzduch).

¨  Konec 19.století přinesl výrobu surového železa a jeho zpracování v plně tekutém stavu.



Výroba surového železa

   Železo se vyrábí z železných rud v hutích. Železné rudy - magnetovec (Fe3O4), krevel (Fe2O3),
hnědel (Fe2O3 . n H2O) a ocelek (FeCO3). Mimo nerosty obsahují rudy příměsi – hlušinu.Těžba probíhá
v povrchových nebo hlubinných dolech.

   Paliva - dřevěné uhlí, hnědé uhlí, černé uhlí, koks, nafta, dehtové oleje apod., plyn zemní,
koksový, vysokopecní, elektrická energie.

Výroba surového železa

   Tavidla a struskotvorné přísady – např. vápenec mají za úkol zlepšit podmínky tavení a podpořit
vznik neutrálního prostředí ve vysoké peci, protože rudy mají buď kyselý nebo

   zásaditý charakter.

   Při výrobě železa reagují oxidy železa s oxidem uhelnatým (CO) a uhlíkem. Vysoká pec se
nepřetržitě automaticky plní vrstvami koksu, železné rudy a vápence. Do spodní části pece se vhání
předehřátý vzduch. Spalováním koksu se v dolní části vysoké pece dosahuje teploty 1700 až 1900°C.

            Výroba železa

                   Struska i roztavené železo                se z vysoké pece
vypouštějí zvlášť, mluví se                    o odpichu železa a                        strusky.

                   Vysoká pec pracuje

                   nepřetržitě několik let.

Výroba surového železa a oceli

   Surové železo - litina obsahuje různé příměsi: uhlík, křemík, fosfor, mangan a další prvky.
Vyznačuje se velkou pevností a stálostí na vzduchu, je však křehké.

Výroba oceli

   Surové železo se dále v kyslíkovém konvertoru zpracovává dmýcháním kyslíku. Dochází ke spalování
doprovodných, resp. škodlivých prvků včetně uhlíku a k úpravě chem. složení oceli.



Zařízení pro výrobu oceli

   Zařízení k výrobě oceli:

¨  Konvertory – kyslíkový, Thomasův, Bessemerův,

¨  Siemens-Martinské pece,

¨  tandemové pece (vhání se O, CO k výhřevu),

¨  elektrické pece (obloukové, indukční).



Kontinuální lití oceli



Slitiny železa



Oceli



Oceli

Rozdělení ocelí:

podle chemického složení

¤ nelegované,

¤ legované,

podle způsobu výroby

¤ tvářené,

¤ lité,

podle použití

¤ konstrukční,

¤ nástrojové.





Litiny

   Jsou slitiny železa, uhlíku a doprovodných prvků (žádoucích i nežádoucích), kde obsah uhlíku je
nad 2 hm%.

   Grafitické litiny obsahují uhlík ve formě grafitu, který krystalizuje v hexagonální soustavě
(hcp mřížka). Jejich vlastnosti závisí na množství, tvaru a velikosti grafitických útvarů a na typu
kovové matrice, ve které je grafit rozložený.





Litiny















Matrice – feritická, perlitická, bainitická ..

Litiny





Metastabilní diagram Fe-Fe3C





Závěr

Literatura:

[1] Askeland, D.R. The Science and Engineering of Materials. Chapman & Hall, 1996.

[2] Ptáček a kol. Nauka o materiálu I a II. CERM, 2003, 520+396 s.

[3] Hluchý, M., Kolouch, J. Strojírenská technologie 1. Scientia, 2007, 266 s.