ŽELEZNÉ RUDY A JEJICH TĚŽBA Výroba surového železa a 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 – koks, dřevěné uhlí, hnědé uhlí, černé uhlí, nafta, dehtové oleje apod., plyn zemní, koksový, vysokopecní, elektrická energie. Výroba surového železa ¨ Tavidla a struskotvorné přísady – vápenec mají za úkol zlepšit podmínky tavení a podpořit vznik neutrálního prostředí ve vysoké peci, protože rudy mají buď kyselý nebo zásaditý charakter. ¨ Výroba surového železa ¨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 surového železa Zpracování 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 ¨ concast2 Oceli ¨ oceli ke tváření Oceli jsou slitiny železa s uhlíkem a dalšími prvky, kde obsah uhlíku je nižší než 2 %. Oceli na odlitky – materiál (ocel) pro výrobu odlitků. Oceli ke tváření ¨Oceli: ¨podle chemického složení ¤Nelegované (dle ČSN třída (10) 11 - 12), ¤Legované (třída 13 - 17, 19), ¨ ¨podle použití ¤Konstrukční (třída 11 – 17), ¤Nástrojové (třída 19). ¨ ¨ Oceli a jejich označování dle ČSN ¨Oceli: ¨ ¨ Litiny ¨ Jsou slitiny železa, uhlíku a doprovodných prvků (žádoucích i nežádoucích), kde obsah uhlíku je nad 2 %. ¨ 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 .. lupínkový (I) vločkový (II) červíkovitý (III) pavoučkovitý (IV) nedokonale zrnitý (V) zrnitý (VI) Litiny ¨ ¨ obr3 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. ¨[4] internet ¨[5] internet < http://ime.fme.vutbr.cz/studijni opory.html > 0471736961!w234