Jak probíhá výroba surového železa? Železo se vyrábí ve vysokých pecích redukcí rud za působení paliva, struskotvorných přísad a vzduchu.
1.etapa – sušení
Probíhá v rozmezí teplot 200°C – 500°C, kdy se dovezená vsázka nasype do kychty pomocí dopravníku a dochází k sušení.
2.etapa – redukce
Probíhá pomocí CO. Nastává v rozmezí teplot 500°C – 900°C. V této etapě dochází k reakci CO s rudou, kdy se z železné rudy uvolní kyslík, který se naváže na CO za vzniku CO2, a tak dojde k uvolnění čistého železa za přispění tavidla.
3.etapa – nauhličení
Probíhá v rozmezí teplot 900°C – 1100°C. V této etapě se začne sytit čisté železo uhlíkem, který se uvolňuje z paliva s jinými doprovodnými prvky (např. Mn, Si, S, P,…), a tím se přemění čisté železo na slitinu (tzv. surové železo).
4.etapa – tavení
Probíhá v rozmezí teplot 1100°C – 2000°C. V této etapě se surové železo roztaví úplně, nečistoty zůstanou navázané ve strusce a ze zarážky kape surové železo do nístěje, kde dojde k odpichu, přičemž struska zůstane na povrchu surového železa.
Produkty vysoké pece
- surové železo – hlavní produkt vysoké pece. Rozděluje se na ocelárenské železo a slévárenské surové železo.
- struska – používá se k výrobě cementu a umělých hnojiv.
- vysokopecní plyn – slouží k vyhřívání pece a koksoven
Definice surového železa
Je to slitina železa s uhlíkem a ostatními doprovodnými prvky (Mn, Si, P, S,…). Není kujné pro vysoký obsah uhlíku, je pouze dobře slévatelné.
Ocelárenské surové železo (bílé)
Má bílou jemně zrnitou strukturu. Uhlík se vylučuje ve formě karbidu železa a vzniká, když se do vysoké pece přidá velké množstvím manganu. Používá se pro výrobu oceli.
Slévárenské surové železo (šedé)
Má šedou hrubě zrnitou strukturu. Uhlík se vylučuje ve formě grafitu a vzniká, když se do vysoké pece přidá velké množství křemíku. Používá se pro výrobu litiny.
Používané rudy
- magnetovec, krevel, hnědel, ocelek, chamosit + odpad
- rudy se drtí a následně spékají do aglomerátů, které se vsadí do vysoké pece (z důvodu lepší prodyšnosti)
Palivo
- hutnický koks, elektrický proud
- palivo peci dodává:
- teplo
- uhlík nebo oxid uhelnatý (důležitý pro redukci)
Struskotvorné přísady
- mají funkci čistící. Přebírají z rudy a koksu nežádoucí látky, které se pak usazují jako struska na povrchu roztaveného železa.
- struska chrání surové železo, aby mělo správné chemické složení a nebylo oxidováno vzduchem vháněným do vysoké pece.
- struska má menší hustotu než surové železo, proto se drží na povrchu.
- struska vytéká z pece zvláštním otvorem.
Vysoká pec
- místo, kde probíhá výroba surového železa
- dva komolé kužely postavené na sebe svými základnami
- šachta = horní část pece – dává se do ní vsázka
- v dolní polovině se pec zužuje
- podstava = spodní část pece
- nístěj = nejspodnější část – shromažďuje se zde vytavené surové železo
- celá spodní část pece má ocelový pancíř, který je po venkovní straně chlazen proudem vody
- do spodní části pece vedou výfučny, kterými se vhání do pece teplý vzduch
- pod výfučnami je otvor na odpich strusky
- na dně nístěje se nachází otvor na odpich surového železa
Vysoká pec pracuje nepřetržitě, jeden proces trvá 8 hodin.
