Výroba litiny - základy železné metalurgie

V dějinách lidstva je období, které se nazývá období doby železné. V těchto dnech nahradily analogické výrobky ze železa kamenné nástroje práce. Ačkoli tento kov v malých množstvích tavil a mnohem dříve. V podstatě to bylo železo, těžené z meteoritů. Na památkách Iráku a Sýrii byly například nalezeny železné předměty. A "datum narození" těchto památek je 27. století před naším letopočtem. Ale skutečná technologická revoluce se stala již tehdy, když se lidé naučili, jak horkou železo z železné rudy. Za prvé se to učil v západní Asii, pak se tato technologie dostala do Řecka, Itálie a postupně se rozšířila po celé Evropě. Tento proces byl po mnoho staletí zdokonalen a postupně se výroba litiny a oceli stala základem pro další odvětví národního hospodářství.

A hlavním procesem ve slévárenském průmyslu je proces vysokých pecí. A stane se ve vysoké peci. Moderní vysoká pec je výkonná a vysoce výkonná jednotka a v ní z velkého množství náboje a výbuchu je tavení litiny. Tavící metalurgie se nazývá směs surovin, která se přivádí do pece pro další tavení. Jedná se o železnou rudu v kombinaci s palivem. A palivo, bez něhož se výroba železa ve vysoké peci stává nemožným, je obvykle koks, který je někdy nahrazen uhelným prachem nebo zemním plynem. Koks - to je stejné uhlí, které bylo kalcinováno bez přístupu vzduchu. Má vysokou teplotu spalování a je dobrým palivem pro procesy ve vysokých pecích.

Vysoká pec je navržena tak, aby výroba surového železa v ní probíhala. Oxid železitý a uhlík se plynule pohybují po hřídeli pece a vzduch směřuje k nim. Uhlík je obsažen v koksu, který v tomto procesu hraje dvojí roli. Při spálení ohřívá pec samotnou na požadovanou teplotu a zároveň vytváří plyn CO. A pomocí tohoto plynu se oxid železitý přemění na kov. V důsledku této reakce se vytváří oxid uhličitý, který se vypouští na vrchu pece a tekutý kov, který se uvolňuje na jeho spodní straně. A tento proces je zastaven pouze tehdy, když je třeba opravit vysokou pec. Obvykle při takové opravě změňte vnitřní zdiva (podšívka), která nakonec vyhoří.

A výroba litiny v takové peci může být popsána pomocí jednoduchých rovnic. Vzduch, který je vháněn do pece, přichází do kontaktu s koksem a "dělá", že hoří. Poslední spálený vytváří oxid uhelnatý, který je v plynném stavu. Tento plyn hraje významnou roli při redukci oxidu železa. A toto zotavení nastává, když teplota směsi rudy a koksu dosahuje 600-700 stupňů. Výsledkem je tuhé, ale houbovité a porézní železo. Poté sestoupí do spodní, horké části pece (pece), kde se roztaví a uvolní se venku.

Ale tyto rovnice mohou být použity pouze pro ideální systém. To znamená, že oxid železa by měl být čistý, bez nečistot, to samé platí pro uhlík. A vzduch pro foukání musí sestávat z jednoho kyslíku. Poté bude výroba litiny probíhat hladce a podle výše popsaného schématu. Železná ruda ve skutečnosti obsahuje hodně (více než 50%) prázdné horniny, která se skládá především z silikátů. A vzduch, jak všichni ví, sestává v podstatě z dusíku, který prostě prochází pecí bez reakce. Hlavním problémem je však právě v silikátech. A že jsou odděleny od železa a odstraněny z pece, musí se tyto silikáty přivést do tekutého stavu. Křemičitany se roztaví pouze po interakci s vápencem CaO. Za tímto účelem se do pece přidá množství vápence (toku) společně s rudou. Je umístěn v horní části vysoké pece a po odpovídající reakci se změní na vápno. A silikátové nečistoty železné rudy, které reagují s tímto vápnem, se roztaví do kapalného stavu a jsou vypouštěny z vysoké pece ve formě strusky. A tato struska je o málo menší než samotná litina.

A po ztuhnutí se tato struska změní na sklovitý materiál tmavé barvy. A v nedávné minulosti, u metalurgických podniků, viděli celé hory tohoto materiálu. Nyní však výroba surového železa se stala nějakým způsobem bezproblémová, protože struska v našich dnech našla široké uplatnění. Používá se jako plnivo pro beton a jako železniční balast. Z ní se vyrábí struska a díky ní se vytváří protiskluzový nátěr silnic. Černé železo vyráběné z vysoké pece je již základem pro výrobu oceli a základem pro veškerý průmysl železa a oceli.