You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
a ten reaguje především s oxidem křemičitým, přítomných často v rudách na taveninu<br />
struskotvorného křemičitanu<br />
CaO + SiO 2 → CaSiO 3 .<br />
Do strusky se může také do jisté míry zachycovat fosfor a síra, jak ukážeme později.<br />
Vysokopecní struska se dá velkou měrou zužitkovat pro výrobu cementu, jinak se také z ní<br />
vytváří ochlazením vodou kamenivo vhodné velikosti, použitelné při inženýrských stavbách<br />
(silnice apod.).<br />
Odcházející plyn obsahuje vedle dusíku ze vzduchu hlavně oxid uhličitý a uhelnatý a<br />
unáší řadu prachových částic. Nazývá se kychtový plyn. Po odloučení prachu se jeho zjevné i<br />
spalné teplo použije k ohřátí keramické výplně v zařízeních označovaných kaupry (Cowper).<br />
Po vyhřátí se kauprem prohání vzduch (vítr) pro vysokou pec, který se vyhřeje asi na 700 o C.<br />
Přebytečný kychtový plyn se použije jako nízkovýhřevné palivo.<br />
Moderní vysoká pec využívá jen takové množství kvalitního koksu, které je nezbytné<br />
pro vytvoření pohyblivé vrstvy sesouvajícího se kusového materiálu. Pro dodání tepla a pro<br />
redukci se tak využívají méně hodnotná náhradní paliva, vháněná zespodu společně s větrem<br />
výfučnami. Může to být prachové uhlí, topný olej nebo plyn, ale i různé sekundární suroviny<br />
jako odpadní plasty apod.<br />
Výroba oceli – zkujňování (sekundární metalurgie)<br />
Surové železo z vysoké pece obsahuje 2 až 6% uhlíku a ochlazením vzniká litina s<br />
omezenou technickou použitelností. Proto se hledaly cesty, jak přeměnit litinu na kujné<br />
železo – ocel, jakou produkovaly staré technologie. Dnes víme, že základním krokem je<br />
oduhličení.<br />
V roce 1784 objevil Henry Cort proces nazývaný česky "pudlování" (anglicky puddle<br />
= louže). Při míchání roztaveného železa v mělké pánvi na vzduchu se vylučovaly z lázně<br />
tuhé kousky kujného železa, které se vytahovaly a dále kovářsky zpracovávaly. Dnes už<br />
chápeme princip tohoto procesu jako přednostní oxidaci uhlíku ze směsi, při čemž se vylučuje<br />
z taveniny čistší kujná ocel (s méně než 2% uhlíku) o vyšším bodu tuhnutí, než má litina<br />
Fe-C(l) + O 2 → Fe(s) + Fe-C(l) + CO<br />
S rozvojem chemie na počátku 19. století byla vysvětlena úloha uhlíku v oceli a v roce 1856 patentoval anglický<br />
vynálezce Bessemer (později Sir Henry) zařízení nazvané konvertor, nádobu s žáruvzdornou vyzdívkou, do které<br />
se zaváděl dvojitým dnem stlačený vzduch. Zde se velmi rychle – během několika minut vypálil prakticky<br />
všechen přítomný uhlík a zbyla nízkouhlíkatá ocel, kterou bylo možno odlévat do forem.<br />
Fe-C(l) + O 2 → Fe(l) + CO<br />
Při tom ztráty propalem železa se daly udržet pod 10%. Šťastnou náhodou Bessemer použil ke svým<br />
experimentům kvalitní švédskou rudu. Zakrátko se ukázalo, že železo z většiny rud anglických, francouzských,<br />
německých, belgických a dalších ani po ošetření v konvertoru nedala dobrou ocel. Chemickou podstatu<br />
problému jako vlivu fosforu vystihli v roce 1875 Thomas s Gilchristem.<br />
Řešením pro odfosforořování je použití zásadité vyzdívky konvertoru magnezitickými<br />
nebo dolomitickými materiály (oproti původně užívaným kyselým křemenným vyzdívkám).<br />
Ty se pomalu rozkládají přítomným fosforem za reakce<br />
CaO(vyzdívka) + P(v roztaveném kovu) + O 2 (plyn) → Ca 3 (PO 4 ) 2 (tekutá struska).<br />
Rozemletá struska se stala tehdy významným fosforečným hnojivem (Thomasova moučka),<br />
byť často obsahujícím další nevhodné stopové prvky. Zásaditá vyzdívka se projevila i dalšími<br />
reakcemi s přítomnými složkami.<br />
V metalurgické konvenci se zápisy reakcí zjednodušují označením jednotlivých fází<br />
různými typy závorek, např.:<br />
[kov] ; (struska) ; {plyn} ; .<br />
Reakce běžných příměsí v zásaditém prostředí ocelářského procesu lze pak zapsat jako<br />
{O 2 } → 2[O]<br />
[O] +[C] → [CO]
Change language