Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Železo. Výroba železa a oceli Suroviny Železná ruda (je tvořena převážně kyslíkatými sloučeninami železa):  Fe 2 O 3 – krevel (hematit)  Fe 3 O 4 –

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Železo. Výroba železa a oceli Suroviny Železná ruda (je tvořena převážně kyslíkatými sloučeninami železa):  Fe 2 O 3 – krevel (hematit)  Fe 3 O 4 –"— Transkript prezentace:

1 Železo

2 Výroba železa a oceli

3 Suroviny Železná ruda (je tvořena převážně kyslíkatými sloučeninami železa):  Fe 2 O 3 – krevel (hematit)  Fe 3 O 4 – magnetovec (magnetit)  Fe 2 O 3. nH 2 O – hnědel (limonit)  FeS 2 – pyrit Vysoušení surovin: Fe 2 O 3. nH 2 O → Fe 2 O 3 + nH 2 O

4 Železná ruda

5 Suroviny  Koks (z černého uhlí) - je to téměř čistý uhlík a slouží k redukci oxidů železa  Vápenec CaCO 3 – napomáhá utvoření tzv. strusky z hornin, které doprovázejí železnou rudu.  Doprovodné horniny železné rudy se nazývají hlušina a z větší části se před navážkou do vysoké pece odstraňují.

6 Vysoká pec  Až 40m vysoká,  15m široká šachtová pec  z oceli  uvnitř je vyzděna ohnivzdornými cihlami  Pracuje nepřetržitě až 10 let.  Ostravsko (vysoké pece v Třineckých železárnách a v ostravské Nové huti), dříve Kladensko

7 Vysoká pec 200 °C 400 °C 900 °C 1400 °C 1600 °C kychta šachta nístěj ruda, koks, struskotvorné přísady Rozpora 2000 °C Zarážka odcházející kychtové plyny

8 ndex_embed.shtml

9

10 Reakce, které probíhají ve vysoké peci Spalování koksu: C + O 2 → CO kJ/mol CO 2 + C → 2 CO- 172 kJ/mol Redukce železa (nepřímá redukce): 3 Fe 2 O 3 + CO → 2 Fe 3 O 4 + CO 2 Fe 3 O CO → 3 Fe + 4 CO 2 FeO + CO → Fe + CO 2 Redukce železa (přímá redukce): Fe 2 O C → 2 Fe + 3 CO Fe 3 O C → 3 Fe + 4 CO FeO + C → Fe + CO

11 Kychtové plyny  Oxid uhelnatý (25 – 30 %)  Oxid uhličitý (8 – 12 %)  Vodík (1,5 – 4 %)  Methan (0,2 – 0,4 %)  Dusík (58 – 60 %)  k vytápění předehřívačů vzduchu  zbytek se používá v ocelárnách

12 Surové železo  Obsahuje příměsi:  asi 4% C (jako grafit a karbid triželeza Fe 3 C)  dále hlavně Mn, Si, P, S.  Je velmi tvrdé, ale křehké; není pružné ani kujné  Odlévá se do forem (litina) a vyrábějí se z něj části strojů, potrubí, dříve topná tělesa; ale většina (cca 60%) se dále upravuje na ocel.  Největší část vzniká přímou redukcí

13 Struska  vzniká při redukci rudy reakcí hlušiny se struskotvornými přísadami  chemické složení CaSiO 3  chrání povrch roztaveného železa před oxidací horkým vzduchem, nemísí se s ním  používá se ve stavebnictví – cement, tvárnice

14 Vypouštění (tzv. odpich) surového železa a strusky ze spodní části vysoké pece se provádí vždy po čtyřech až šesti hodinách.

15 Odpich železa

16 Výroba oceli  Pro zlepšení vlastností surového železa se provádí v ocelárnách tzv. zkujňování (odstraňování většiny příměsí uhlíku (na 1,7 – 0,2 %) a dalších prvků).  Základní způsoby výroby oceli: a) v konvertorech, b) v Martinských pecích, c) v elektrických pecích.

17 Konvertor pro výrobu oceli - nejnižší kvalita, nejlevnější; nástrojové oceli - odstranění uhlíku vzdušným kyslíkem surové železo (1200 °C) přívod vzduchu spalování Si, Mn, Fe (propal), C 30 min

18 Siemens-Martinská pec (nístějová) 4 - vsádka – surové železo, šrot, vápenec - kvalitní ocel

19 Elektrická pec (oblouková, indukční) - nejkvalitnější ocel, drahé

20 Ocel  Podíl uhlíku je maximálně 1,7%.  Čím více uhlíku ocel obsahuje, tím je tvrdší.  Vlastnosti oceli se vylepšují také přidáním malých množství některých dalších kovů (chromu, niklu, vanadu, wolframu aj.).

21 Další úpravy oceli Legování (výroba ušlechtilé oceli)  Přídavek kovů pro zlepšení vlastností  Nerezová ocel – Cr, Ni, Mo  Pancéřová ocel – Mn  Magnetická ocel – Al, Co, Ni  Pružinová ocel – Cr  Karoserie aut - V

22 Další úpravy oceli Kalení  Rychlé chlazení –velmi tvrdá, odolná, pružná, ale křehká ocel – nástroje, ocelové konstrukce Popouštění  Pomalé chlazení – tvrdá, méně pružná, snadno ohybatelná ocel – nástroje, strojní součásti

23 Druhy ocelí prvekpodílvyužití Chromová ocelCr2%řezací nástroje, ložiska Niklová ocelNi5%namáhané součástky automobilů Wolframová ocelW5%řezací nástroje Chromniklová ocel20% Cr + 8% Ninerezavějící konstrukční materiály Kobaltová ocelCo magnety Křemíková ocel mostní konstrukce

24 Vlastnosti železa

25 Čisté železo  měkký, kujný kov stříbřité barvy  taje při teplotě 1535°C

26 Čisté železo  tři alotropické modifikace (liší se krystalovou strukturou), závislé na teplotě:  do teploty 768 °C feromagnetické 968 °C1401 °C γ Feα Feδ Fe

27 Chemické vlastnosti  neušlechtilý kov (se zředěnými kyselinami reaguje za vývoje vodíku)  hydroxidy na něj nepůsobí  slučování s nekovy (kyslík, síra, chlor) – koroze  stabilní oxidační čísla II, III

28 Koroze železa  souhrnná rovnice: 4 Fe + 3 O 2 + 2x H 2 O  2 Fe 2 O 3. x H 2 O  elektrochemický děj => může probíhat velmi dlouhou dobu téměř konstantní rychlostí  ochrana vhodnými nátěry (Cr, Ni, Zn, aj.) rez

29 Sloučeniny železa

30 Železnaté sloučeniny  FeO - na vzduchu se oxiduje na Fe 2 O 3

31  FeSO 4. 7H 2 O – zelená skalice - bezvodý je bílý Fe + H 2 SO H 2 O  FeSO 4. 7 H 2 O + H 2

32  (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 ∙ 6H 2 O – Mohrova sůl - v analytické chemii

33 Železité sloučeniny

34  Fe 2 O 3 – v přírodě jako krevel - pigment - rozkladem zelené skalice

35  Fe 3 O 4 (magnetit) - vzniká působením vodní páry na rozžhavené železo

36 Komplexní sloučeniny

37 V oxidačním stavu II i III tvoří železo velké množství rozmanitých komplexních sloučenin:

38 Krevní soli Fe III : K 3 [Fe(CN) 6 ]. 3 H 2 O Fe II : K 4 [Fe(CN) 6 ]. 3 H 2 O červená krevní sůl žlutá krevní sůl

39 Thurnbullova a Berlínská modř - pravděpodobně shodná struktura - dříve jako pigmenty při výrobě inkoustů a nátěrových hmot - vznik: Thurnbullova modř: Fe 2+ 3 [Fe 3+ (CN) 6 ] 3- 2 Berlínská modř: Fe 3+ 4 [Fe 2+ (CN) 6 ] 4- 3


Stáhnout ppt "Železo. Výroba železa a oceli Suroviny Železná ruda (je tvořena převážně kyslíkatými sloučeninami železa):  Fe 2 O 3 – krevel (hematit)  Fe 3 O 4 –"

Podobné prezentace


Reklamy Google