KOVY Výroba kovů redukcí ze sloučenin

KOVY  významná skupina látek využívaná od starověku  většina kovů se v přírodě vyskytuje vázaná ve sloučeninách - viz reaktivita kovů  sloučeniny kovů se těží jako rudy - obsahují ještě hlušinu = nepotřebné příměsi  kovy se průmyslově vyrábějí redukcí ze sloučenin např. C + 2PbO → CO₂ + 2Pb  před redukcí se sloučeniny pražením převádějí na oxidy

RUDY ŽELEZA  Magnetit Fe₃O₄  HnědelFe₂O₃. n H₂O  Krevel Fe₂O₃  Siderit FeCO₃

OSTATNÍ RUDY  Galenit PbS  SfaleritZnS  RumělkaHgS

VÝROBA ŽELEZA Redukcí z rud účinkem CO a C ve vysoké peci Vysoká pec:  m vysoká  15 m průměr  sazebna, kterou se nasypávají suroviny a odvádějí vznikající plyny  nístěj s otvory pro přívod předehřátého vzduchu

SUROVINY PRO VÝROBU ŽELEZA  železná ruda - upravené, obohacené sloučeniny železa  vápenec - struskotvorný materiál, který tvoří s hlušinou strusku  koks - redukční činidlo, palivo  moderní pece používají místo rudy a vápence směs aglomerátu (= spečená struskotvorná přísada + železná ruda)

DĚJE VE VYSOKÉ PECI  zahřívání a vysoušení vsádky  redukce oxidem uhelnatým a uhlíkem, které vznikají z koksu  hromadění tekutého vyredukovaného železa a tekuté strusky v nístěji  struska plave na tavenině železa (ochrana před zpětnou oxidací)  odpich železa a strusky (vypouštění)  odpich oddělenými výpustěmi v určitých časových intervalech

PRODUKTY VYSOKÉ PECE surové železo  tavenina vypouštěná z pece  obsahuje podíl uhlíku (až 4%) z použitého koksu  vzniklá litina je tvrdá, křehká a málo kujná  surové železo se déle zpracovává struska  vzniká z vápence a hlušiny  cenná stavební surovina – výstavba silnic

ZPRACOVÁNÍ SUROVÉHO ŽELEZA a) ve slévárnách na litinu  odlévání do forem: vany, nádobí, trubky b) v ocelárnách na ocel  železo se zbavuje uhlíku („vyhořením“)  zkujňuje se  omezuje se křehkost  přidávají se různé přísady na zlepšení vlastností dle dalšího použití  ocelárny dnes využívají převážně sběrové železo = recyklace  trubky, lana, dráty

ZPRACOVÁNÍ OCELI kalení oceli  ocel se zahřeje na tzv. kalící teplotu a prudce se zchladí  získá nerovnoměrnou strukturu  zvýší se tím tvrdost (= odolnost proti opotřebení) a křehkost popouštění oceli  ocel se ohřeje a pomalu ochladí  získá rovnoměrnou strukturu  zvýší se tím pevnost a houževnatost

ZPRACOVÁNÍ OCELI  při zpracování oceli kalením a popouštěním je třeba zvolit takové teploty, které povedou u oceli k optimálnímu poměru tvrdost - pevnost (houževnatost)  je třeba zvažovat pro jaký finální výrobek upravenou ocel použijeme