Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/34.0771 ŠablonaIII/2 Sada 29 Anotace.

Prezentace na téma: "Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/34.0771 ŠablonaIII/2 Sada 29 Anotace."— Transkript prezentace:

1 Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/34.0771 ŠablonaIII/2 Sada 29 Anotace Výskyt železa v přírodě, výroba oceli a litiny Klíčová slovaŽelezná ruda, hematit, magnetit, pyrit, vysoká pec, kuplovna, indukční pec PředmětChemie Autor, spoluautorZdeněk Říha JazykČeština Druh učebního materiáluPrezentace Potřebné pomůckyPC, data projektor Druh interaktivityVýklad pomocí prezentace Stupeň a typ vzděláváníStřední škola Cílová skupina1. ročník, žáci 15 - 16 let, 36-47-M/01 Stavebnictví Speciální vzdělávací potřebyNe ZdrojeSeznam viz poslední strana Železo, ocel a litina 1 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje VY_32_INOVACE_29_594

2 2 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje ŽELEZO, OCEL A LITINA

3 3 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Železo - Ferrum Relativn í atomová hmotnost 55,845 Hustota 7,86 g/cm 3 Teplota tání 1538 °C(1811K) Teplota varu 2861 °C (3134K) Skupenství pevn é Tvrdost 4 (Mohrova stupnice )

4 4 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Je poměrně měkký, světle šedý až bílý, ferromagnetický kov s malou odolností proti korozi. Chemicky je elementární železo značně nestálé a reaktivní. Vlastnosti: Stříbrobílý lesklý, poměrně měkký kov. Dobře vede elektrický proud. Ve vlhku se pokrývá vrstvičkou rzi – Fe(OH) 3, vytvořená rez opadává a narušují se další vrstvy ŽELEZO

5 5 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Výskyt železa v přírodě V přírodě se železo vyskytuje ve formě sloučenin v mnoha rudách, které mohou být průmyslově využity k jeho výrobě. Nejvíce se vyskytuje ve formě oxidů a uhličitanů. Hematit (krevel) Magnetit (magnetovec) Limonit (hnědel) Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 Fe 2 O 3. X H 2 O

6 6 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Siderit (ocelek) Pyrit Ilmenit FeCO 3 FeS 2 FeTiO 3 Další železné rudy

7 7 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Železná ruda – povrchový důl Pro české hutě se dováží ruda z Ruska, Švédska a Brazílie.

8 8 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Schéma výroby surového železa

9 9 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Schéma vysoké pece a chemické pochody probíhající uvnitř

10 10 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Surové železo obsahuje kromě čistého železa asi 4% uhlíku a dalších příměsí, které jsou buď nežádoucí, nebo převyšují neškodnou koncentraci. Jedná se hlavně o křemík, fosfor, síru a mangan. Při přeměně surového železa nebo železné houby (nepřetaveného železa, houbovité porézní struktury, vyrobeného přímou redukcí železné rudy) na ocel je nutné snížit obsah uhlíku a téměř zcela odstranit nežádoucí složky. Tento proces je nazývá zkujňování.

11 11 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Ocel Obsah uhlíku v surovém železe je příliš vysoký a proto je nutné jej oxidačním procesem v ocelářských zařízeních snížit. Toho se dociluje oxidací uhlíku buďto kyslíkem ze vzduchu (Thomasův konvertor), profoukáváním kyslíkem (LD konvertor) nebo přisazováním železné rudy a ocelového odpadu do taveniny v nístějových pecích (Siemens-Martinův proces, elektrická oblouková pec).

12 12 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Výroba oceli v LD konvertoru Do surového železa se vodou chlazenou tryskou vhání pod tlakem 1 MPa čistý kyslík. Proces trvá asi 20 minut. Teplo, které se při rekci uvolňuje, se využije k tavení přisazovaného šrotu.

13 13 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje LD konvertor a struktura probíhajících procesů

14 14 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Schéma výroby oceli v elektrické obloukové peci

15 15 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Výrobky z oceli Stojan lisu Soustružené díly Ozubená kola z jemnozrnné z automatové z cementační konstrukční oceli oceli oceli

16 16 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Litiny, kromě ocelolitiny jsou železné materiály s obsahem uhlíku 2,14 – 6,67%, hodící se ke slévání. Litinu nelze kovat, protože je křehká. Mezi tekutou a pevnou fází nemá těstovitý stav vhodný k plastickému tváření.

17 17 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Litina se vyrábí ze surového železa a litinového i ocelového šrotu s koksem a vápencem.Vyrábí se v kuplovně, tavicí peci válcovitého tvaru při teplotě okolo 1 500 °C. Při pomalém ochlazování vzniká šedá litina, při rychlém ochlazování vzniká bílá litina. Takovéto litiny mají nežádoucí vlastnosti a musí se dále zpracovávat. Šedá litina bývá modifikována hořčíkem, vzniká litina tvárná neboli očkovaná. Ta je podstatně pevnější, houževnatější a tvárnější. Ppoužívá se na výrobu ozubených kol, vložených válců či vložek válců motorů, vačkových a klikových hřídelí. Odlitky z bílé litiny jsou příliš tvrdé a těžko obrobitelné. Proto se odlitky dlouhodobě žíhají (až 6 hodin) při 900 °C, čímž povrch změkne a dá se snáze obrábět. Pak je litina označována už jako temperovaná.

18 18 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Výroba litiny Elektrická indukční pec Kuplovna

19 19 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Výrobky z litiny Držák kola Rozvaděč vody pro plynový zadní nápravytopný kotel

20 20 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Kontrolní otázky 1, Vyjmenujte alespoň tři minerály, sloužící k výrobě železné rudy! 2, Odkud se dováží železná ruda pro naše hutě? 3, Ze kterých částí se skládá vysoká pec? 4, Jaký je rozdíl ve složení železa a ocelí? 5, Jaký plyn se používá pro výrobu oceli v LD konvertoru? 6, Co se vyrábí v kuplovně?

21 21 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Použitá literatura Neufingerl Franz Dr., Urban Otto Prof., Viehhauser Martina Dr., Chemie 1 anorganická chemie, originální vydání nakladatelství Bohmann Druck und Verlag Gesellschaft m.b.H. & Co KG, Wien, české vydání 1995, ISBN 80-901-657-6-1 Aman Wofgang, Eisner Werner, Gietz Paul, Maier Josef, Schierle Werner, Stein Rainer, Chemie pro střední školy 2a, Ernst Klett Schulbuchverlag, GmbH Stuttgart 1989, Scientia s.r.o pedagogické nakladatelství 1998, ISBN 80-7183-078-X DILLINGER ING. Josef, a kolektiv, Moderní strojírenství pro školu a praxi, nakladatelství Sobotáles Praha 2007, IBSN 978-80-86706-19-1 Použité obrázky jsou z výše uvedených publikací.