PČ_143_Kovy_Výroba a zpracování oceliPČ_143_Kovy_Výroba a zpracování oceli

Autor: Mgr. Libor Sovadina

Škola: Základní škola Fryšták, okres Zlín, příspěvková organizace

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/02.0025Název projektu: Modernizace výuky na ZŠ Slušovice, Fryšták, Kašava a Velehrad

Tento projekt je spolufinancován z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.

Anotace:Anotace:Digitální učební materiál je určen pro opakování, upevňování a rozšiřování učiva. Slouží k lepšímu pochopení významu předmětu v běžném životě.Materiál rozvíjí poznatky získané v hodinách pracovních činnostíJe určen pro předmět Pracovní činnosti a ročník 9.

Výroba oceli

Výroba oceli je metalurgický postup získání oceli ze surového

železa odstraňováním přebytečného uhlíku a dalších

nežádoucích prvků jako je fosfor a síra a dodáním žádoucích prvků,

např. manganu, hliníku, křemíku a dalších.

Ocel se vyrábí ve specializovaném hutním provozu, který se nazývá

ocelárna.

Konventor – zařízení pro výrobu oceli

OcelárnaHlavním produktem oceláren bývají ocelové ingoty případně jiné hutní

polotovary jako jsou sochory, bramy a bramky. Ty se pak dále v zpracovávájí v kovárnách nebo ve válcovnách.

Ocelové ingoty s vyznačením druhu vyrobené oceli

Vysoká pec

Výchozím materiálem pro výrobu ocele je zpravidla surové železo. Výroba železa probíhá ve vysoké peci redukcí oxidů železa obsažených v železné rudě. Ruda, koks a vápenec jsou vsazovány do vysoké pece a zde za vysokých teplot redukovány a taveny. Železo a vysokopecní struska jsou periodicky odebírány z vysoké pece a buďto odlévány do tzv. housek nebo jako tekutý kov transportovány přímo do oceláren.

Vysoká pecVysoká pec je typově pec šachtová vysoká 25

- 40 m. Profil pece je přizpůsoben technologii provozu a měnícímu se objemu vsázky. Skládá se z kuželovité, k základně se rozšiřující vlastní šachty, která v místě největšího objemu vsázky se mění v rozporu (který slouží k zadržení celé náplně v peci) v komolý kužel opačný (tzv. sedlo), který se zužuje k základně (viz obr). Vnější povrch šachty je tvořen silným ocelovým pancířem, jenž je z vnitřní strany chlazen vodou pomocí litinových a měděných chladnic a chráněn žáruvzdornou vyzdívkou.

Vysokopecní zařízení bývají minimálně deset let v nepřetržitém provozu. Po uplynutí této provozní fáze je prováděna generální oprava celého zařízení.

Šikmý zavážecí výtah

Surové železoSurové železo je primární produkt

tavení železné rudy s koksem, vápencem a dalšími přísadami ve vysoké peci. Má vysoký obsah uhlíku – více jak 2,14 %, typicky i více jak 3,5 %. Vlivem vysokého obsahu uhlíku je tvrdé a křehké, při ohřátí na teploty 1150°C až 1250°C se taví bez přechodu přes tvárný stav. Proto ho není možné tvářit za tepla ani za studena. Nazývá se také nekujné železo a jeho přímé použití je velmi omezené. Jde však o výchozí materiál pro výrobu ostatních druhů technického železa.

Dělení surového železa• šedé surové železo – čím více uhlíku se vyloučí ve formě grafitu, tím má tmavší barvu, je měkčí a lépe se

obrábí. Dobře se odlévá, více se proto používá pro slévárenské účely.– ocelářské– slévárenské:

• šedá litina– tvrzená litina– očkovaná litina– tvárná litina– legovaná litina– nelegovaná litina

• bílé surové železo – vyloučený cementit způsobuje jeho tvrdost, většinou se proto dále zpracovává v ocelárnách na ocel.

– ocelářské– slévárenské:

• bílá litina– nelegovaná temperovaná litina

• speciální surové železo – feroslitina – kromě uhlíku obsahuje další prvky nejčastěji mangan, křemík, chróm, vanad, molybden. Používají se jako přísady při výrobě slitinových – legovaných ocelí a litin.

Produkce oceli ve světě• V roce 2010 bylo na světě vyrobeno 1 414 milionů tun.• Zdaleka nejvíce oceli bylo vyrobeno v Číně – 626,7 milionů tun, tedy

44,3 % světové produkce.• Pokud je považována za celek, druhá je Evropská Unie – 172,9 (12,2 %);

v rámci státu EU pak byl nejvíce oceli vyrobeno v Německu – 43,8 (tedy skoro čtvrtina produkce EU).

• Z celosvětového hlediska pak dalšími byly Japonsko a Spojené státy americké.

• Pro srovnání České republice bylo vyrobeno 5,2 milionů tun, což jí zařadilo do první čtyřicítky producentů.

• V České republice bylo v roce 2010 vyrobeno 5,2 milionů tun oceli[4], což bylo více než v roce 2009, kdy následkem ekonomické krize dosáhla výroba oceli v České republice historického minima 4,6 milionů tun.[6]. Největším výrobcem oceli je ArcelorMittal Ostrava, následovaný Třineckými železárnami a Evraz Vítkovice Steel.

Použití oceliOcelové polotovary jsou dále

zpracovány ve válcovnách na drát, plech, nosníky, kolejnice, profily, které jsou široce používány v průmyslu, ve stavebnictví jako součást železobetonu nebo ke konstrukci skeletů výškových budov a věží (Eiffelova věž nebo Petřínská rozhledna), elektrárenských turbín, nádob jaderných reaktorů a mnoho mnoho dalších. Část polotovarů slouží jako výchozí materiál pro výrobu výkovků v kovárnách.

Vysoké pece v ČeskuV minulosti se v Českých zemích nacházelo poměrně velké množství

vysokých pecí, ale jejich počet se postupně snižoval. V současnosti jsou v provozu pouze vysoké pece v Třineckých železárnách a v ostravské huti ArcelorMittal.

V roce 1998 byl zastaven provoz poslední vysoké pece ve Vítkovických železárnách. Zdejší vysoké pece však nebyly zbourány a společně s bývalou koksovnou a bývalým dolem Hlubina je celý areál jednou z historických dominant Ostravy. Celý tento areál byl prohlášen za národní kulturní památku.

Národní kulturní památka Vítkovické železárny

Použité zdroje: www.wikipedie.org Soubor:Hattingen - Henrichshütte 07 ies.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia

Foundation, 2001-, 17.11.2009 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Hattingen_-_Henrichsh%C3%BCtte_07_ies.jpg

Soubor:Zámrsk, steel ingots - 2.JPG. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-, 17.9.2011 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Z%C3%A1mrsk,_steel_ingots_-_2.JPG

Soubor:Schema kopie.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-, 23.3.2008 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Schema_kopie.jpg

Soubor:Třinecké železárny.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-, 16.5.2008 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:T%C5%99ineck%C3%A9_%C5%BEelez%C3%A1rny.jpg

Soubor:20050124 Vitkovice blast furnace.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-, 1.9.2006 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:20050124_Vitkovice_blast_furnace.jpg

Soubor:Schrägaufzug.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-, 29.1.2006 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Schr%C3%A4gaufzug.jpg

Soubor:Melted raw-iron.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-, 13.2.2005 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Melted_raw-iron.jpg

Soubor:PetrinObservationTower.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-, 9.8.2008 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:PetrinObservationTower.jpg