Vysoké pece
Oceli se právem přezdívá královna kovů. Ocelové předměty a stavby nás totiž obklopují na každém kroku. Vyrábějí se z ní špendlíky, šroubky, příbory, karoserie aut, mosty, kolejnice i stadiony.
Nejběžnější kov
Ocel - slitina železa s uhlíkem v určeném poměru - je nejen nejčastěji vyráběná slitina na světě, ale vyrábí se jí i více než všech ostatních kovových materiálů dohromady.
Další úpravy
Existují stovky druhů oceli, odlišujících se podle chemického složení, typu a vlastností. Jiné jsou požadavky na ocel na rám automobilu, jiné na stavební ocel či na ocel určenou pro výrobu částí jaderných elektráren. Podle toho, jakou ocel si zákazník objedná, pokračuje ocelář v procesu výroby. Ocelárny jsou k tomuto účelu vybaveny speciálním zařízením tzv. sekundární metalurgie, umožňující chemickou i tepelnou úpravu oceli, doladění chemického složení, ohřev a čištění oceli přímo v odlévací v pánvi. To se děje na základě přesně stanovených pravidel.
***
Obrázek
1 Hlavní složkou oceli je tekuté surové železo. K jeho výrobě je potřeba železná ruda, černouhelný koks a kusový vápenec. Tyto materiály se podle potřeby upravují a sypou do vysoké pece
2 Železné rudy obsahují převážně magnetit (Fe3O4 ), hematit (krevel, Fe2O3 ), limonit (hnědel, Fe2O3.nH2O) a siderit (ocelek, FeCO3 ). Mimo nerosty obsahují rudy příměsi, tzv. hlušinu 5 8
3 V peci je nejprve potřeba vyvinout dostatečnou teplotu k tomu, aby bylo možno ji zapálit a tím vytvořit vhodné podmínky pro průběh složitých tepelně chemických reakcí provázejících tavbu. Vysoké pece pracují po zapálení nepřetržitě po dobu zhruba patnácti let! Během této doby z jedné pece vytečou miliony tun tekutého surového železa
4 V průběhu tavby se ze železné rudy vyredukuje železo, které následně v tekutém stavu postupně stéká dolů. Vzniklé železo je nejprve pevné. Při vyšších teplotách se obohacuje uhlíkem a tím se snižuje jeho teplota tání
5 Do spodní části pece se několika desítkami otvorů vhání horký vzduch o teplotě zhruba 1200 °C. Spalováním koksu se v dolní části vysoké pece dosahuje teploty 1700 až 1900 °C
6 Po několika hodinách z pece vytéká tekuté železo. Tomuto procesu se říká odpich vysoké pece a vysokopecaři jej provádějí několikrát denně
7 Vedlejším produktem výroby surového železa je vysokopecní struska. Vzniká z hlušiny a vápence a plave na povrchu kapalného železa, čímž ho chrání před reakcí se vzdušným kyslíkem. Odpich strusky se provádí odděleně od odpichu železa 8 Struska se zpracovává ještě v huti na granulát a kamenivo, které se dále upravují pro použití v silničním a železničním stavitelství a ve stavebnictví 9 Tekuté železo stéká několikametrovým žlabem do přepravních pánví. Surové železo (litina) obsahuje různé příměsi - uhlík, křemík, fosfor, mangan a další prvky. Vyznačuje se vysokou pevností a stálostí na vzduchu, je však křehké a není kujné 10 Část vyrobeného surového železa se spotřebovává ve slévárnách, kde se z něj odlévají různé odlitky (např. radiátory ústředního topení)
11 Převážná část surového železa ihned odchází k dalšímu zpracování na ocel. Ta se ze surového železa vyrábí v tzv. kyslíkových konvertorových ocelárnách
12 Tekuté železo se nalije do konvertoru, kde se k němu přidá propočtené množství železného šrotu
13 Konvertor se uzavře, do tekuté lázně se spustí tryska a vysokou rychlostí se do ní začne vhánět kyslík. Tekutá železná směs se doslova vaří
14 Nebezpečný konvertorový plyn, který při náročném fyzikálně-chemickém procesu vzniká, se jímá a odchází do čističky
15 Po zhruba čtyřiceti minutách se do pánví, z vnitřní strany chráněných žáruvzdornou vyzdívkou, odlévá surová ocel
16 Vyrobená ocel se odlévá do forem nebo se z ní vyrábějí tyče či plech
