thumb|250px|Odpich surového železa. thumb|250px|Roztavené surové železo. Surové železo je bezprostredný produkt tavenia železnej rudy s koksom, vápencom a ďalšími prísadami vo vysokej peci. Má vysoký obsah uhlíka - viac ako 2,14 %, typicky aj viac ako 3,5 %. Vplyvom vysokého obsahu uhlíka je tvrdé a krehké, pri ohriatí na teploty 1150 °C až 1250 °C sa taví bez prechodu cez tvárny stav. Preto ho nie je možné tvárniť za tepla ani za studena. Nazýva sa tiež nekujné železo a jeho priame použitie je veľmi obmedzené. Je však východiskovým materiálom pre výrobu ostatných druhov technického železa.
Výroba surového železa bola v Číne známa už v období neskorej dynastie Zhou (1122 - 256 pred naším letopočtom). V Európe nebol postup bežne známy až do 14. storočia.
Forma uhlíka V surovom železe môže uhlík existovať v dvoch formách: Pri pomalom chladnutí, a pri väčšom obsahu kremíka (2 - 4%) sa vylúči uhlík vo forme kryštálov grafitu, medzi kryštálmi železa. Takéto železo má sivý lom, preto sa nazýva sivé surové železo. Obsah uhlíka býva 3,5 - 4,2%. Pri rýchlom chladnutí, nie je pre kryštalizáciu dostatok času a súčasne pri väčšom obsahu mangánu (do 6%) tvorí uhlík so železom zlúčeninu - karbid železa (Fe3C), nazývaný aj cementit. Takéto železo má biely lom, preto sa nazýva biele surové železo. Obsah uhlíka býva až 4,5 %.
Rozdelenie Surové železo a následné produkty sa delia: sivé surové železo - čím viac uhlíka sa vylúči vo forme grafitu, tým má tmavšiu farbu, je mäkšie a lepšie sa obrába. Dobre sa odlieva, väčšina sa preto používa na lejárske účely. oceliarske lejárske: sivá liatina tvrdená liatina očkovaná liatina tvárna liatina legovaná liatina nelegovaná liatina biele surové železo - vylúčený cementit spôsobuje jeho tvrdosť, väčšina sa preto ďalej spracováva v oceliarňach na oceľ. oceliarske lejárske: biela liatina nelegovaná temperovaná liatina špeciálne surové železo - ferozliatina - okrem uhlíka obsahuje ďalšie prvky najčastejšie mangán, kremík, chróm, vanád, molybdén, vanád. Používajú sa ako prísady pri výrobe zliatinových - legovaných ocelí a liatin.
Výroba Surové železo sa vyrába vo vysokých peciach redukciou železných rúd oxidom uhoľnatým, alebo uhlíkom pri vysokých teplotách. Do procesu vstupujú nasledovné suroviny s obsahom železa: železná ruda - najčastejšie magnetit, hematit, limonit a siderit, oceľový odpad- najčastejšie okoviny, ktoré vznikajú pri tvárnení ocele za tepla a obsahujú až 55% železa, pyritové výpražky - odpad pri výrobe kyseliny sírovej a obsahujú až 60% železa, vysokopecný prach - získaný prečistením vysokopecného plynu. Okrem nich do procesu vstupuje: koks - ktorý plní 3 úlohy: slúži ako palivo pre dosiahnutie potrebnej teploty, . uhlík z neho vstupuje do reakcie ako redukčné činidlo, uhlík z neho nauhličuje vyrobené čisté železo, vzduch - potrebný pre udržanie horenia, do pece sa vháňa predohriaty. troskotvorné prísady - umožňujúce lepšie oddelenie hlušiny a popola a vytvorenie trosky, napríklad vápenec. Produktmi vysokej pece sú: surové železo - hlavný produkt, vysokopecný plyn - využíva sa ako palivo, vysokopecná troska - táto sa ďalej spracováva na vysokopecný cement, troskovú vlnu, dlažobné kocky, troskový štrk, troskový piesok a iné produkty.
Príprava rúd Pred vstupom do vysokej pece je potrebné železné rudy pripraviť. Kusy rudy by mali mať veľkosť 25 až 80 milimetrov a mali by byť zbavené vody a síry v čo najväčšej miere. Na tieto účely sa rudy drvia v drvičoch a triedia v magnetických triedičoch (oddelenie hlušiny). Ďalej sa drobné kusy a vysokopecný prach spájajú lisovaním - briketovaním, alebo spekaním - aglomeráciou. Niektoré rudy sa upravujú aj pražením. Pre dosiahnutie priemerného obsahu železa a hospodárnej prevádzky vysokej pece sa miešajú rôzne rudy, tento proces sa nazýva homogenizácia.
Chemické reakcie Vo vysokej peci prebiehajú tieto hlavné reakcie: spaľovanie koksu za vzniku oxidu uhličitého alebo uhoľnatého C + O2 → CO2 2 C + O2 → 2 CO redukcia železa oxidom uhoľnatým alebo uhlíkom 6 CO + 2 Fe2O3 → 4 Fe + 6 CO2 3 C + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO vznik trosky CaO + SiO2 → CaSiO3
Bilancia procesu Na výrobu 1 tony surového železa sa spotrebuje: 2 - 2,4 t železnej rudy, 1 - 1,4 t koksu, 700 – 800 kg troskotvorných prísad, 4000 m3 vzduchu. Zároveň vznikne: 3600 – 4000 m3 vysokopecného plynu, 0,5 - 0,8 t vysokopecnej trosky.
Iné projekty
Kategória:Hutníctvo Kategória:Zliatiny železa Kategória:Výroba surového železa