1105140803

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1.    Metalurgia żelaza

4.1.1.    Materiał nauczania

Metalurgia żelaza polega na przeróbce rud żelaza, czyli tlenków żelaza, wodorotlenków i węglanów, rzadziej siarczków. Wszystkie rudy w mniejszym lub większym stopniu są zanieczyszczone piaskiem, gliną, tlenkami wapnia, magnezu i innymi.

W procesie otrzymywania surówki należy zredukować związki żelaza oraz usunąć inne zanieczyszczenia.

Proces redukcji odbywa się w wielkim piecu, do którego doprowadza się rudę żelaza, koks i topniki oraz powietrze, które wspomaga spalanie paliwa. Te materiały nazywane są materiałami wsadowymi.

W wyniku tej operacji technologicznej otrzymujemy surówkę, która zawiera znaczne ilości domieszek i zanieczyszczeń. Dzieje się tak, ponieważ zanieczyszczenia tworzą w trakcie spalania tzw. skałę płonną, którą trudno jest usunąć z surówki. W celu umożliwienia stopienia skały płonnej do rud żelaza trudno topliwych dodaje się do wielkiego pieca specjalne topniki. Ale istnieją również rudy żelaza, w których stopienie skały płonnej jest łatwe i wtedy mówimy o rudach łatwotopliwych. Niekiedy w ogóle nie potrzeba dodawać topników i wtedy taką rudę nazywamy samotopliwą.

W zależności od składu chemicznego skały płonnej rozróżniamy rudy kwaśne i zasadowe. W rudach kwaśnych przeważa krzemionka (Si0₂), a w zasadowych CaO, MgO i inne składniki zasadowe.

Rudami o największym znaczeniu przemysłowym są:

-    magnetyt (Fe.^Oj) - zawierającym około 70 % Fe,

-    hematyt (Fe₂03) - zawierającym ok. 50 + 60 % Fe,

-    limonit (2Fe₂0:? ■ 3H₂0) - zawierającym ok. 30 + 52 % Fe,

-    syderyt (FeCO.3) - zawierającym 30 -s- 40 % żelaza.

Rudy przed obróbką w wielkim piecu poddawane są sortowaniu, rozdrabnianiu lub spiekaniu.

W procesie wytapiania surówki ważną rolę odgrywa koks - gdyż jest głównym dostawcą ciepła. Dobry koks powinien być wytrzymały na ściskanie i ścieranie, powinien odznaczać się dobrą przepuszczalnością gazów. Nie powinien zawierać dużych ilości siarki. Koks używany do wytopu surówki nazywamy hutniczym.

Również topniki są ważnym elementem wsadu pieca. Istnieje reguła, że do rud kwaśnych dodajemy topniki zasadowe ( CaCO.3 - wapń) lub magnezyt (MgCOs), a do rud zasadowych dodajemy topniki kwaśne - najczęściej są to ubogie w żelazo rudy kwaśne (tzn. zawierające znaczne ilości krzemionki (Si0₂))-„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego"

7