I. - Vasércből vas
Annak, hogy egy modern emelőgép vagy daru erős és biztonságosan stabil, közben mégis rugalmas legyen, a gyártása során felhasznált magas minőségű acélok és acélötvözetek felhasználása a kulcs. De hogyan lehet a vasércből acélt előállítani? Cikksorozatunkban erre keressük a választ. Készüljenek, kémiai és kohászati alapismeretek következnek.
Minden acél alapja: a vasérc
A vas fémes kémiai vegyület, a periódusos rendszer 26. eleme (vegyjele Fe), amely a természetben vegyületek formájában olyan gyakori, hogy az elemek közül csupán oxigénből, szilíciumból és alumíniumból található több a Földön.
Az ércek vastartalma eltérő lehet.
A gazdaságos vasgyártáshoz minimum 20% körüli vastartalom szükséges, erre a célra a hematit, a magnetit, a goethit és a limonit jöhetnek szóba.
Előkészítés
A vasérc vasgyártás során felesleges és nem használható egyéb összetevőit és érceit, tehát a vasérc meddőtartalmát az előkészítés során őrléssel, dúsítással, zsugorítással és pelletezéssel távolítják el.
Az előkészített vasérc ezt követően a nagyolvasztóba, vagy ismertebb nevén a kohóba kerül.
A kohó mellett persze szükség van még további berendezésekre is: adagolókra, amelyek a vasércet adagolják a nagyolvasztó belsejébe, hőcserélőre, amely a befúvatott levegőt melegíti elő, illetve a füstgázból a szilárd anyagok kiszűrése miatt alkalmazott porleválasztóra is.
Egész géprendszer működik azért, hogy a vasérc vastartalmát kinyerjék.
Redukció a kohóban
A kohóban lejátszódó kémiai, fizikai redukciós folyamatokat metallurgiai folyamatoknak nevezzük. A nagyolvasztóban előbb indirekt, majd direkt redukció megy végbe.
A vasérc redukálószere a szén. A követelményeknek a jó minőségű feketeszénből, levegőtől elzárt hevítés útján nyert anyag, a koksz felel meg leginkább. Ennek hevítésével kezdődik meg a folyamat.
Kisebb (1000 oC alatti) hőmérsékleten a kohóban felfelé áramló szén-monoxid megkezdi a fémfürdőben a vas-oxid redukálását, miközben a felvett oxigénnel alacsonyabb hőmérsékleten stabil szén-dioxiddá alakul. Ezt a folyamatot nevezzük indirekt redukciónak.
A nyersvas gyártásának folyamata során a vas vegyületeiben különböző oxidok képződnek, amelyek redukálása fokozatosan megy végbe.
A hőmérséklet 1000 oC fölé emelésével a folyamat direkt redukcióvá változik, amelyet levegő befúvatásával tovább gerjesztenek. A kémiai képletektől inkább megkíméljük Önöket.
A fémfürdőben a vasérc és a redukálóanyag mellett salakképző anyagok is megtalálhatóak, amelyek a folyékony halmazállapotúra hevített fém felületén úszva elzárják a felületet a levegő oxigénjétől. A salak részt vesz a kohászati folyamatokban, elősegíti bizonyos elemek fémfürdőbe jutását, illetve onnan való eltávolítását.
A redukciós folyamatok végén áll elő a nyersvas, amelyet a nagyolvasztóból igen látványos csapolással eresztenek le.
A nyersvasból további eljárásokat követően öntöttvasat, vagy az emeléstechnikai eszközök gyártásához szükséges acélt lehet létrehozni. Utóbbiról cikksorozatunk következő részében lesz szó.
-420x316.jpg)
