Vysoká pec
Vysoká pec je metalurgické zařízení, sloužící k výrobě surového železa redukcí z železných rud
=
Procesy ve vysoké peci
Do vysoké pece se zaváží železná ruda, koks a struskotvorné přísady. Ty slouží jednak k snížení tavicí teploty hlušin a jednak k ochraně železa během vysokopecního procesu před zpětnou oxidací. Jsou to vápenec, dolomit a zřídka také křemičitý štěrk. Použitý typ přísady závisí především na kvalitě rudy a jejím indexu bazicity.
V horní části pece pod sazebnou předehřívá vsázka a vypařuje se z ní vlhkost. Se stoupající teplotou v nižší části šachty pece dochází ke kontaktu železné rudy s procházejícími spalinami, které obsahují CO. Zde, v teplotním rozmezí mezi 400 a 1 000 °C, probíhá tzv. nepřímá redukce oxidů železa obsažených v rudě (tj. redukce oxidem uhelnatým ze spalin).
- Fe2O3 + 3 CO → 3 CO2 + 2 Fe
V nižších pásmech pece dále stoupá teplota a dochází zde při teplotách mezi 1 000 a 2 000 °C jak k přímé redukci ještě neredukovaných oxidů železa z již těstovitého až tekutého kovu uhlíkem, tak i k nauhličování taveniny. V surovém železe se obsah uhlíku pohybuje v rozmezí 3,5 až 4,5 % (sloučeniny železa s uhlíkem se dělí podle množství uhlíku a teploty, při které vznikají: např. austenit, cementit, perlit, ledeburit, ferit), viz diagram Fe-C
Přímá redukce:
- Fe3O4 + 4 C → 3 Fe + 4 CO
- Fe2O3 + 3 C → 2 Fe + 3 CO
- FeO + C → Fe + CO
Nepřímá redukce:
- 3 Fe2O3 + CO → 2 Fe3O4 + CO2
- Fe3O4 + CO → 3 FeO + CO2
- FeO + CO → Fe + CO2
Roztavené železo a struska se shromažďují na dně pece v nístěji. Odpichovým otvorem proudí roztavené železo do pánví, pánvových vagonů nebo je odléváno do forem na tzv. housky. Struska bývá přímo na místě granulována a připravena k dalšímu zpracování.
Vysokopecní provozy jsou zpravidla součástí integrovaných hutních závodů a tekuté surové železo je ihned přímo dopravováno do oceláren a dále zpracováno na ocel.
Vysoké pece v Česku
V minulosti bylo v Česku 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 Nové huti.
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.
Externí odkazy
- Stahlseite – vyobrazení a dobrý text k výrobě železa a oceli, německy
- Stahl4you – mnoho informací o výrobě železa a oceli, německy
- Viktor Mácha - fotografická dokumentace evropského těžkého průmyslu, česky/anglicky
