Pin
Send
Share
Send


Pelety ze železné rudy pro výrobu oceli

Železo, stejně jako většina kovů, se nenachází v zemské kůře v elementárním stavu. Železo se nachází v kůře pouze v kombinaci s kyslíkem nebo sírou. Typicky Fe2Ó3- forma oxidu železa (rez) nalezená jako minerální hematit a FeS2-Pyrite (zlato blázna). Oxid železa je měkký pískovcový materiál s omezeným použitím sám o sobě. Železo je extrahováno z rudy odstraněním kyslíku jeho kombinací s výhodným chemickým partnerem, jako je uhlík. Tento proces, známý jako tavení, byl nejprve aplikován na kovy s nižší teplotou tání. Měď taje při něco přes 1 000 ° C, zatímco cín taje kolem 250 ° C. Ocel se taví při přibližně 1370 ° C. Obě teploty lze dosáhnout starodávnými metodami, které byly používány nejméně šest tisíc let (od doby bronzové). Protože rychlost oxidace sama o sobě rychle roste nad 800 ° C, je důležité, aby tavení probíhalo v prostředí s nízkým obsahem kyslíku. Na rozdíl od mědi a cínu, tekuté železo rozpouští uhlík poměrně snadno, takže tavení má za následek slitinu obsahující příliš mnoho uhlíku, aby se dalo nazvat ocel.

Fázový diagram železo-uhlík, zobrazující podmínky nezbytné pro vytvoření různých fází

I v úzkém rozmezí koncentrací, které tvoří ocel, se mohou směsi uhlíku a železa formovat do řady různých struktur nebo allotropů s velmi odlišnými vlastnostmi; porozumět tomu je nezbytné pro výrobu kvalitní oceli. Při pokojové teplotě je nejstabilnější formou železa ferit nebo a-železo se středem těla zaměřeným na kubickou strukturu (BCC), což je poměrně měkký kovový materiál, který dokáže rozpouštět pouze malou koncentraci uhlíku (ne více než 0,021% hmotnostních při 910) ° C). Nad 910 ° C ferit podléhá fázovému přechodu z kubické struktury zaměřené na tělo na kubickou strukturu zaměřenou na obličej (FCC), nazývanou austenit nebo y-železo, která je podobně měkká a kovová, ale může rozpustit podstatně více uhlíku (až 2,03 procenta) uhlíku při 1 154 ° C).2

Když se austenit bohatý na uhlík ochladí, směs se snaží vrátit do feritové fáze, což vede k přebytku uhlíku. Jedním ze způsobů, jak uhlík opustit austenit, je to, že se cementit vysráží ze směsi a zanechá za sebou železo, které je dostatečně čisté, aby mělo formu feritu, a výsledkem bude směs cementit-ferit. Cementit je stechiometrická fáze s chemickým vzorcem Fe3C. Cementit se tvoří v oblastech s vyšším obsahem uhlíku, zatímco ostatní oblasti se kolem něj opět feritují. Během tohoto procesu se často objevují samonosné vzory, což vede k vzorovanému vrstvení známému jako perla díky jeho perleťovitému vzhledu nebo podobnému, ale méně krásnému bainitu.

Snad nejdůležitější allotrope je martenzit, chemicky metastabilní látka s asi čtyřnásobkem až pětinásobkem síly feritu. K vytvoření martenzitu je zapotřebí minimálně 0,4% hmotnostního uhlíku. Když je austenit utlumen za vzniku martenzitu, uhlík je "zamrznut" na místě, když se buněčná struktura změní z FCC na BCC. Atomy uhlíku jsou příliš velké na to, aby se vešly do intersticiálních vakcín, a tak zkreslují buněčnou strukturu na Tetragonální strukturu soustředěnou na tělo (BCT). Martenzit a austenit mají stejné chemické složení. K tomu se vyžaduje extrémně malá tepelná aktivační energie.

Proces tepelného zpracování pro většinu ocelí zahrnuje zahřívání slitiny, dokud se nevytvoří austenit, pak prudké ochlazení horkého kovu ve vodě nebo oleji, jeho ochlazení tak rychle, že přeměna na ferit nebo perlit nemá čas na provedení. Naproti tomu k přeměně na martenzit dochází téměř okamžitě kvůli nižší aktivační energii.

Martensit má nižší hustotu než austenit, takže transformace mezi nimi vede ke změně objemu. V tomto případě dojde k expanzi. Vnitřní napětí z této expanze obecně mají podobu stlačení na krystaly martenzitu a napětí na zbývajícím feritu, se slušným množstvím střihu na obou složkách. Pokud je kalení provedeno nesprávně, mohou tato vnitřní napětí způsobit, že se součást ochladí, protože se ochladí; přinejmenším způsobují vnitřní kalení a jiné mikroskopické vady. Je obvyklé, že se zhášecí trhliny vytvoří, když je voda zhášena, i když nemusí být vždy viditelné.

V tomto okamžiku, pokud je obsah uhlíku dostatečně vysoký, aby vytvořil významnou koncentraci martenzitu, je výsledkem extrémně tvrdý, ale velmi křehký materiál. Ocel často podléhá dalšímu tepelnému zpracování při nižší teplotě, aby zničila část martenzitu (poskytnutím dostatečného času na vytvoření cementitu atd.) A pomohla vyrovnat vnitřní napětí a defekty. To změkčuje ocel a vytváří tak houževnatější kov odolný proti lomu. Protože čas je tak důležitý pro konečný výsledek, je tento proces známý jako temperování, které tvoří kalenou ocel.

Do směsi železa a uhlíku se často přidávají další materiály, aby se přizpůsobily výsledné vlastnosti. Nikl a mangan v oceli zvyšují pevnost v tahu a zvyšují chemickou stálost austenitu, chrom zvyšuje tvrdost a teplotu tání a vanad také zvyšuje tvrdost a zároveň snižuje účinky únavy kovů. K nerezové oceli se přidává velké množství chrómu a niklu (často 18 procent, respektive 8 procent), takže na povrchu kovu se tvoří tvrdý oxid, který inhibuje korozi. Wolfram interferuje s tvorbou cementitu a umožňuje martenzitu tvořit se s pomalejší rychlostí zhášení, což má za následek vysokorychlostní ocel. Na druhé straně síra, dusík a fosfor činí ocel křehčí, takže tyto běžně se vyskytující prvky musí být během zpracování odstraněny z rudy.

Když je železo taveno z rudy komerčními procesy, obsahuje více uhlíku, než je žádoucí. Aby se z oceli stala ocel, musí být roztavena a přepracována, aby se odstranilo správné množství uhlíku, v tomto okamžiku mohou být přidány další prvky. Jakmile je tato tekutina odlitá do ingotů, musí být obvykle „zpracována“ při vysoké teplotě, aby se odstranily všechny praskliny nebo špatně smíšené oblasti z procesu tuhnutí a vytvořily se tvary, jako je deska, plech, drát, atd. upravené tak, aby vytvořily žádoucí krystalovou strukturu, a často „zpracované za studena“, aby vytvořily konečný tvar. V moderní výrobě oceli se tyto procesy často kombinují, přičemž ruda jde na jednom konci montážní linky a hotová ocel vychází ven. To lze zefektivnit pomocí řízení hloubky interakce mezi kalením a temperováním.

Historie výroby železa a oceli

Železo bylo v omezeném použití dlouho předtím, než to bylo možné cítit. První známky používání železa pocházejí ze starověkého Egypta a Sumeru, kde kolem 4000 B.C.E. drobné předměty, například špičky kopí a ozdob, byly vyráběny ze železa získaného z meteoritů (viz Železo: Historie). Asi šest procent meteoritů je složeno ze slitiny železa a niklu a železo získané z meteoritových pádů umožnilo starým lidem vyrábět malé množství železných artefaktů.

Meteorické železo bylo také přeměněno na nástroje v předkontaktované Severní Americe. Začínat kolem roku 1000, Thule lidé z Grónska začali vyrábět harpuny a další hranaté nástroje z kusů meteoritu v Cape York. Tyto artefakty byly také používány jako obchodní zboží s jinými arktickými národy: nástroje vyrobené z meteoritu v Cape Yorku byly nalezeny v archeologických lokalitách vzdálených více než 1 600 kilometrů. Když americký polární průzkumník Robert Peary dodal největší kus meteoritu do amerického přírodovědného muzea v New Yorku v roce 1897, vážil přes 33 tun.

Jméno železa v několika starověkých jazycích znamená “sky metal” nebo něco podobného. V dávných dobách bylo železo považováno za vzácný kov vhodný pro královské ozdoby.

V současné době je železo nejvíce recyklovanou látkou na planetě.

Doba železná

Železná sekera od švédské doby železné, nalezená ve švédském Gotlandu

Začátek mezi 3000 B.C.E. do roku 2000 B.C.E. v Anatolii, Egyptě a Mezopotámii se objevuje rostoucí počet roztavených železných předmětů (odlišitelných od meteorického železa jejich nedostatkem niklu) (viz Iron: History). Nejstarší známé vzorky železa, které, jak se zdá, byly taveny z oxidů železa, jsou malé hrudky, které se nacházejí v místech tavení mědi na poloostrově Sinaj, datované přibližně do 3 000 ° C. Některé oxidy železa jsou účinnými tavidly pro tavení mědi; je možné, že malé množství kovového železa bylo vyrobeno jako vedlejší produkt při výrobě mědi a bronzu v celé době bronzové.

V Anatolii bylo tavené železo občas používáno pro ozdobné zbraně: dýka s bronzovou rukojetí byla získána z Hattic hrobky z roku 2500 B.C.E. Také staroegyptský vládce Tutanchamon zemřel v roce 1323 nl. a byl pohřben železnou dýkou se zlatou rukojetí. Ve vykopávce Ugaritu byly nalezeny staroegyptský meč nesoucí jméno faraona Merneptaha a bitevní sekeru se železnou čepelí a bronzovou šachtou zdobenou zlatem. Je známo, že ranní Hetitové vyměnili železo za stříbro, a to rychlostí 40krát vyšší než hmotnost železa, s Asýrií.

Železo však nenahrazovalo bronz jako hlavní kov používaný pro zbraně a nástroje několik století, navzdory několika pokusům. Pracovní železo vyžadovalo více paliva a podstatně více práce než pracovní bronz a kvalita železa produkovaného ranými kováři mohla být horší než bronz jako materiál pro nástroje. Potom, mezi 1200 a 1000 B.C.E., železné nástroje a zbraně vytlačily bronzové po celém Blízkém východě. Zdá se, že tento proces začal v Hittiteské říši kolem roku 1300 nl. Na Kypru a v jižním Řecku, kde po 1050 nl. V archeologickém záznamu dominují železné artefakty. Mezopotámie byla plně do doby železné o 900 ° C.C.E., střední Evropa o 800 B.C.E. Důvod tohoto náhlého přijetí železa zůstává předmětem debaty mezi archeology. Jednou z prominentních teorií je, že válčení a masové migrace začínají kolem 1200 B.C.E. narušil regionální obchod s cínem a nutil přechod z bronzu na železo. Na druhou stranu Egypt nezažil takový rychlý přechod z bronzu do železa: ačkoli egyptští kováři vyráběli železné artefakty, bronz tam zůstal v širokém používání až po dobytí Egypta Asýrií v roce 663 př. Nl.

Tavení železa v této době bylo založeno na květu, peci, kde se měchy používaly k vytlačování vzduchu skrz hromadu železné rudy a hořící uhlí. Oxid uhelnatý produkovaný dřevěným uhlím redukoval oxidy železa na kovové železo, ale květ nebyl dostatečně horký, aby roztavil železo. Místo toho se železo shromažďovalo ve spodní části pece jako houbovitá hmota, nebo květ, jehož póry byly naplněny popelem a struskou. Kvet pak musel být znovu ohřát, aby změkčil železo a roztavil strusku, a pak opakovaně mlátil a složil, aby z něj vytlačil roztavenou strusku. Výsledkem tohoto časově náročného a pracného procesu bylo kované železo, tvárná, ale poměrně měkká slitina obsahující málo uhlíku.

Kované železo může být nauhličený do měkké oceli tím, že jej drží v ohni na uhlí po dlouhou dobu. Na začátku doby železné kováři objevili, že železo, které bylo opakovaně kované, produkovalo vyšší kvalitu kovu. Tentokrát bylo také známo kalení. Nejstarší artefakt z kalené oceli je nůž nalezený na Kypru v místě datovaném do 1100 B.C.E.

Vývoj v Číně

Archeologové a historici debatují o tom, zda se železářství založené na rozkvětu někdy rozšířilo do Číny ze Středního východu. Kolem 500 B.C.E., nicméně, kovovýrobci v jižním státě Wu vyvinuli technologii tavení železa, která by nebyla praktikována v Evropě až do pozdních středověkých časů. Ve Wu dosahovaly hutě železa teplotu 1130 ° C, dostatečně horkou na to, aby byla považována za vysokou pec. Při této teplotě se železo kombinuje se 4,3 procenty uhlíku a taje. Jako kapalina může být železo odléváno do forem, což je metoda mnohem méně pracná než individuální kování každého kusu železa z květu.

Litina je poměrně křehká a nevhodná pro stávkující nářadí. Může to však být oduhličené na ocel nebo kované železo zahříváním na vzduchu několik dní. V Číně se tyto železářské metody rozšířily na sever a o 300 ° C. E., železa bylo materiálem volby po celé Číně pro většinu nástrojů a zbraní. Hromadný hrob v provincii Che-pej, datovaný do počátku třetího století B.C.E., obsahuje několik vojáků pohřbených svými zbraněmi a dalším vybavením. Artefakty získané z tohoto hrobu jsou různě vyrobeny z tepaného železa, litiny, malleabilized litiny a kalené oceli, s pouze několika, pravděpodobně okrasnými bronzovými zbraněmi.

Během dynastie Han (202 B. C. E.-220 C. E.) dosáhlo čínské železářství měřítka a sofistikovanosti, které nebylo na Západě dosaženo až v osmnáctém století. V prvním století zavedla hanská vláda železářství jako státní monopol a postavila řadu velkých vysokých pecí v provincii Henan, z nichž každá byla schopna produkovat několik tun železa denně. Do této doby čínští metalurgové objevili, jak na to louže roztavené surové železo, míchání na čerstvém vzduchu, dokud neztratilo svůj uhlík a nestalo se z něj tepané železo (v čínštině byl tento proces nazýván chaodoslova míchejte smažení).

Také během této doby čínští metalurgové zjistili, že kované železo a litina mohou být roztaveny dohromady, čímž se získá slitina se středním obsahem uhlíku, tj. Ocel. Podle legendy byl meč Liu Bang, prvního Han císaře, vyroben tímto způsobem. Některé texty éry uvádějí „harmonizaci tvrdých a měkkých“ v souvislosti se železářstvím; fráze se může vztahovat na tento proces.

Výroba oceli v Indii a na Srí Lance

Asi již v roce 300 B.C.E., i když jistě při 200 ° C, se v jižní Indii vyráběla vysoce kvalitní ocel také tím, co Evropané později nazvali technikou kelímku. V tomto systému byly kelímky, uhlí a sklo vysoké čistoty smíchány v kelímcích a zahřívány, dokud se železo neroztavilo a absorbovalo uhlík. Jeden z prvních důkazů o výrobě oceli k nám přichází z oblasti Samanalawewa na Srí Lance, kde byly nalezeny tisíce lokalit (Juleff 1996).

Výroba oceli v rané moderní Evropě

Na počátku sedmnáctého století našli železářští v západní Evropě prostředky (nazývané cementace) na karburaci kovaného železa. Kované železné tyče a dřevěné uhlí byly zabaleny do kamenných beden a poté byly drženy na červeném žáru až týden. Během této doby se uhlík rozptýlil do železa a vytvořil produkt zvaný cementová ocel nebo blistrová ocel (viz cementační proces). Jedno z prvních míst, kde se to používalo v Anglii, bylo v Coalbrookdale, kde měl Sir Basil Brooke dvě cementační pece (nedávno vykopané). Na nějaký čas v 1610s, on vlastnil patent na proces, ale musel se vzdát to v 1619. Pravděpodobně používal Forest of Dean železo jako jeho surovina.

Výroba železa v rané moderní Evropě

Od šestnáctého do osmnáctého století byla většina železa vyráběna dvoustupňovým procesem zahrnujícím vysokou pec a kovárnu, používající jako palivo uhlí. Produkce však byla omezena dodávkou dřeva pro výrobu dřevěného uhlí.

Schematický nákres pudlovací pece

Od osmnáctého století způsobovalo odlesňování v západní Evropě železářství a jeho procesy s hladem uhlí byly stále dražší. V roce 1709 začal Abraham Darby tavit železo pomocí koksu, rafinovaného uhlí, místo uhlí na svých železárnách v Coalbrookdale v Anglii. Ačkoli koks mohl být produkován méně nákladně než uhlí, koks-vypaloval železo bylo zpočátku nižší kvality ve srovnání s uhlí-vypaloval železo. Teprve v 50. letech 20. století se Darbymu synovi, také nazývanému Abraham, podařilo začít prodávat surové železo z koksu pro výrobu tepaného železa ve finských kovárnách.

Dalším evropským vývojem osmnáctého století byl vynález pudinkové pece. Zejména forma uhelné pudinkové pece vyvinutá britským železářem Henrym Cortem v roce 1784 umožnila přeměnit litinu na tepané železo ve velkých šaržích (bez uhlí), což učinilo starou finskou kovárnu zastaralou. Kované železo vyrobené pomocí této metody se stalo hlavní surovinou v obchodech s železem v anglickém Midlands.

Průmyslová výroba oceli

Schematický nákres Bessemerova převaděče

Problém masové výroby oceli byl vyřešen v roce 1855 Henry Bessemer, se zavedením Bessemer konvertoru v jeho ocelárnách v Sheffieldu v Anglii (časný konvertor je stále vidět v městském muzeu Kelham Island). V Bessemerově procesu bylo roztavené surové železo z vysoké pece naplněno do velkého kelímku a poté byl roztaveným železem foukán vzduch zespodu, čímž se zapálil rozpuštěný uhlík z koksu. Když uhlík shořel, teplota tání směsi se zvýšila, ale teplo z hořícího uhlíku poskytovalo další energii potřebnou k udržení směsi roztavené. Poté, co obsah uhlíku v tavenině klesl na požadovanou úroveň, byl vzduch zastaven: typický Bessemerův konvertor dokázal přeměnit 25tunkovou dávku surového železa na ocel za půl hodiny.

Konečně, základní kyslíkový proces byl představen u Voest-Alpine práce v roce 1952; modifikace základního Bessemerova procesu, přivádí kyslík z oceli (místo probublávání vzduchu zespodu), což snižuje množství absorpce dusíku do oceli. Základní kyslíkový proces se používá ve všech moderních ocelárnách; poslední Bessemerův konvertor v USA byl v důchodu v roce 1968. Dále, v posledních třech desetiletích došlo k masivnímu nárůstu v minomlýnské firmě, kde se pouze šrotová ocel roztaví elektrickou obloukovou pecí. Tyto mlýny vyráběly nejprve tyčové výrobky, ale od té doby se rozšířily na ploché a těžké výrobky, kdysi exkluzivní doména integrovaných oceláren.

Až do vývoje v devatenáctém století byla ocel nákladnou komoditou a používala se pouze pro omezený počet účelů, kde byl potřebován obzvláště tvrdý nebo pružný kov, jako v řezných hranách nástrojů a pružin. Rozsáhlá dostupnost levné oceli poháněla druhou průmyslovou revoluci a moderní společnost, jak ji známe. Měkká ocel nakonec nahradila tepané železo pro téměř všechny účely, a kované železo není nyní (nebo je stěží nyní) vyrobené. S malými výjimkami se slitinové oceli začaly vyrábět až na konci devatenáctého století. Nerezová ocel byla vyvinuta až v předvečer první světové války a začala se rozšířit až ve 20. letech 20. století. Tyto legované oceli jsou všechny závislé na široké dostupnosti levného železa a oceli a schopnosti legovat ji podle libosti.

Ocel je v současné době nejvíce recyklovaným materiálem na světě, průmysl odhaduje, že z nového kovu vyrobeného každý rok je recyklovaným materiálem asi 42,3 procenta. Veškerá ocel, která je k dispozici, je v současné době recyklována, dlouhá životnost oceli v takových aplikacích, jako je konstrukce, znamená, že existuje obrovská zásoba oceli v použití, která se recykluje, jakmile bude dostupná. K získání poptávky je však také nezbytný nový kov získaný ze surovin.

Druhy oceli

Slitiny oceli byly známé od starověku, protože to bylo železo bohaté na nikl z meteoritů zpracovaných za tepla na užitečné výrobky. V moderním slova smyslu byly slitinové oceli vyráběny od vynálezu pecí schopných tavit železo, do kterých mohly být hozeny a smíchány další kovy.

Historické typy

  • Damašská ocel - ve starověku proslulý svou trvanlivostí a schopností udržet hranu, byl vytvořen z řady různých materiálů (některé pouze ve stopách), v podstatě složité slitiny s železem jako hlavní složkou
  • Blistrová ocel - ocel vyrobená procesem cementace
  • Kelímková ocel - ocel vyrobená kelímkovou technikou Benjamina Huntsmana
  • Štýrská ocel - také nazývaná „německá ocel“ nebo „Cullenova ocel“ (obchodovaná přes Kolín nad Rýnem), byla vyrobena ve Štýrsku v Rakousku (římská provincie Noricum) pokutováním litiny z určitých rud bohatých na mangan
  • Smyková ocel - blistrová ocel, která byla rozdrcena, faggotována, zahřátá a svařena za vzniku homogennějšího produktu

Současná ocel

  • Uhlíková ocel je složena jednoduše ze železa a uhlíku, což představuje 90 procent produkce oceli.1
  • Ocele HSLA (vysoká pevnost, nízká slitina) mají malé přídavky (obvykle méně než dvě procenta hmotnostní) dalších prvků, obvykle 1,5 procenta manganu, aby poskytla další sílu pro mírné zvýšení ceny.
  • Nízkolegovaná ocel je legován s dalšími prvky, obvykle molybdenem, manganem, chromem nebo niklem, v množství až do deseti procent hmotnosti ke zlepšení vytvrditelnosti tlustých profilů.1
  • Nerezové oceli a chirurgické nerezové oceli obsahují minimálně deset procent chrómu, často kombinovaného s niklem, aby odolával korozi (rez). Některé nerezové oceli jsou nemagnetické.
  • Nástrojové oceli jsou legovány s velkým množstvím wolframu a kobaltu nebo jiných prvků, aby se maximalizovalo vytvrzování roztoku, umožnilo vytvrzování precipitací a zlepšila teplotní odolnost.1
  • Cor-ten a související ocelí počasí získáním stabilní, zrezivělý povrch, a tak lze použít nenatřený.
  • Vyspělé oceli s vysokou pevností
    • Komplexní fázová ocel
    • Dvoufázová ocel
    • TRIP ocel
    • TWIP ocel
    • Mramorová ocel
    • Eglinová ocel
  • Železné superslitiny
  • Hadfieldova ocel (po siru Robertovi Hadfieldovi) nebo manganové oceli, obsahuje 12 až 14 procent manganu, který, když je obroušen, vytváří neuvěřitelně tvrdou pokožku, která odolává nošení. Příkladem jsou stopy tanků, hrany buldozerů a břity na čelistech života.

I když to není slitina, existuje také pozinkováno ocel, což je ocel, která prošla chemickým procesem ponořením nebo galvanickým pokovováním zinkem pro ochranu proti rzi. Hotová ocel je ocel, kterou lze prodávat bez další práce nebo úpravy.

Moderní ocel

  • TMT Steel (termomechanicky ošetřená ocel) je jedním z nejnovějších vývojů v historii oceli. Proces výroby oceli je zlepšen a tím byly dosaženy vlastnosti této oceli, aby vyhovovaly konstrukčním pracím RCC. Ocelové dráty procházejí studenou vodou hned po vytažení z extrudéru. To napomáhá rychlému ochlazení pokožky a teplo začíná proudit od středu ke kůži, jakmile je drát z vody. Funguje to jako tepelné zpracování. Poměrně měkké jádro napomáhá tažnosti oceli, zatímco ošetřená kůže má dobrou svařitelnost, aby vyhovovala konstrukčním požadavkům.

Výrobní metody

Historické metody

  • květ
  • svařování vzorů
  • katalánská kovárna
  • wootz ocel: vyvinutý v Indii, používaný na Středním východě, kde byl známý jako ocel Damašek
  • Proces cementace: používá se k přeměně tyčí z tepaného železa na blistrovou ocel; toto byl hlavní proces používaný v Anglii od počátku sedmnáctého století
  • kelímková technika, podobná wootzové oceli: v Sheffieldu samostatně přestavěn Benjamin Huntsman kolem roku 1740 a Pavel Anosov v Rusku v roce 1837; Huntsmanovou surovinou byla blistrová ocel
  • Puddling

Moderní metody

  • Elektrická oblouková pec: forma druhotné výroby oceli ze šrotu, v důsledku toho je ocel tvrdá, i když proces může také používat přímo redukované železo
  • Výroba surového železa ve vysoké peci
  • Převodníky (ocel ze surového železa):
  1. Bessemerův proces, první velkovýrobní proces výroby oceli pro měkkou ocel
  2. Proces Siemens-Martin pomocí otevřené ohniště
  3. Základní výroba kyslíkové oceli

Použití oceli

Historicky

Ocel byla drahá a použila se pouze tam, kde by nic jiného neudělala, zejména pro špičkové nože, břitvy, meče a další nástroje, kde byla potřeba tvrdá ostrá hrana. To bylo také používáno pro pružiny, včetně těch používaných v hodinách a hodinkách.

Od roku 1850

Získání oceli bylo snazší a mnohem levnější a vyměnilo tepané železo pro řadu účelů. Ocel se často používá při výrobě spojovacích prostředků, jako jsou matice a šrouby; nejběžnější jsou buď pozinkované nebo nerezové oceli.

Ocel je stále široce používaná, ačkoli nová dostupnost plastů během dvacátého století znamenala, že se přestal používat pro některé menší aplikace, které vyžadují menší trvanlivost nebo vyžadují nižší hmotnost.

Dlouhá ocel
  • Dráty
  • Železniční tratě
  • Jako nosníky při stavbě moderních mrakodrapů, budov a mostů
Plochá uhlíková ocel
  • Pro vnitřní a vnější tělo automobilů, vlaky
  • Spotřebiče
Nerezová ocel
  • Příbory a příbory
  • Pravítka
  • Chirurgické vybavení
  • Náramkové hodinky

Viz také

  • Slitina
  • Žehlička
  • Hutnictví
  • Obrábění kovů

Poznámky pod čarou

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Michael F. Ashby a David R. H. Jones (1986), Technické materiály 2 (Oxford: Pergamon Press, 1992, ISBN 0080325327).
  2. ↑ E. J. Mittemeijer a J. T. Slycke, „Chemické potenciály a aktivity dusíku a uhlíku vyvolané plynnými nitridačními a karburizačními atmosférami,“ Povrchové inženýrství 12 (2) (1996): 156. Získáno 7. srpna 2007.

Reference

  • Bodsworth, Colin a Henry Bradley Bell. 1972. Fyzikální chemie výroby železa a oceli. Londýn: Longman. ISBN 0582441161
  • Salmon, Charles G. a John E. Johnson. 1996. Ocelové konstrukce: Návrh a chování, 4. ed. New York: HarperCollins. ISBN 0673997863
  • Schubert, John Rudolph Theodore. 1957. Historie britského železářského a ocelářského průmyslu od c. 450 B.C.E. k A.D. 1775. Londýn: Routledge & Kegan Paul. OCLC 2536148
  • Tylecote, R. F. 1992. Historie metalurgie. Londýn: Ústav materiálů. ISBN 0901462888

Externí odkazy

Všechny odkazy byly načteny 21. října 2015.

  • Světová ocelářská asociace
  • Steel University
  • Vlastnosti materiálů: Slitiny oceli a jejich klasifikace - Mississippi State University, Katedra leteckého inženýrství
  • Předchůdci vysoké pece - Davistownské muzeum, Centrum pro studium časných nástrojů

Pin
Send
Share
Send