Vysoká pec: Porovnání verzí

Přidáno 1 076 bajtů ,  před 5 měsíci
m
dopl.
m (→‎Procesy ve vysoké peci: Prohozene reakce)
m (dopl.)
 
{{Různé významy|tento=zařízení na výrobu surového železa|druhý=místopisných pojmech|stránka=Vysoká Pec}}
[[File:Alto Horno, Puerto de Sagunto, España, 2015-01-04, DD 91.JPG|thumbnail|Bývalá vysoká pec v přístavu Sagunt ve španělské Valencii.]]
'''Vysoká pec''' je [[Metalurgie|metalurgické]] zařízení, sloužící k výrobě [[Surové železo|surového železa]] redukcí z [[železná ruda|železných rud]].
 
Ve vysoké peci se palivo ([[koks]]), rudy a tavidlo ([[vápenec]]) postupně přivádějí přes horní část pece, zatímco horký proud vzduchu (někdy obohacený [[kyslík]]em) se vhání do spodní části pece přes sérii trubek zvaných dyšny, takže chemické reakce probíhají v celé peci, když materiál klesá dolů. Konečnými produkty jsou obvykle roztavený kov a strusková fáze odpichovaná ze dna a odpadní plyny (spaliny) vystupující z horní části pece. Tok rudy dolů spolu s tokem, který je v kontaktu s proudem horkých spalin bohatých na oxid uhelnatý, je protiproudý proces výměny a chemické reakce.
 
== Historie ==
[[File:Germany First Coke Blast Furnace Miniature DM.jpg|thumb|První vysoká pec v Německu znázorněná v [[Německé muzeum (Mnichov)|Německém muzeu]]]]
Před zavedením vysokých pecí bylo [[železo]] získáváno – kromě nálezů [[Siderit (meteorit)|železných meteoritů]] – ve formě houbovitého polotovaru v [[Dýmačka|dýmačce]], jednoduché redukční peci, která nebyla schopna výrobek roztavit. Polotovar se pak zpracovával kováním v [[hamr]]u. Zvětšováním objemu a zejména výšky pece se zvyšovala nejen účinnost zařízení, ale také teplota procesu. Při dosažení výšky pece cca 4 m dosáhla teplota ve spodní části pece přes 900 °C, kdy dochází k nauhličování železa za vzniku karbidu železa. Zvyšováním obsahu karbidu železa dochází ke snižování teploty tavení (viz [[Binární diagram železo-uhlík]]), takže při dosažení teploty nad 1150 °C dojde k roztavení železa a vzniká tak [[surové železo]]. Až když byla vyvinuta technologie zkujňování surového železa [[dejlování]]m později [[pudlovna|pudlováním]] atd., bylo možno využít k výrobě železa vysoké pece.
 
 
== Popis zařízení ==
[[Soubor:Schema kopie.jpg|náhled|vpravovlevo|VysokáSchéma pecvysoké pece]]
[[Soubor:Schrägaufzug.jpg|náhled|vpravo|Šikmý zavážecí výtah]]
[[Soubor:Blast furnace tuyeres.jpg|thumb|Dyšny vysoké pece společnosti [[Gerdau]] v Brazílii]]
Vysoká pec je typově [[pec]] [[Šachta|šachtová]] vysoká 25–40 m. Profil pece je přizpůsoben technologii provozu a měnícímu se objemu vsázky. Skládá se z kuželovité, k základně se rozšiřující vlastní šachty, která v místě největšího objemu vsázky se mění v rozporu (který slouží k zadržení celé náplně v peci) v komolý [[kužel]] opačný (tzv. sedlo), který se zužuje k základně (viz obr). Vnější povrch šachty je tvořen silným [[ocel]]ovým pancířem, jenž je z vnitřní strany chlazen vodou pomocí litinových a měděných chladnic a chráněn [[Žáruvzdorný materiál|žáruvzdornou]] vyzdívkou.
 
 
* Zavážka vysoké pece, t.j. doprava železné rudy, [[koks]]u a struskotvorných přísad se provádí buďto šikmým výtahem (skipem) nebo pomocí velkých zavážecích nádob (košů) a tzv. kolmých výtahů.
 
[[Soubor:Schrägaufzug.jpg|náhled|vpravo|Šikmý zavážecí výtah]]
 
* ''Ohřívače větru (Cowper)'' jsou poměrně vysoké ocelové válcovité stavby uvnitř vyzděné ohnivzdornou kanálkovou vyzdívkou a vybavené po celé výšce sahající spalnou komorou. Na horním konci jsou uzavřeny kopulí. Teplota pod kopulí dosahuje až 1 600&nbsp;°C. Ke každé vysoké peci patří 3 až 5 ohřívačů větru. Pracují střídavě, přerušovaně t.j. jeden předává teplo větru, další je předehříván atd. Vytápěny jsou vysokopecním plynem zpravidla s přídavkem [[zemní plyn|zemního plynu]] nebo topného oleje. V případě vytápění pouze vysokopecním plynem se v současné době zvyšuje účinnost vytápění předehřevem spalovacího plynu a vzduchu prostřednictvím výměníků tepla, jež využívají teplotu spalin (cca 300&nbsp;°C) odcházejících z vytápěných ohřívačů větrů. Vysokopecní (kychtový) plyn obsahuje přibližně 20 % jedovatého [[oxid uhelnatý|oxidu uhelnatého]] (CO) a je poměrně málo výhřevný (cca 15&nbsp;000–18&nbsp;500 kJ/m<sup>3</sup>). Mezi vysokou pecí a ohřívači vzduchu je vysokopecní plyn čištěn a zbavován prachu. Hlavní podíl prachu je zachycován v lapači prachu (prašníku) a v cyklonech, kde dochází k hrubému čištění. K polojemnému čištění obvykle dochází ve skrubru, což je velká válcová nádoba, do níž je spodem přiváděn plyn proti jemně rozprášené vodě padající shora. Voda strhává částice prachu do spodní části skrubru, odkud se odvádí v podobě kalu. Poté následuje jemné čištění v pračkách (Venturiho pračky) nebo filtrech.
 
== Procesy ve vysoké peci ==
[[Soubor:Trinecke-zelezarny-vysoka-pec-c6-539.jpg|náhled|Celkový pohled na vysokou pec č. 6 v Třineckých železárnách.]]
Do vysoké pece se zaváží [[železná ruda]], [[koks]] a [[Struska|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 (hornina)|dolomit]] a zřídka také křemičitý štěrk. Použitý typ přísady závisí především na kvalitě rudy a jejím ''indexu bazicity''.
 
 
V nižších pásmech pece dále stoupá [[teplota]] a dochází zde při teplotách mezi 1 000 a 2 000&nbsp;°C jak k přímé redukci ještě neredukovaných oxidů železa z již těstovitého až tekutého kovu [[uhlík]]em, tak i k [[nauhličování taveniny]]. V surovém [[železo|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), [[Binární diagram železo-uhlík|viz diagram Fe-C]]
 
[[Soubor:Trinecke-zelezarny-vysoka-pec-c6-539.jpg|náhled|Celkový pohled na vysokou pec č. 6 v Třineckých železárnách.]]
Přímá redukce:
 
V roce [[1998]] byl zastaven provoz poslední vysoké pece ve [[Vítkovické železárny|Vítkovických železárnách]]. Zdejší vysoké pece však nebyly zbourány a společně s bývalou [[Koksovna|koksovnou]] a bývalým [[Důl Hlubina (Ostrava)|dolem Hlubina]] je celý areál jednou z historických dominant [[Ostrava|Ostravy]]. Celý tento areál byl prohlášen za [[Národní kulturní památka České republiky|národní kulturní památku ČR]].
 
== LiteraturaOdkazy ==
=== Literatura ===
* {{Citace monografie
| příjmení = Otáhalová
}}
 
=== Externí odkazy ===
* {{Commonscat}}
* [https://web.archive.org/web/20150106211900/http://www.stahlseite.de/ Stahlseite] – vyobrazení a dobrý text k výrobě železa a oceli, německy