Spracovanie železa

Dnes získavame väčšinu železa z nerastov a železných rúd, ktorými sú napríklad krevel a magnetit. Z nich sa železo vyrába vo vysokých peciach. Najvyššia pec má 60 m, produkuje 10 000 ton železa denne a bez prestávky pracuje 10 rokov. Do pece sa striedavo navážajú vrstvy železnej rudy, koksu a struskotvorných prísad – najčastejšie vápenec. Chemické reakcie začínajú vháňaním horúceho vzduchu do pece. Ako sa koks rozžeraví, uhlík v ňom nadobudne dostatok energie, aby mohol reagovať s kyslíkom zo vzduchu za vzniku najprv oxidu uhličitého a potom oxidu uhoľnatého. Oxid uhoľnatý odoberá kyslík z oxidov železa (rudy). Mení sa na oxid uhličitý a zostáva voľné železo. Teplota v peci dosahuje 1900°C, pri ktorej sa železo taví a steká na dno odkiaľ sa vypúšťa do kokíl. Vápenec sa pridáva do pece, pretože sa zlučuje s pieskom, zeminou a kameňmi v rude a vzniká troska, ktorá pláva nad vrstvou roztaveného železa. Troska sa využíva k výrobe stavebných hmôt. K získaniu 100 ton železa je potrebných 190 ton železnej rudy, 100 ton koksu a 50 ton vápenca. Súčasne vznikne 50 ton strusky. Surové železo z vysokej pece je na 90 - 95 % čisté a obsahuje 3 – 4 % uhlíku, ktorý je jeho hlavnou nečistotou a dostal sa tam vo vysokej peci. Uhlík robí železo tvrdé, ale zároveň krehké. Väčšina železa sa spracováva na oceľ. Oceľ je železo ktoré obsahuje menej ako 1,7 % uhlíka. Najlacnejší spôsob výroby ocele spočíva vo vháňaní vzduchu do roztaveného železa, čím väčšina uhlíku vytvorí s kyslíkom nachádzajúcim sa vo vzduchu oxid uhličitý. Dnes sa tento postup nahradzuje spaľovaním uhlíka v martinských peciach alebo kyslíkových konvertoroch. V kyslíkovej peci sa za 40 minút vyrobí až 350 ton ocele. Oceľ je omnoho pevnejšia, kujnejšia a má všestrannejšie využitie ako železo. Pridávaním rôznych prvkov môžeme meniť jej vlastnosti, môžeme tak vyrobiť oceľ ešte pevnejšiu (pridaním mangánu) alebo nehrdzavejúcu (pridaním niklu a chrómu), či oceľ odolnú vysokým teplotám.