Vývoj techniky - Metalurgie 2022 PDF

Vývoj techniky ING. MAREK ŠTÁDLER Mail: [email protected] Tel: 224 352 416 ING. MAREK ŠTÁDLER ING. MAREK ŠTÁDLER  VÝVOJ TECHNIKY Obsah přednášek: - Metalurgie – výroba Fe slitin - Vodní Stroje - Parní stroje - Strojírenst...

Vývoj techniky ING. MAREK ŠTÁDLER Mail: [email protected] Tel: 224 352 416 ING. MAREK ŠTÁDLER ING. MAREK ŠTÁDLER  VÝVOJ TECHNIKY Obsah přednášek: - Metalurgie – výroba Fe slitin - Vodní Stroje - Parní stroje - Strojírenství - Spalovací motory 4  VÝVOJ TECHNIKY Zakončení: Zápočtový test - 8 otázek - 7 uzavřených/1bod - 1 otevřená /3body - Suma 10 bodů 5  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Vývoj světové produkce oceli 1600 1496 1376 1400 1180 1220 1200 1120 1135 1130 1130 10359901000 968.3 1000 903.8 850.2 847.6 (V mil. tun) 752.3750798.9 777.3789 800 600 400 200 0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 6  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Přímá výroba - Historická metoda výroby - Nízká pec Nepřímá výroba - Vysoká pec - Následné zkujňování 7  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Přímá výroba – nízká pec - do 15. stol - přímá redukce železné rudy - nutnost obsahu železa 50hm.% - palivem dřevěné uhlí - výsledkem „železná houba“ - nízký obsah uhlíku 99,8 % Fe, 0,004 - 0,006 % C - zkujňování kovářským svařováním 8  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Přímá výroba – nízká pec - do 15. stol - přímá redukce železné rudy - nutnost obsahu železa 50hm.% - palivem dřevěné uhlí - výsledkem „železná houba“ - nízký obsah uhlíku 99,8 % Fe, 0,004 - 0,006 % C - zkujňování kovářským svařováním 9  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Nepřímá výroba – vysoká pec - od 18. stol - zpracování i méně kvalitních rud - palivem hutnický koks - výsledkem „surové železo“ Typy vysokých pecí - „Belgická“ - „Skotská“ - „Lürmanova“ - Vysoká pec „současného typu“ 10  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe „Belgická“ vysoká pec - Palivem hutnický koks - Konstrukce obdobná dřevouhelným pecím - Masivní zděné konstrukce - Otevřené hrudí - Vhánění vzduchu měchy či ventilátory - Využití vodní síly - Shora otevřená 11  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe „Skotská“ vysoká pec - Odlehčená konstrukce - Litinový/ocelový skelet - Trojice výfučen - Nístěj s roztaveným železem - Odpichový otvor - Shora otevřená 12  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe „Lürmanova“ vysoká pec - Koncepce moderní vysoké pece - Zvýšení počtu výfučen - Rekuperace energie - Odpichový otvor pro strusku - Kuželový uzávěr 13  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Vysoká pec „současného typu“ 14  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Nepřímá výroba – vysoká pec - výsledkem „surové železo“ - vysoký obsah uhlíku 96,5 % Fe, 3,5% C - obsah P, S, Si, Mn - Rm 100-250MPa - zkujňování 15  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Typy rafinace „surového železa“ - Pudlování - Bessemerův konvertor - Thomasův konvertor - Siemens-Martinská pec - Kyslíkový LD konvertor Recyklace železného šrotu - Elektrická oblouková pec 16  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Pudlování - Henry Cort - Roku 1784 - Z anglického „to puddle“ = mísiti - Kov v kontaktu pouze se žhavými plyny - Rafinace působením kyslíku a materiálu vyzdívky nístěje - Produktem těstovitý bochník - Prokovávání a kovářské svařování 17  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Pudlování - Henry Cort - Roku 1784 - Z anglického „to puddle“ = mísiti - Kov v kontaktu pouze se žhavými plyny - Rafinace působením kyslíku a materiálu vyzdívky nístěje - Produktem těstovitý bochník - Prokovávání a kovářské svařování 18  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Pudlování - Henry Cort - Roku 1784 - Z anglického „to puddle“ = mísiti - Produktem těstovitý bochník - Prokovávání a kovářské svařování - Spotřeba paliva 80-90% hm. produktu - Propal 12-15% 19  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Pudlování - Henry Corte - Roku 1784 - Z anglického „to puddle“ = mísiti - Svářkové železo (ocel) - Rm 300-350MPa, 12-25% - „Dřevitý lom“ - Silně rozdílné vlastnosti dle válcování 20  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Bessemerův konvertor - Hennry Bessemer - Od roku 1856 - Kyselá vyzdívka na bázi Si - Zpracování rud chudých na P - Rafinace vháněným vzduchem 21  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Thomasův konvertor - Sidney Thomas, Percy Gilchrist - Roku 1878 - Zásaditá vyzdívka na bázi Ca a Mg - Zpracování rud bohatých na P - Rafinace vháněným vzduchem - Vedlejším produktem Thomasova moučka Ca3(PO4)2 -Efekt konvertorů 450MPa - Rm 22  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Thomasův konvertor 23  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Siemens-Matrinská pec - Friedrich Siemens, Émile Martin - Roku 1856/1864 - Zásaditá či kyselá vyzdívka - Rudný či recyklační cyklus - Rekuperace tepla v předehřívácích (střídavý cyklus) - Palivem plyn (vysokopecní, generátorový, koksárenský) 24  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Kyslíkový LD konvertor - Ocelárny Linz-Donawitz (Voestalpine) - Roku 1952 - Zásaditá vyzdívka na bázi Ca a Mg - Zásaditá či kyselá vyzdívka - Rafinace vháněným čistým kyslíkem - Míchání směsi argonem - Přenesení aktivní zóny do středu taveniny -Efekt konvertoru a souvisejících procesů 550-650MPa - Rm 25  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe plyn objem [%] Kyslíkový LD konvertor dusík 78,084 - Carl Paul Gottfried Linde kyslík 20,946 argon 0,93 - 1901 oxid uhličitý 0,0407 (407 ppm) - Destilace vzduchu neon 0,0018 (18,18 ppm) - 1903 (Autogen) 0,000524 (5,24 ppm helium ) metan 0,0002 (2 ppm) 0,000114 (1,14 ppm krypton ) vodík 0,00005 (0,5 ppm) xenon 0,0000087 (87 ppb) 26  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Elektrická oblouková pec - Paul Héroult - Roku 1908 - Stejnosměrný proud - Zásaditá či kyselá vyzdívka - Přímý ohřev elektrickým obloukem - Uhlíková a dnová elektroda - cca 800kWh/t ; 3-6kg C/t - Vsázka – železný šrot 27  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe 28  VÝVOJ TECHNIKY Metalurgie – výroba Fe Elektrická oblouková pec - Paul Héroult - Charles Martin Hall - 1886 - Na3AlF6 https://www.youtube.com/watch?v=G6Uxh-xtU-g 29 Děkuji za pozornost ING. MAREK ŠTÁDLER