A vasgyártás alapanyaga a vasérc és különböző segédanyagok (szén-koksz, salakképző anyag és levegő). A folyamat a nagyolvasztóban történik, ahol felülről adagolják a vasércet, a kokszot és salakképző anyagként mészkövet. A befúvott levegő a szénnel (koksz) reakcióba lép és szén-dioxid, majd szén-monoxid képződik. A keletkező szén-monoxid, illetve a szén a vasérccel reagálva elemi vasat és valamilyen szén-oxidot eredményez. A keletkező olvadt vas az ún. nyersvas, amely széntartalma (1,6-4%) miatt rideg, törékeny anyag. Az emlíett tulajdonságai miatt a nyersvas nem sok mindenre használható, ezért acélt gyártanak belőle. Az acélgyártás során a nyersvas széntartalmát 1,7 % alá csökkentik, valamint különböző ötvöző anyagokat adagolnak hozzá. A keletkező acél (az ötvözőelemektől függően) kemény, szívós, jól megmunkálható, korrózió- és saválló.
A vasgyártás kémiai folyamatai:
A befúvott levegő elégeti a szenet C + O2 = CO2 |
|
Magas hőmérsékleten az izzó szén reakcióba lép a szén-dioxiddal CO2 + C = 2CO |
|
A vasércet az izzó szén és a szén-monoxid redukálja ("oxigén elvonás") Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 |
|
A legismertebb acélgyártási folyamat az ún. Siemens-Martin-féle eljárás,
amelynek során rozsdás ócskavasat adagolnak a nyersvashoz.
A rozsda, mint tudjátok oxidréteg (oxigénréteg), amely a
nyersvas széntartalmát szén-dioxiddá alakítja. |
Az ócskavas idővel hiánycikké vált, ezért kidolgoztak egy új eljárást.
Az LD-eljárás során a megolvasztott nyersvas felületére tiszta
oxigéngázt fúvatnak, ez égeti el a nyersvas széntartalmát. |