Železo – najvýznamnejší kov

Železo – najvýznamnejší kov

Vlastnosti železa

• Latinský názov: Ferrum, chemická značka: Fe.
• Perióda: 4, Skupina: VIII. B.
• Vlastnosti:
  • Najvýznamnejší kov, striebristolesklý, má magnetické vlastnosti.
  • Je to neušľachtilý kov, stabilný iba na suchom vzduchu. Na vlhkom vzduchu hrdzavie.
  • Proti hrdzaveniu sa chráni olejmi, lakmi, farbami alebo pokovovaním.
• Biogénny prvok: Súčasť krvného farbiva hemoglobínu, ktorého nedostatok spôsobuje chudokrvnosť.

Zdroj železa

• Železo sa získava zo zlúčenín, ktoré sa nachádzajú v prírode (železné rudy):
  • Hematit: Fe₂O₃.
  • Limonit: Fe₂O₃ · n H₂O.
  • Magnetit: Fe₃O₄.
  • Siderit: FeCO₃.

Výroba železa

• Proces:
  • Železo sa vyrába vo vysokej peci zo železnej rudy.
  • Vysoká pec:
    • Dosahuje výšku až 50 m, jej steny sú zo žiaruvzdornej výmurovky, na ktorej je oceľový obal.
    • Pec sa neustále plní: železná ruda, koks a troskotvorná prísada (vápenec).
    • Teplota: Dosahuje až 2000 °C horením koksu so vzduchom.
  • Oxidy železa reagujú s horúcim koksom, čím vzniká železo.
  • Troska: Ľahšia hmota, ktorá chráni železo pred oxidáciou.
  • Vypúšťanie: Železo sa odpichuje každých 4 – 6 hodín, troska sa vypúšťa osobitne.
  • Výsledok: Surové železo (liatina) alebo tekuté železo prepravované do oceliarní na výrobu ocele.

Liatina

• Je tvrdá, krehká, nemožno ju kuť ani valcovať.
• Obsahuje 3 – 5 % uhlíka.
• Používa sa na výrobu kotlov, pecí, motorov, radiátorov, strojových súčiastok.

Oceľ

• Vlastnosti:
  • Obsahuje menej ako 2 % uhlíka, dá sa kuť a valcovať.
  • Vyrába sa zo surového železa v elektrických peciach.
• Zlepšenie kvality:
  • Legovanie – pridávanie rôznych kovov.
  • Príklady:
    • Chróm, nikel: Nerezová oceľ (odolná voči korózii).
    • Volfrám: Tvrdá, žiaruvzdorná oceľ.
• Úpravy ocele:
  • Kalenie: Rýchle schladenie, vzniká tvrdá a krehká oceľ.
  • Popúšťanie: Zahriatie a pomalé ochladenie, vzniká tvrdá, ale nie krehká oceľ.