Az olvasztó felső részében megkezdődik a salakképző anyagok bomlása: Az olvasztó felső részében megkezdődik a salakképző anyagok bomlása: CaCO3 = CaO + CO2 A fúvókák környékén a nagyobb hőmérsékleten az izzó koksz közvetlenül redukál: FeO + C = Fe + CO A kohó többi részén szénfelesleg van, ezért az ott keletkezett széndioxid és a szén lép reakcióba: CO2 + C = 2 CO Feljebb az aknában pedig a szénmonoxid redukál: FeO + CO = Fe + CO2

A nagyolvasztó szerkezete

A kohósítás fő- és melléktermékei A kohósítás főterméke a nyersvas. A nyersvas 3-4,5% széntartalmú vas-szén ötvözet. A kohósítás melléktermékei a kohósalak és a torokgázok. A salakot lecsapolása után lehűtik, majd apróra törik és salakcement, salaktégla, hő- és hangszigetelő anyagok készülnek belőle. A torokgázokat a levegő előmelegítésére használják.

Az összes termelt nyersvas 80-85 %-a az acélgyártáshoz használt fehér nyersvas. Széntartalma vas-karbid (Fe3C) formájában van jelen. A nyersvas másik fajtája az öntészeti vagy szürke nyersvas. Széntartalma lassú hűtés hatására grafit alakjában van jelen.

Acélgyártó eljárások Az acélgyártás lényege, hogy a nyersvas széntartalmát különböző eljárásokkal csökkentsük. Az acél olyan vas-szén ötvözet, melynek széntartalma 0,5 – 1,7 % között van. Valamennyi acélgyártó eljárás alapelve, hogy a szenet és a káros szennyeződéseket kiégetés (oxidáció) útján távolítsák el.

Bessemer-féle acélgyártó eljárás Az eljárás lényege, hogy a folyékony nyersvason levegőt fúvatnak keresztül, s így közvetlenül a levegő oxigénjével égetik ki a szennyeződéseket és a szenet. A folyamatot szélfrissítésnek nevezik. Az acél folyékony halmazállapotban tartásához szükséges hőt nem külső tüzeléssel, hanem a nyersvasban lévő elemek (Mn, Si, C) kiégetésekor keletkező hővel biztosítják. Az eljárást 1-2 m átmérőjű, vízszintes tengelye körül elfordítható tartályban, ún. konverterben végzik.

A Bessemer-féle konverter egy korabeli rajzon A Bessemer-féle konverter egy korabeli rajzon. Jól megfigyelhető a szén kié-getése során keletkező láng, melynek megszűné-se jelzi az eljárás végét.

Az eljárás előnyei: Az eljárás hátrányai: Termelékeny Olcsó A fűtéshez nem kell külön energia-forrás Az eljárás hátrányai: A foszfor és a kén nem távolíthatók el Ócskavas felhasználására nincs lehetőség Viszonylag nagy lesz az acél oxid- és nitrogén-tartalma

Thomas-féle acélgyártó eljárás A nagyobb foszfortartalmú nyersvasak feldolgozására szolgál. A konverter hasonló mint a Bessemer-féle eljárásnál használt. A különbség, hogy a levegő befúvatása előtt a konverterbe kb. 15% kálcium-oxidot (CaO) adagolnak. A foszfortartalom így kálcium-foszfát formájában a salakba megy át, és az acél foszfortartalma jelentősen csökkenthető. A képződő salak kitűnő műtrágya.

Siemens-Martin-féle acélgyártó eljárás Ennél az eljárásnál az ócskavas és a gyártási hulladék is felhasználható. A Martin-kemence bélése készülhet SiO2-t tartalmazó savas, vagy MgO-CaO tartalmú bázikus tűzálló anyagokból. A savas bélésű kemencében a kén és a foszfor nem távolítható el, de jobb minőségű acél állítható elő, a bázikus bélésű kemencé-ben a foszfor-tartalom 98%-a, a kéntartalom kétharmad része távolítható el. A kemence fűtésére a nagyolvasztóból származó torokgázok, olaj vagy földgáz használható fel. A kemencében kb. 1750-1900 0C van. A kemencébe vasércet, mészkövet és acélhulladékot adagolnak a nyersvas mellé. A szén kiégetését nagyrészt a vasérc oxigéntartalma végzi, a mészkő salakképző anyag.

Oxigén-szélfrissítés Az eljárás lényege, hogy levegő helyett mintegy 95 % tisztaságú oxigéngázt használnak a kísérőelemek és a szén kiégetésére. A konverterbe adagolt folyékony nyersvas felületére 20-40 percig oxigént fuvatnak. A nagy foszfortartalmú nyersvasak feldolgozásakor az oxigén egy részét a fémfürdő felülete alá fúvatják. Az oxigén-szélfrissítéssel tiszta, kiváló minőségű, minimális nitrogén- és foszfortartalmú acélok állíthatók elő.

Elektroacélgyártás A villamos fűtés az összes fűtési módok közül a legtisztább és a legjobban szabályozható. Az acélgyártásra leginkább kétfajta villamos kemence típust alkalmaznak: ívfényes és indukciós kemencét. Az ilyen kemencék főleg a sok ötvözőelemet tartalmazó, különleges acélfajták gyártására igen előnyösek. További előnyük, hogy hulladékvas-felhasználásuk akár 80 %-os is lehet. Hátrányuk viszont, hogy költséges eljárások, nagy a villamosenergia-igényük.

Az acélok hőkezelése Az acélok alapvetően fontos tulajdonságai a szilárdság, a szívósság és az alakíthatóság. Ötvözéssel, hőkezeléssel ezek a tulajdonságok bármely más fémnél nagyobb mértékben változtathatók. Hőkezeléskor tehát a fémek kristály- és szövet-szerkezetének, szemcseméretének módosításával tudjuk a mechanikai tulajdonságokat megváltoz-tatni. Valamennyi hőkezelési eljárás legalább három műveletből áll: felhevítés a megfelelő hőkezelési hőmérsékletre, hőntartás az adott hőmérsékleten a kívánt változá-sok eléréséig, szabályozott sebességű lehűtés.