/home/sites/rulefo/public/documents/main/elehed/9klass/metallid_mittemetallid/9-1-13-2.htm Metallurgia

Raua ja tema sulamite tootmine

Kõrgahju protsessis kulub väga palju õhku. Ühe tonni malmi tootmiseks kulub 4000 m³ õhku. Milleks vajatakse õhku kõrgahjuprotsessis?

...........................................................................................................................

Rauamaakides sisalduvate lisandite (liiv, savi jne) ning koksi põlemisel tekkiva tuha kõrvaldamiseks viakse kõrgahju räbusteid. Räbustina kasutatakse enamasti lubjakivi ja dolomiiti. Kirjuta nende kivimite peamiste mineraalide valemid

...........................................................................................................................

Räbusti lagunemisel tekkivad kaltsium- ja magneesiumoksiid moodustavad aherainega (maagi sulamisjäägid) kergestisulava ühendi - räbu. Räbu tihedus on malmi tihedusest tunduvalt väiksem, mistõttu koguneb malmi pinnale, taksitades seega malmi oksüdeerumist.

Milline see kõrgahi siis on ja kuidas ta töötab?

Kõrgahju ülemise osa - suudme - kaudu täidetakse ahi kihiti toorainetega: kiht koksi, siis kiht räbusti ja maagi segu ning jälle kiht koksi jne. Allapoole laienev šaht võimaldab täidisel sulatusprotsessis vabalt allapoole vajuda. Malmi tekkimine algab mõhu ja turja piirkonnas, kust hiljem koldesse voolab. Kolde ülaosas on avad - furmid - mille kaudu juhitakse kõrgahju õhku.

Kõrgahi töötab vastuvoolu põhimõttel. keemilistel reaktsioonidel tekkivad gaasid liiguvad alt üles ja kõrgahju täidis ülevalt alla. Kõrgahju kõige ülemises osas on temperatuur kõige madalam ning seda nimetatakse soojendustsooniks. Mida allapoole liikuda, seda kõrgemaks temperatuur muutub. Ahju keskosas toimub raua järk-järguline redutseerumine nn käsnrauaks ning ahju allosas toimub raua rikastamine süsinikuga, mille tulemusel raua sulamistemperatuur alaneb ja toimubki raua sulatamine ning eraldub kolde allosast sulamalm. Selline malm sisaldab rauda, milles on lahustunud raudkarbiid (Fe3C), süsinik, räni jt. lisaaineid.

Kõrgahju keskosas toimub ka aheraine muutumine räbuks (räbusti - lubjakivi) toimel. Räbusse lähevad peale kaltsiumoksiidi ja ränidioksiidi ka kütuse (koksi) tuhk ning magneesiumoksiid, mis ei redutseerunud. Seda tekkinud räbu kasutatakse tsemendi ja räbutelliste tootmiseks.

Terast toodetakse tavaliselt malmist ja samades tehastes konverterites või martäänahjudes (kõrge temperatuuriga ahjud, kust puhutakse õhku läbi). Neis seadmetes oksüdeeritakse malmis olev liigne süsinik, räni ja mangaan õhu või hapnikuga. Parimaid terasesorte toodetakse aga elektri kaarleekahjudes või kõrgsagedus - induktsioonahjudes. Elektriahjudes on võimalik saavutada kõrgemat temperatuuri kui konverterites ja martäänahjudes, mistõttu saablisada terasele ka rasksulavaid metalle nagu volframit, vanaadiumi jne.