Příloha č. 4 Vytvořený studijní materiál („verze pro tisk“) masarykova univerzita



Yüklə 1,6 Mb.
səhifə23/64
tarix17.11.2018
ölçüsü1,6 Mb.
1   ...   19   20   21   22   23   24   25   26   ...   64

Výroby

Amalgamace


Amalgamační způsob těžby zlata z rud byl používán v minulosti pro těžení zlata z náplavů, v nichž se zlato objevovalo ve formě větších oddělených zrnek, která se však již obtížně získávala rýžováním. Pro tento účel byla zlatonosná hornina kontaktována s kovovou elementární rtutí, která na sebe vázala zlato. Vzniklý amalgam – slitina zlata a rtuti - byl po oddělení horniny obvykle pyrolyzován a rtuť byla jednoduše odpařena do atmosféry. V současné době se tento postup téměř nepoužívá. Využívá se postup, kdy je zlato získáváno šetrnějším způsobem bez kontaminace atmosféry parami rtuti.

Fajáns


Fajáns je proslavený druh hrnčířských výrobků nažloutlé nebo načervenalé barvy, které jsou pokryty bílou neprůhlednou glazurou. Vzhledem často připomínají porcelán.

Nejstarší známé hliněné fajánsové nádobí pochází z Egypta z roku 3 300 př. n. l. V Bulharsku se objevuje importovaný fajáns z hellénistického období Egypta z roku 100 př. n. l. V 5. století n. l. se fajáns objevila v západní Asii, prostřednictvím Maurů se dostala do Španělska a odtud do Itálie. V 17. a 18. století se výroba fajáns přesunula z Itálie do Francie a Nizozemska. Od počátku 19. století byla výroba fajáns vytlačena porcelánem a anglickou kameninou.


Hrnčířství


Hrnčířství je řemeslná rukodělná výroba jemné keramiky, zejména nádob, z plastické hlíny, která po vypálení dává pevný a trvanlivý střep. Jedná se o jednu z nejstarších lidských výrobních technologií. Různě zdobené hrnčířské výrobky mají velký význam pro archeologii. Hrnčířské užitkové výrobky nahradil v bohatších společnostech nejprve porcelán a později plasty, takže hrnčířství je v dnešní době spíše uměleckým řemeslem.

Historie hrnčířství

V neolitu bylo hrnčířství důležité a velmi rozšířené řemeslo. Již kolem 6. tisíciletí př. n. l. byl v Mezopotámii objeven hrnčířský kruh, který usnadnil výrobu. Od 10. století př. n. l. vznikla v oblasti Středomoří střediska vyspělého hrnčířství, která vyráběla krásné a kvalitní nádoby, obzvlášť na export. Od pozdního středověku vyráběli hrnčíři také kachle na stavbu kamen, obvykle polévané a často bohatě zdobené. Velký rozkvět zažilo hrnčířství v 16. století v severní Itálii, kde vznikla také dokonalejší fajáns a majolika s bohatou malovanou výzdobou. S rozšířením průmyslové výroby porcelánu a s nástupem plastů ztrácelo běžné hrnčířství na významu. Od poloviny 20. století se provozovalo hlavně jako umělecké řemeslo nebo záliba.



Hrnčířská technologie

Zpracovávaným materiálem je speciální hlína - směs hlinitokřemičitého jílu, písku a vody. Může se tvarovat rukama nebo pomocí hrnčířského kruhu, výsledná nádoba se na závěr uhladí.

Vytvarovaný výrobek se nejprve na vzduchu suší a pak vypaluje. Nejstarší způsob vypalování byl v otevřeném ohni, kdy se výrobky obklopily dřevem, které se zapálilo. Brzy se však začaly užívat různé druhy pecí. Tradičně se užívaly pece horizontální a vertikální.

V horizontální peci se topí pod perforovaným roštem, na kterém je narovnána keramika. U tohoto druhu pece se využívá stoupajícího tepla a žáru spalin. Vertikální pec je protáhlá, u vstupního otvoru je zvýšená a proud spalin se vede od topeniště v čele pece přes narovnané nádoby až do komína. Horizontální pece převládají u středomořských kultur, zatímco vertikální pece jsou častější na Dálném Východě.

Vyspělejší hrnčířství užívá rozmanité techniky zdobení, jednak plastického (vtlačování, vyrývání, přilepování), jednak povrchového malování. Také zdobení se může dělat na kruhu – vznikají tak pravidelné kruhy a vlnovky na povrchu hrnců, džbánů, misek a talířů. Povrchová výzdoba se může vytvářet před vypálením, obvykle se však na vypálený střep nanášejí různé polevy (glazury) a vypalují se podruhé při nižší teplotě.

Majolika


Majolika je historický termín kdysi užívaný pro pestře dekorovanou keramiku pocházející z ostrova Mallorca. Odtud pravděpodobně vznikl samotný název.

Zdobení bylo prováděno olovnatocíničitou polevou vypalovanou při vysokých teplotách. Původ majoliky je spojován se španělsko – maurskou keramikou, která byla v polovině 15. století importována do Itálie.


Výroba oceli


Proč se vyrábí ocel

Objev výroby a využití železa byl jedním ze základních momentů vzniku současné civilizace. Železo má všestranné využití při výrobě slitin a pro výrobu většiny základních technických prostředků používaných člověkem.

Jedním z klíčových okamžiků výroby železa tavením z železné rudy je tzv. nauhličování železa, protože s rostoucím obsahem uhlíku v železe klesá jeho teplota tání, což je pro výrobu výhodné. Zatímco čisté železo taje při 1535 °C, slitina železa s uhlíkem obsahující 4,3 % uhlíku taje již při 1130 °C. Surové železo vyrobené klasickým způsobem proto obsahuje cca 3-4 % uhlíku. Nadměrná přítomnost uhlíku v surovém železe však způsobuje jeho křehkost (není kujné) a tím i nevhodnost k použití jako konstrukčního materiálu např. ve strojírenství.

Surové železo se proto pro jeho další využití obvykle zpracovává na ocel snížením obsahu uhlíku (výsledný obsah nanejvýš 2,14 % uhlíku). Při výrobě oceli se kromě snížení obsahu uhlíku snižuje obsah nečistot (síra, fosfor) a naopak jsou do slitiny jsou dodávány další, tzv. legující prvky, např. mangan, křemík, hliník, chrom, nikl apod. Existuje více než 2 000 různých druhů ocelí s přesně definovaným složením a mechanickými vlastnostmi, jako je pevnost, tvrdost, chemická odolnost a řada dalších.

Historie výroby oceli

Stáří nejstarších nalezených kousků oceli je odhadováno na přibližně 4000 let. Od těch dob do současnosti prošla výroba oceli dlouhým vývojem a podstatnými změnami:

Starověká ocel

Oceli na počátku našeho letopočtu

Moderní metody výroby oceli

Od 17. století je prvním krokem v evropské výrobě oceli přeměna železné rudy na surové železo ve vysoké peci - původně pomocí dřevěného uhlí. Nyní se místo dřevěného uhlí používá koks, což se ukázalo být výhodnější. Moderní metody výroby oceli lze přibližně rozdělit do tří následujících skupin:



Metody vycházející z prutového (tyčového) železa

Metody vycházející ze surového železa

Recyklační metody

Starověká ocel


Ocel byla známá již ve starověku. Nejstarším známým dokladem výroby oceli jsou kousky oceli nalezené na archeologickém nalezišti Kaman-Kalehoyuk v Anatolii (cca 100 km severovýchodně od Ankary) o stáří cca 4000 let.

Jiné starověké oceli pocházejí z východní Afriky (cca 1400 let př. n. l.).

Kolem roku 650 př. n. l. byla ocel ve velkých množstvích vyráběna ve Spartě.

Oceli na počátku našeho letopočtu


Výroba mramorované oceli s vysokým obsahem uhlíku v Indii má své počátky přibližně 300 př. n. l.

Tato ocel se během 1. poloviny 1. tisíciletí n. l. zdokonalila v tzv. damascenskou ocel, která je dodnes proslulá svou pevností a schopností držet ostří. Byla vyráběna z velkého množství různých materiálů včetně různých stopových prvků. Při výrobě se v tehdejší době využíval přírodní vítr a k dosažení vysoké teploty se používalo hoření dřeva.

Nejstarší  tyglíková ocel, vyráběná pomalým zahříváním a ochlazováním čistého železa a uhlíku (obvykle ve formě dřevěného uhlí) v tzv. tyglíku, byla vyráběna v obci Mery na území dnešníhoTurkmenistánu v období  9.-10. století n. l.

V 11. stol. n. l. existovala výroba oceli v Číně za využití dvou technologií, z nichž jedna poskytovala nehomogenní oceli nižší kvality, druhá byla předchůdcem moderního Bessemerovacího procesu a dosahovala částečné dekarbonizace opakovaným kováním v proudu chladného vzduchu.

Metody vycházející z prutového (tyčového) železa


V těchto procesech se surové železo kovalo v kovárnách do prutového (tyčového) železa, ze kterého se pak vyráběla ocel. Výchozím materiálem pro výrobu kovaného železa bylo železo pudlované, ze kterého je postavena např. Eiffelova věž v Paříži.

K významným technologiím spadajícím do této skupiny výrobních metod patří:

• pudlování

• cementační proces

• tyglíková (kelímková) ocel

Pudlování


Při pudlování se nejprve připravila tzv. pudlovací pec. Ochladila se a její stěny i rošty se potřely hematitem (Fe2O3), který sloužil jako ochrana, aby se roztavený kov nepropálil pecí. Surové železo se pak v pudlovací peci roztavilo a při současném silném proudu vzduchu se promíchávalo dlouhými tyčemi ukončenými háky, aby všechny části taveniny měly přístup ke vzdušnému kyslíku. Nejprve se tímto způsobem odstranila síra a fosfor - vytvořily plyny, které z pece unikly. Pak bylo přidáno palivo, tím stoupla teplota a začal hořet i uhlík obsažený v roztaveném surovém železe. Aby se zbavila uhlíku celá lázeň, museli taviči obsah neustále promíchávat dlouhou tyčí. Tím jak ubývalo uhlíku v roztaveném kovu, docházelo ke změně bodu jeho tuhnutí (směs železa s uhlíkem má nižší bod tuhnutí než čisté železo). Tavenina proto začala houstnout a objevovaly se v ní tuhé kusy, nazývané vlky. Právě ty obsahovaly kujné železo s malým obsahem uhlíku. Taviči je pomocí háků vytahovali. Vlky se na hamrech vykovávaly na dlouhé železné pruty. Tímto tvářením se zbavily nečistot, strusky a popela. Také se zjemnila struktura železa a krystaly se podélně zorientovaly, což přispělo ke zvýšení pevnosti. Tím byly získány polotovary, které pak dále mohli zpracovávat kováři na tyče. Jenže tyče nebyly dostatečně tlusté a daly se z nich vyrábět jenom malé předměty. Na větší věci bylo zapotřebí svářkového železa. Jeho výroba byla práce pro hamry.

Cementační proces


Popis výroby oceli cementačním procesem byl publikován v Praze roku 1574 a využíval se v Norimberku od r. 1601. Obdobný proces pro zpevňování povrchu brnění byl publikován r. 1589 v Neapoli.

Cementování nebo cementace je označení pro proces povrchového zušlechťování oceli tím, že se v povrchové vrstvě výrobku zvyšuje obsah uhlíku (do 0,25 %), což pak umožňuje povrchové kalení. Nauhličená vrstva bývá 0,5 až 1,5 mm tlustá, hotový výrobek zůstává uvnitř houževnatý a na povrchu je tvrdý.

Cementování používali už staří Římané.

K dodávání uhlíku lze použít:


• cementační prášek, v němž se materiál žíhá při teplotě kolem 930 °C (v praxi se to dělávalo žíháním v prášku obsahujícím 20% krevní soli, 10% sody a 70% práškového dřevěného uhlí); http://mve.energetika.cz/uvod/pudlovna.htm

• rozpustné uhlíkaté látky, obvykle kyanidy; protože jsou většinou jedovaté, tento způsob se dnes už nepoužívá;

• uhlíkaté plyny, nejčastěji propan, butan nebo acetylen, smíšený s neutrální atmosférou, aby nevybuchl; tato metoda je v současnosti nejvíce používána;

• účinnost plynné cementace se zvýší, pokud se provádí ve vakuové peci při velmi nízkém tlaku uhlíkatých plynů.


Tyglíková (kelímková) ocel


Tyglíková (kelímková) ocel představuje celou řadu rozličných technik výroby oceli v tyglíku. Její výroba je v podstatě rafinační proces, ve kterém je jiná forma z oceli, než byly získány kováním (tzv. svářková ocel), roztavena v tyglíku za vzniku produktu homogennějšího než vzniká kováním.

Nejstarší tyglíkové oceli jsou dokladovány v Indii a na Srí Lance přibližně ve 3. stol. př. n. l., později pak mezi 8. – 12. stol. n. l. ve střední Asii (Uzbekistán, Turkmenistán).

Počátky moderní evropské výroby tyglíkové oceli spadají do 18. stol. n. l. Tyglíková ocel byla v Evropě vyráběna v manufakturách.

Metody vycházející ze surového železa


Moderní éra výroby oceli začíná zavedením Bessemerova procesu (1858) do praxe. Výchozí surovinou je surové železo. Tím se začala ocel vyrábět ve velkých množstvích tak levně, že měkká ocel se začala používat tam, kde se dříve používalo kované železo. Zlepšením Bessemerova procesu byl tzv. Gilchrist-Thomasův proces. Základem vylepšení bylo vyložení konvertoru zásaditým (bazickým) materiálem pro odstranění fosforu. Další zlepšení výroby oceli byl Siemens-Martinův proces, čímž byl vývoj Bessemerovy metody završen.

Výše uvedené metody výroby oceli se staly zastaralými s příchodem Linz-Donawitzova procesu (50. léta 20. stol.) a metod z něj vycházejících. Linz-Donawitzův proces je založen na skutečnosti, že profukování kyslíku roztaveným surovým železem snižuje obsah uhlíku ve slitině a mění ji na nízkouhlíkovou ocel. Proces se nazývá „basic“ díky bazicitě použitého žáruvzdorného materiálu (oxid vápenatý a oxid hořečnatý) pro nádobu s roztaveným kovem. Předností této metody je skutečnost, že kyslík hnaný do pece nezanáší do taveniny tolik nečistot jako vzduch, který používaly dřívější metody.


Bessemerovací proces


Moderní éra výroby oceli začala zavedením Bessemerovacího procesu (1858) do praxe.

Výchozí surovinou bylo surové železo. Bessemerovací proces byl založen na odstranění nečistot z roztaveného železa pomocí jejich oxidace vháněným vzduchem.



Bessemerův konvertor je velká nádoba charakteristického hruškovitého tvaru, do níž se nalilo roztavené surové železo. Na dně nádoby jsou kanály, jimiž byl do železa vháněn vzduch. Ten oxidoval nežádoucí příměsi, např. křemík, mangan a uhlík. Vznikající oxidy poté ve formě par unikaly otevřeným ústím konvertoru.

Siemens-martinův proces


Při zkujňování železa v Siemensově-Martinově peci (1878) se železo tavilo účinkem tepla vznikajícího přímo průchodem elektrického proudu surovým železem, nebo nepřímo vznikem elektrického oblouku nad povrchem železa.

Siemens-Martinská pec je pec s uzavřeným tavným prostorem, který spočívá na ocelové nosné konstrukci a je vyzděná nebo vypěchovaná ohnivzdorným materiálem. To je obvykle na bázi magnezitu (proces zásaditý) nebo křemíku (proces kyselý). V podélné stěně pece jsou pracovní otvory uzavřené dveřmi. Tyto slouží k plnění pece vsázkovým materiálem a k údržbovým pracím Podle druhu použité vyzdívky a chemických vlastností strusky, tj. její bazicity (poměr zásaditých a kyselých oxidů), se rozlišuje proces kyselý a zásaditý. V praxi je rozšířen proces zásaditý, který umožňuje odsíření a odfosfoření taveniny. Jako vsázkový materiál slouží ocelový odpad (šrot), surové železo v pevné nebo roztavené formě. Jako struskotvorné přísady jsou používány pálené vápno (CaO), vápenec (CaCO3) a železná ruda.

Výše uvedené metody výroby oceli se staly zastaralými s příchodem Linz-Donawitzova procesu(50. léta 20. stol.) a metod z něj vycházejících. Linz-Donawitzův proces je založen na skutečnosti, že profukování kyslíku roztaveným surovým železem snižuje obsah uhlíku ve slitině a mění ji na nízkouhlíkovou ocel. Proces se nazývá „basic“ díky bazicitě použitého žáruvzdorného materiálu (oxid vápenatý a oxid hořečnatý) pro nádobu s roztaveným kovem. Předností této metody je skutečnost, že kyslík hnaný do pece nezanáší do taveniny tolik nečistot jako vzduch, který používaly dřívější metody.

Siemensův-Martinův způsob vytlačil bessemerační proces díky hospodárnějšímu provozu a snadnější regulaci složení oceli.


Recyklační metody výroby oceli


Dnes se jako běžná metoda pro recyklaci železného odpadu na novou ocel používají elektrické obloukové pece (patentováno 1878 - 1879, Sir William Siemens). V principu je také možné je použít na přeměnu surového železa na ocel, avšak pro velkou energetickou náročnost jejich provozu se k tomuto účelu využívají jen tehdy, je-li k dispozici bohatý zdroj levného elektrického proudu.


Dostları ilə paylaş:
1   ...   19   20   21   22   23   24   25   26   ...   64


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2017
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə