Oceľ

Doba, kdy lidé začali používat železo se nazývá doba železná. Od jeho objevu se používá na výrobu nářadí, nástrojů i zbraní. V roce 1500 před naším letopočtem zdokonalili Chetitové ( národ žijící na území dnešního Turecka ) tavení železa. Železo se na Zemi vyskytuje v podobě železné rudy v horninách (jeden z nejběžnějších kovů v Zemské kůře ).
Nejbohatší železnou rudou je MAGNETOVEC - kysličník železnatoželezitý Fe3O4. Je tmavě zbarvený, těžký, krystalický a obsahuje průměrně kolem 70 % železa. Projevují se u něj magnetické účinky. Další z bohatších rud je OCELEK - FeCO3. Jeho barva šedožlutá až hnědá. Obsahuje asi 45 % železa. Ze železné rudy se ve vysokých pecích vyrobí nejprve surové železo. Děje se tak redukcí kyslíkatých rud pomocí koksu. Vysoká pec dosahuje výšky až 30 metrů. Je vyzděná žáruvzdornými cihlami. Z vnější strany je opatřena vodním chlazením a řadou pomocných kontrolních zařízení. Surovinyse do pece dopravují násypnými koši. Je to předem upravená ruda, koks a struskotvorné látky - hlavně vápno. Spodní část válcovité nádrže pece, do které stéká vytavené železo a struska se nazývá nístěj. U dna je otvor na vypouštění železa a pod horním okrajem výpusť pro strusku. Na horním okraji nístěje jsou vzduchové otvory - tak zvané dyšny. Menší kuželovitý otvor, který se zužuje do nístěje se jmenuje zarážka. V nejširším místě pece na ni dosedá vysoká horní část pece - zvaná šachta. K ní nahoře přiléhá takzvaná kychta s uzávěrem pece zařízeným na plnění pece surovinami a na odvod plynů. Vysoké pece pracují nepřetržitě 6 - 8 let.
Surové železo se po stanovené době ( obvykle po třech až čtyřech hodinách ) vypouští výpustí ucpanou žáruvzdornou hlínou. Hlína se prorazí železnou tyčí. Tomu se říká odpich.
Surové železo stéká žlábkem do pískových forem, kde se nechá ztuhnout, nebo se odváží ve speciálních pánvích k dalšímu zpracování. Zpracuje se na různé druhy oceli, nebo se využije k odlévání jako litina.
Podle složení rud se surové železo vytavuje buď jako šedé nebo bílé. Bílé surové železo se hlavně zpracovává na ocel tvrdou nebo měkkou.
Výroba oceli - zkujňování železa - spočívá v tom, že se v surovém železe snižuje obsah uhlíku a odstraňují se ostatní nežádoucí příměsi - hlavně křemík a fosfor. Provádí se to tak zvanou bessemerací - taveninou se prohání vzduch. Nebo se taví s kyslíkatými rudami a rezavým šrotem v Martinských pecích.

S volným i vázaným kyslíkem dává uhlík i ostatní příměsi kysličníky a zbývá železo s malým obsahem uhlíku - ocel. Její vlastnosti závisí na množství uhlíku a jiných kovů ( například nikl, chrom, wolfram .. )
MĚKKÁ OCEL - konstrukční
Má málý obsah uhlíku - nejvýš 0,5 %. Je ohebná, kujná a houževnatá. Zahříváním měkne. Snadno se obrábí, ale též snadno rezaví. Vyrábí se z ní hřebíky, dráty a plechy ( například karoserie aut ).
OCEL se středním obsahem uhlíku
Je pevnější. Vyrábí se z ní například opěrné ocelové nosníky pro různé stavby.
TVRDÁ OCEL- nástrojová
Má vysoký obsah uhlíku - kolem 1 %. Vyniká pevností, dá se obtížně kovat, je pružná a nerezaví. Dá se kalit. Kalení - rozžhavená ocel se rychle ochladí ve vodě nebo v oleji. Tím se značně zvýší tvrdost oceli. Opětovným zahřátím a pozvolným chlazením se tvrdost a křehkost oceli zmenšuje. Tomu se říká popouštění. Tvrdou ocel je možno trvale zmagnetovat.
Z tvrdé oceli se vyrábějí řezné nástroje, nástroje k obrábění, kolejnice, pružiny, součásti motorů a mnoho dalších přístrojů.
Nerezavějící ocel se používá v lékařství nejen na nástroje, ale i na různé protézy, šrouby a klouby. V domácnosti pak na příbory a nádobí.
Na světě se vyrobí ročně asi 680 milionů tun oceli. Česká republika svým hutním průmyslem patří mezi přední průmyslové země v Evropě. Uhlí, železo a ocel jsou tradičně žádané suroviny nejen u nás, ale i na celém světě. Kvalitní výroba železa a oceli pomáhá zajišťovat nejen strojírenskou výrobu, ale i výrobu spotřebního zboží, bez něhož bychom se v běžném životě těžko obešli.