Hutnictví

, metalurgie – a) nauka o výrobě kovů a jejich zpracování na hutní výrobky; b) průmyslové odvětví zabývající se výrobou kovů a jejich zpracováním na polotovary nebo hutní výrobky. Zahrnuje obory hutnictví železa, hutní druhovýrobu, tváření kovů, kovohutnictví, práškovou metalurgii, výrobu feroslitin a jiné.

Ottův slovník naučný: Hutnictví

Hutnictví (metallurgie) jest souborný název pro chemické a mechanické dobývání kovů, též některých slitin a solí. Nauka o hutnictví rozděluje se: I. na hutnictví všeobecné, II. na hutnictví odborné; toto dělí opět na a) hutnictví železa, b) hutnictví ostatních kovů, c) na nauku o dobývání kuchyňské a příbuzných solí a d) na nauku o elektrickém dobývání a čištění kovů a jejich solí. I. Nauka o hutnictví všeobecném učí nás znáti: 1. jak se mají zkoušeti a 2. jak připravovati rudy k hutnímu dobývání. Prvý oddíl jest částí kvantitativní lučby, druhý vymkl se rozsáhlostí svou z rámce h., tvoře sám pro sebe nauku o přípravě rud. 3. Chemické pochody při zkovení, jako roštování čili okysličování nebo pražení rud, redukování kysličníků, amalgamování, vyluhování a srážení, čištění atd. 4. Přístroje nutné k těmto pochodům, jako jsou pražírny, vysoké peci, convertory, pudlovny, válcovny, dmychadla a hnací stroje parní, plynové, vodní, elektrické, elevatory a j. Zkoumání rud a kontrolu hutnických pochodů provádí úředník (prubíř) v laboratoři hutní čili prubírně. Jsouť zvláštní nařízení a pravidla pro vzetí zkoušky a vážení rud, které se provádí v přítomnosti zástupců dolu, jenž rudy prodává, a huti, jež ji kupuje, a prubíře, jenž jest nestranným, nebo, na př. v Americe. i podnikatelem soukromým. Prubírna liší se od obyčejné laboratoře chemické svým uspořádáním, opatřena jsouc mnohými přístroji ještě z dob alchymistických a přístroji, zvláště pro huti jednotlivých kovů zavedenými, jelikož provádí se mnoho zkoušek hutního pochodu v malém měřítku v malých pražírnách, redukčních pecích a pod. Tento způsob nazývá se zkoumáním na suché cestě, na rozdíl od kvantitativních analysí z roztoků, jež se jmenují zk. na mokré cestě. Hotové výrobky zkoušejí se pak dle účelů, jimž mají sloužiti, na zvláštní žádané vlastnosti, jako nosnost, tažnost, elastičnost, a to důmyslně zřízenými stroji. Patrno, že prubírna jest základnou všeho pokroku hutního; v raffinování kovů v konvertorech provádí se kontrola jakosti jejich pomocí spektra přímo v huti. Chemické pochod v hutní v užším smyslu děliti možno na tři hlavní skupiny: 1. na dobývání kysličníku kovu ze sirníků okysličováním a z uhličitanů i jiných solí pražením a vyháněním kyselin; 2. na redukování kysličníku kovu pomocí uhlíku obsaženého v koksu, kamenném uhlí a j. na ryzí kov a kysličník uhličitý; 3. na čištění a spracování dobytého kovu v podobu v obchodě užívanou. Dobyvání kovů přímo ze sirníků provádí se jen v málo případech a to ve skrovné míře, jelikož k dobýváni takovému třeba jest jiného kovu, který by měl větší příbuznost k síře nežli kov v rudě sírou vázaný. Jest to sirník rtuťnatý čili rumělka a sirník olovnatý, jejichž síra váže se buď železem nebo vápníkem obsaženým v živém vápně. Rumělka spracuje se nyní v pecích plamenných, sypacích nebo v šachtovnách nadbytkem kyslíku přiváděným plamenem, jímž síra převádí se v kyselinu siřičitou, a rtuť, jež v obyčejném žáru neokysličuje, prchá s ní v parách do chladičů. Sirník olovnatý nyní již se nerozkládá železem; existuje však pochod okysličovací redukční, dle kteréhož čásť sirníku převede se na kysličník a síran olovnatý a po zamezení přístupu vzduchu do peci se míchá se zbylým sirníkem a redukuje tento na olovo dle formule: PbSO4 + PbS = 2Pb + 2SO2. Pochod ten se provádí v Korutanech a v Tarnovicích v Prusku. Okysličování sirníků se provádí: 1. v milířich obyčejných, 2. v milířích zděných, 3. v kilnách, malých to pecích kolmých s měnitelným roštem, 4. ve vysokých pecích pražecích (viz tab I., obr. 10. – 12.), 5. v pecích horizontálních č. plamenných o jedné nebo více nístějích v jedné neb ve dvou i více etažích (Fortschaufelungsöfen, viz tab.I., obr. 1. a 14.), 6. v okrouhlých pecích s pevnou nístěji a pohyblivými hřebly nebo naopak, jako jsou peci Parkesova, Pearceova a j., 7. v cylindrických pecích Brücknerových, 8. v sypacích pecích (Schüttröstöfen) Stettefeldových, Gerstenhöferových, Hasenclever-Helbigových, Knoxových a nejnovějších, od našich krajanů Čermáka a Špirka zavedených. Okysličování děje se tím způsobem, že se pomocí plamene (vyvozeného z paliva buď přímo, jako jest topeni dřívím, uhlím, nebo nepřímo, převedením paliva v plyn v generatorech) ruda rozpálí tak, že její součástka síra počíná se v nadbytečném, s plamenem přiváděném vzduchu čili vlastně v jeho součásti kyslíku spalovati v kyselinu siřičitou, kdežto kov místo této jako plyn odcházející síry přibírá i kyslíku, tak že po skončeném vzájemném okysličení obdržíme kysličník kovu a kyselinu siřičitou, která buď přímo do vzduchu prchá, buď se pomocí vápenného mléka nebo přeměněním v olověných komorách v kyselinu sírovou neškodnou činí. V milířích, nístějích a šachtovnách míchá se palivo přímo se sirníky. Při bohatých sirnících stačí pouze pro zaopatření první initiálni teploty přidati paliva, neboť v dalším okysličováni stačí teplo vyvozené spalováním síry k dalšímu chodu. Zdokonalení pecí sloužících k okysličování a kalcinováni rud záleží v zavedení přístrojů a částí, jimiž se docílí úspora v palivu a v ruční práci. První úspory nabývá se apparáty k ohřívání, jež slouží k spalování topiva a okysličování síry a kovu, a sice využitkováním k účelu tomu přebytečného tepla peci samé, a to že plyny z peci odcházející před svým vystoupením odevzdaly své teplo ku předhřívání rud, jež se příbližují místu peci, v němž okysličování se děje, a i výpalky, to jest kysličník kovu, aby před vystoupením z peci odevzdal všechno teplo své na ohřatí vzduchu. Ruční práce, jež při okysličování jmenovitě jemnozrnných sirníků záleží v častém obracení a přesunování rud, aby všechny částečky proudu horkého vzduchu a tím okysličení vysazeny byly, nahrazuje se mechanickými přístroji, jimiž buď nístěj nebo hřebla se pohybují, nebo se přenechává práce ta nejlacinějšímu motoru, totiž tíži; nechají se totiž částečky rud buď volně (Stettefeld) nebo po nakloněné ploše sypati; odtud název okysličovací peci sypací. Nejdokonalejší tohoto oddílu jsou peci Čermák-Špírekovy (tab.II.), užívané při okysličování rumělky v Idrii, v Nikitovce v Rusku a Siele, Montebuoně, Cornacchině v Toskáně v Italii (1886 až 1895), jež budoucně dosáhnou dalšího rozšíření i pro jiné sirníky. Rudy, jejichž kysličníky jsou vázány na kyselinu uhličitou, jako uhličitan železnatý, zinečnatý, vápenatý, zbavují se kalcinováním (t. j. pálením v milířích, horizontálních pecech a ponejvíce v šachtovnách) kyseliny uhličité, jež prchá jako plyn. Zkovení čili redukování kysličníků děje se obyčejně ve vysokých pecech, jako u železa (peci Rachettovy aj.), olova (peci Pilz-Čermákovy, viz tab. I., obr. 6. – 9., Kneidtovy), mědi, v pecech plamenných, jako u antimonu, a v retortových č. mufflových (křivule) pecech, jako u zinku, jelikož jeho teplota redukční jest vyšší teploty tavitelné. Kysličníky kovů, znečištěné obyčejně jinými horninami, míchají se v patřičné velikosti zrna s uhlím a jinými přísadami za účelem vytvoření strusky a sázejí se do vysoké peci (viz tab. I., obr. 6. – 9.), kde se spaluje čásť uhlíku obsaženého v koksu nebo dřevěném uhlí pomocí dmychadel zhuštěného a zvláštními předhřívajícími apparáty ohřátého vzduchu; tím se vyvinuje dostatečná teplota, v níž zbylý uhlík odejímá kyslík vázavší kov, kterýžto, stav se volným, taví a shromažďuje se v nístěji, chráněn jsa před novým okysličením z přísad a z hornin kysličník provázejících struskou se utvořivší. Nižším otvorem nístěje se čas od času tekutý kov, vyšším otvorem nahromadivší se struska do připravených nádob vypouštějí. Kov takto dobytý jest surovina, která se raffinováním čili čištěním převádí ve zboží prodejné. Struska obsahuje více méně přimíchaného kovu, buď ryzího nebo ve formě kysličníků, sirníků, solí a slitin, a podle množství těchto se rozděluje v čásť, která se zase znova k processu vrací, a v čásť chudou, která se buď upotřebuje jako minerální hnojivo, obsahuje-li fosfáty, nebo se z ní dělají cihly a písek, tento vodním proudem vrženým proti proudu horké strusky, nebo se jako nepotřebná odhazuje. Dobývání kovů na mokré cestě užívá se u mědi, olova, stříbra a zlata, kteréžto kovy v mnohých rudách i všechny pohromadě se nalézají. 1. Cementování mědi čili srážení železem děje se buď z přirozených roztoků solí měďnatých, tvořících se v dolech, nebo z roztoků umělých, nabytých rozpuštěním sirníků a kysličníků mědi v kyselině solné nebo sírové. – 2. Process Ziervogelův. Sirníky bohatých kovů praží se na sírany; síran stříbrnatý se vylouží horkou vodou a stříbro sráží se z roztoku mědí. – 3. Způsob Russel-Paterův. Sirníky kovů svrchu jmenovaných se praží s kuchyňskou solí, t. j. chloridem sodnatým, a převedou se na chloridy. Tyto se vylouží nejprve sírnatanem sodnatým (Na2S2O3 + 5aq), potom smíšeninou sirníku sodnatého (natriumhyposulfid) a síranu měďnatého. Z roztoku sráží se nejdříve olovo pomocí sody a pak zlato a stříbro pomocí jednoduchého sirníku sodnatého. – 4. Způsob Mac Arthur-Forrestův, dle něhož se zlato v chudých rudách rozpouští v cyankalium a z roztoku sráží zinkem. Siemens zavedl srážení elektrickým proudem, za kathodu užívaje olova a za anodu železných ploten. – 5. Chlórový způsob. Rudy zlaté a stříbrné se nejprve praží a pak převádějí v chloridy; přidáním kuchyňské soli převede se stříbro ve chlorid. Při oxydačním pražení vyženou se přimíšeniny, jako síra, arsén, antimon, a železo se oxyduje. Po chloračním pražení dají se rudy do kádí, do nichž se přivádí chlór plynný a převádí zlato ve chlorid. Horkou vodou rozpustí se chlorid zlata a sráží se síranem železnatým. V rudě zbylý sirník stříbra se vylouží sírnatanem sodnatým a sráží sirníkem vápna. – 6. Amalgamování. Zde třeba zmíniti se ještě o ryžování zlata, které se provádělo dříve i v Čechách na Otavě a dosud se provádí v Americe a v Australii, v Africe, v písčitých uloženinách zlatonosných řek, přineseného z hor zlatonosných, jimiž protékají. Raffinování čili čištění jest u mnohých kovů, jako u železa, mědi, zinku, olova, stříbra a j., velkolepější nežli samo dobývání suroviny. Sledujme zde způsob čištění železa jen v obrysech. Surová litina se v malých vysokých pecech (kuplovnách) znova taví a užívá se jí ku zhotovení litinového zboží, nebo se v nístějích, pudlovacích pecích a pomocí bucharů a válcoven převádí v kujné železo; v konvertorech dle způsobu Bessemerova nebo Thomasova, jinak kyselým a zásaditým pochodem zvaných, jakož i v pecech Siemens Martinových převádí se v litinovou ocel. Ze železa kujného, v němž pomocí uhelného prášku zvyšuje se ve zvláštních uzavřených pecech obsah uhlíka, dostává se ocel cementová. – A raffinování olova a stříbra s velkými zařizeními dle systémů Parkese, Pattinsona, Rosana-Čermáka atd. Zvláštní oddíl hutnictví tvoří nyní i příprava vhodného paliva pro pochody hutnicko. chemické. Pro oxydační a pálací peci užívá se dříví obyčejného, kamenného a hnědého uhlí, rašeliny, buď přímo spalováním na roštech, nebo se z nich ve zvláštních přístrojích, generatorech, vyrábí plyn, kysličník uhelnatý, čistý nebo ve spojení s vodíkem, a ten se do peci ku spalování přivádí. Pro redukování kyslíků kovů ve vysokých pecech užívá se koku, jenž má uhlík více koncentrovaný a jest tvrdší, tak že se při míchání s rudami jakož i při vsázení a chodu ve vysoké peci nerozmačká tlakem tvrdých a těžkých rud. – Pro ohřívání vzduchu jsou při vysokých pecech zvláštní apparáty ohřívací od Gjersa, Cowpera a j., jež se obyčejně vyhřívají plyny z vysokých pecí odváděnými, majícími hojnost kysličníku uhelnatého; takto vyhřáté odevzdávají teplo své vzduchu od dmychadel sem vedenému. Hutnictví jest nejvelkolepějším a po zemědělství nejblahodárnějším výkonem lidského důmyslu a práce. Všechen náš blahobyt nynější záleží na našem obrovském jmění kovů, t. j. vyrobených z nich strojů, železnic, mostů, lodí, staveb, mincí a různých předmětů ze zlata a j. kovů; nejdůležitějším a nejpotřebnějším ovšem jest železo. Metallurgie jest matkou chemie a z této zrozeného chemického průmyslu. Nejstarší památky hutnictví nalézáme v předmětech doby zvané bronzové; odtud poznáváme, že předkové naši znali dříve dobývati slitiny kovů nežli těchto samých; po bronzu, složeném z mědi, cínu a zinku, naučili se znáti železo. Za Plinia, v I. stol po Kr., znali již zlato, stříbro, olovo, měď cín, rtuť a železo. Přesnějších dat máme již v tomto druhém období hutnictví od Plinia až do Agricoly, t. j. do r. 1550. V XIII. stol. znám byl arsén, v XV. st. vismut, antimon a zinek. V Čechách již v VII. stol. statně se dolovalo na stříbro a zlato a později na železo v míře velkolepé a hutnictví naše stalo se vzorem německému a uherskému. Kdož by neznal závody hutnické na Kutných Horách, v Příbrami, Jáchymově, na zlato v Jílovém, ryžoviště na Otavě, Vltavě a jejich přítocích, dále slavné doly a huti železné v Komárově a u Plzně, doly a huti u Něm. Brodu, Jihlavy a Vožice? Ani 30letá válka nedovedla zcela zničiti tento velký, více než tisíciletý průmysl. Dějepisci naši a jmenovitě Kosmas píše o závodech těchto; první českou knihu o Horách Kut. sepsal Kořínek. První tištěná kniha o hutnictví vyšla v Benátkách vlaských r. 1540. Nová doba hutnictví zahájena spisem Agricoly »De re metallicæ, pak následuje doba alchymistů. Vědecká doba hutnictví a její dcery, chemie, počíná se slavným Lavoisierem; první moderní vědecký spis o hutnictví vydal Lampadius r. 1801: potom následují v statné řadě ve shodě s neočekávaným, velkolepým vzletem hutnictví Berthier (1834), Peclet (1842), Scheerer (1846), Percy (1863), Musprat (1852 až 1894), Plattner (1864), Kerl (1861 – 1881), Balling, Turner Petr. U nás vylíčili dobývání kovů Jahn ve své lučbě (1871), A. Vysoký, A. Majer, Šafařík, Dušánek, Vávra a j. Mimo to seznamována veřejnost důkladnými pojednáními v odborných časopisech našich, německých, anglických, francouzských a j. od statného sboru našich hutních inženýrů, zaměstnaných zde i v dálné cizině. Pro vzdělání těchto máme v Praze českou techniku a odbornou školu hutnickou na horní akademii v Příbrami. Šp.

Související hesla