Τι εμπλέκεται στην παραγωγή χυτοσιδήρου;

Η διαδικασία της παραγωγής χυτοσιδήρου περιλαμβάνει το συνδυασμό σιδηρομεταλλεύματος, ξυλάνθρακα και ενός ενδιάμεσου υλικού που είναι γνωστό ως ροή μέσα σε υψικαμίνους.Καθώς τα υλικά συνδυάζονται με έντονη θερμότητα, μεγάλο μέρος του σιδηρομεταλλεύματος λιώνει, δημιουργώντας μια υπερθερμασμένη, υγρή μορφή.Ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη μέθοδο υλικών και ψύξης, η παραγωγή χυτοσιδήρου μπορεί να είναι ένα ενδιάμεσο βήμα στη δημιουργία από σφυρήλατο σίδερο, χυτοσίδηρο ή χάλυβα.

Μια υψικαμίνου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή χυτοσιδήρου είναι συνήθως μια μεγάλη δομή χάλυβα με διάφορα ανοίγματα.Κοντά στην κορυφή, τα ανοίγματα επιτρέπουν την προσθήκη του μεταλλεύματος, του άνθρακα και των υλικών ροής σε ένα εναλλασσόμενο μοτίβο.Κάτω κάτω από τον κλίβανο, δύο πόρτες επιτρέπουν την έγχυση αέρα, η οποία προθερμάνεται σε οπουδήποτε μεταξύ 1472-2192 βαθμών Φαρενάιτ (800-1200 βαθμοί Κελσίου).Στο κάτω μέρος του υψικαμίνου, δύο επιπλέον ανοίγματα επιτρέπουν στο υγρό μέταλλο και τη σκωρία να αποστραγγιστούν μακριά.

Μόλις μέσα στο φούρνο, τα υλικά υποβάλλονται σε διάφορες αντιδράσεις που επιτρέπουν τη δημιουργία υγρού σιδήρου.Ο άνθρακας απελευθερώνει μονοξείδιο του άνθρακα, το οποίο ενισχύει τη θερμότητα από τον αέρα, αυξάνοντας τη θερμοκρασία σε ακόμη υψηλότερα επίπεδα.Καθώς αυξάνεται το μονοξείδιο του άνθρακα, μειώνει την ποσότητα οξειδίου του σιδήρου στα στρώματα σιδήρου, αφήνοντας ένα υψηλότερο ποσοστό καθαρού μεταλλικού σιδήρου και μειώνοντας το σημείο τήξης του μεταλλεύματος.Το υλικό ροής, το οποίο είναι συνήθως είτε ασβεστόλιθο είτε άστριο, αντιδρά με ακαθαρσίες στο σιδηρομετάλλευμα, δημιουργώντας ένα υλικό χαμηλού σημείου που είναι γνωστό ως σκωρία και καθαρίζει περαιτέρω το μεταλλεύμα.Μόλις πραγματοποιηθούν αυτές οι κρίσιμες αλληλεπιδράσεις, ο σίδηρος λιώνει και αποστραγγίζεται μέσα από το κάτω μέρος του κλιβάνου.

Το επόμενο βήμα στην παραγωγή χυτοσιδήρου περιλαμβάνει την ψύξη του υλικού και εξηγεί επίσης το ασυνήθιστο όνομα του προϊόντος.Καθώς ο υγρός σιδήρου αποστραγγίζεται από τον κλίβανο, παραδοσιακά εκτρέπεται σε ένα μακρύ, κεντρικό κανάλι με πολλά μικρότερα κανάλια που ξεκινούν σε γωνίες, όπου δροσίζει και σκληραίνει.Το όνομα "Pig Iron" προέρχεται από την ομοιότητα του μακρού καναλιού σε ένα χοίρο μητέρας και τα μικρότερα κανάλια για τα χοιρίδια θηλασμού.Στην πιο σύγχρονη παραγωγή χυτοσιδήρου, ωστόσο, αυτή η διαδικασία δεν χρησιμοποιείται πλέον, καθώς έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι που επιτρέπουν τη μεταφορά του χυτοσιδήρου σε υγρή κατάσταση και όχι ως σκληρό υλικό.

Η παραγωγή χυτοσιδήρου είναι γενικά μόνο ένα βήμα στη δημιουργία ενός τελικού προϊόντος σιδήρου, καθώς η υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα του σιδήρου σε αυτή τη μορφή το καθιστά κυρίως άχρηστο.Για να γίνει πιο ευπροσάρμοστο, μπορεί να λιώσει ξανά και να αναμιχθεί με σκωρία, δημιουργώντας σφυρήλατο σίδερο ή σε συνδυασμό με επιπλέον σιδηρομετάλλευμα και κράματα για να δημιουργήσει χυτοσίδηρο.Τις περισσότερες φορές, η παραγωγή χυτοσιδήρου είναι ένα ενδιάμεσο βήμα στο δρόμο για τη δημιουργία χάλυβα, το οποίο περιλαμβάνει μια δεύτερη διαδικασία καύσης για την απομάκρυνση πολλών από τις υπόλοιπες ακαθαρσίες και την προσθήκη άλλων μετάλλων για τη δημιουργία ενός κράματος με βάση το σιδήρου.