Процесс производства чугуна включает сочетание железной руды, древесного угля и промежуточного материала, известного как флюса внутри доменной печи. Поскольку материалы соединяются с сильным нагревом, большая часть железной руды плавится, образуя перегретую жидкую форму. В зависимости от используемых материалов и метода охлаждения производство чугуна может быть промежуточным этапом в создании кованого железа, чугун или сталь.
Доменная печь, используемая для производства чугуна, обычно представляет собой большую стальную конструкцию с несколькими отверстиями. В верхней части отверстия позволяют добавлять руду, древесный уголь и флюсовые материалы в чередующемся порядке. Две дверцы внизу печи позволяют подавать воздух, предварительно нагретый до температуры от 1472 до 2192 градусов по Фаренгейту (800-1200 градусов по Цельсию). Два дополнительных отверстия в самом низу доменной печи позволяют сливать жидкий металл и шлак.
Оказавшись внутри печи, материалы претерпевают несколько реакций, что позволяет создавать жидкий чугун. Древесный уголь выделяет окись углерода, которая усиливает тепло из воздуха, поднимая температуру до еще более высоких уровней. По мере повышения угарного газа количество оксид железа в слоях железа, оставляя более высокий процент чистого металлического железа и снижая температуру плавления руды. Флюс, который обычно представляет собой известняк или полевой шпат, вступает в реакцию с примесями в железной руде, создавая материал с низкой температурой плавления, известный как шлак, и дополнительно очищая руду. Как только эти важные взаимодействия произошли, железо плавится и вытекает через дно печи.
Следующий этап производства чугуна предполагает охлаждение материала, что также объясняет необычное название продукта. Когда жидкий чугун вытекает из печи, он традиционно направляется в длинный центральный канал с множеством более коротких каналов, расположенных под углами, где он охлаждается и затвердевает. Название «чугун» происходит от сходства длинного канала с матерью-свиньей, а каналов меньшего размера — с поросятами-сосунками. Однако в большинстве современных производств чугуна этот процесс больше не используется, поскольку были разработаны методы, позволяющие транспортировать чугун в жидком состоянии, а не в виде твердого материала.
Производство чугуна, как правило, является лишь одним из этапов создания готового изделия из железа, поскольку высокое содержание углерода в железе в этой форме делает его в основном непригодным для использования. Чтобы сделать его более универсальным, его можно снова расплавить и смешать со шлаком, создав кованое железо, или соединить с дополнительной железной рудой и сплавами для создания чугуна. Чаще всего производство чугуна является промежуточным этапом на пути к созданию стали, который включает второй процесс обжига для удаления многих оставшихся примесей и добавление других металлов для создания сплава на основе железа.
Получив степень бакалавра театрального искусства в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и диплом сценариста в Американском институте кино, Джессика увлечена драмой и кино. У нее много других интересов, и ей нравится изучать и писать на самые разные темы в качестве автора AboutMechanics.