Производство чугуна:объяснение основных этапов и материалов

Процесс производства чугуна включает в себя сочетание железной руды, древесного угля и промежуточного материала, известного как флюс, внутри доменной печи. Поскольку материалы соединяются при сильном нагревании, большая часть железной руды плавится, создавая перегретую жидкую форму. В зависимости от используемых материалов и метода охлаждения производство чугуна может быть промежуточным этапом в создании кованого железа, чугуна или стали.

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 флюсы поочередно. Ниже в печи две дверцы позволяют вдувать воздух, который предварительно нагревается до температуры 1472–2192 градусов по Фаренгейту (800–1200 градусов по Цельсию). В самом низу доменной печи имеются два дополнительных отверстия для слива жидкого металла и шлака.

Попав в печь, материалы подвергаются нескольким реакциям, что позволяет получить жидкий чугун. Древесный уголь выделяет угарный газ, который усиливает тепло воздуха, поднимая температуру до еще более высокого уровня. По мере увеличения содержания монооксида углерода количество оксида железа в слоях железа уменьшается, в результате чего остается более высокий процент чистого металлического железа и снижается температура плавления руды. Флюсовый материал, которым обычно является известняк или полевой шпат, вступает в реакцию с примесями в железной руде, образуя легкоплавкий материал, известный как шлак, и дополнительно очищая руду. Как только эти решающие взаимодействия произошли, железо плавится и вытекает через дно печи.

Следующий этап производства чугуна предполагает охлаждение материала, чем и объясняется необычное название продукта. Когда жидкое железо вытекает из печи, оно традиционно направляется в длинный центральный канал со множеством более коротких каналов, расположенных под углами, где оно охлаждается и затвердевает. Название «чугун» происходит от сходства длинного канала со свиньей-матерью, а более мелкие каналы — 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 железного изделия, поскольку высокое содержание углерода в железе в этой форме делает его по большей части непригодным для использования. Чтобы сделать его более универсальным, его можно снова расплавить и смешать со шлаком, создав кованое железо, или объединить с дополнительной железной рудой и сплавами для получения чугуна. Чаще всего производство чугуна является промежуточным этапом на пути к созданию стали, который включает в себя второй процесс обжига для удаления многих оставшихся примесей и добавление других металлов для создания сплава на основе железа.

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.

Ссылка на источники

• https://science.howstuffworks.com/iron3.htm

Имея степень бакалавра гуманитарных наук Получив степень доктора театрального искусства в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и получив степень сценариста в Американском институте кино, Джессика Эллис привносит уникальный взгляд в свою работу в качестве сценариста для журнала «О механике». Будучи увлеченной драмой и кино, Джессика любит учиться и писать на самые разные темы, создавая информативный и интересный для читателей контент.