Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe wordt smeedijzer geproduceerd?

Smeedijzer is een soort ijzer dat bijna zuiver ijzer is met een zeer laag koolstofgehalte (minder dan 0,08%). Het is sterk, kneedbaar en ductiel, waardoor het geschikt is voor verschillende toepassingen. Hier is een vereenvoudigd overzicht van hoe het wordt geproduceerd:

Het traditionele plasproces

1. Pig ijzerbereiding: Het proces begint met Pen Iron, dat een soort ijzer is dat in een hoogoven is geproduceerd. Het heeft een hoog koolstofgehalte (ongeveer 3-4%).

2. Puddling Furnace: Het ritijzer wordt gesmolten in een galmoven die een plasoven wordt genoemd. Deze oven gebruikt vlammen om het ijzer te verwarmen, maar houdt de brandstof gescheiden van het gesmolten metaal.

3. oxidatie en roeren: Het gesmolten pig -ijzer wordt constant geroerd en blootgesteld aan lucht. De zuurstof in de lucht reageert met de koolstof in het ritijzer, oxideert het en vormt ijzeroxide (roest). Dit proces staat bekend als "plassen".

4. Vorming van ballen: Naarmate het koolstofgehalte afneemt, begint het ijzer te stollen en sponsachtige ballen van ijzer te vormen. Deze ballen bevatten slakken, een mengsel van ijzeroxide en andere onzuiverheden.

5. Slag eruit persen: De ballen worden uit de oven verwijderd en onder een hamer geperst om het grootste deel van de slak te verwijderen. Dit proces wordt "Shingling" genoemd.

6. smeed: Het geperste ijzer wordt vervolgens in de gewenste vorm gesmeed.

Moderne methoden

Hoewel het traditionele plasproces op sommige plaatsen nog steeds wordt gebruikt, wordt de moderne smeedijzerproductie vaak gedaan via alternatieve methoden, zoals:

* Directe reductie: IJzererts wordt direct gereduceerd tot een ijzeren spons met een hoge zuiverheid, die vervolgens wordt gesmolten en verder wordt gezuiverd.

* elektrolyse: IJzer wordt uit zijn ertsen geëxtraheerd door elektrolyse.

Key Points

* Smeedijzer wordt gemaakt door bijna alle koolstof uit Pig Iron te verwijderen.

* Traditionele plassen is een arbeidsintensief proces, maar het resulteert in een zeer puur en duurzaam product.

* Moderne methoden zijn efficiënter en milieuvriendelijker, maar de kwaliteit van het smeedijzer kan variëren.

Toepassingen

Smeedijzer wordt in veel toepassingen gebruikt, waaronder:

* Decoratieve items: Poorten, leuningen, hekken, meubels

* Constructie: Structurele balken, bruggen en andere componenten

* Tools: Hammers, bijlen en andere handgereedschap

Ondanks de hoge kosten in vergelijking met andere vormen van staal, blijft smeedijzer populair vanwege zijn unieke eigenschappen en duurzaamheid.