銑鉄の製造:主要な手順と材料の説明

銑鉄の製造プロセスでは、高炉内で鉄鉱石、木炭、およびフラックスとして知られる中間材料を組み合わせる必要があります。材料が高熱と結合すると、鉄鉱石の多くが溶け、過熱した液体の状態が生成されます。使用する材料と冷却方法に応じて、銑鉄の製造は、錬鉄、鋳鉄、または鋼の製造の中間ステップとなる場合があります。

銑鉄の製造に使用される高炉は、通常、いくつかの開口部を備えた大きな鋼構造です。上部近くの開口部により、鉱石、木炭、フラックス材料を交互のパターンで追加できます。炉の下にある 2 つのドアから空気を注入でき、空気は華氏 1472 ～ 2192 度 (摂氏 800 ～ 1200 度) に予熱されます。高炉の最下部には 2 つの追加の開口部があり、液体金属とスラグを排出できます。

炉に入ると、材料はいくつかの反応を経て、液体銑鉄が生成されます。木炭は一酸化炭素を放出し、空気からの熱を増幅させ、温度をさらに高いレベルまで上昇させます。一酸化炭素が上昇すると、鉄層内の酸化鉄の量が減少し、より高い割合の純粋な金属鉄が残り、鉱石の融点が下がります。フラックス材料は通常石灰石または長石であり、鉄鉱石中の不純物と反応してスラグとして知られる低融点材料を生成し、鉱石をさらに精製します。これらの重要な相互作用が起こると、鉄は溶けて炉の底から排出されます。

銑鉄製造の次のステップには材料の冷却が含まれますが、この製品の珍しい名前についても説明します。液体鉄が炉から排出されると、伝統的に、角度を付けて配置された多くの短いチャネルを備えた長い中央チャネルに分流され、そこで冷却されて硬化します。 「銑鉄」という名前は、長い水路が母豚に似ており、小さな水路が乳を飲んだ子豚に似ていることに由来しています。しかし、現代のほとんどの銑鉄生産では、銑鉄を硬い物質としてではなく液体の状態で輸送できる方法が開発されたため、このプロセスは使用されなくなりました。

この形態の鉄は炭素含有量が高く、ほとんど使用できなくなるため、銑鉄の生産は一般に、最終鉄製品の作成における 1 つのステップにすぎません。より汎用性を高めるために、再溶解してスラグと混合して錬鉄を作成したり、追加の鉄鉱石や合金と組み合わせて鋳鉄を作成したりできます。ほとんどの場合、銑鉄の製造は鋼を製造するための中間ステップであり、残りの不純物の多くを除去するための 2 回目の燃焼プロセスと、鉄ベースの合金を作成するための他の金属の添加が含まれます。

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ソースへのリンク

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

学士号付きUCLA で演劇の学士号を取得し、アメリカン 映画協会で脚本の大学院学位を取得したジェシカ エリスは、『About Mechanics』のライターとして独自の視点を作品にもたらしています。ジェシカはドラマや映画に情熱を注ぐ一方で、幅広いトピックについて学び、執筆することを楽しんでおり、読者にとって有益で魅力的なコンテンツを作成しています。