Was ist an der Roheisenproduktion beteiligt?
Der Prozess der Roheisenherstellung beinhaltet die Kombination von Eisenerz, Holzkohle und einem Zwischenmaterial, das als Flussmittel in einem Hochofen bekannt ist. Während sich die Materialien mit starker Hitze verbinden, schmilzt ein Großteil des Eisenerzes und es entsteht eine überhitzte, flüssige Form. Je nach Material und Kühlmethode kann die Roheisenherstellung ein Zwischenschritt bei der Herstellung von Schmiedeeisen, Gusseisen oder Stahl sein.
Ein für die Roheisenherstellung verwendeter Hochofen ist normalerweise eine große Stahlkonstruktion mit mehreren Öffnungen. In der Nähe der Oberseite ermöglichen Öffnungen die Zugabe von Erz, Holzkohle und Flussmitteln in einem abwechselnden Muster. Unten am Ofen ermöglichen zwei Türen das Einblasen von Luft, die auf 800 bis 1200 Grad Celsius vorgewärmt ist. Ganz unten im Hochofen können durch zwei zusätzliche Öffnungen das flüssige Metall und die Schlacke abgelassen werden.
Im Ofen werden die Materialien mehreren Reaktionen unterzogen, die die Bildung von flüssigem Roheisen ermöglichen. Die Holzkohle setzt Kohlenmonoxid frei, das die Wärme aus der Luft verstärkt und die Temperatur auf ein noch höheres Niveau erhöht. Wenn das Kohlenmonoxid steigt, verringert es die Menge an Eisenoxid in den Eisenschichten, wobei ein höherer Prozentsatz an reinem metallischem Eisen verbleibt und der Schmelzpunkt des Erzes verringert wird. Das Flussmittel, in der Regel entweder Kalkstein oder Feldspat, reagiert mit Verunreinigungen im Eisenerz und erzeugt ein Material mit niedrigem Schmelzpunkt, das als Schlacke bekannt ist, und reinigt das Erz weiter. Sobald diese entscheidenden Wechselwirkungen stattgefunden haben, schmilzt das Eisen und wird durch den Boden des Ofens abgelassen.
Der nächste Schritt in der Roheisenproduktion ist das Abkühlen des Materials und erklärt auch den ungewöhnlichen Namen des Produkts. Während das flüssige Eisen aus dem Ofen abläuft, wird es traditionell in einen langen, zentralen Kanal mit vielen kürzeren Kanälen umgeleitet, die in Winkeln versetzt sind, in denen es abkühlt und aushärtet. Der Name „Roheisen“ kommt von der Ähnlichkeit des langen Kanals mit einem Mutterschwein und der kleineren Kanäle mit Saugferkeln. In der meisten modernen Roheisenherstellung wird dieses Verfahren jedoch nicht mehr angewendet, da Verfahren entwickelt wurden, mit denen das Roheisen in flüssigem Zustand und nicht mehr als Hartstoff transportiert werden kann.
Die Roheisenherstellung ist im Allgemeinen nur ein Schritt bei der Herstellung eines fertigen Eisenprodukts, da der hohe Kohlenstoffgehalt von Eisen in dieser Form es größtenteils unbrauchbar macht. Um es vielseitiger zu machen, kann es erneut geschmolzen und mit Schlacke gemischt werden, wodurch Schmiedeeisen entsteht, oder es kann mit zusätzlichem Eisenerz und Legierungen kombiniert werden, um Gusseisen zu erzeugen. Meistens ist die Roheisenherstellung ein Zwischenschritt auf dem Weg zur Erzeugung von Stahl, der einen zweiten Brennvorgang zur Entfernung vieler verbleibender Verunreinigungen und die Zugabe anderer Metalle zur Erzeugung einer Legierung auf Eisenbasis umfasst.