Cosa è coinvolto nella produzione di ghisa?
Il processo di produzione della ghisa comporta la combinazione di minerale di ferro, carbone e un materiale intermedio noto come flusso all'interno di un altoforno. Mentre i materiali si combinano con il calore intenso, gran parte del minerale di ferro si scioglie, creando una forma liquida surriscaldata. A seconda dei materiali e del metodo di raffreddamento utilizzati, la produzione di ghisa può essere un passaggio intermedio nella creazione di ferro battuto, ghisa o acciaio.
Un altoforno utilizzato per la produzione di ghisa è di solito una grande struttura in acciaio con diverse aperture. Nella parte superiore, le aperture consentono l'aggiunta di minerali, carbone e materiali di flusso in un modello alternato. Più in basso sul forno, due porte consentono l'iniezione di aria, che viene preriscaldata ovunque tra 1472-2192 gradi Fahrenheit (800-1200 gradi Celsius). Nella parte inferiore dell'altoforno, due aperture aggiuntive consentono di drenare il metallo liquido e le scorie.
Una volta all'interno della fornace, i materiali subiscono diverse reazioni che consentono la creazione di ghisa liquida. Il carbone rilascia monossido di carbonio, che amplifica il calore dall'aria, aumentando la temperatura a livelli ancora più elevati. Quando il monossido di carbonio aumenta, riduce la quantità di ossido di ferro negli strati di ferro, lasciando una percentuale più alta di ferro metallico puro e riducendo il punto di fusione del minerale. Il materiale di flusso, che di solito è calcare o feldspato, reagisce con impurità nel minerale di ferro, creando un materiale a basso punto di fusione noto come scorie e purificando ulteriormente il minerale. Una volta che queste interazioni cruciali hanno avuto luogo, il ferro si scioglie e viene scaricato attraverso il fondo della fornace.
Il passo successivo nella produzione di ghisa comporta il raffreddamento del materiale e spiega anche il nome insolito del prodotto. Mentre il ferro liquido fuoriesce dalla fornace, viene tradizionalmente deviato in un lungo canale centrale con molti canali più corti disposti ad angolo, dove si raffredda e si indurisce. Il nome "ghisa" deriva dalla somiglianza del lungo canale con un maiale madre e dei canali più piccoli con i maialini da latte. Nella maggior parte della moderna produzione di ghisa, tuttavia, questo processo non viene più utilizzato, poiché sono stati sviluppati metodi che consentono di trasportare la ghisa allo stato liquido, piuttosto che come materiale duro.
La produzione di ghisa è generalmente solo un passo nella creazione di un prodotto di ferro finito, poiché l'alto contenuto di carbonio del ferro in questa forma lo rende per lo più inutilizzabile. Per renderlo più versatile, può essere nuovamente fuso e miscelato con scorie, creando ferro battuto o combinato con minerale di ferro e leghe aggiuntivi per creare ghisa. Molto spesso, la produzione di ghisa è un passo intermedio sulla strada della creazione di acciaio, che prevede un secondo processo di combustione per rimuovere molte delle impurità rimanenti e l'aggiunta di altri metalli per creare una lega a base di ferro.