Hva er smeltedigel?

Begrepet smeltedigel kan være noe misvisende da det ikke refererer til et bestemt stålprodukt, men snarere til en spesifikk stålproduksjonsprosess. Degelstålprosessen involverer smelting av bestand som smijern, støpejern og blisterstål i små støpesmeltedynker for karburering eller avbrenning. Under disse prosessene blir karbon enten diffundert til eller fjernet fra bestanden for å gi optimale metallurgiske kvaliteter i det ferdige produktet. Etter smelting fjernes digelen fra ovnen og stålet helles i grytformer. Degelstålprosessen er en av de eldste dokumenterte metodene for fremstilling av stål, og selv om den er erstattet med mer effektive metoder, brukes den fremdeles til å produsere små mengder materialer av høy kvalitet til spesialiserte anvendelser.

Stål er en kombinasjon av jern og små mengder karbon. Kombinasjoner som disse er kjent som legeringer med tilsetningsstoffer, karbon i dette tilfellet, forbedrer kvaliteten på basismaterialet og gir spesifikke egenskaper til sluttproduktet. Stål er for eksempel hardere enn smijern, mindre sprøtt enn støpejern, og har bedre slitasje- og korrosjonsmotstandskvaliteter enn begge. Stål kan produseres på en rekke måter, hvorav de fleste involverer smelting av jernmasse i nærvær av en karbonkilde. Denne prosessen får små mengder karbon til å diffundere i det smeltede jernet med typiske sluttkonsentrasjoner av karbon som varierer fra 0,2% til 2,1% avhengig av den tiltenkte bruken av legeringen.

En av de eldste formene for stålproduksjon er smeltedigelen. den første pålitelige dokumentasjonen av smeltedigel laget er middelalderske islamske poster rundt 1050. Det grunnleggende prinsippet for digelproduserte stålsentre rundt smelting av metallmasse i fartøyer eller containere laget av forskjellige ildfaste materialer som er små nok til å kunne håndteres av en eller to personer. Beholderne eller digelen er fylt med forskjellige metaller inkludert smijern, støpejern eller blisterstål og fyrt opp i spesielle ovner for å smelte ladningen. Materialer med lavt karbonstoff som smijern blir supplert med en karbonkilde som kull som karburerer eller infiserer smelten med karbon. I kontrast til dette, er lagermateriale med for høyt karboninnhold for generell stålfremstilling avkarbonert; Dette gjøres vanligvis ved å eksponere det smeltede materialet for en oksygenkilde.

Prosessen begynner generelt med at degelene blir oppvarmet til hvit varme i en koks eller gassfyrt ovn, hvor de blir fjernet fra varmekilden, ladet med råvarene og ført tilbake til ovnen. De får deretter stå i flere timer til råvarene er helt smeltet. Degelene fjernes deretter fra ovnen, eventuelle urenheter på overflaten av det smeltede stålet skimmes av, og stålet helles i sprengformer. Denne prosessen er tidkrevende og kostbar og har i stor grad blitt erstattet av mer økonomiske prosesser med høy kapasitet som Bessemer-ovner. Den høye kvaliteten på digelstål har imidlertid betydd at prosessen fremdeles brukes til å produsere små mengder stål til spesialiserte nisjemarkeder.