Hva er involvert i svinejernsproduksjon?

Prosessen med råjernsproduksjon involverer kombinasjonen av jernmalm, trekull og et mellomprodukt kjent som en flux i en masovn. Når materialene kombineres med intens varme, smelter mye av jernmalmen og skaper en overopphetet, flytende form. Avhengig av materialer og avkjølingsmetode som er brukt, kan råjernsproduksjon være et mellomliggende trinn i dannelsen av smijern, støpejern eller stål.

En masovn som brukes til råjernsproduksjon er vanligvis en stor stålkonstruksjon med flere åpninger. Nær toppen tillater åpninger tillegg av malm-, kull- og flussmaterialer i et vekslende mønster. Nederst på ovnen tillater to dører innsprøytning av luft, som er forvarmet til hvor som helst mellom 1472-2192 grader Fahrenheit (800-1200 grader celsius). Helt nederst i masovnen tillater to ytterligere åpninger at det flytende metallet og slaggen kan tappes bort.

Når de er inne i ovnen, gjennomgår materialene flere reaksjoner som gjør det mulig å lage flytende svinejern. Trekullet frigjør karbonmonoksid, som forsterker varmen fra luften, og hever temperaturen til enda høyere nivåer. Når karbonmonoksidet stiger, reduserer det mengden jernoksid i jernlagene, og etterlater en høyere prosentandel rent metallisk jern og reduserer smeltepunktet for malmen. Fluksmaterialet, som vanligvis er enten kalkstein eller feltspat, reagerer med urenheter i jernmalmen, og skaper et materiale med lavt smeltepunkt som kalles slagg og renser malmen ytterligere. Når disse viktige interaksjonene har funnet sted, smelter jernet og tappes ut gjennom bunnen av ovnen.

Neste trinn i råjernsproduksjon innebærer avkjøling av materialet, og forklarer også det uvanlige navnet på produktet. Når det flytende jernet tappes ut av ovnen, blir det tradisjonelt omdirigert til en lang, sentral kanal med mange kortere kanaler satt av i vinkler, der det avkjøles og herdes. Navnet “pig iron” kommer fra likheten til den lange kanalen til en morgris, og de mindre kanalene til de smågrisene. I de fleste moderne råjernsproduksjon blir imidlertid denne prosessen ikke lenger brukt, ettersom det er utviklet metoder som lar svinejernet transporteres i flytende tilstand, snarere enn som et hardt materiale.

Produksjon av svinejern er generelt bare ett trinn i etableringen av et ferdig jernprodukt, siden det høye karboninnholdet i jern i denne formen gjør det stort sett ubrukelig. For å gjøre det mer allsidig kan det smeltes igjen og blandes med slagg, og skape smijern, eller kombineres med ytterligere jernmalm og legeringer for å lage støpejern. Oftest er råjernsproduksjon et mellomliggende trinn på veien mot å lage stål, som innebærer en andre brenningsprosess for å fjerne mange av de gjenværende urenheter, og tilsetning av andre metaller for å lage en jernbasert legering.