Co jest zaangażowane w produkcję surówki?
Proces produkcji surówki obejmuje połączenie rudy żelaza, węgla drzewnego i materiału pośredniego znanego jako topnik wewnątrz wielkiego pieca. Gdy materiały łączą się z intensywnym ciepłem, znaczna część rudy żelaza topi się, tworząc przegrzaną, płynną formę. W zależności od zastosowanych materiałów i metody chłodzenia, produkcja surówki może być etapem pośrednim w tworzeniu kutego żelaza, żeliwa lub stali.
Wielki piec wykorzystywany do produkcji surówki to zwykle duża konstrukcja stalowa z kilkoma otworami. U góry otwory umożliwiają dodawanie rudy, węgla drzewnego i topników w naprzemienny sposób. W dolnej części pieca dwoje drzwi umożliwia wtryskiwanie powietrza, które jest wstępnie podgrzewane do temperatury między 1472–2192 stopni Fahrenheita (800–1200 stopni Celsjusza). Na samym dole wielkiego pieca dwa dodatkowe otwory umożliwiają odprowadzenie ciekłego metalu i żużla.
Wewnątrz pieca materiały podlegają kilku reakcjom, które pozwalają na tworzenie ciekłej surówki. Węgiel drzewny uwalnia tlenek węgla, który wzmacnia ciepło z powietrza, podnosząc temperaturę do jeszcze wyższych poziomów. Gdy tlenek węgla podnosi się, zmniejsza ilość tlenku żelaza w warstwach żelaza, pozostawiając wyższy procent czystego metalicznego żelaza i obniżając temperaturę topnienia rudy. Topnik, który jest zwykle wapieniem lub skaleniem, reaguje z zanieczyszczeniami w rudzie żelaza, tworząc materiał o niskiej temperaturze topnienia znany jako żużel i dodatkowo oczyszczając rudę. Po tych kluczowych interakcjach żelazo topi się i jest odprowadzane przez dno pieca.
Kolejny etap w produkcji surówki obejmuje chłodzenie materiału, a także wyjaśnia niezwykłą nazwę produktu. Gdy płynne żelazo wypływa z pieca, tradycyjnie zostaje przekierowane na długi, środkowy kanał z wieloma krótszymi kanałami ustawionymi pod kątem, w których ochładza się i twardnieje. Nazwa „surówka” pochodzi od podobieństwa długiego kanału do świni-matki, a mniejszych kanałów do prosiąt. Jednak w najnowocześniejszej produkcji surówki surowiec ten nie jest już stosowany, ponieważ opracowano metody, które umożliwiają transport surówki w stanie płynnym, a nie jako twardy materiał.
Produkcja surówki jest zasadniczo tylko jednym krokiem w tworzeniu gotowego produktu żelaznego, ponieważ wysoka zawartość węgla w żelazie w tej postaci sprawia, że jest on w większości bezużyteczny. Aby uczynić go bardziej uniwersalnym, można go ponownie stopić i zmieszać z żużlem, tworząc kute żelazo, lub połączyć z dodatkową rudą żelaza i stopami w celu utworzenia żeliwa. Produkcja surówki jest najczęściej etapem pośrednim na drodze do produkcji stali, który obejmuje drugi proces spalania w celu usunięcia wielu pozostałych zanieczyszczeń oraz dodanie innych metali w celu utworzenia stopu na bazie żelaza.