Mikä on raudan sulatus?

Raudan sulatus on teollinen prosessi, jota käytetään käytettävän raudan uuttamiseen raakamalmista lämmön ja kemiallisten aineiden avulla. Sulatuksen jälkeen rauta voidaan edelleen käsitellä ja seostaa muiden materiaalien kanssa, jotta saadaan laaja valikoima metallituotteita. Näitä tuotteita voidaan käyttää kaikkeen ruoanlaittovälineistä rakenneteräksen kehittämiseen. Laajamittainen raudan sulatus tapahtuu laitoksissa ympäri maailmaa, erityisesti lähellä suuria käyttökelpoisia malmeja.

Sulatusta kuvataan usein yksinkertaisesti sulamisprosessina, mutta se on itse asiassa kemiallinen reaktio. Rautamalmissa ei ole kiviin upotettuja rautapaloja, vaan monimutkainen kemiallinen yhdiste. Sulatuksessa teknikko käyttää lämpöä ja pelkistysainetta katalysoimaan kemiallinen reaktio, joka vapauttaa raudan, jotta se voidaan uuttaa. Historiallisesti ihmiset käyttivät hiiltä raudan sulatuksessa, ja koksi on nykyään yleisempi.

Ongelma syntyy melkein heti raudan sulatuksessa. Useimmat malmit eivät ole puhtaita. Pelkällä lämmöllä ja pelkistimellä sulaminen tuottaisi rautaa, joka sekoittuisi epäpuhtauksiin, jotka saattavat vaarantaa metallin laadun. Tämän seurauksena on myös lisättävä virtaus. Esimerkiksi kalkkikiveä voidaan lisätä seokseen epäpuhtauksien erottamiseksi ja puhtaan käyttökelpoisen raudan jättämiseksi. Saatavana on myös muita virtauksia, ja teknikko voi valita sopivimman sen perusteella, mitä malmista tiedetään ja miten se toimii sulatuksen aikana.

Suuria uuneja käytetään raudan sulatukseen, vaikka varhaiset ihmiset käyttivät kuoppia ja muita ympäristöjä metallurgiassaan. Valmis rauta voidaan kaataa muotteihin lohkojen valmistamiseksi, jotta niitä on helppo käsitellä, kuljettaa ja lähettää muihin kohteisiin. Metallia voidaan sulattaa seosten luomiseksi ja hehkuttaa lämpökäsittelyillä halutun lujuuden ja joustavuuden saavuttamiseksi. Tämän prosessin aikana tehdyt virheet voivat aiheuttaa hauraita tai värjäytyneitä metalleja, jotka eivät ehkä toimi yhtä hyvin.

Insinöörit voivat valvoa raudan sulatusprosessia tehtaalla varmistaakseen, että laitteet ovat toimintakunnossa ja että ihmiset käyttävät niitä oikein. Henkilöstö työskentelee kuumassa, joskus tungosta ympäristössä hallitakseen prosessin jokaista vaihetta, kaada valmis rauta pois ja valmistautua seuraavaan erään. Tarvittavan koulutuksen taso voi riippua laitoksesta ja asemasta. Jotkut kouluttavat ihmisiä, joilla ei ole aikaisempaa kokemusta, käyttämään sulatuslaitteita ja valvomaan metallia sen käsittelyn aikana, kun taas toiset etsivät työntekijöitä, joilla on muodollinen koulutus tai kokemus.