Производство чугуна – основа черной металлургии

В начале 1го тысячелетия до нашей эры начинается выплавка железа первобытными племенами Европы и Азии. Это не значит, что абсолютно все изделия начинают изготавливаться из железа, просто наряду с камнем, медью и бронзой в быту появляются предметы и из железа. На тот момент это открытие явилось переворотом в хозяйстве древнего населения. Необходимо отметить, что как таковое железо было известно и ранее, но крайне ограниченно, так как это было метеоритное железо и естественно из такого ценного материала изготавливались лишь украшения и предметы культа для высшей знати. Добывать и обрабатывать железную руду в больших масштабах люди впервые научились в Западной Азии, оттуда технология распространилась в Грецию и Италию, после чего стала известна практически повсеместно.

На протяжении многих веков технология добычи руды и выплавки железа всё более совершенствовалась, со временем выплавка железа стали одним из ключевых видов производства для многих стран и цивилизаций. К слову железный век (по классификации историков) длится и по сегодняшний день.

Главный этап в выплавке железа это доменный процесс. Для этого используется доменная печь. На сегодняшний момент доменная печь это сложная и высокопроизводительная система. В неё помещается большое количество сырья (которое называется шихта) и топлива. В качестве топлива чаще всего используется особый уголь, который называется кокс (кокс — это каменный уголь, прокалённый без доступа воздуха). Иногда кокс заменяют другими видами угля (угольная пыль) либо природным газом. Главное чтобы используемое топливо давало достаточно высокую температуру, необходимую для плавки.

Производство чугуна в доменной печи это непрерывный процесс. Углерод (из кокса) и оксид железа движутся вниз по шахте, им навстречу нагнетается воздух. Как нетрудно догадаться кокс кроме выполнения роли топлива, также насыщает данную массу оксидом углерода, который образуется при сгорании. Оксид железа и оксид углерода, реагируя при высокой температуре, образуют жидкий металл, побочным продуктом этой реакции является диоксид углерода, который нейтрализуется вверху шахты печи, внизу же выпускается ещё не отвердевший металл. Этот процесс непрерывен, останавливается он только для ремонта доменной печи, в которой со временем под действием высокой температуры изнашивается внутренняя поверхность.