IJzererts smelten uitgelegd: Proces, principes en productie

IJzersmelten is de gangbare manier waarop metalen geproduceerd worden. Het wordt normaal uitgevoerd in een hoogoven. In dit artikel leer je de definitie en het werkingsprincipe van een ijzererts-smeltproces.

Wat is ijzersmelten?

Smelten is de productie van metaal, met name ijzer, uit erts in een proces dat smelting en chemische reductie van metaalverbindingen tot zuiver metaal omvat. Het kan ook gezien worden als de diverse vloeistoffen of half-gesmolten vastestoffen die geproduceerd en gebruikt worden tijdens zo'n productie.

IJzererts-smeltproces

IJzererts-smelten vereist voorbereiding voordat het uitgevoerd kan worden. Het stelt de oven in staat om perfect en soms economisch te werken. Het heeft een regelmatige en uniforme 'dieten' nodig waaruit zoveel mogelijk ongewenste materialen zijn verwijderd.

Ofwel de rijkdom of de grootte en dichtheid van de klonters moet verbeterd worden, wat op verschillende manieren gedaan wordt:

• door concentratie (opwaardering) van lage-kwaliteitsertsen met verwijdering van ongewenste materialen door wassen en/of zwaartekrachtsscheiding, of in het geval van magnetische ertsen, door magnetische scheiding.
• door breken en zeven (sifteren) tot een geschikte grootte. Het poederrestant van het zeven, bekend als 'fines', wordt gemengd met steenkoolstof of cokesbries, en het sinterproces (gecontroleerd verbranden) volgt, wat resulteert in de verharding van de fines tot harde klonters die in de ovenlading opgenomen kunnen worden. Sinter wordt steeds vaker gebruikt en in sommige fabrieken vormt het 100% van de lading.
• het mengen van verschillende ertsen om consistentie in kwaliteit te verkrijgen,
• en door poedererts in pellets te vormen.

Zoals eerder vermeld, is het ijzererts-smeltproces nodig om de efficiëntie van de oven te verbeteren en economisch te werken. Het wordt gedaan door ongewenste materialen te verwijderen en de dichtheid van klonters, grootte of rijkdom te verbeteren.

IJzersmelten in een hoogoven

IJzersmelten omvat twee hoofdprocessen in de hoogoven:

• de reductie van ijzer uit zijn verbindingen en
• scheiding van zijn fysieke mengsel met gangue-materialen.

In een oven beweegt de lading constant langzaam tegen de stroom van de erg hete gassen, wat de verdamping van vocht uit de lading aan de top veroorzaakt. Een stukje lager ontbindt kalksteen in kalk en vrijmaakt koolstofdioxide. De hoofreactie is de reductie van de ijzeroxyden, wat koolstofdioxide vormt en het ijzer vrijlaat. Reductie begint vrij hoog in de oven en is progressief naarmate de lading zakt, en in de smeltzone druipen zowel ijzer als slak naar beneden in de hearth. De slak, lichter, drijft op het ijzer.

Bekijk de onderstaande video om meer te leren over het smeltproces:

Op regelmatige intervallen, naarmate de hearth volloopt, wordt slak afgetapt, gevolgd door het ijzer, dat in enorme opslagvaten genaamd 'mixers' gaat, om de gesmolten toestand te bewaren tot het vereist is in de staalfabriek, meestal dicht bij de oven. Naast het bijhouden van een reserve warm metaal, dienen mixers een nuttig doel: ze compenseren voor variaties in samenstelling tussen opeenvolgende toevoegingen van warm metaal, wat een uniformer product geeft.

Lees meer: Verschillende typen metalen en hun classificaties

Een inactieve mixer doet niet meer dan een voorraad metaal bijhouden, maar in een actieve mixer vindt enige raffinage plaats met het vormen van slak daarin.

En dat is alles voor dit artikel, waarin de definitie van een ijzersmeltproces en hoe het in een hoogoven wordt uitgevoerd. Ik hoop dat je er veel aan hebt, alsjepart, deel met andere studenten. Bedankt voor het lezen, tot de volgende keer!