Content-Length: 39601 | pFad | https://snl.no/r%C3%A5jern
Råjern er en sprø, ikke smibar jernlegering fremstilt i masovn eller i elektroråjernovn ved smelting av jernmalm og med koks som reduksjonsmiddel.
Råjern inneholder opptil 10 prosent forurensninger, vanligvis mer enn 4 prosent karbon (fra koksen) og betydelige mengder mangan, silisium og fosfor.
Råjern må raffineres og er utgangsmaterialet for stålproduksjon.
Det meste av jernet som produseres i verden fremstilles ved reduksjon av jernoksider med karbon og karbonmonoksid. Prosessen utføres i store masovner. Malmen (Fe2O3 og/eller Fe3O4), koks og slaggdannende oksider som kalsiumoksid eller silisiumoksid tilføres ovenfra. Under prosessen beveger denne massen seg langsomt nedover i ovnen.
Det blåses luft (oksygen) i motsatt retning fra bunnen og oppover i ovnen. Temperaturen i masovnen er lavest i toppen og øker nedover fra rundt 250 °C til omtrent 1500 °C nederst hvor slagg og jern tappes av.
Jernet reduseres av karbonmonoksidgass som dannes ved reaksjon mellom luften som blåses inn og karbonet i de nedre deler av ovnen. Karbonmonoksidgassen beveger seg så motstrøms mot malmen. Under denne prosessen reduseres også oksidene til andre grunnstoffer som enten inngår i malmen eller som er satt til. Dette er i hovedsak oksider av fosfor, mangan og silisium.
Oppover i masovnen reagerer CO2 gassen dannet ved reduksjonen av jernoksidene med karbon og danner CO:
CO2(g) + C(s) = 2CO(g)
Denne likevekten forskyves mot høyre med økende temperatur.
Under malmens gang nedover i ovnen blir jernoksidene gradvis redusert. Reduksjonen begynner ved ca. 400 °C:
3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2
Med økende temperatur dannes først 'Fe' og så jern.
Jernet som dannes inneholder karbon. Ved ca. 1200 °C begynner dette jernet å smelte. (Rent jern smelter ved 1539 °C.) Jernet som tappes av fra bunnen av ovnen, råjernet, har en temperatur på 1400–1500 °C.
Reduksjonen av oksidene til de andre grunnstoffene (Mn, Si, P og så videre) starter over ca. 900 °C. Disse grunnstoffene løses også i jernet.
I tillegg til jernet dannes det slagg som smelter ved 1300–1400 °C. CaO reagerer med malmens bergarter, og typiske verdier for sammensetningen til denne slaggen kan være 35 vektprosent SiO2, 55 prosent CaO og 10 prosent Al2O3. Slaggen har lavere massetetthet enn jernet og flyter oppå. Slaggen kan derfor tappes av.
Moderne masovner kan være veldig store. De kan ha diameter opp mot 10 meter og produsere ca. 3000 tonn råjern per døgn. Ovnene kan drives kontinuerlig i årevis.
Jernet som tappes av har et karboninnhold på 3–4 prosent. Dette jernet veldig hardt og sprøtt. For å få et stål som kan valses, må karboninnholdet reduseres til mindre enn 2 prosent. Dette oppnås ved at luft blåses gjennom det smeltede råjernet slik at karbonet oksideres.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.