Kas ir iesaistīts čuguna ražošanā?

Čuguna ražošanai izmantotā domna parasti ir liela tērauda konstrukcija ar vairākām atverēm. Netālu no augšas atveres ļauj pievienot rūdas, ogles un plūsmas materiālus mainīgā veidā. Zemāk uz krāsns atrodas divas durvis, kas ļauj ievadīt gaisu, kas ir iepriekš uzkarsēts līdz 1472-1 200 °C (800-1200 grādiem pēc Celsija). Pašā domnas apakšā ir divas papildu atveres, kas ļauj novadīt šķidro metālu un izdedžus.

Nokļūstot krāsnī, materiāli iziet vairākas reakcijas, kas ļauj izveidot šķidru čugunu. Kokogles izdala oglekļa monoksīdu, kas pastiprina siltumu no gaisa, paaugstinot temperatūru līdz vēl augstākam līmenim. Paaugstinoties oglekļa monoksīdam, tas samazina dzelzs oksīda daudzumu dzelzs slāņos, atstājot lielāku tīra metāliskā dzelzs procentuālo daudzumu un samazinot rūdas kušanas temperatūru. Plūsmas materiāls, kas parasti ir kaļķakmens vai laukšpats, reaģē ar dzelzsrūdas piemaisījumiem, radot materiālu ar zemu kušanas temperatūru, kas pazīstams kā izdedži, un tālāk attīrot rūdu. Kad ir notikušas šīs izšķirošās mijiedarbības, dzelzs izkūst un tiek izvadīts caur krāsns apakšu.

Nākamais čuguna ražošanas posms ietver materiāla dzesēšanu, kā arī izskaidro produkta neparasto nosaukumu. Kad šķidrais dzelzs izplūst no krāsns, tas tradicionāli tiek novirzīts garā, centrālajā kanālā ar daudziem īsākiem kanāliem, kas atrodas leņķos, kur tas atdziest un sacietē. Nosaukums “čuguns” cēlies no garā kanāla līdzības ar cūku māti, bet mazākie kanāli – ar zīdainiem sivēniem. Tomēr lielākajā daļā mūsdienu čuguna ražošanas šo procesu vairs neizmanto, jo ir izstrādātas metodes, kas ļauj transportēt čugunu šķidrā stāvoklī, nevis kā cietu materiālu.

Čuguna ražošana parasti ir tikai viens solis gatavā dzelzs izstrādājuma izveidē, jo lielais dzelzs saturs šajā formā padara to lielākoties nelietojamu. Lai padarītu to daudzpusīgāku, to var atkal izkausēt un sajaukt ar izdedžiem, veidojot kaltu dzelzi, vai kombinēt ar papildu dzelzsrūdu un sakausējumiem, lai izveidotu čugunu. Visbiežāk čuguna ražošana ir starpposms ceļā uz tērauda izveidi, kas ietver otru sadedzināšanas procesu, lai noņemtu daudzus atlikušos piemaisījumus, un citu metālu pievienošanu, lai izveidotu sakausējumu uz dzelzs bāzes.