Para fundir hierro, se necesita un combustible que sea casi carbono puro, que normalmente ha sido carbón vegetal o carbón. El primero es el más fácil de obtener; cuando los bosques se agotaron demasiado para proporcionar un suministro adecuado de carbón vegetal, la gente comenzó a extraer carbón a gran escala.
¿Es realmente el caso que el carbón vegetal es tan bueno como el mejor carbón, de modo que en un entorno en el que todavía existen suministros adecuados del primero, no habría razón para comenzar a extraer el segundo, y un entorno que fuera deficiente en carbón, ¿Será solo un obstáculo cuando los bosques comiencen a agotarse?
En particular, noté en una respuesta a ¿Hasta dónde podría desarrollarse la civilización dentro de una vida, comenzando desde cero?
carbón de antracita. Esto le permite encender hornos a una temperatura suficientemente alta para fabricar acero.
Me sorprendería si esa antracita implícita es mejor que el carbón, que según tengo entendido también es carbón puro. Pero tal vez solo implica 'dado que los bosques se están agotando y tienes que cambiar a carbón, estás mucho mejor con antracita, que es lo suficientemente pura como para sustituir completamente al carbón, en lugar de tener que quemar algo de grado inferior como el lignito'?
Como se indica en la página de Wikipedia para el acero.
El acero se produjo en hornos de floración durante miles de años, pero su uso industrial a gran escala comenzó solo después de que se idearon métodos de producción más eficientes en el siglo XVII, con la introducción del alto horno y la producción de acero al crisol.
La cantidad es sin duda un problema:
Desde el siglo XVII, el primer paso en la producción europea de acero ha sido la fundición de mineral de hierro en arrabio en un alto horno. Originalmente empleando carbón vegetal, los métodos modernos usan coque, que ha demostrado ser más económico.
Y luego viene también el problema relacionado con la temperatura.
El acero al crisol es acero que se ha fundido en un crisol en lugar de haber sido forjado, con el resultado de que es más homogéneo. La mayoría de los hornos anteriores no podían alcanzar temperaturas suficientemente altas para fundir el acero. La industria moderna del acero al crisol fue el resultado de la invención de Benjamin Huntsman en la década de 1740. El acero blíster (hecho como se indicó anteriormente) se fundió en un crisol o en un horno y se moldeó (generalmente) en lingotes.
El mismo concepto se expresa en la página de carbón
El carbón se quema a temperaturas superiores a los 1100 grados Celsius (2010 grados Fahrenheit).[9] En comparación, el punto de fusión del hierro es de aproximadamente 1200 a 1550 °C (2190 a 2820 °F). Debido a su porosidad, es sensible al flujo de aire y el calor generado se puede moderar controlando el flujo de aire hacia el fuego. Por esta razón, los herreros todavía utilizan mucho el carbón. El carbón vegetal se ha utilizado para la producción de hierro desde la época romana y acero en la época moderna, donde también proporcionó el carbono necesario. Las briquetas de carbón pueden quemarse hasta aproximadamente 1260 °C (2300 °F) con una fragua de soplador de aire forzado.
En el siglo XVI, Inglaterra tuvo que aprobar leyes para evitar que el país quedara completamente despojado de árboles debido a la producción de hierro. En el siglo XIX, el carbón vegetal fue reemplazado en gran medida por coque en la producción de acero debido al costo.
También agregaría que quemar carbón puro produce un producto mucho más limpio, lo que reduce menos el esfuerzo de purificación, lo que nuevamente va del lado económico. Además, no olvides que para hacer carbón necesitas procesar madera, no puedes simplemente quemar árboles picados. Esto de nuevo se suma a la economía del proceso.
El carbón vegetal y el carbón son en su mayoría equivalentes, aunque hay dos diferencias cruciales:
El carbón a menudo contiene azufre, por lo que a menudo se prefería el carbón hasta que se inventó el proceso para hacer coque a partir del carbón (al principio para fabricar cerveza, el uso en metalurgia llegó más tarde)
El carbón vegetal es mucho más frágil que el carbón, lo que dificulta el transporte a larga distancia. Lo que llega después de un poco de agitación a lo largo del camino es una mezcla de polvo fino y trozos más grandes.
Si quiere imaginar una industrialización impulsada por el carbón vegetal, debería presentar enormes plantaciones de madera de rápido crecimiento con hornos de carbón en el medio (eche un vistazo a los hornos Hoffman para un enfoque bastante eficiente y casi de alta tecnología para la fabricación de carbón vegetal) y prensas de pellets para procesar el transporte. carbón en ladrillos sólidos antes de quemar.
Me pregunto qué estás preguntando y cuáles son tus ideas sobre la fundición de hierro.
La fundición " es un proceso de aplicar calor al mineral para extraer un metal base ". El hierro es un metal base.
Es posible que el carbón vegetal se haya utilizado en el pasado para calentar el mineral de hierro, pero en la actualidad se utilizan otras fuentes de calor, según la instalación utilizada: carbón, gas o electricidad.
Lo que pasa con el uso de carbón vegetal o carbón en la fundición de hierro y la fabricación de acero es que han tenido dos usos: en primer lugar para calentar el mineral y en segundo lugar para eliminar las impurezas dentro del mineral para dejar el metal requerido.
El mineral de hierro es varias formas de óxido de hierro: magnetita (Fe 3 O 4 , 72,4 % Fe), hematita (Fe 2 O 3 , 69,9 % Fe), goetita (FeO(OH), 62,9 % Fe), limonita (FeO(OH) )·n(H 2 O), 55% Fe) o siderita (FeCO 3 , 48,2% Fe).
En el proceso de fundición, se utiliza carbono para eliminar el oxígeno y dejar atrás el metal de hierro. Cuando el mineral de hierro se calienta, por cualquier medio, se agrega carbono a la mezcla fundida para reducir el mineral de hierro y producir hierro metálico como el producto deseado.
El carbón vegetal es una buena fuente de carbono porque está hecho de madera parcialmente quemada y se le han quitado algunas de las impurezas de la madera durante el proceso de quema en un ambiente con poco oxígeno.
El sustituto actual del carbón vegetal es el coque . De la misma manera que el carbón vegetal es madera parcialmente quemada, el coque es aceite o carbón parcialmente quemado.
Esto se agrega a la masa fundida de mineral de hierro. Reacciona con los óxidos de hierro fundido. El oxígeno de los óxidos se une al carbono del coque (carbón vegetal en aplicaciones más antiguas) para producir dióxido de carbono (CO 2 ), dejando atrás el metal de hierro fundido.
Cuando se trata de reducir los óxidos de hierro durante la fundición, el coque de carbón no es inferior al carbón vegetal de madera.
PC Man
John