Zum Schmelzen von Eisen benötigen Sie einen Brennstoff, der fast aus reinem Kohlenstoff besteht, der normalerweise entweder Holzkohle oder Kohle ist. Ersteres ist leichter zu erreichen; Als die Wälder zu erschöpft waren, um ausreichend Holzkohle zu liefern, begannen die Menschen, Kohle in großem Umfang abzubauen.
Ist es tatsächlich so, dass Holzkohle so gut ist wie die beste Kohle, so dass es in einem Umfeld, in dem erstere noch ausreichend vorhanden ist, keinen Grund gäbe, mit dem Abbau letzterer zu beginnen, und ein Umfeld, in dem es an Kohle mangelte, schon? nur hinderlich sein, wenn die Wälder zur Neige gingen?
Insbesondere bemerkte ich in einer Antwort auf Wie weit könnte sich die Zivilisation innerhalb eines Lebens entwickeln - ausgehend von nichts?
Anthrazitkohle. Auf diese Weise können Sie Öfen auf eine ausreichend hohe Temperatur heizen, um Stahl herzustellen.
Ich wäre überrascht, wenn dieses implizite Anthrazit besser ist als Holzkohle, die meines Wissens nach auch ziemlich reiner Kohlenstoff ist. Aber vielleicht impliziert es nur: „Da die Wälder erschöpft sind und Sie auf Kohle umsteigen müssen, sind Sie mit Anthrazit viel besser dran, das rein genug ist, um Holzkohle vollständig zu ersetzen, anstatt etwas minderwertigeres wie Braunkohle verbrennen zu müssen“?
Wie auf der Wikipedia-Seite für Stahl angegeben
Stahl wurde Jahrtausende lang in Hochöfen hergestellt, aber seine großtechnische industrielle Nutzung begann erst, nachdem im 17. Jahrhundert mit der Einführung des Hochofens und der Herstellung von Tiegelstahl effizientere Produktionsmethoden entwickelt wurden.
Menge ist sicherlich ein Problem:
Seit dem 17. Jahrhundert ist der erste Schritt der europäischen Stahlerzeugung das Verhütten von Eisenerz zu Roheisen im Hochofen. Ursprünglich mit Holzkohle, verwenden moderne Methoden Koks, das sich als wirtschaftlicher erwiesen hat.
Und dann kommt auch noch das damit verbundene Temperaturproblem
Tiegelstahl ist Stahl, der in einem Tiegel geschmolzen und nicht geschmiedet wurde, wodurch er homogener ist. Die meisten früheren Öfen konnten keine ausreichend hohen Temperaturen erreichen, um den Stahl zu schmelzen. Die frühneuzeitliche Tiegelstahlindustrie resultierte aus der Erfindung von Benjamin Huntsman in den 1740er Jahren. Blisterstahl (hergestellt wie oben) wurde in einem Schmelztiegel oder in einem Ofen geschmolzen und (normalerweise) zu Barren gegossen.
Dasselbe Konzept wird auf der Seite für Holzkohle ausgedrückt
Holzkohle brennt bei Temperaturen über 1.100 Grad Celsius (2.010 Grad Fahrenheit).[9] Zum Vergleich: Der Schmelzpunkt von Eisen liegt bei etwa 1.200 bis 1.550 °C (2.190 bis 2.820 °F). Aufgrund seiner Porosität reagiert es empfindlich auf den Luftstrom und die erzeugte Wärme kann durch Steuerung des Luftstroms zum Feuer gemildert werden. Aus diesem Grund wird Holzkohle immer noch häufig von Schmieden verwendet. Holzkohle wurde seit der Römerzeit zur Herstellung von Eisen und in der Neuzeit von Stahl verwendet, wo sie auch den notwendigen Kohlenstoff lieferte. Holzkohlebriketts können mit einem Umluftgebläse bis zu etwa 1.260 ° C (2.300 ° F) brennen.
Im 16. Jahrhundert musste England Gesetze erlassen, um zu verhindern, dass das Land aufgrund der Eisenproduktion vollständig von Bäumen entblößt wird. Im 19. Jahrhundert wurde Holzkohle in der Stahlerzeugung aus Kostengründen weitgehend durch Koks ersetzt.
Ich würde auch hinzufügen, dass das Verbrennen von reinem Kohlenstoff ein viel saubereres Produkt erzeugt, wodurch weniger Aufwand bei der Reinigung reduziert wird, was wiederum auf die wirtschaftliche Seite geht. Vergessen Sie auch nicht, dass Sie zur Herstellung von Holzkohle Holz verarbeiten müssen, Sie können nicht einfach gehackten Baum verbrennen. Dies trägt wiederum zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bei.
Holzkohle und Kohle sind größtenteils gleichwertig, obwohl es zwei entscheidende Unterschiede gibt:
Kohle enthält oft Schwefel, weshalb Holzkohle oft bevorzugt wurde, bis das Verfahren zur Herstellung von Koks aus Kohle erfunden wurde (zuerst zum Bierbrauen, später kam die Verwendung in der Metallurgie)
Holzkohle ist viel spröder als Kohle, was den Transport über große Entfernungen erschwert. Was nach einigem Rütteln auf der Straße ankommt, ist eine Mischung aus feinem Pulver und größeren Brocken.
Wenn Sie sich eine mit Holzkohle betriebene Industrialisierung vorstellen möchten, sollte sie riesige Plantagen aus schnell wachsendem Holz mit Kohleöfen dazwischen (sehen Sie sich Hoffman-Öfen für einen ziemlich effizienten und fast hochtechnologischen Ansatz zur Holzkohleherstellung an) und Pelletpressen zur Verarbeitung der transportierten Kohle aufweisen Holzkohle vor dem Brennen zu festen Ziegeln.
Ich frage mich, was Sie fragen und was Sie über das Schmelzen von Eisen denken.
Schmelzen „ ist ein Prozess, bei dem dem Erz Wärme zugeführt wird, um ein unedles Metall zu extrahieren “. Eisen ist ein unedles Metall.
Auch wenn früher Holzkohle zum Erhitzen von Eisenerz verwendet wurde, kommen heute je nach verwendeter Anlage andere Wärmequellen zum Einsatz: Kohle, Gas oder Strom.
Die Sache bei der Verwendung von Holzkohle oder Kohle beim Schmelzen von Eisen und bei der Stahlherstellung ist, dass sie zwei Verwendungszwecke hatten: erstens zum Erhitzen des Erzes und zweitens zum Entfernen von Verunreinigungen im Erz, um das erforderliche Metall zu hinterlassen.
Eisenerz besteht aus verschiedenen Formen von Eisenoxid: Magnetit (Fe 3 O 4 , 72,4 % Fe), Hämatit (Fe 2 O 3 , 69,9 % Fe), Goethit (FeO(OH), 62,9 % Fe), Limonit (FeO(OH). )·n(H 2 O), 55 % Fe) oder Siderit (FeCO 3 , 48,2 % Fe).
Beim Schmelzprozess wird Kohlenstoff verwendet, um den Sauerstoff zu entfernen und das Eisenmetall zurückzulassen. Wenn das Eisenerz erhitzt wird, wird der geschmolzenen Mischung Kohlenstoff zugesetzt, um das Eisenerz zu reduzieren und Eisenmetall als gewünschtes Produkt herzustellen.
Holzkohle ist eine gute Kohlenstoffquelle, da sie aus teilweise verbranntem Holz hergestellt wird und einige der Verunreinigungen aus dem Holz während des Verbrennungsprozesses in einer sauerstoffreduzierten Umgebung entfernt wurden.
Der heutige Ersatz für Holzkohle ist Cola . So wie Holzkohle teilweise verbranntes Holz ist, ist Koks teilweise verbranntes Öl oder Kohle.
Dieses wird der Eisenerzschmelze zugesetzt. Es reagiert mit den geschmolzenen Eisenoxiden. Sauerstoff aus den Oxiden verbindet sich mit dem Kohlenstoff im Koks (Holzkohle in älteren Anwendungen), um Kohlendioxid (CO 2 ) zu erzeugen, wodurch geschmolzenes Eisenmetall zurückbleibt.
Wenn es um die Reduktion der Eisenoxide beim Schmelzen geht, steht Koks aus Kohle der Holzkohle in nichts nach.
PcMan
John