Получают кокс на коксохимических заводах. В коксовые батареи загружают высококачественный уголь (коксующийся уголь). При температуре около 1000 градусов по шкале Цельсия без доступа воздуха из угля выводится сера и другие вредные примеси. Остается почти чистый углерод. При сжигании кокс дает большую температуру нагрева, чем уголь.
При сгорании кокса температура в домне повышается до 2000 градусов по шкале Цельсия. При такой температуре оксиды железа восстанавливаются, то есть получается чистое железо. Соединяясь с углеродом, содержащимся в коксе, образуется чугун. При такой температуре чугун находится в жидком состоянии. Температура плавления чугуна зависит от содержания углерода и изменяется от 1150 до 1600 градусов по шкале Цельсия. Жидкий чугун стекает вниз доменной печи и накапливается до определенного объема.
Затем через специальное отверстие (летку) сливается в ковш и разливается по изложницам. После затвердевания (кристаллизации) чугуна в изложнице образуется слиток. Его извлекают из изложницы и направляют в прокатный цех. Масса слитка составляет 6-10 тонн.
Изложница похожа на огромный стакан, немного расширяющийся к верху. Высота ее составляет около двух метров. Изготовлена изложница из чугуна.
Дамасская сталь и булат
Одним из главных применений железа, особенно в прошлые времена, было изготовление холодного оружия: ножей, мечей, сабель, наконечников копий, доспехов, кольчуг и других военных принадлежностей. К холодному оружию предъявляются два основных требования: они должны быть твердыми и сохранять остроту при применении, а с другой стороны пластичными, чтобы не раскрашивались при ударах. Чем выше твердость стали, тем острее можно заточить оружие и дольше оно не тупиться. Пластичность это свойство материала сопротивляться деформации под действием приложенной внешней нагрузки. Чем меньше нагрузка сопротивления деформации, тем больше пластичность материала. Для обычной стали высокая прочность сопровождается низкой пластичностью. Таким сочетанием свойств обладает оружие, изготовленное из дамасской стали. Свое название она получила по городу Дамаск в Передней Азии. Есть предположение, что в начале нашей эры в Дамаске был крупный рынок холодного оружия.
Дамаск – город в Передней Азии с пятитысячелетней историей, сейчас столица Сирии.
Эффект одновременного сочетания высокой прочности и пластичности достигается способом изготовления. При изготовлении, например, сабли, несколько тонких пластин с разной твердостью в горячем состоянии проковывают, добиваясь их сцепления между собой на уровне атомных взаимодействий. Это называется сваркой под давлением. В результате такой обработки несколько сваренных пластин образуют монолит, то есть единое целое. Пластины с высокой твердостью придают изделию твердость, а с высокой пластичностью – пластичность. На поверхности готового изделия из дамасской стали хорошо был виден узор, которого у обычной стали не было. Этот узор на каждом изделии был