Staal
Inleiding
Staal bestaat voornamelijk uit het metaal ijzer en er zit ook nog een klein beetje koolstof in (2 tot 20 gram koolstof per kilogram staal).
Het wordt gemaakt uit ijzererts. In Nederland gebeurt dit bij Tata Steel in IJmuiden. Bij Tata Steel wordt ijzererts in grote fabrieken gebakken tot brokken (sinter) of tot kleine balletjes (pellets). Samen met cokes (droog gedistilleerde ofwel gebakken kolen) worden de balletjes en brokken bovenin een hoogoven gegooid. Een hoogoven is een enorm groot vat van wel 50 meter hoog (dus net zo hoog als een helft van een voetbalveld, ongeveer 20 verdiepingen hoog!) en is binnenin ongeveer 15 meter diep (de diameter is 15 meter).
Onderin de hoogoven wordt voorverwarmde hete lucht van 1200 °C (graden Celsius) ingeblazen. De hete lucht verbrandt de cokes en de zeer hete (2500 °C!) verbrandingsgassen stijgen door de bovenliggende sinter, pellets en cokes. Onderweg naar boven verwarmen de gassen het ijzererts en onttrekken en smelten het ijzer uit het ijzererts. Het gesmolten ijzer druppelt naar beneden en verzamelt zich onderin de hoogoven. Het onderste gedeelte van een hoogoven wordt ook wel de haard genoemd. Om het vloeibare ijzer af te voeren wordt een gat in de wand geboord, waarna het vloeibare ijzer in een gereedstaand opslagvat op een trein - een menger - wordt opgevangen. Dit vloeibare ijzer bevat zeer veel koolstof en wordt ook wel ruwijzer genoemd.
Het vloeibare ruwijzer wordt vervolgens per trein naar de staalfabriek gereden. In de staalfabriek wordt het koolstof zoveel mogelijk verwijderd door het te verbranden. Hierna wordt het nu vloeibare staal gegoten tot een plak en daarna gewalst tot de dikte van een plaat of blik.
Fabrikanten maken uit de platen staal of rollen blik, auto's, wasmachines, conservenblikken. Zo'n beetje alles wat van staal is gemaakt.
IJzererts
Onze wereld is opgebouwd uit atomen. Er bestaan een heleboel atoomsoorten of elementen. IJzer is zo een element. Echter in de natuur komt ijzer in zuivere vorm niet voor: het heeft zich gebonden aan een ander element zuurstof. Zo een verbinding heeft een naam: ijzeroxide. Voornaamste vindplaats is in de aardkorst en men noemt het dan ijzererts (wist je dat het merendeel van de aardkorst uit ijzererts bestaat en dat de kern van de aarde voornamelijk uit ijzer bestaat?). Wij kennen het ook als 'roest': de bruine laag die zich, na een tijd, vormt bovenop een stuk ongeverfd staal (bijv. een beschadigd deel van de auto). Omdat ijzer als materiaal erg sterk is en goed te gebruiken is in allerlei bouwwerken (gebouwen, bruggen), apparatuur (auto's, wasmachines) en gebruiksvoorwerpen (messen) moet het element zuurstof verwijderd worden uit ijzererts. Het ijzer waarvan het zuurstof verwijderd is, noemt men 'staal' en alle handelingen nodig om dat te doen heet 'fabricageroute': van ijzererts in aardkorst naar uiteindelijk staal. Het bespreken van ijzer in een pagina als deze, zou eigenlijk moeten gaan over het element (de atoomsoort) en niet over het maken van het zuivere metaal ijzer ofwel 'staal' (overigens zijn er een heleboel 'staal-soorten', maar dat zou dan ook worden uitgelegd) Erts wordt opgegraven uit de grond in ertsmijnen. Gewonnen en gereinigd ijzererts is roodachtig van kleur en ziet eruit als zand.
Links
- Hoe haalt men ijzer uit de grond? (Willem Wever)
- IJzererts, van steen tot staalplaat (schooltv.nl)
- IJzererts, hoe haal je dat uit de grond? (schooltv.nl)
- Emma woont op een ijzerertsmijn (schooltv.nl)
- Aflevering over ijzer bij het Klokhuis
- Aflevering over staal bij het Klokhuis
- Staal (schooltv.nl)
- Aflevering over staal maken bij het Klokhuis
- Aflevering over hoogovens bij Klokhuis
- Kinderen smeden ijzer op VONK (omroep Gelderland)