銑鉄

銑鉄は粗鉄とも呼ばれ、鉄鋼生産における製鉄業で使用される中間財である。銑鉄は高炉で鉄鉱石を精錬することによって生成される。銑鉄は炭素含有量が高く、通常3.8～4.7%である^[1]。また、シリカやその他のドロスも含まれているため脆く、限られた用途を除いて材料として直接使用できない。^[2]

銑鉄インゴットに使用される鋳型の伝統的な形状は、砂で形成された分岐構造で、中央の溝または「ランナー」に対して多数の個々のインゴットが直角に並んでおり^{[3] 、}母豚が子豚の群れを育てている様子に似ています。金属が冷えて固まると、小さなインゴット（「ピッグ」）がランナー（「ソウ」）から簡単に切り離されるため、「銑鉄」と呼ばれます^{[4] 。銑鉄は再溶解を目的としているため、インゴットのサイズが不均一であったり、少量の砂が含まれていたりしても、}鋳造や取り扱いのしやすさに比べれば大した問題ではありません。

錬鉄の製錬と生産は古代ヨーロッパや中東で知られていたが、直接還元によって塊鉄炉で生産されていた。スラグに分散した銑鉄の小球はすべての鉄炉で生成されるが、塊鉄炉のオペレーターは炉内で鉄が液体に相転移する状況を回避する必要があった。小球や生成された銑鉄は展性がないため、1つの塊として打ち出すことができないためである。また、銑鉄を脱炭して鋼にすることは中世の技術では極めて面倒なプロセスであったため、中世以前のヨーロッパでは小球はスラグとともに廃棄されていた。^[5]

中国では、周王朝後期（紀元前256年に終焉）までに銑鉄が作られていた。 ^{[6]スウェーデンの}ラピュッタンなどの炉は12世紀に遡る可能性があり、現在はドイツのヴェストファーレン州の一部であるマルク伯領の炉は13世紀に遡る。^[7]これらの北ヨーロッパの発展が中国のものから派生したものかどうかはまだ明らかにされていない。ワーグナー^[8]は、シルクロードに沿ったペルシャ人と中国との接触、およびヴァイキング人とペルシャとの接触を介したつながりの可能性を仮説として立てているが、 ^[6]ヴァイキング時代とラピュッタンの間には年代的なギャップがある。

伝統的に、銑鉄は精錬炉で錬鉄に加工され、後にはパドル炉で、そして最近では鋼に加工されました。^[9]これらのプロセスでは、銑鉄を溶かし、かき混ぜながら強い空気の流れを銑鉄の上に向けます。これにより、溶解した不純物（シリコンなど）が完全に酸化されます。パドルの中間製品は、精錬銑鉄、ファイナーズメタル、または精錬鉄として知られています。^[10]

銑鉄はねずみ鋳鉄の製造にも使用できます。これは、銑鉄を、多くの場合は相当量の鋼鉄や鉄くずとともに再溶解し、望ましくない汚染物質を除去し、合金を追加し、炭素含有量を調整することによって実現されます。ダクタイル鋳鉄は、特定の高純度の銑鉄を使用して製造することもできます。製造されるダクタイル鋳鉄の等級に応じて、選択された銑鉄は、シリコン、マンガン、硫黄、リンの元素が少ない場合があります。高純度の銑鉄は、ダクタイル鋳鉄のプロセスに有害となる可能性のあるダクタイル鋳鉄の充填物内の元素（炭素を除く）を希釈するために使用されます。

銑鉄は歴史的に、高炉の底からトラフを通って取鍋に直接注がれ、ほとんどが液体の状態で製鉄所に運ばれました。この状態の銑鉄は溶銑と呼ばれていました。次に、溶銑は鋼鉄製造容器、通常は電気アーク炉、誘導炉、または重酸素炉に注がれ、そこで余分な炭素が燃やされ、合金の組成が制御されます。このための以前のプロセスには、精錬炉、パドリング炉、ベッセマー法、および平炉がありました。

現代の製鉄所や直接還元鉄工場では、溶けた鉄を取鍋に移して製鉄炉ですぐに使用したり、鋳型鋳造機で鋳型に鋳造して再利用または再販したりします。現代の鋳型鋳造機は、排出時に4～10 kgの小さな鋳型に分割される棒状の鋳型を生産します。

ウィキメディア・コモンズには、銑鉄に関連するメディアがあります。