Schmelzmetallurgie

Schmelzen, Verfahren, bei dem ein Metall entweder als Element oder als einfache Verbindung aus seinem Erz durch Erhitzen über den Schmelzpunkt hinaus erhalten wird, normalerweise in Gegenwart von Oxidationsmitteln wie Luft oder Reduktionsmitteln wie Koks. Das erste Metall, das im alten Nahen Osten geschmolzen wurde, war wahrscheinlich Kupfer (um 5000 v. Chr.), Gefolgt von Zinn, Blei und Silber. Um die für das Schmelzen erforderlichen hohen Temperaturen zu erreichen, wurden Öfen mit Luftzug entwickelt; Für Eisen waren noch höhere Temperaturen erforderlich. Das Schmelzen war somit eine große technologische Errungenschaft. Holzkohle war der universelle Brennstoff, bis im England des 18. Jahrhunderts Koks eingeführt wurde. Inzwischen hatte der Hochofen einen hohen Entwicklungsstand erreicht.

Handwerkzeug: Schmelzen

Vielleicht 1000 Jahre nachdem die Menschen von dem Schmelzen von jungfräulichem Kupfer erfahren hatten, fanden sie einen weiteren Stein, einen spröden, direkt nutzlos

Bei der modernen Erzbehandlung werden üblicherweise vor dem Schmelzen verschiedene vorbereitende Schritte durchgeführt, um das Metallerz so weit wie möglich zu konzentrieren. Während des Schmelzprozesses wird ein Metall, das mit Sauerstoff kombiniert wird - beispielsweise Eisenoxid - auf eine hohe Temperatur erhitzt, und das Oxid wird dazu gebracht, sich mit dem Kohlenstoff im Kraftstoff zu verbinden und als Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid auszutreten. Andere Verunreinigungen, die gemeinsam als Gangart bezeichnet werden, werden durch Zugabe eines Flussmittels entfernt, mit dem sie sich zu einer Schlacke verbinden.

In der modernen Kupferschmelze wird ein Nachhallofen verwendet. Konzentriertes Erz und ein Flussmittel, üblicherweise Kalkstein, werden in die Oberseite geladen, und geschmolzene Matte - eine Verbindung aus Kupfer, Eisen und Schwefel - und Schlacke werden unten herausgezogen. Eine zweite Wärmebehandlung in einem anderen (Konverter-) Ofen ist erforderlich, um das Eisen aus der Matte zu entfernen.