Vad betyder fritt kol?
Inom metallurgi avser fritt kol elementärt kol som finns i en metall i okombinerat tillstånd. Fritt kol påverkar metallers fysikaliska och kemiska egenskaper.
I tillverkning av stål, tackjärn och gjutjärn anses fritt kol vara en förorening. Det måste avlägsnas från råjärn, och legeringselement som mangan, nickel, krom och vanadin tillsätts för att producera olika stålkvaliteter.
Fritt kol även känt som överskott av kol.
Kunskaper.se förklarar fritt kol
Fritt kol är den del av det totala kolet i stål eller gjutjärn som finns i elementär form som grafit eller tempererat kol. I stål finns inget av kolet som fritt kol; allt är upplöst i järnet.
Eftersom fritt kol är en stor förorening blir tackjärnet skört och hårt. Tackjärn kan göras till stål (med upp till cirka 2 % kol) eller smidesjärn (kommersiellt rent järn) genom att oxidera en del eller allt av kolet, tillsammans med andra föroreningar. Stålets hårdhet beror på dess kolhalt: ju högre andel kol, desto högre hårdhet och mindre formbarhet. Oavsett värmebehandling minskar högre kolhalt svetsbarheten. I kolstål sänker högre kolhalt också smältpunkten.
Flytande eller fast järn löser kol ganska lätt. Smältning resulterar i en legering som innehåller för mycket kolframställt stål. Det fria kolet och andra föroreningar avlägsnas i ett efterföljande steg. Att blåsa syre genom smält tackjärn sänker kolhalten i legeringen och omvandlar den till stål.
I smältningsprocessen sker en kemisk reaktion så att oönskade grundämnen som fritt kol och svavel separeras från järn. Viktigt är att smältning frigör syre som minskar fritt kol och andra föroreningar. Flytande tackjärn behandlas därefter i ståltillverkningsugnar för att avlägsna kol och föroreningar genom preferentiell oxidation.
