Il processo di produzione della ghisa comporta la combinazione di minerale di ferro, carbone di legna e un materiale intermedio noto come flusso all’interno di un altoforno. Poiché i materiali si combinano con il calore intenso, gran parte del minerale di ferro si scioglie, creando una forma liquida surriscaldata. A seconda dei materiali e del metodo di raffreddamento utilizzati, la produzione di ghisa può essere un passaggio intermedio nella creazione di ferro battuto, ghisa o acciaio.
Un altoforno utilizzato per la produzione di ghisa è solitamente una grande struttura in acciaio con diverse aperture. Vicino alla parte superiore, le aperture consentono l’aggiunta del minerale, del carbone di legna e dei materiali di fondente in uno schema alternato. Più in basso sul forno, due porte consentono l’iniezione di aria, che viene preriscaldata a una temperatura compresa tra 1472-2192 gradi Fahrenheit (800-1200 gradi Celsius). Nella parte inferiore dell’altoforno, due aperture aggiuntive consentono il drenaggio del metallo liquido e delle scorie.
Una volta all’interno del forno, i materiali subiscono diverse reazioni che consentono la creazione di ghisa liquida. Il carbone rilascia monossido di carbonio, che amplifica il calore dell’aria, innalzando la temperatura a livelli ancora più alti. Quando il monossido di carbonio aumenta, riduce la quantità di ossido di ferro negli strati di ferro, lasciando una percentuale maggiore di ferro metallico puro e riducendo il punto di fusione del minerale. Il materiale di flusso, che di solito è calcare o feldspato, reagisce con le impurità nel minerale di ferro, creando un materiale a basso punto di fusione noto come scoria e purificando ulteriormente il minerale. Una volta che queste interazioni cruciali si sono verificate, il ferro si scioglie e viene drenato attraverso il fondo del forno.
Il passaggio successivo nella produzione di ghisa prevede il raffreddamento del materiale e spiega anche il nome insolito del prodotto. Man mano che il ferro liquido defluisce dal forno, viene tradizionalmente deviato in un lungo canale centrale con molti canali più corti disposti ad angolo, dove si raffredda e si indurisce. Il nome “ghisa” deriva dalla somiglianza del canale lungo con una madre di maiale, e i canali più piccoli con i maialini lattanti. Nella maggior parte della moderna produzione di ghisa, tuttavia, questo processo non viene più utilizzato, poiché sono stati sviluppati metodi che consentono di trasportare la ghisa allo stato liquido, piuttosto che come materiale duro.
La produzione di ghisa è generalmente solo una fase nella creazione di un prodotto finito di ferro, poiché l’alto contenuto di carbonio del ferro in questa forma lo rende per lo più inutilizzabile. Per renderlo più versatile, può essere fuso di nuovo e mescolato con scorie, creando ferro battuto, o combinato con minerale di ferro aggiuntivo e leghe per creare ghisa. Molto spesso, la produzione di ghisa è un passaggio intermedio sulla strada per la creazione dell’acciaio, che comporta un secondo processo di combustione per rimuovere molte delle impurità rimanenti e l’aggiunta di altri metalli per creare una lega a base di ferro.