is een apparaat waarin ijzer uit zijn ertsen wordt verkregen. In deze ertsen komt het ijzer in de vorm van oxyden voor en deze moeten dus gereduceerd worden om het ijzer vrij te krijgen.
Als reductiemiddel gebruikt men koolmonoxyde, CO, bijv. op de volgende wijze:Fe2 O3 + 3 CO = Fe2 + 3CO2.
Het hoogovenproces is vrij gecompliceerd. De oven, die sinds hij ca 1400 in gebruik kwam een lange ontwikkeling heeft doorgemaakt, wordt thans gebouwd tot een hoogte van 20-30 m, met dagproducties van 100-700 ton ruwijzer. De oven bestaat uit drie delen. Onderin bevindt zich de haard waar hete lucht wordt ingeblazen om de cokes te verbranden, waar zich een opening bevindt waardoor de vloeibare slakken worden afgelaten en waarin ten slotte een lager gelegen opening aanwezig is waardoor men het vloeibare ruwijzer aftapt.
De meeste ertsen bevatten verontreinigingen, ganggesteente en daar deze ten slotte in de vorm van vloeibare slakken verwijderd moeten worden, voegt men aan het erts stoffen toe die met de verontreinigingen een goed smeltende slak vormen. Deze zgn. toeslag varieert dus met de samenstelling der ertsen en wordt van tevoren daarmee gemengd. De oven wordt nu gevuld met lagen van dit mengsel, afgewisseld door lagen cokes. De schacht loopt naar onderen iets breder uit om te voorkomen dat de grondstoffen bij het omlaag zakken zich tegen de wand vastzetten. In de rust begint de koolstof te verdwijnen en heeft een begin van smelten plaats zodat het volume van de massa kleiner wordt, vandaar dat de rust naar beneden toe nauwer wordt. In de haard worden gesmolten ijzer en dito slakken opgevangen. Deze vormen niet mengbare vloeistoffen en daar het ijzer zwaarder is, drijft de slak op het ijzer.
Op hun weg benedenwaarts worden de grondstoffen eerst voorgewarmd door de opstijgende hete gassen. In de reductiezone van 600-800 gr. C wordt het meeste ijzer gevormd volgens de hierboven aangegeven vergelijking, d.w.z. dat de ijzeroxyden door koolmonoxyde worden gereduceerd. Daaronder ligt een zone waarin koolstof in het ijzer oplost en daaronder bevindt zich de smeltzone waarin ijzer en slak volledig vloeibaar worden.
Wanneer we nu de opstijgende gassen nagaan dan beginnen we onderaan. Daar verbrandt de cokes met de ingeblazen hete lucht tot CO2 koolzuur: C + O2 = CO2. Dit koolzuur wordt echter in de dicht daarboven liggende laag door hete cokes gereduceerd: CO2 + C = 2CO.
Het CO gas wordt nu in de lagen van ca 1000 gr. C door ijzer aangetast: Fe + 2CO = (Fe + C) + CO2. De in atoomvorm geproduceerde koolstof lost in het ijzer op, vandaar dat Fe + C tussen haakjes staat. Het bij deze reactie gevormde CO, wordt opnieuw door gloeiende cokes tot CO gereduceerd. Onder de 1000 gr. C begint nu de ijzerreductie plaats te grijpen, waarbij dus telkens uit CO weer CO2 gevormd wordt, dat echter telkens ook weer door de gloeiende cokes wordt gereduceerd en opnieuw CO vormt.
Deze koolzuurreductie verloopt bij lagere temperaturen steeds minder snel. Hoe hoger men dus in de oven komt hoe minder snel het koolzuur verdwijnt zodat de boven uittredende gassen steeds een zeker gehalte aan koolzuur zullen bevatten. Dat hoogovengas zal dus een mengsel van CO, CO2 en N2 zijn. De stikstof is natuurlijk afkomstig van de ingeblazen lucht. Dit gas verlaat de oven met een temperatuur van 250 gr. C.
Door het zuurstofgehalte van de ingeblazen lucht kunstmatig te verhogen kan men verschillende voordelen verkrijgen en ook de schacht veel lager bouwen. In Zweden, waar electrische energie goedkoop is, wordt de electrische hoogoven gebruikt. Daarbij wordt slechts l/3 van de hoeveelheid cokes die de gewone hoogoven nodig heeft, voor de reductie verbruikt en daar geen lucht wordt ingeblazen heeft het electrische hoogoven-gas, dat dus vrij van stikstof is, een hoge verbrandingswaarde.
Wat de constructie der hoogovens betreft merken we nog op, dat de oven van boven gesloten is en dat zich in die afsluiting een inrichting bevindt voor het toevoeren der grondstoffen en een afvoerbuis voor het hoogovengas. De verbrandingslucht wordt voorgewarmd in luchtverhitters of Cowpers waarin men de nodige warmte onleent aan de verbranding van hoogovengas. Er zijn twee Cowpers tegelijk in bedrijf. Terwijl de ene door het brandende hoogovengas wordt verhit, staat de andere zijn warmte af aan de koude verbrandingslucht. De laatstgenoemde Cowper koelt daardoor af, zodat men op een zeker moment de functie van beide Cowpers verwisselt. Ze werken dus periodiek.
Nu men tegenwoordig staalsoorten maakt die tegen hoge temperaturen bestand zijn heeft de Iuchtverhitting ook wel plaats in warmte-uitwisselaars van stalen buizen die volgens het tegenstroomprincipe werken. Dat geeft het voordeel van een constante luchttemperatuur.
Het voornaamste product van de hoogoven is het zgn. ruwijzer dat men, door de samenstelling der grondstoffen en de bedrijfstemperatuur van de hoogoven te wijzigen, in verschillende soorten kan maken (z ijzer). Voorts levert de hoogoven twee belangrijke bijproducten en wel hoogovengas* en hoogovenslakken *.
Nederland bezit een belangrijk hoogovenbedrijf: de Koninklijke Nederlandsche Hoogovens en Staalfabrieken N.V. te IJmuiden.
Lit.: B. Osann, Kurzgefasste Eisenhüttenkunde (Leipzig 1944); R. Dürrer, Die Metallurgie des Eisens (1943).
