Putlaus

Putlaus (engl. puddling) on Henry Cortin 1784 kehittämä mellotusmenetelmä, jolla takkiraudasta valmistetaan keittoterästä. Putlausta pidetään Siemens-Martin -prosessin edeltäjänä, ja se oli ensimmäinen tapa tuottaa teollisesti terästä.

Putlausuuni

Prosessi

Putlaus tapahtuu oheisen kuvan kaltaisessa hematiitilla vuoratussa putlausuunissa. Sen pohjalle lasketaan masuunista takkirautaa, jota hämmennetään rautakangen avulla. Seokseen sekoitetaan rautamalmia, kuten hematiittia, sekä kalkkia. Samanaikaisesti vasemmassa laidassa olevassa palokammiossa poltetaan liekkiä (usein kivihiiltä tai koksia), ja palokaasut johdetaan seoksen yli; panos ja polttoaine eivät joudu kosketuksiin toistensa kanssa. Tällöin seoksen lämpötila nousee noin 1 500 °C tienoille, ja seos pysyy sulana. Putlauspanokseen voidaan lisätä myös romua lämpökuorman tasapainottamiseksi. Ympäristö on voimakkaasti hapettava, ja rautamalmin ja kalkkikiven oksidit polttavat takkiraudassa olevan ylijäämähiilen pois. Kalkkikivi muodostaa rikin ja fosforin kanssa kuonaa, joka voidaan erottaa panoksesta. Putlauksella saadaan aikaan keittoterästä, ja tyypillinen panoskoko on noin 300 kg. Putlattaessa seoksen sulamispiste kohoaa hiilen palaessa jatkuvasti, ja seoksen saavuttaessa puuromaisen viskositeetin teräs on valmista. Teräs laskettiin noin 40 kg kokoisiksi kuuliksi, jotka edelleen taottiin ja valssattiin lopputuotteiksi.

Ongelmat

Putlaus oli ennen Bessemer-prosessia ainoa teollinen tapa tuottaa terästä. Sen pullonkaulana oli skaalattavuus: putlausuunin kokoa ei voitu kasvattaa, vaan ainoa tapa kapasiteetin lisäämiseen oli rakentaa uusia putlausuuneja. Putlausuuni ei myöskään kyennyt tuottamaan riittävän korkeaa lämpötilaa teräksen pitämiseksi sulassa faasissa. Vasta Siemens-Martin -prosessin keksiminen ratkaisi skaalaus- ja sulatusongelman.