çiçekli - Bloomery

Çalışır durumda bir çiçeklik. Çiçek sonunda alt delikten dışarı çekilecektir.

Bir bloomery türüdür metalürji fırını için yaygın olarak kullanılan bir kez eritme onun demir oksitler . Çiçekhane, demir eritebilen en eski izabe tesisiydi . Bloomeries , çiçek adı verilen gözenekli bir demir ve cüruf kütlesi üretir . Sünger demir olarak adlandırılan çiçekteki cüruf ve demir karışımı genellikle konsolide edilir ve dövme demirde dövülür . Pik demir üreten yüksek fırınlar büyük ölçüde eski fabrikaların yerini almıştır.

İşlem

Fırından yeni çıkarılan demir bir çiçek. Etrafında çekiçle dövülen cüruf parçaları var.

Bir çiçeklik , toprak, kil veya taştan yapılmış ısıya dayanıklı duvarları olan bir çukur veya bacadan oluşur . Tabana yakın, yan duvarlardan bir veya daha fazla boru (kil veya metalden yapılmış) girer. Tüyer adı verilen bu borular, havanın ya doğal çekişle ya da körük ya da trompe ile zorlanarak fırına girmesine izin verir . Çiçekleri çıkarmak için çiçekliğin dibindeki bir açıklık kullanılabilir veya çiçek devrilebilir ve çiçek üstten çıkarılabilir.

Çiçeğin kullanılmadan önce atılan ilk adım, odun kömürü ve demir cevherinin hazırlanmasıdır. Kömür, yakıldığında hem eritme işlemi için gereken yüksek sıcaklığı üreten hem de çelik alaşımı için gereken karbonu sağlayan neredeyse saf karbondur .

Cevher küçük parçalar halinde parçalanır ve genellikle cevher içindeki nemi uzaklaştırmak için bir yangın kavrulur. Cevherdeki herhangi bir büyük kirlilik ezilebilir ve çıkarılabilir. Yana cüruf önceki sahası yüksek bir demir içeriğine sahip olabilir, bu da kırılmış olabilir ve geri dönüşümlü olarak yeni cevher ile Bloomery içine.

Çalışmada, çiçekhane kömür yakılarak ön ısıtıldıktan sonra, kabaca bire bir oranda demir cevheri ve ilave kömür üstten verilir. Fırın içinde, karbon monoksit Eksik yanma kömür azaltır için cevher içindeki demir oksitler , metalik demire cevheri erimeden; bu, çiçekhanenin cevherin erime sıcaklığından daha düşük sıcaklıklarda çalışmasına izin verir. Bir böreğin arzu edilen ürünü, kolayca dövülebilen demir olduğundan , düşük karbon içeriği gerektirir. Kömürün demir cevherine sıcaklığı ve oranı, demirin çok fazla karbon emmesini ve dolayısıyla dövülemez hale gelmesini önlemek için dikkatli bir şekilde kontrol edilmelidir. Dökme demir, demir %2 ila %4 karbon emdiğinde oluşur. Bloomery kendini Çünkü kaynatmak eklenmesini kireçtaşı curuf gerekli değildir.

Bu şekilde üretilen küçük demir parçacıkları fırının dibine düşer ve burada genellikle fayalitten oluşan erimiş cüruf ile birleşirler , bir silikon bileşiği , oksijen ve cevherden diğer safsızlıklarla karıştırılmış demir. Karışık demir ve cüruf, çiçeklenme olarak adlandırılan süngerimsi bir kütle oluşturmak üzere soğur. Çiçek çok gözenekli olduğundan ve açık alanları cürufla dolu olduğundan, erimiş cürufu çıkarmak için çiçek daha sonra tekrar ısıtılmalı ve bir çekiçle dövülmelidir. Bu şekilde işlenen demire dövülmüş (işlenmiş) denir ve elde edilen, cüruf miktarı azaltılmış olan demire dövme demir veya çubuk demir denir . Çiçek bahçesine gelen yükü ve hava akışını manipüle ederek çelikle kaplanmış çiçek üretmek de mümkündür .

Modern ticari çelik üretimi çağı başladığında, çiçeklenme kelimesi , daha fazla kütük haline getirilmeye hazır olan, birçok geleneksel demir blum ile karşılaştırılabilir bir boyuttaki orta aşama bir çelik parçasına atıfta bulunarak başka bir anlama genişletildi .

Tarih

Basit bir çiçek ve körük çizimi.
1556'da Georgius Agricola tarafından De Re Metallica'da tasvir edildiği gibi , Orta Çağ'da çiçek açan eritme

Demir Çağı'nın dünyanın birçok yerinde başlangıcı , çiçekçiliğin ilk yaygın kullanımı ile örtüşmektedir. Daha önceki demir örnekleri bulunurken, yüksek nikel içeriği bunun meteorik demir olduğunu gösterir . Diğer erken demir örnekleri, bronz ergitme işlemlerinde demir cevherinin kazara eklenmesiyle üretilmiş olabilir . Demir, Batı'da MÖ 3000 gibi erken bir tarihte eritilmiş gibi görünüyor, ancak demire aşina olmayan bronz demirciler, çok daha sonraları kullanmaya başladılar. Batı'da demir, MÖ 1200 civarında kullanılmaya başlandı.

Doğu Asya

Çin, uzun süredir çiçekçiliklerin genel kullanımının istisnası olarak görülüyor. Çinlilerin, dövme demir üretmek için yüksek fırın ve incelikli demirhane ile başlayarak çiçeklenme sürecini tamamen atladığı düşünülüyordu : MÖ 5. yüzyılda, güney Wu eyaletindeki metal işçileri yüksek fırını ve hem döküm için araçları hem de yüksek fırını icat etmişti. demir ve yüksek fırında üretilen karbonca zengin pik demiri düşük karbonlu, dövme demir benzeri bir malzemeye dekarbürize etmek. Bununla birlikte, son kanıtlar, yerel olarak geliştirilen yüksek fırın tarafından değiştirilmeden önce, eski Çin'de daha önce , batıdan MÖ 800 gibi erken bir tarihte göç ettiğini göstermektedir . Mezarında bulunan uygular kazma 'ondan fazla' demirin keşfi bu teoriyi edildi Destekleme Qin Duke Jing (d. 537 M.Ö.), mezar bulunan Fengxiang County , Shaanxi (bir müze bugün sitedeki varlığını).

Sahra-altı Afrika

Tüm geleneksel Sahra altı Afrika demir eritme süreçleri, çiçeklenme sürecinin çeşitleridir. Afrika'da demir metalurjisinin kökenleri hakkında önemli tartışmalar var . Batı Afrika'daki çiçekli tip fırınlarda eritme ve aletlerin dövülmesi , merkezi Nijerya'nın Nok kültüründe en az MÖ 550 ve muhtemelen birkaç yüzyıl önce ortaya çıktı. 750 M.Ö. bloomery stil ocakları ile demir eritme kanıt da vardır Opi (2009 Augustin Holl) ve Lejja 2,000 M.Ö. (2009 Pamela Eze-Uzomaka) tarihlenen, içinde her iki site Nsukka şimdi ne de güneydoğu Nijerya bölgesinde Igboland . Orta Afrika Cumhuriyeti'ndeki Gbabiri sahasında da bir indirgeme fırını ve demirci atölyesinden elde edilen demir metalurjisine dair kanıtlar bulunmuştur; en erken tarihleri ​​sırasıyla MÖ 896-773 ve MÖ 907-796 arasındadır. Doğu Afrika'da bloomery tipi fırınlarda en erken kayıtlar içinde eritildiği demir ve karbon keşifler Nubia içinde antik Sudan MÖ 6. yüzyıla 7. en az tarihli. Nubyalılar ve Kushlular için metal aletler üreten eski çiçek fabrikaları, satılık bir fazlalık üretti.

Güney Asya

Ferforje , Gupta İmparatorluğu döneminde MS 3. yüzyılda inşa edilen Delhi'nin Demir sütunu gibi anıtların yapımında kullanılmıştır . İkincisi, yükselen bir dizi disk şeklindeki demir blum kullanılarak inşa edildi. Çin'e benzer şekilde, yüksek karbonlu çelik sonunda Hindistan'da kullanıldı, ancak modern zamanlara kadar mimari için dökme demir kullanılmadı.

Ortaçağ avrupası

Sağda tüyere ve körüklü bir Katalan fırını

Erken Avrupa'daki çiçek fabrikaları nispeten küçüktü ve her ateşlemede 1 kg'dan daha az demir eritiyordu. 14. yüzyılın sonlarında, istisnalar olsa da, ortalama olarak yaklaşık 15 kg kapasiteli giderek daha büyük çiçek fabrikaları inşa edildi. Körükleri çalıştırmak için su çarklarının kullanılması , çiçekhanenin daha büyük ve daha sıcak olmasına izin verdi. Avrupa'daki ortalama çiçek boyutları hızla 300 kg'a yükseldi ve burada çiçekçiliğin ölümüne kadar dengelendi.

Bir çiçekhanenin boyutu arttıkça, demir cevheri daha uzun süre yanan kömüre maruz kalır. Büyük cevher ve kömür yığınına nüfuz etmek için gereken güçlü hava patlaması ile birleştiğinde, bu, demirin bir kısmının erimesine ve işlem sırasında karbon ile doygun hale gelmesine neden olarak, oksidasyonun dökme demir, çeliğe indirgenmesini gerektiren dövülemez pik demir üretebilir. , ve demir. Bu pik demir, en büyük çiçek fabrikalarının verimini düşüren bir atık ürün olarak kabul edildi ve 14. yüzyıla kadar, inşaatta aynı olan ancak erimiş demir üretimine adanmış erken yüksek fırınlar inşa edilmedi .

Bloomery tipi fırınlar tipik olarak çok düşük karbonlu demirden yaklaşık %0.2 ila %1.5 karbon içeren çeliğe kadar bir dizi demir ürünü üretti. Usta demirci, düşük karbonlu demir parçalarını seçmek, onları karbonlamak ve çelik saclar yapmak için bir araya kalıp kaynağı yapmak zorundaydı. Karbürize edilmemiş bir bloğa uygulandığında bile, bu dövülme, katlama ve kaynak işlemi daha homojen bir ürünle sonuçlandı ve cürufun çoğunu ortadan kaldırdı. Kılıçta olduğu gibi, yüksek kaliteli çeliğe ihtiyaç duyulduğunda işlemin 15 defaya kadar tekrarlanması gerekiyordu. Alternatif, bitmiş bir ürünün yüzeyini karbonlamaktı . Her kaynağın ısısı bir miktar karbonu oksitler, bu nedenle usta demirci başlangıç ​​karışımında yeterli karbon olduğundan emin olmak zorundaydı.

İngiltere ve Galler'de yüksek ısılı fırında gelişi rağmen Weald 1491 hakkında yılında, bloomery demirci ocakları, muhtemelen çekiç gibi körük için su gücünü kullanarak, faaliyet edildi West Midlands 1580 yılında bölgede ve ötesinde Furness ve Cumberland 17. yüzyılın başlarına kadar faaliyet gösterdiler ve İngiltere'deki sonuncusu ( Garstang yakınlarında ) yaklaşık 1770'e kadar kapanmadı.

Avrupa'nın en eski bilinen yüksek fırından biri de bulunmuştur Lapphyttan içinde İsveç tarihli karbon-14 12. yüzyıldan olmak. Yine aynı bölgede bulunan İsveç'teki en eski çiçekçilik, MÖ 700'e tarihlenen karbon-14'tür.

Bloomeries olarak İspanya ve Güney Fransa'da atlattı Katalan 19. yüzyılda uydurandan ve Avusturya'da olarak Stückofen 1775 için.

Amerika

En bloomeries ( 'Katalan forges') bir görünüm San Juan Capistrano , eski ( yaklaşık 1790'larda) Kaliforniya'da kendi türünün mevcut tesislerine.

In Amerika İspanyol kolonizasyon , bloomeries veya "Katalan demirci ocakları" bazılarına 'öz yeterlilik' parçası vardı misyonlar , encomiendas ve pueblos . Bir parçası olarak Fransisken İspanyol misyonları içinde Alta Kaliforniya , at "Katalan demirci ocakları" San Juan Capistrano 1790'larda gelen günümüz kendi türünün en eski tesisleri Kaliforniya eyaletinde . Çiçek açanların tabelasında sitenin "... Orange County'nin ilk sanayi kompleksinin bir parçası" olduğu yazıyor .

13 koloninin İngiliz yerleşimcilerinin üretim yapmaları kanunla engellendi; Bir süre için İngilizler, yetenekli zanaatkarların çoğunu yerel konumlara yerleştirmeye çalıştılar. Aslında bu, devrime yol açan sorunlardan biriydi. Düşen Creek Ironworks Amerika'da ilk oldu. Neabsco Iron Works erken bir örnektir Virginian çalışılabilir bir Amerikan endüstrisini oluşturmak üzere çaba.

In Adirondacks , New York, kullanarak yeni bloomeries sıcak patlama tekniğini 19. yüzyılda inşa edildi.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Bloomery, Batı Virginia, Amerika Birleşik Devletleri yakınlarındaki Bloomery Pike (Batı Virginia Route 127) boyunca Bloomery demir ocağı.

Dış bağlantılar