Výroba železa

HISTORICKÝ VÝVOJ ŽELEZÁŘSTVÍ

Počátky zpracování železa lze vysledovat již dávno před rokem 3000 př. n. l. na území východního středomoří, kdy se jednalo o železo meteriotického původu, nebo náhodně vyrobené jako vedlejší produkt při výrobě mědi. Samotná výroba železa z rud je doložena mezi 3. a 2. tis. př. n. l., ale stále jen na území východního středomoří.Do Evropy se znalost výroby železa dostávala přes Středomoří, Makedonii, dnešní severní Jugoslávii a do východních podhůří Alp, odkud se pak volně šířila do ostatních částí Evropy. Na naše území se znalost zpracování železa dostala až v halštatském období, okolo 8.st. př. n. l.

PROCES VÝROBY

V moderní technice se většina železa vyrábí tavením rud v koksových vysokých pecích, kdy je hlavním produktem surové železo v tekutém stavu, ale s vyšším obsahem uhlíku (3-5 %) a nežádoucích prvků. Tento produkt je velice tvrdý a křehký, proto se dále zpracovává v tzv. konvertorech metodou zkujňování (oduhličení), výsledkem je kujné železo nebo ocel. Tato metoda se pro svou složitost nazývá nepřímou redukcí.
Redukuje-li se však ruda při nižších teplotách, NEPŘEJDE NIKDY DO TEKUTÉHO STAVU a pojme jen nepatrné procento uhlíku. Železo se po nějaké době tavení shromáždí v určité části pece a za příhodných podmínek se svaří v železnou houbu. Touto nepřímou redukcí, bylo vyráběno železo od nejstarších dob, až do 16/17. st., kdy bylo nahrazeno produktivnějším vysokopecním průmyslem. Produkty získané přímou metodou jsou výborně kujné a obsahují minimální množství škodlivých prvků (mangan, fosfor, síra…).
Z toho vyplývá, že výsledek je nikoliv tekoucí roztavený kov, ale nevzhledný spečenec části kovu, strusky a zbytků paliva v pevném, těstovitém stavu, označovaný jako houba. Tento polotovar je nutné ještě dále kovářsky zpracovávat, aby se odstranila nežádoucí struska a jednotlivé kousky železa mohly být kovářsky svařeny do požadovaného polotovaru.

Pokusné tavby

Tavby probíhají v rekonstuovaném typu pece podle archeologického nálezu laténské huti v Podbořanech.

Samotná tavba v tomto typu zařízení trvá okolo 7 hodin, spotřebuje se při ní okolo 10 kg železné rudy a 25 kg dřevěného uhlí. Po celou dobu tavení je nutné uměle přivádět množství vzduchu, podporující hoření, děje se tak koženými měchy. Zařízení je třeba postavit s dostatečným časovým předstihem, aby stihlo dokonale proschnout. Při stavbě pracujeme s jílovito-sprašovou zeminou, do které přidáváme slámu pro lepší soudržnost a směs ostříme pískem, pro lepší žáruvzdorné vlastnosti.
Tavba je rozdělena do tří fází:

• předehřev, předehřívání pece pouze dřevěným uhlím
• aktivní období, přidáváme střídavě dřevěné uhlí a železnou rudu ve stejném váhovém poměru
• závěrečná část tavby, děje se tak bezprostředně po ukončení vsázky a dmýchání, či po několika hodinovém chladnutí v redukční atmosféře.

Jedná se o autorský text. Při jeho použití použijte referenční odkaz na tento web.
Autor: Spolek archaických nadšenců, o.s.

Fotografie z redukce železné rudy.