Пряко и непряко намаляване
В Баски леярни извличането на метално желязо от минерали винаги се извършва от метод на директно намаляване в ниски фурни, също наричан Каталунска процедура. С него се получи сладко желязо или много нисковъглеродни. Това е методът, използван от първата известна железария, а в Euskal Herria той се поддържа до дълбоко през 19 век, когато започват да работят доменните пещи. С метода на директно редуциране, ако искате да получите стомана, е необходимо последващо цеглене на метала.
В непряк метод или на усъвършенстване (този, използван в доменна пещ) се получава директно чугун течност, с която могат да се получат директно части от чугун (например за артилерия) или блокове за по-нататъшна обработка. Желязото от доменните пещи има много въглерод (3-4%), така че е много крехко и за получаване на стомана е необходимо да се „прецизира“. Индиректният метод изисква по-високи температури от директния, но напротив, добивът на минерала е много по-висок.
Този метод е бил използван в баската ковачка през втората половина на 19 век.
Това бяха основните фази на процеса на директно намаляване:
1 - Калциниране на минерала
Обработката на желязна руда започна с предишна операция на калциниране или печене на минерала в пещ, за да постигнете тези цели: премахнете влагата, направете минерала по-ронлив, за да работи по-добре и, в случай на карбонати, отстранете въглерода (което беше наложително, превръщайки карбоната в оксид и отделяйки CO2).
Операцията беше извикана готвач или изгаря на Ела, и също вграждане или установявам се. Пещите бяха от много различни видове, от ями в земята до каменни пещи, преминавайки през изгаряне на вената, като я поставяха директно върху трупите, които служеха за гориво. Към калциниращи пещи те бяха извикани arragoas. Обикновено горивото беше дърво (без предварително да се преобразува във въглища).
Arragoa от ковачницата Zumarrista. Снимка: Xabier Cabezón (2019)
2 - Редукция на минерали (получаване на желязо)
Ставаше дума за решаващата операция на процеса: получаване на метално желязо от руда. Тоест, причината да сте във всички железарии.
Пещ
Основният елемент беше a ниска фурна (редукционна пещ), изграден с огнеупорни материали. В него те представиха минерал (предварително калциниран и натрошен) и дървени въглища), обикновено редуващи се на слоеве. Крайният резултат беше маса желязо с примеси.
Обработвайте във фурната
Изгарянето на въглища има две последици:
- Високите температури отслабват съединението на желязото с кислорода на желязната руда, като по този начин благоприятстват отделянето му.
- При изгарянето на въглища се получава въглероден окис (CO), колкото повече е по-висока температурата.
Въглеродният оксид реагира с железен оксид (процес на редукция), както следва (много опростено):
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
CO (силно редуциращ) "краде" кислород от железен оксид, в резултат на което безплатно желязо и освобождаване на CO2.
От друга страна, останките и другите примеси останаха, които се комбинираха помежду си и с част от железния оксид, за да образуват шлака (основно двойни силикати на алуминий и желязо).
Реконструкция на пещта на железарията Мирандаола.
Снимка: Анден 27 (2018)
Въпреки че процесът на редукция започва при около 600-700 ºC, препоръчително е да се постигнат температури от порядъка на 1200-1250 ºC, от една страна, така че шлаките да се стопят (от около 1100 ºC) и да се отделят от желязото, и другата, така че процесът да придобие разумна скорост.
Обаче при тези температури желязото все още не се топи (всъщност няма значение дали го прави), а се натрупва в малки възли в пастообразно състояние, които отиват към дъното на пещта.
Операторите събираха и подреждаха тези възли по различни процедури. Накрая се извлича парче, съставено от полученото желязо, смесено със шлака, въглища и други примеси. Беше ли agoa или овча кожа (също наричан гъба, лупия или лупа от археолози).
Редуващи се слоеве въглища (въглища) и желязна руда бяха заредени в пещта и запалени. По време на процеса на редукция (който продължи няколко часа), нови слоеве въглища и минерали бяха добавени през горния отвор на пещта и през отвор на кървене фурната беше извлечена течна шлака. В хидравличната железария на шлака получените през първите фази се презареждат в пещта, тъй като все още съдържат много желязо.
Вентилация
За да се постигнат необходимите температури в процеса на редукция е необходимо пещта да има добра система от захранване с въздух. Изглежда, че в хайзеолак обичайното нещо беше да се инжектира принуден въздух в пещта с помощта на духало или други устройства, въпреки че е възможно в някакъв вид пещ да е постигнато чрез естествен изстрел (поради ефекта на комина). В хидравлични железарии винаги сте работили с принудителен въздух.
Реконструкция на духалото на ковачницата Мирандаола.
Снимка: Джудит Мартинес (2015)
3 - Първа ковашка
Агоята или гъбата са образувани от агломерат от парчета метално желязо, шлака, въглища и други елементи. В такова състояние не може да се извлече полза от него.
Поради тази причина той претърпя процес на горещо чукано (над 900 ºC), който изхвърля шлаката и примесите, уплътнява агоите и произвежда твърдо заваряване на железните фрагменти. Резултатът беше парче метално желязо.
Температурата на агоята може да се използва директно при напускане на редукционната пещ (например в хидравлични железарии) или претопляне ковашка пещ специфични.
Коването е извършено от големи палуби, движени на ръка първоначално и със силата на водата в по-късни времена. Резултатът беше около заготовки, решетки или блокове желязо, предназначено за последваща работа.
Малък от ковачката на Seoane de Caurel. Снимка: Хосе Рамон Казанова Отеро
4 - Последваща работа с желязо
The заготовки получени в първата ковачница са били подложени на последващи операции за получаване на търговски ютии, производство на железни предмети и др. Всичко това може да се направи в съоръжения, свързани със самата железария или в по-отдалечени места.
Обикновено първата операция се състоеше в удряне на заготовката, за да се получат дълги, по-тесни и по-управляеми пръти. Тази операция беше наречена да се разтегна, хвърляне, отслабнете, намаляване.
Арбиде, аз. и др. (1980). Железария в Легазпи. Сан Себастиан: Провинциална спестовна каса на Гипускоа. стр. 193-197 и 200-201.
Билбао Билбао, Л. М. (1987) „Въведение и приложения на хидравличната енергия в баската стоманена индустрия, 13-17 век“. В: Studia Historica: Съвременна история 5. Саламанка: Издания на Университета в Саламанка, 61-75.
Достъпно на: http://revistas.usal.es/index.php/Studia_Historica/article/view/4592
Urteaga Artigas, М. (2015). „Желязото през римско време. Традиция и иновации в баските територии ”.- en История на желязото в Bizkaia и околностите, X. Orue-Etxebarria, E. Apellaniz и P. P. Gil-Crespo. Билбао: Графика R. D. Royal Basque Society of Friends of the Country, 77-118.