Kémia | Anyagtudomány » Dr. Gerhard Sperl - Szemelvények a vaskohászat történetéből

II. DDr. Gerhard Sperl professzor, az Europäische Eisenstrasse elnevezésű mozgalom nemzetközi szervezetének elnöke / president of the movement "Europaische Eisenstrass"e (CEITA) Szemelvények a vaskohászat történetéből Magyar nyelvre fordítva: 1. A rézolvasztástól a kovácsolható vas technológiájáig A legelső Európában fellelhető vastárgy, ami ércből készült a bronzkorszak kezdetére tehető, amikor 1200 Co olvasztási hőmérsékletet tudtak elérni. (a vörösréz olvadáspontja 1085 Co) (1 kép) *(Lásd az Angol szövegnél / Picture, see in the English version) 1. kép: A buca-kemencékben elérhető hőmérséklet kézi fújtatókkal; olvadási pont intervallum a Cu-Sn és Fe-C függvényében [F: Sperl G., 1977] A rezet és a bronzot főleg öntötték, de ritkán lemezzé is kalapálták, ugyanúgy ahogyan az aranyat. Azonban a rézzel és a bronzzal ellentétben a vasat (olvadáspontja 1530 Co) nem lehetett megolvasztani

egyszerű fújtatós kemencékkel. A vasat izzítással, kalapálással munkálták meg Így a nyers fém, az érc miatt tartalmazott Ni, Cu, P, As-t, ami néha jelen volt a vaskorszak bucakemencéiben előállított vasban egészen a középkor végéig (1450). A legfontosabb ötvöző elem a szén C volt, ami bizonyos mértékben belekerült a vasba a kemencében való olvasztás során a körülmények függvényében (hőmérséklet, idő, foszfor tartalom, oxigénnyomás a kemencében [log PO2]; lehetséges még a vastárgy karbonizálása (dúsítása) is, ami használatos volt már a korai vaskorban (Hallstatt-kor i.e 800-400) Közép-Európában Izzítással, vízben vagy olajban való hűtéssel, és hőkezeléssel HV 200-ról HV 1000-re változtatható a vas mechanikai tulajdonsága (0,6% - 0,8% C). A vaskorszak, a vas helyben való gyártása későn jutott el Közép-Európába (2. kép), 1000 évvel azután, hogy az emberiség kapcsolatba került ezzel a fémmel, amit

sokoldalúsága miatt néha a fémek kaméleonjának is neveznek. *(Lásd az Angol szövegnél / Picture, see in the English version) 2. kép: A vaskohászat kezdete a régi világban (F: Sperl 1985) 2. A kemencék története: Az egylépcsős eljárástól (buca-technológiától) a kétlépcsős eljárásig: a korai öntött vas. A buca-kemencék alakja sokat változott a történelem során (3.kép): a földbeásott tűztértől (buca tűz, Rennfeur) a különféle méretű és formájú aknakemencén át, vízikerék meghajtású fújtatókkal működtetett nagyolvasztókig. (Közép-Európában 1250 óta használatosak) *(Lásd az Angol szövegnél / Picture, see in the English version) 3.kép: Az Alpokban használt kemencék típusai (F: Münichsdorfer 1873) 3,1: földbeásott tűztér 3,2: a római és középkorban használt buca-kemencék (Feistawiese típus, Erzberg) 3,3: az aknás-kemence (Stuckofen), belső méretek, magasság: 6’+6’= cca. 4 m, 1775-ig működött

Löllingben, Hüttenberg mellett *(Lásd az Angol szövegnél / Picture, see in the English version) 4.kép: nagyolvasztó és frissítő (iker tűzterű, Brescian típus, 18 század, Kendlbruck, Lungau) A Időszámítás után 1200 (Norberg, Svédország) és 1775 (Hüttenberg, Ausztria) között a vasgyártás új technológiája vált széles körben használatossá: a nagyolvasztó, ami nagymértékben dekarbonizált vasat állított elő (3-4% C) (4.kép), amit nem lehetett kovácsolni, de alkalmas volt arra, hogy öntvényt (LT 1200) készítsenek ebből a kemény, törékeny anyagból. Az ezt követő frissítési eljárás során (4.kép) a széntelenítés addig folyt, amíg a vas hajlíthatóvá vált (C 2% alatti, döntően kevesebb, mint 0,5%). A Wallon eljárást gyakran ábrázolták a 16 századi flamand festők (Valckenborg, Breughel stb.) romantikus felfogásban. Az Alpokban hasonló eljárást alkalmaztak, amit „Brescian” folyamatnak neveztek és 1450-ben

jelent meg Közép-Európában. A modern nagyolvasztók közvetlenül erre a technológiára vezethetők vissza, de a széntelenítés hathatósan megváltozott: 1800 körül a nyersvas C tartalmának csökkentésére kavaró-kemencés eljárást használtak, az így kikerülő vastömböt kalapálni kellett, hogy homogenizálják, és a salaktól megtisztítsák. A mikroszkopikus szerkezetben a salak jelen volt, a vasat hosszú „rudakba” kalapálták és a szén nem homogén eloszlása volt jellemző rá. *(Lásd az Angol szövegnél / Picture, see in the English version) 5.kép: Az acél gyártásban használt eljárások fejlődése a Közép-Európában 1780 után Ez a szerkezet nagyban megváltozott, amikor Henry Bessemer 1865-ben bevezette a folyékony-vas eljárást, azaz levegőt fújtattak a folyékony nyersvasba a konverter aljából, amit tűzálló téglával béleltek; a martin eljárás is ebben az időben kezdődött, újra használva a lángkemence rendszert, de

előmelegített gáz- és levegőbefúvással. 1952-53-ban használtak először oxigén befúvatásos eljárást Ausztriában (LD-Verfahren, L=Linz, D=Donawitz). A világ acéltermelésének 60%-a (500 millió tonna) manapság ezzel a technológiával történik, a többi hulladék-vasból olvasztással elektromos ívkemencékben zajlik. 3. Az európai vasgyártás kulturális vonatkozásai A Leoben melletti Vordernberg (Ausztria) címerében, amit III. Frigyes adományozott 1453-ban, a vaskészítésre 3 munkás utal: felül a zöld ruhás bányász az ércbányászatot, a baloldali vörös ruhás a kohómester, aki éppen kettéhasítja a vascipót, neki segédkezik a kohó tulajdonosa (vasgyáros), aki fehér, elegáns ruhát visel. Tehát ez az a három ember, aki a vasgyártás 3 területét jelképezi Általában a vasipari munkák nem sűrűn jelennek meg művészi alkotásokban (3), de a 16. századi flamand festők nagy érdeklődést mutattak ez iránt a különösen kemény

munka iránt. *(Lásd az Angol szövegnél / Picture, see in the English version) 6.kép: Vordernberg címere a 14 kohóval 1453-ban, a vasgyártás fontos folyamatait mutatja be: a bányászatot, kohászatot és kereskedelmet. A vaskultúra nyomai inkább az építészetben lelhetők fel. Mindenekelőtt a nagyolvasztók és gyártulajdonosok ill. kohómesterek házai maradványaiban találhatók meg A kohászati központok vallásossága jelenik meg a bányászok védőszentjeinek szobraiban: Szt. Borbála és Dániel, a bányászok védőszentje; Szt. Lőrinc, Flórián, és Eligius, a kohászok védőszentje A történelmi vasközpontok körül a 100 évvel ezelőttig használt jelentős vízi energia igény következtében a táj idilli képet mutat. Kis patakok, (szurdokok) szelik át a hegyeket, dombokat a gyárak környékén Emellett a vasgyártás helye, települései évszázadok óta egyben fontos kulturális tevékenységek központjai is