♫ – OFF TOPIC – Metalurgia 1


https://botanwang.com/sites/default/files/field/image/yuejig.jpg?itok=7s7cdi6p

W połowie wieku XX Chiny dokonują skoku z epoki kamienia i brązu w pierwszą połowę wieku XIX…
Źródło: https://everydaylifeinmaoistchina.org/2016/05/19/a-collection-backyard-steel-furnaces-in-liaoning-circa-1958-1959/
https://alphahistory.com/chineserevolution/mao-responsibility-great-leap-forward-1959/

Wynalazczość. Wstęp nr 1.

W roku 1968 amerykański pisarz SF i popularyzator nauki, Lyon Sprague de Camp (ur. 27 listopada 1907 w Nowym Jorku, zm. 6 listopada 2000 w Plano), wydał książkę „Ancient Engineers” („Wielcy i mali twórcy cywilizacji” – wydanie polskie 1970, tłumaczenie Bolesław Orłowski).

Pozwolę sobie zacytować fragment tego fascynującego dzieła, które od szkoły podstawowej mam na półce z najciekawszymi książkami.

Cytat: „Statystyki Urzędu Patentowego Stanów Zjednoczonych dają przybliżone pojęcie o procencie wynalazców wśród nowoczesnych Amerykanów. Urząd ten rejestruje rocznie około 40 tysięcy patentów. Można stąd wyliczyć, że 180-milionowa ludność Stanów Zjednoczonych dokonuje w połowie XX wieku mniej więcej jednego nadającego się do patentowania wynalazku rocznie na każde 4500 obywateli.

Przyjmijmy, teraz, że jakiś kataklizm wygubił wszystkich Amerykanów z wyjątkiem jednej 45-osobowej grupy. Gdyby gromadka ta rozwijała technikę w dotychczasowym tempie, dokonywałaby zaledwie jednego wynalazku na stulecie. Rozumowanie takie, oczywiście grubo uproszczone, wyjaśnia, dlaczego w małych społeczeństwach plemiennych niemożliwy był szybki rozwój wynalazczości.

Załóżmy teraz, że istnieją dwie 45-osobowe grupy Amerykanów. Jeżeli będą one odizolowane od siebie, każda dokona jednego wynalazku na stulecie – tempo postępu każdej z grup będzie więc takie samo jak poprzednio. Ich kultury zróżnicują się nieco, gdyż identyczne wynalazki w obu gromadach będą dokonywane rzadko, jedynie przez przypadek. Ale każda grupa będzie się mozolnie rozwijać w tym samym tempie, jednego wynalazku na stulecie.

Jeżeli jednak wspomniane dwie grupy zetkną się ze sobą i połączą swe siły, utworzona gromada dokonywać będzie zamiast jednego, dwóch wynalazków na stulecie. Innymi słowy, jej postęp techniczny będzie dwukrotnie szybszy.

Podsumowując można stwierdzić, że rozwój cywilizacji zależy od wynalazczości, a z kolei tempo rozwoju wynalazczości uwarunkowane jest dostateczną liczebnością społeczeństwa, możliwą jedynie w warunkach cywilizacji.”

I jeszcze: „Przywykliśmy uważać postęp ludzkości związany z wynalazczością za coś normalnego, a same wynalazki za zjawisko pozytywne. W przeciwieństwie do tego ludy pierwotne – utrzymujące się z trudem przy życiu i nie mogące sobie pozwolić na popieranie współplemieńców bezczynnie wymyślających nowe rzeczy – traktują wynalazców podejrzliwie i nieżyczliwie”.

https://pl.wikipedia.org/wiki/L.Sprague_de_Camp
https://en.wikipedia.org/wiki/L._Sprague_de_Camp
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5
%D0%9A%D0%B0%D0%BC%D0%BF,%D0%9B%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD%D0%A1%D0%BF%D1%80%D1%8D%D0%B3

Ze złotych myśli Pana Andrieja Stiepanienki.

https://www.scmp.com/sites/default/files/2014/09/24/1.jpg

Pozwolę sobie swoimi słowami wytłumaczyć Czytelnikowi najważniejszą istotę sprawy, dotyczącą przełomu technologicznego XIX wieku.

„Od dawna pojmowałem, że podstawą wzlotu cywilizacji jest opanowanie produkcji gazów. Teraz widoczne jest więcej zrozumiałych szczegółów.

Podstawą wszystkich przełomowych technologii jest kolumna destylacyjno-rektyfikacyjna, w której po podgrzaniu surowca otrzymywane są produkty o różnych gęstościach. Faber du Faur (Achilles Christian Wilhelm von Faber du Faur (* 2. Dezember 1786 in Stuttgart; † 22. März 1855)) jako pierwszy pozyskał gaz z pieca koksowniczego – w celu ogrzania surowca około 1837 roku. Ale w takim samym piecu podgrzano także piryt; w wyniku czego otrzymano gaz do produkcji kwasu siarkowego. Wiadomo, że w 1845 r. pojawiły się lutowane zbiorniki z ołowiu dla przemysłowo produkowanego kwasu siarkowego.

W takiej samej instalacji ogrzewano ropę naftową, otrzymując naftę oświetleniową a później inne frakcje ropy. Taka sama instalacja służyła do destylowania rumu i otrzymywania wódki.

Przeanalizowałem prawie dwa tysiące istotnych „zdarzeń technologicznych” i kolejny raz stwierdziłem, że nie jest istotne kiedy alchemicy zaczęli otrzymywać kwas azotowy; ważna jest tylko produkcja przemysłowa, gdy kwas jest wystarczająco tani, a zatem wkrótce pojawiają się jego pochodne produkty. Kwas azotowy daje piroksylinę, wybuchową rtęć, dynamit i nawóz, i to jest ważne, a nie próby alchemika Gebera. Nie jest istotne od kiedy zaczęli układać pierwsze żelazne zbrojenie w betonie, liczy się tylko masowe użycie zbrojenia, co zależy od istnienia walcowni. Z całej masy wydarzeń datowanych należy wybrać tylko te znaczące, które doprowadziły do społecznie istotnych następstw. Ignorujemy sam wynalazek, patrzymy na jego powszechne zastosowanie.”

Dodam od siebie, przedłużając i parafrazując myśli Pana Stiepanienki, że sam pomysł, prototyp, czy laboratoryjnie sprawdzony proces, nie jest postępem cywilizacyjno-społecznym, lecz ewentualnym postępem naukowo-laboratoryjnym.

Postęp cywilizacyjny jest efektem wdrożenia wielkoskalowej produkcji danego produktu. To tworzy geometryczny postęp – bo na przykład masowo dostępny i tani papier, kwas siarkowy, czy stal – dają możliwość zastosowania tych produktów w kolejnych wynalazkach i masowych zastosowaniach.

Ale w tym wszystkim niezwykle ważne są finanse. Droga od pomysłu do przemysłu jest zwykle bardzo daleka. Skraca ją i przyśpiesza zainwestowany w wynalazek duży kapitał. Ale żaden kapitalista nie zainwestuje w najlepszy pomysł techniczny, jeżeli nie będzie zapewniony zwrot poniesionych kosztów, czyli dopóki nie zostanie stworzony rynek zbytu.

Mówiąc obrazowo, w cytowanych pamiętnikach Słomki mamy informacje o tym, że końcem XIX wieku na polskiej wsi nie było ani kawałka żelaza. Wybudowanie fabryki przysłowiowych kos, czy sprowadzanie dużych ilości kos i sierpów z zagranicy, niewiele by dało. Nikogo nie było by na to stać. By zainwestować w sprowadzenie kos lub w wybudowanie ich fabryki w Polsce, należało stworzyć mechanizm finansowania zakupu tych kos przez rolników.

Wydaje się że tak naprawdę celem XIX-wiecznego skoku przemysłowego było zwiększenie wydajności rolnictwa w skali planetarnej.

Do tego był potrzebny mechanizm inwestowania zysków z mającego nastąpić w przyszłości wzrostu wydajności rolnictwa (która powinna wyniknąć z dostawy odpowiednich maszyn i nawozów sztucznych), w już teraz budowany przemysł.

Stąd pojawił się kredyt pod zastaw likwidowanych a dotychczas istniejących struktur opartych na „rodowo-komunistycznym” systemie wspólnego posiadania, na rzecz wykupywania dotychczas użytkowanej ziemi na wieloletni kredyt bankowy.

https://chispa1707.livejournal.com/3132629.html
https://chispa1707.livejournal.com/3132401.html
https://chispa1707.livejournal.com/3131481.html
https://chispa1707.livejournal.com/3131375.html

Wstęp nr 2.


Spust surówki w wielkiego pieca. Tapping of a blast furnace in Wushan, Gansu, 1958
Źródło: https://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/iss/kap_a/advanced/aa_2_2.html

Niniejsze opracowanie jest próbą popularno-naukowego opisu fragmentu rozwoju przemysłu XIX wieku. Ze szczególnym uwzględnieniem metalurgii.

Jako że jestem z wykształcenia elektrykiem i automatykiem, byłem zmuszony przypomnieć sobie informacje ze szkół i studiów. Z tej racji moja opowieść będzie opisem mojego zrozumienia metalurgii, człowieka który nie miał styczności z jej praktykowaniem w przemyśle i nauczaniem się teorii w szkole.

Z góry zakładam, że w opracowaniu mogą pojawić się błędy merytoryczne, za które z góry przepraszam i proszę „fachowców” o ich poprawienie w ewentualnych komentarzach.

Z tej racji, że żyjemy w „epoce stali” i nikt z Czytelników pewnie nie zetknął się nigdy w życiu z żelazem, spróbuję poniżej rozwiać kilka mitów, przekazać trochę informacji na temat rozwoju metalurgii i o dochodzeniu do masowej produkcji stali, która jest stopem o diametralnie innych własnościach niż żelazo.

W metalurgii najważniejsze są trzy czynniki: jakość (czystość) rudy metalu lub dodawanych w czasie procesu składników, temperatura topnienia produktu lub jego składników oraz osiągana temperatura – zależna od paliwa.

Zgadzam się ze zdaniem jednego z Komentatorów, że „stal to stop o konkretnych właściwościach fizycznych, a nie tylko stop żelaza z węglem.”

Nie mniej jednak, w opracowaniu „popularnonaukowym” musimy dokonać pewnych uproszczeń, ze szkodą dla nauki, z pożytkiem dla jasności myśli…

Kilka nudnych informacji o żelazie i stali.


Puddling steel around 1958. „Operation of a traditional type of fining hearth in Shanxi”
Source: Alley, Rewi 1961b „Together they learnt how to make iron and steel. Some early types of furnaces used in 1958-9, in China”. Collection of the Needham Research Institute, Cambridge.

Wikipedia:

Żelazo jest czwartym najbardziej powszechnym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej. Czyste żelazo jest lśniącym, srebrzystym, dość twardym i stosunkowo trudnotopliwym metalem, który ulega pasywacji. Domieszka krzemu bądź węgla, związana z procesem otrzymywania metalu z rud żelaza, zwiększa głębokość i szybkość korozji.

Powierzchnia czystego żelaza jest lśniąca i srebrzystobiała, lecz utlenia się na wolnym powietrzu, tworząc uwodnione tlenki żelaza, potocznie nazywane rdzą. W przeciwieństwie do metali tworzących na swojej powierzchni powłokę pasywną, tlenki żelaza zajmują większą objętość niż metal, w wyniku czego łuszczą się, odsłaniając kolejne dla czynników korozyjnych warstwy nieskorodowanej jeszcze powierzchni.

Temperatura topnienia: 1538 °C

Twardość w skali Mohsa = 4

Najważniejsza informacja jest taka, że czyste żelazo jest kruche! Jak go wyżarzymy staje się mniej kruche, ale wtedy staje się plastyczne i miękkie!

Jak to przystępnie opisać, w momencie gdy mamy kilka systemów pomiaru twardości materiałów? Mamy trochę „nieprzystające do siebie” skale twardości Mohsa, Vickersa (HV) i Brinella (HB).

Spróbujmy ująć to tak.

Niemiecka Wikipedia podaje twardość żelaza = 4 „Mohsy” (w skali Mohsa). Co to oznacza? Jak to sobie wyobrazić?

Skala Mohsa jest opisowa. Wikipedia: „Skala twardości Mohsa − dziesięciostopniowa skala twardości minerałów charakteryzująca odporność na zarysowania materiałów twardszych przez materiały bardziej miękkie. Została stworzona w 1812 roku przez niemieckiego mineraloga Friedricha Mohsa. Twardość poszczególnych minerałów nie jest ułożona proporcjonalnie i liniowo, lecz ma charakter porównawczy. Minerały są ustawione od najbardziej miękkiego do najtwardszego. Każdy minerał może zarysować minerał poprzedzający go na skali (bardziej miękki) i może zostać zarysowany przez następujący w skali po nim (twardszy). Jest to jedynie skala orientacyjna, a klasyfikacja polega na tym, że jeżeli badany minerał będzie w stanie zarysować powierzchnię minerału wzorcowego, będzie zaklasyfikowany z jego twardością.”

Talk – „1” = 2,4 w skali Vickersa (HV)

Cyna oraz ołów mają „1,5” w skali Mohsa.

Gips (CaSO4·2H2O) lub halit (NaCl czyli kryształ soli) ma „2” = minerał daje się zarysować paznokciem (= 34 – 36 stopni twardości Vickersa HV)

„2,5” – cynk

„3” ma kalcyt (CaCO3) oraz miedź– daje się zarysować z łatwością miedzianym drutem, (= 109 stopni twardości Vickersa HV = 105 HB).

„4” ma fluoryt (CaF2) oraz żelazo – daje się zarysować z łatwością ostrzem noża stalowego, (= 189 stopni twardości Vickersa HV = 181 HB)

„5” ma apatyt (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-) – minerał daje się zarysować z trudem ostrzem noża stalowego, (= 536 stopni twardości Vickersa HV = około 510 HB)

„6” ortoklaz (KAlSi3O8) – minerał daje się zarysować stalą narzędziową (np. pilnikiem), (= 795 stopni twardości Vickersa HV, brak skali HB)

W innym miejscu święta Wikipedia twierdzi, że czyste żelazo jest jeszcze bardziej miękkie niż w powyższym przeliczeniu: „Żelazo czyste ma twardość 40 -80 HB (Skala Brinella) = do 85 HV.” Czyli że jest bardziej miękkie niż miedź! Która według różnych mutacji Wikipedii ma twardość raz 35 HB a raz 105 HB.

Czy z materiału o twardości miedzi można zrobić nóż, sierp, kosę, nożyczki, gwóźdź czy brzytwę? Można, ale będzie to narzędzie „krótko działające”.

Potrzebujemy materiału o większej twardości! Czyli stopu żelaza z węglem.

Stal niskowęglowa („przerobione żelazo” = wrought iron – mniej niż 0,08% węgla)) – 30 – 80 w skali Vickersa (HV) = do 76 HB. Z takiej stali zbudowano Wieżę Eiffla.

Powszechnie używana stal węglowa niestopowa (mild steel – 0.05–0.25% węgla) ma twardość 120 HB (125 HV)

Dla porównania: typowy brąz cynowy ma twardość około 200 HB (= 210 HV) a ogólnie „brązy” mają twardość od poniżej 74 do 245 HB = 60 – 258 skali Vickersa (HV)

Mosiądz krzemowy (odlewniczy) – twardość powyżej 160 w skali Brinella (HB) = powyżej 170 HV

Dobierając odpowiednie składniki brązu, można uzyskać materiał nadający się nie tylko na sierp, nóż, brzytwę, ale i na kosę! Ale dziwnym trafem nie znajdujemy masowo produkowanych brązowych noży, nożyczek, brzytew i sierpów. Spotyka się po muzeach pojedyncze egzemplarza. Nie słyszałem by z brązu produkowano kosy!

Proszę też zauważyć, że różne gatunki brązu produkowano „świadomie”, dobierając odpowiednie proporcje składników (miedź, cyna, ołów, cynk). W przypadku „dymarkowej” produkcji żelaza, produkt końcowy był efektem czystego przypadku i zależał od rodzaju i składu rudy żelaza oraz od przypadkowo uzyskanej w dymarce temperatury.

.https://issuu.com/surfmix/docs/por_wnanie_skali_twardo_ci_i_wytrzyma_o_ci_wg_skal

 

Przypomnienie informacji zamieszczanych uprzednio.

https://kodluch.files.wordpress.com/2019/04/39732-1493064338716.jpg

Budowa wielkich pieców. Źródło: http://www.reflectinghistory.com/podcast-1/2017/4/24/episode-15-the-great-leap-forward-digging-chinas-grave

Rekonstrukcja dymarki – festyn archeologiczny w Biskupinie, Polska


Dymarka w Bruśku, powiat lubliniecki

https://pl.wikipedia.org/wiki/Dymarka
https://pl.wikipedia.org/wiki/Mazowieckie_Centrum_Metalurgiczne
https://pl.wikipedia.org/wiki/R%C3%B3wnina_%C5%81owicko-B%C5%82o%C5%84ska
https://pl.wikipedia.org/wiki/Muzeum_Staro%C5%BCytnego_Hutnictwa_Mazowieckiego_w_Pruszkowie
.http://mshm.pl/muzeum/

Przez ponad 3 tysiące lat ludzkość produkowała żelazo topiąc rudę żelaza w małych piecach dymarkowych. Uzyskiwano jednorazowo od 1 kg żelaza w czasach „rzymskich”, poprzez 15 kg w „średniowieczu”, do około 150 kg na początku XIX wieku.





Źródło: https://mech.pg.edu.pl/documents/174709/18148043/Materia%C5%82y-a-post%C4%99p-cywilizacji-_laboratorium.pdf

Żelazo „dymarkowe” jest gąbczastą bryłą zmieszanego czystego żelaza z zanieczyszczeniami, czyli żużlem oraz resztkami węgla drzewnego. Jakimś cudem udawało się przez prawie 3 tysiące lat uzyskiwać niewielkie ilości takiej mieszaniny za pomocą niskokalorycznego węgla drzewnego. I dziwnym trafem, przez 3 tysiące lat nikt nie wpadł na pomysł by zamienić węgiel drzewny węglem kamiennym. Nie wspominając o tym, że uparcie stosowano do nadmuchu miechy kowalskie, zamiast „wydłubać sobie z drewna” wentylatory odśrodkowe, jak to robili Chińczycy podczas Wielkiego Skoku.

By „żelazo dymarkowe” nadawało się do jakiegoś zastosowania, należało gąbczastą, zanieczyszczoną i kruchą bryłę oczyścić, czyli „odświeżyć”. Taki proces nazywamy „fryszowaniem” a zakład który produkujący takie żelazo „fryszernią”.

Mamy w tej materii dwie trochę sprzeczne informacje. Z „Wycieczki po Polsce roku 1847” wynika, że „fryszowanie” było procesem zwyczajnego skuwania rozpalonej do czerwoności bryły metalu „dymarkowego”.

Cytat: „Tamtejsza fryszerka posiada jeden młot i jedno ognisko. Ognisko typowe, w kształcie pieca kowalskiego, tyle że w środku posiadało dół wyłożony taflami żelaznymi. Dzięki silnemu nadmuchowi, topi się gęsi wraz z węglem. Następnie kuje się młotem ważącym 5 centarów, dzięki czemu pozbywa się zanieczyszczeń. Takie rozgrzewanie i kucie następuje wielokrotnie. Otrzymuje się sztaby żelaza znane nam powszechnie z handlu. Siedem centarów surówki daje zwykle 5 centarów żelaza sztabowego.”

https://kodluch.wordpress.com/2019/04/15/%e2%99%ab-off-topic-wycieczka-po-polsce/
https://kodluch.wordpress.com/2019/04/18/%e2%99%ab-off-topic-wycieczka-po-polsce-podsumowanie/

Z informacji Wikipedii oraz oficjalnych opisów historii metalurgii, wynika, że „Fryszerka lub fryszernia – funkcjonujący od XVII do XIX w. zakład metalurgiczny (lub piec), w którym surówka wielkopiecowa przerabiana była na stal. Nazwa ta zwykle obejmowała zabudowanie, w którym znajdowało się jedno lub kilka ognisk fryszerskich, miechy oraz młoty napędzane kołami wodnymi.

Proces fryszerski polegał na świeżeniu surówki, czyli oczyszczaniu jej z domieszek poprzez ich utlenianie. W ognisku fryszerskim następowało utlenienie zawartego w surówce węgla, krzemu oraz manganu.

Pierwsze fryszerki z wyglądu przypominały dymarki. W późniejszym okresie miały kształt skrzyni, która wyłożona była płytami z lanego żelaza (żeliwa). Po bokach umieszczone były dysze, którymi doprowadzano powietrze. Jako paliwo używany był wyłącznie węgiel drzewny, którym częściowo napełniano skrzynię przed rozpoczęciem procesu. Po rozpaleniu ognia, do skrzyni dostarczano powietrze. Proces trwał około 2 godzin. Wydajność jednej fryszerki wynosiła zwykle ok. 500 kg żelaza zgrzewnego na dobę.

Znane od XIV wieku. Na terenie Polski pierwsze fryszernie powstawały w XVII wieku na Śląsku, w Zagłębiu Staropolskim oraz Zagłębiu Dąbrowskim. Po 1828 roku fryszowanie było na terenie Polski wypierane przez pudlingowanie, a zanikło pod koniec XIX wieku.

Jak widać, opis procesu wydaje się być podobny. Czyszczenie wstępne „bryły dymarkowej” przez jej wypalenie (rozgrzanie) w ogniu, a następnie proces wielokrotnego skuwania. Diabeł tkwi w szczegółach. Pierwszy szczegół to używanie do tego procesu jedynie węgla drzewnego, a drugi istotny element to ten, że proces odbywał się albo w metalowej „skrzyni” z „lanego żelaza” – czyli żeliwa, albo w piecu kowalskim wyłożonym „taflami żelaznymi”. Wynika stąd, że w tym procesie wypalania zanieczyszczeń nie osiągano temperatur wyższych niż temperatura topnienia żeliwa = 1150 °C

https://pl.wikipedia.org/wiki/Fryszerka
https://de.wikipedia.org/wiki/Frischen
https://pl.wikipedia.org/wiki/Pudlingarnia
https://de.wikipedia.org/wiki/Puddelverfahren

Niemiecka Wikipedia pisze jasno, że podstawowy proces fryszerski polegał na wypaleniu niepożądanych składników (fosfor i siarka) oraz zanieczyszczeń (resztek węgla drzewnego) w pozostającej w formie stałej bryły „żelaza gąbczastego”.

Taki produkt znów czyścimy mechanicznie przez wielokrotne rozgrzewanie i skuwanie.

Co ciekawe, próby „gotowania” przez podnoszenie temperatury powoduje roztopienie się wsadu, ale po tym rozpoczyna się tworzenie stopu żelaza z węglem, co chwilowo podnosi temperaturę topnienia i produkt przyjmuje postać ciasta. Powstaje „pig iron” o ostatecznej temperaturze topnienia około 1400 °C – i o zawartości węgla aż 3.8–4.7%.

Otrzymujemy stop żelaza z dużą ilością węgla. Taki stop zwiemy „żeliwem”. Nie nadaje się do kucia, bo jest kruchy. Owszem, materiał jest wytrzymały i daje się doskonale odlewać. By otrzymać stal, należało znaleźć sposób na „wygotowanie” produktu w wysokiej temperaturze, tak by obniżyć ilość węgla w stopie.

Jednak wytwarzane metodą „chałupniczo-laboratoryjną” żelazo dymarkowe, po wielokrotnym skuciu w procesie fryszowania już było dobrym materiałem. Wymyślono sposób na poprawienie jego własności przez proces „nawęglania powierzchniowego”.

https://pl.wikipedia.org/wiki/Naw%C4%99glanie

Cytat: „Nawęglanie – zabieg cieplny polegający na dyfuzyjnym nasyceniu węglem warstwy powierzchniowej obrabianego materiału. Nawęglaniu poddaje się stale niskowęglowe (do 0,25% zawartości węgla), by zmodyfikować własności warstwy wierzchniej materiału w dalszych fazach obróbki np. zwiększyć jej twardość, a co za tym idzie odporność na zużycie ścierne, przy równoczesnym pozostawieniu miękkiego, elastycznego rdzenia stali niskowęglowej. Zawartość węgla w strefie nawęglania wzrasta do 1–1,3%, a głębokość nawęglania wynosi najczęściej 0,5 do 2 mm.”

Tym sposobem można było uzyskać nóż czy nawet miecz z utwardzoną powierzchnią i miękkim środkiem. Ale nadal mamy produkcję „amatorską” i małoskalową.

By uzyskać większe, przemysłowe ilości stopów żelaza i węgla („stale” i „żeliwa”), należało wymyślić nowe urządzenia i technologie.

W roku 1784 Henry Cort pierwszy zastosował w procesie wytwarzania żelaza węgiel kamienny, dzięki czemu można było uruchomić proces „pudlingowy”. Jak wyżej opisałem, próby stopienia wielu małych fragmentów „żelaza gąbczastego” (dymarkowego), w jeden „kawał metalu”, w piecu w którym metal był zmieszany w węglem drzewnym, prowadziło do wytopienia jednej bryły metalu o dużej zawartości węgla. Zastosowanie węgla kamiennego na Śląsku (odkrytego w roku 1790 przez Salomona Isaaca), miało miejsce po raz pierwszy w hutach Gliwic (1796) i w Królewskiej Hucie (1802).

Wkrótce wymyślono piec pudlingowy, w którym palono węgiel znajdujący się (obrazowo mówiąc) w jednej części instalacji pieca, zaś kawały zanieczyszczonego (gąbczastego) żelaza lub kawałków już kuciem oczyszczonego żelaza, znajdowały się obok, bez możliwości fizycznego kontaktu z węglem. Bryłki żelaza pudlingowego stapiały się ze sobą nie reagując z węglem.

Pomysł okazał się tak dobry, że zaistniała potrzeba zrezygnowania z małych glinianych dymarek na rzecz „wielkich pieców”, czyli dużych, murowanych pieców dymarkowych.

Dodam cytat z niemieckiej Wikipedii: „Gemäß der seit Beginn des 20. Jahrhunderts üblichen Einteilung von Eisen in kohlenstoffreiches, nicht plastisch umformbares, also nicht schmiedbares, Gusseisen und kohlenstoffarmen, umformbaren, schmiedbaren Stahl, wird Schmiedeeisen seitdem unter dem Begriff Stahl eingeordnet. Es ist aber aufgrund einer geringfügig anderen Legierung und insbesondere aufgrund der in ihm enthaltenen Schlackereste nicht identisch mit modernem Stahl.

Früher bezeichnete Stahl nur eine kleine Gruppe von Spezialprodukten mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,4 % bis 1,2 %, die schmied- und schweißbar und vor allem härtbar waren. Alle anderen Produkte aus gefrischtem Roheisen wurden als schmiedbares Eisen, Schmiedeeisen oder Frischeisen bezeichnet. Als sich das Bessemer-Verfahren verbreitete, mit dem Flussstahl oder Flusseisen erzeugt wurde, bezeichnete man schmiedbares Eisen als Schweißeisen und die daraus erzeugten Stähle als Schweißstahl.”

I tu spotykamy kolejny problem technologiczny, który pomija historia techniki i technologii. By zbudować „piec pudlingowy”, lub „wielki piec”, czyli powiększoną dymarkę, należało je zbudować ze specjalnej, ogniotrwałej cegły.

„Wielki Piec” = „Wielka Dymarka budowana z cegły ogniotrwałej”.

Czyli wracamy do „paradoksu tygla”. Ponad 6 tysięcy lat produkcji brązu i szkła, bez materiału na tygiel…

Zwykłą cegłę wypala się w temperaturze 900 ° C. Cegły klinkierowe z „gliny niebieskiej” w temperaturze 1200 ° C . Cegły „hutnicze” wykonywano ze specjalnego materiału – „szamotu” – i wypalano w temperaturze 1000 ° C . Rosyjska Wikipedia pisze że „Шамот получают путём обжига при температуре 1300—1500 °C в печах, обычно вращающихся или шахтных.”

Słowo „szamot” (Scharmotte, sciarmotti, scarmotti) powstało podobno w XVIII wieku na terenie Turyngii przez przybyłych tam pracowników fabryk porcelany, a oznaczało „połamane kawałki” („Schärm“, „Scharm“, „Scherben“). Temperatura w której tego typu cegły ulegają zniszczeniu wynosi 1780 ° C. Polska Wikipedia: Zwykle wytworzone materiały wytrzymują temperaturą do 1650°C, przy wysokiej odporności do 1775°C.

Jak pisze Wikipedia, tego typu gliny szamotowe (grog, firesand, chamotte), były wykorzystywane na przełomie XVIII i XIX wieku do masowej produkcji „antycznych” rzeźb. Wypalane były przez kilka dni w temperaturze wyższej niż 1100 ° C, co tworzyło tak zwany „sztuczny kamień”. W latach 40-stych XIX wieku „sztuczny kamień” został zastąpiony przez cement portlandzki.

W opisie „Wycieczki po Polsce” mamy taki opis: „Miasteczko Iłża nad rzeczką i jeziorem sporym o tej samej nazwie, słynie z fabryk fajansu i cegły ogniotrwałej.

Produkcję fajansu zaczyna się od wydobycia specjalnej glinki, która na ogół jest zmieszana z białymi krzemieniami. Glinkę miele się w specjalnym młynie, przesiewa, zalewa wodą i zostawia w specjalnej kadzi. Piasek zostaje na dnie a zawiesinę zlewa się do kolejnej kadzi, gdzie ponownie osadza się piasek. Zawiesinę miesza się następnie z mielonym i przesianym białym krzemieniem i gotuje do zagęstnienia. Powstałą masę albo kształtuje się na kołach garncarskich albo nakłada na gipsowe, wypukłe formy. Po podeschnięciu, następuje wypalanie w piecu glinianym, dobrze rozgrzanym. Po wypaleniu nakłada się warstwę polewy, i ponownie wypala by uzyskać na naczyniach warstwę szkliwa.

Z potłuczonych i zmielonych resztek wyrobów fajansowych wyrabia się cegłę ogniotrwałą.”

Jak widać, technologia pewnie „z Turyngii”. Niemiecka Wikipedia pisze że „Ferdinand Didier, założyciel Didier-Werke, był jednym z pierwszych przedsiębiorców w Niemczech produkujących szamot. Posiadał cegielnię i piec wapienny w Podjuchach pod Szczecinem.
W 1849 r. odkryto tam złoża naturalnie występującego żwiru i piasku kwarcowego, które wykorzystywał do produkcji materiałów ogniotrwałych, tzw. szamotu.

Ceramika z Iłży „znana była od XV wieku” – jak pisze Wikipedia. Ale „słynna fabryka fajansu” powstała dopiero po roku 1823. „W 1823 roku w Iłży osiedlił się Żyd z Anglii, Lewi Selig Sunderland, który założył tu słynną fabrykę fajansu. Oraz: Anglik pochodzenia żydowskiego. Syn Lewiego Sunderlanda. Po przyjeździe do Polski, zamieszkał w Warszawie. Zajmował się sprzedażą wyrobów ceramicznych, szkła i wyrobów z żelaza. Do Iłży przybył 25 września 1825 roku. W Iłży założył fabrykę fajansu. Zmarł w wieku 98 lat. Brat Seliga i jego najbliższy współpracownik Aleksander (1779-1878), dożył wieku 99 lat.”

Fajans – temperatura wypalania powyżej 1000 °C. W innych miejscach Wikipedia twierdzi, że do wypalenia trzeba osiągnąć temperaturę 1200 °C. Jak pisze Wikipedia, „fajans znano od zawsze”, ale renesans wyrobów fajansowych nastąpił po Wystawie Światowej w Londynie (1851). A pod koniec XIX wieku, ponownie pojawiła się moda na wyroby fajansowe – bo William de Morgan „ponownie odkrył starodawne technologie”.

Temperatura wypalania porcelany to 1200 – 1400 °C ( wyroby szkliwione 1280-1460 °C ). Rosyjska Wikipedia: „Для получения необходимой просвечиваемости и плотности он требует более высокой температуры обжига (от 1400 °C до 1460 °C).”. Pierwsze próby z wypaleniem porcelany – 1709. „Dopiero pod koniec lat 20. stała się bardziej dostępna, ale i tak przez dłuższy czas porcelana ta była rozdawana, a nie sprzedawana.

Drugim ośrodkiem europejskiej produkcji porcelany była Wielka Brytania, gdzie w 1745 roku opracowano recepturę tzw. porcelany kostnej.” Zakłady Porcelany w Ćmielowie powstały w roku 1790.

Wikipedia: „W 1797 r. Ćmielów został własnością kanclerza Jacka Małachowskiego, który w 1804 r. rozpoczął produkcję fajansu. Przełomowym etapem w rozbudowie zakładu była działalność Gabriela Weissa. W 1838 r. rozpoczął on produkcję porcelany. W latach 70. XIX w. niektóre fajanse cienkościenne imitowały modną majolikę. Pod koniec tego dziesięciolecia, w 1887 r., dziedzicznymi właścicielami zakładu zostają Druccy-Lubeccy i następuje nowy okres rozkwitu Ćmielowa.”

Miasto Koło: „Wyraźny rozwój gospodarczy nastąpił w XIX wieku, kiedy powstał kalisko-mazowiecki okręg przemysłowy. W latach 1832–1833 w Kole znajdowały się 22 przędzalnie i 43 warsztaty tkackie. W 1842 Józef Freudenreich założył pierwszą fabrykę fajansu i majoliki, w 1876 w mieście działały już cztery fabryki ceramiczne.”

Włocławek (niemiecka Wikipedia): „Ważnym ośrodkiem /produkcji fajansu/ w Europie Środkowej i Wschodniej była Polska. Do najbardziej znanych firm należała fabryka we Włocławku (niemiecki: Leslau). Pierwsza fabryka została uruchomiona tutaj w 1873 roku. Ich założycielami byli Zygmunt Kuhlfeld, Dawid Czamański, Izydor Szrejer i Bernard Boas.”

https://pl.wikipedia.org/wiki/Szamot
https://de.wikipedia.org/wiki/Schamotte
https://pl.wikipedia.org/wiki/Glinka_ogniotrwa%C5%82a
https://en.wikipedia.org/wiki/Grog_(clay)
https://en.wikipedia.org/wiki/Coade_stone
https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_clay
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D1%82
https://pl.wikipedia.org/wiki/I%C5%82%C5%BCa
https://pl.wikipedia.org/wiki/Lewi_Selig_Sunderland
https://pl.wikipedia.org/wiki/Fajans
https://en.wikipedia.org/wiki/Faience
https://en.wikipedia.org/wiki/Staffordshire_Potteries
https://en.wikipedia.org/wiki/Creamware
https://en.wikipedia.org/wiki/Porcelain
https://pl.wikipedia.org/wiki/Porcelana
https://pl.wikipedia.org/wiki/Zak%C5%82ady_Porcelany_%E2%80%9E%C4%86miel%C3%B3w%E2%80%9D
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D1%80%D1%84%D0%BE%D1%80
https://pl.wikipedia.org/wiki/Ko%C5%82o_(miasto)
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D1%8F%D0%BD%D1%81
https://de.wikipedia.org/wiki/Fayence

 

Podsumowanie tej części.


Wielki piec. Źródło: https://www.agefotostock.com/age/en/Stock-Images/Rights-Managed/GBP-CPA0015225

Do początku XIX wieku, przez jakieś 3 tysiące lat produkowano „laboratoryjne ilości” żelaza w dymarkach z pomocą węgla drzewnego. Dla przypomnienia, węgiel drzewny umożliwia uzyskanie temperatur rzędu 1100 ºC (z nadmuchem).. Współczesne brykiety węgla drzewnego, dzięki dodatkowemu nadmuchowi, pozwalają na osiąganie temperatur około 1260 ºC. To są dane naukowe i „wikipedialne”.

Z otrzymanego w dymarce jakimś tajemniczym sposobem kawałka bryłki zawierającej żelazo, można było odkuć – powiedzmy miękką podkowę. Można było tę podkowę utwardzić metodą nawęglania. Ale jednostkowa produkcja takich podków musiała być tak droga, że lepiej i taniej było przybić do kopyt złote podkowy za pomocą gwoździ z brązu.

Z takich „kawałków żelaza” nie można było „odkuć” podstawowego narzędzia kowala, czyli kowadła! Takie kowadło trzeba odlać. A jak pisze Wikipedia, odlewano je z miękkiego żeliwa.

Z tych wszystkich informacji wynika, że dla przemysłowej produkcji żelaza a potem żeliwa, był wpierw potrzebny węgiel. Bo należało osiągnąć „temperaturę fajansu i porcelany”, czyli około 1450 ºC. A takie temperatury daje dopiero węgiel antracytowy i koks. Przypomnę, że antracyt został zastosowany po raz pierwszy hutnictwie dopiero w roku 1837 przez George Crane w hucie Ynyscedwyn Ironworks w południowej Walii. Dlatego też po tym roku zaczynają powstawać zakłady produkujące fajans i porcelanę. A z przemiału porcelanowego wytwarzano cegły ognioodporne, z których można było wybudować „wielkie piece”, czyli duże dymarki, dające jednorazowe wytopy 250 – 500 kg żelaza. To żelazo albo przetapiano w odlewy żeliwne (temperatura topnienia 1150 – 1200 °C ), albo produkowano „stal pudlingową” w specjalnie zbudowanych piecach.

Proces pudlingu opracował Henry Cort w 1783-4, ale jak pisze Wikipedia, rozpowszechnił się się on dopiero po roku 1800. Najwyraźniej trzeba było poczekać 16-17 lat na to by zacząć wdrażać pomysł Cort’a. Trzeba było zamienić węgiel drzewny na kamienny i poeksperymentować nad wypaleniem cegły ogniotrwałej…

Proces pudlingu zrewolucjonizowali Samuel Baldwin Rogers oraz Joseph Hall w latach 1834 – 1838. Czyli że zaczęto eksperymentować z antracytem i produkować cegłę ogniotrwałą.

Na Śląsku pierwsze piece pudlingowe budował Johann Friedrich Julian Reil (ur. 20 kwietnia 1792 w Halle (Saale), zm. 31 sierpnia 1858 w Choruli) – huta w Paruszowicach 1844 – 1846.

Przypomnę, że w roku 1847 węgiel z kopalni Ksawery zużywają pobliskie huty żelaza i cynku. Węgiel z tej kopalni jest dodatkowo wypalany, czyli koksowany, by „wypalić siarkę i części smoliste”. I jak pisze autor sprawozdania, liczy się na wysyłkę węgla i koksu z Dąbrowy Górniczej (Zagłębia) na Śląsk po wybudowaniu linii kolejowej.

„Taki przepalony węgiel nie skleja się w piecach i daje bardzo mocny żar.”

O wydajności węgla koksowanego niech świadczy to, że opalany nim wielki piec daje żelazo już po 12 godzinach. A taki sam piec opalany zwyczajnym węglem drzewnym potrzebuje 24 godzin na uzyskanie żelaza.

Koksowanie odbywa się w kopcach pod gołym niebem, tak jak to się czyni przy uzyskiwaniu węgla drzewnego. Z tym, że kopce te są niższe i o większej podstawie w porównaniu z tradycyjnymi mielerzami.

Zgadzam się z Wikipedią, że od tego momentu (lata 1834 – 1838), można było zacząć budować przemysłowe instalacje pudlingowe, pozwalające na masowe i tanie wytwarzanie żelaza pudlingowego.

Cytat na zakończenie: „Ninety years after Cort’s invention, an American labor newspaper recalled the advantages of his system:

„When iron is simply melted and run into any mold, its texture is granular, and it is so brittle as to be quite unreliable for any use requiring much tensile strength. The process of puddling consisted in stirring the molten iron run out in a puddle, and had the effect of so changing its anotomic arrangement as to render the process of rolling more efficacious.”

Oraz: „Hall subsequently became a partner in establishing the Bloomfield Iron Works at Tipton in 1830, the firm becoming Bradley, Barrows and Hall from 1834. This is the version of the process most commonly used in the mid to late 19th century. Wet puddling had the advantage that it was much more efficient than dry puddling (or any earlier process). The best yield of iron achievable from dry puddling is a ton of iron from 1.3 tons of pig iron (a yield of 77%), but the yield from wet puddling was nearly 100%.

The production of mild steel in the puddling furnace was achieved circa 1850 in Westphalia, Germany and was patented in Great Britain on behalf of Lohage, Bremme and Lehrkind. It worked only with pig iron made from certain kinds of ore. The cast iron had to be melted quickly and the slag to be rich in manganese. When the metal came to nature, it had to be removed quickly and shingled before further carburisation occurred. The process was taken up at the Low Moor Ironworks at Bradford in Yorkshire (England) in 1851 and in the Loire valley in France in 1855. It was widely used.

The puddling process began to be displaced with the introduction of the Bessemer process, which produced steel. This could be converted into wrought iron using the Aston process for a fraction of the cost and time. For comparison, an average size charge for a puddling furnace was 800–900 lb (360–410 kg) while a Bessemer converter charge was 15 short tons (13,600 kg). The puddling process could not be scaled up, being limited by the amount that the puddler could handle. It could only be expanded by building more furnaces.”

Dodam, dla porządku informacje z Wikipedii ( https://pl.wikipedia.org/wiki/1796 )

.30 lipca 1796 – w Łażanach na Dolnym Śląsku otwarto pierwszy w Europie most żelazny.
.10 listopada 1796 – John Baildon uruchomił w hucie w Gliwicach pierwszy na kontynencie europejskim wielki piec pracujący na koksie. Oficjalnie pierwszy wielki piec w Królewskiej Hucie ( Chorzów – Königshütte – Králova Hut ) został uruchomiony w roku 1802.

Daty te wydają się nielogiczne. Możliwe, że tak jak w przypadku Kopca Kościuszki, mamy do czynienia z innym systemem datowania. Bo jeżeli dodamy 52 lata jak w przypadku Kopca Kościuszki, uzyskujemy rok 1848, co wydaje się bardzo prawdopodobne. I wtedy można odlać elementy żeliwnego mostu z wielkiego pieca opalanego antracytem by później uruchomić wielki piec opalany koksem. Więc pewnie rację ma amerykańska gazeta (cytat wyżej), że proces pudlingu szeroko rozpowszechnił się od połowy XIX wieku.

https://pl.wikipedia.org/wiki/John_Baildon
https://pl.wikipedia.org/wiki/Baildon-Briestwell

https://pl.wikipedia.org/wiki/John_Smeaton
Wikipedia: „Po studiach w Leeds, rozpoczął pracę razem z własnym ojcem w jego firmie prawniczej. Szybko jednak porzucił prawo na rzecz nauk ścisłych i rozpoczął wraz z Henrym Hindleyem) współpracę przy projektowaniu i wytwarzaniu narzędzi opartych na wiedzy matematycznej. W tym czasie zaprojektował pirometr.

W uznaniu zasług został członkiem Royal Society w 1753, a w roku 1759 otrzymał Medal Copleya za jego wkład w badania nad zagadnieniami związanymi z mechaniką pracy kół wodnych oraz wiatraków. To właśnie on, już w 1759 roku, zauważył oraz opublikował związek pomiędzy ciśnieniem a prędkością obiektów w powietrzu co zostało wykorzystane wiele lat później podczas rozwoju lotnictwa.

W latach 1759-1782, dokonał serii dalszych pomiarów i eksperymentów w tej dziedzinie, co doprowadziło go do wniosków potwierdzających teorię vis viva stworzoną przez niemieckiego naukowca Gottfrieda Leibniza, która w istocie była zaczątkiem zasady zachowania energii. To doprowadziło go do konfliktu z członkami akademickiego establishmentu którzy odrzucili teorię Leibniza, wierząc, że jest ona niezgodna z teorią Newtona dotyczącą zasadą zachowania pędu.

Z polecenia przez Royal Society, Smeaton zaprojektował trzecią konstrukcję latarni morskiej Eddystone w zatoce Plymouth, w latach (1755-59). Przy tej konstrukcji po raz pierwszy użył zaprawy opartej na bazie wapna gaszonego z dodatkiem trasu i żużla miedziowego[2], która mogła stwardnieć pod wodą. Poza tym zastosował technikę wiązania ze sobą granitowych bloków, użytych na budowie, na „jaskółczy ogon”, co zapewniło pożądaną odporność konstrukcji. Jego latarnia pozostała w stanie nienaruszonym do 1877 kiedy – z powodu erozji skał, stanowiących fundament konstrukcji – została rozebrana. Sam Smeaton podczas tej budowy zauważył, że w jego zaprawie zawarte są glina i piasek i które jako, że są nierozpuszczalne w kwasach, mogą mieć związek z twardnieniem pod wodą. Dalsze badania Smeatona utwierdziły go tej tezie, gdyż po wypaleniu różnych gatunków wapienia tylko te, które w kwasie pozostawiały osad gliniasty, tworzyły zaprawy twardniejące pod wodą. To odkrycie przyczyniło się do określenia kierunków badań, które doprowadziły do wynalezienia cementu portlandzkiego, powszechnie obecnie używanego materiału budowlanego.

Jako inżynier mechanik, zapisał się w historii, jako twórca turbiny wodnej w Królewskich Ogrodach Botanicznych w 1761 oraz młyna wodnego w Alston w Cumbrii w 1767 (przypisuje się mu także wynalezienie pewnego rodzaju zapadki dla kół wodnych). W 1782 wybudował Chimney Mill w Newcastle upon Tyne, który był pierwszym wiatrakiem obracającym się do kierunku wiatru, powstałym na terenie Wielkiej Brytanii. Usprawnił silnik parowy autorstwa Thomasa Newcomena, wybudowawszy go wpierw w Chasewater w roku 1775. ”

https://pl.wikipedia.org/wiki/Fryderyk_Ludwik_Hohenlohe
https://pl.wikipedia.org/wiki/Ordynacja_rodowa
https://pl.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Wilhelm_von_Reden
https://pl.wikipedia.org/wiki/Chorz%C3%B3w

https://pl.wikipedia.org/wiki/Ludwik_Bojarski
Wikipedia: „Ludwik Bojarski (ur. w marcu 1730 w Galicji (diecezja przemyska), zm. w 1792 (lub 1774) w ówczesnej wsi Chorzów (obecnie Chorzów Stary, dzielnica Chorzowa) – ksiądz rzymskokatolicki, kanonik Zakonu Stróżów Grobu Jerozolimskiego (z podwójnym czerwonym krzyżem) w Miechowie. Proboszcz parafii Hl. Maria-Magdalena (św. Marii Magdaleny) (1772-1772) we wsi Chorzów. Odkrywca złóż węgla kamiennego na Wzgórzach Chorzowskich. Odkrywca pokładu węgla o grubości 1,5 m, na pobliskim wzgórzu, ok. 700 m na wschód od ówczesnej wsi Chorzów. Z upoważnienia władz zakonu Bożogrobców, w marcu 1787 roku wystąpił do Wyższego Urzędu Górniczego we Wrocławiu o tzw. nadanie górnicze dla zakonu, na wydobycie węgla kamiennego. Otrzymane pole górnicze „Fürstin Hedwig” (Księżna Jadwiga) o powierzchni 3432,32 m. kw. eksploatowane było do 1790 roku. Tego samego roku, przy wzniesieniu nazwanym później Redenberg (Górą Redena), odkryto kolejny pokład węgla „Hedwig” (Jadwiga). Następca proboszcza w 1805 roku uruchomił eksploatującą to złoże kopalnię „Neue Hedwig” (Nowa Jadwiga).”

Polecam: https://pl.wikipedia.org/wiki/G%C5%82%C3%B3wna_Kluczowa_Sztolnia_Dziedziczna
https://de.wikipedia.org/wiki/Hauptschl%C3%BCssel-Erbstollen

Mówiąc prosto, przez tysiące lat na terenie obecnego Śląska i Zagłębia rolnicy sobie orali i siali. I w roku 1790 odkryto nagle, że na polach „rośnie węgiel”. Wpierw organizacją wydobycia węgla zajmuje się „kościół”, który występuje o „nadanie górnicze dla zakonu Bożogrobców” trzy lata wcześniej niż nastąpiło odkrycie pól z węglem. Natychmiast pojawiają się Anglicy i „Niemcy” którzy budują kopalnie i huty, a z terenów „Polski” ściągają setki tysięcy mieszkańców „Polski”. Co dziwne, parafie rzymskokatolickie na Śląsku i Zagłębiu powstają później niż parafie i kościoły „protestanckie”.

Od roku 1800, przez kolejne 64 lata (aż do roku 1869 ? – sprzeczne informacje polskiej Wikipedii, niemiecka podaje daty: 1799 – 1863) buduje się „podziemny kanał” z portami i mijankami na łodzie, o długości ponad 14 km, który zaczyna się wykorzystywać od roku 1810.

Cytat: „ Całe przedsięwzięcie kosztowało ponad 889 tys. talarów. Łodzie poruszane były siłą mięśni ludzkich: robotnik stojąc zapierał się nogami na łodzi i jednocześnie odpychał się rękami od drewnianych kołków, osadzonych szeregiem w ścianach kanału. Jednorazowo w 3 lub 4 łodziach przewożono ok. 16 ton urobku, a zdolność transportowa wynosiła około 60 ton węgla kamiennego na zmianę. W celu usprawnienia transportu sztolnia miała 5 mijanek oraz trzy porty.

Wzrost wydobycia węgla spowodował, że przepustowość sztolni okazała się zbyt mała. Węgiel był przeładowywany na barki u wylotu sztolni. Ze względu na wyczerpanie się płytko położonych pokładów węgla kamiennego oraz na rezygnację z jego odbioru przez Królewską Odlewnię Żeliwa w Gliwicach (obecnie Gliwickie Zakłady Urządzeń Technicznych), a także w związku z rozwojem transportu kołowego (drogowego i szynowego) najpierw zrezygnowano z transportu węgla. Rozwój nowoczesnych metod odwadniania kopalń w drugiej połowie XIX w., opartych na wykorzystaniu maszyn parowych, zmniejszył zainteresowanie funkcjonowaniem sztolni.”

Krótko mówiąc, przez całe półwiecze budują i eksploatują podziemny kanał łączący współczesny Chorzów z Zabrzem, który ma dwie funkcje: odwadniania kopalni oraz transportu węgla. Po roku 1869 rezygnują z podziemnego kanału. A dlaczego? A dlatego, że pojawiła się kolej i sprawne pompy napędzane maszynami parowymi.

Pozostaje otwartym pytanie, jak pod ziemią precyzyjnie wytyczono spadek kanału? „Spadek kanału wynosił 12,35 metra, czyli 0,87 m na kilometr. Jej szerokość wynosiła ok. 1,80 m, a wysokość ok. 2,5 m. Sztolnia została wybudowana na średniej głębokości 38 metrów pod poziomem gruntu i była drążona w tempie od 177 metrów do 520 metrów na rok – w zależności od warunków geologicznych. Sztolnię drążono ręcznie przy pomocy przeciwprzodków prowadzonych z 22 świetlików (niem. Lichtloch) oraz z kilku szybów wchodzących w skład kopalni „Król”. W miejscach, gdzie sztolnia była drążona w skale, nie stosowano obudowy, na pozostałych odcinkach wykonywano obudowę murowaną z kamienia lub cegły. Wentylacja sztolni odbywała się poprzez wspomniane 22 otwory na powierzchnię (świetliki).”

 

Jeszcze raz daty i fakty.

 

 

 

.1784 – Henry Cort pierwszy zastosował – czytaj: wpadł na pomysł – by w procesie wytwarzania żelaza użyć węgla kamiennego, dzięki czemu można było uruchomić proces „pudlingowy”.

.1800 – powstają pierwsze piece pudlingowe (czytaj: zaczęto zamieniać węgiel drzewny węglem kamiennym).

.1837 – pierwsze zastosowanie antracytu w hutnictwie ( George Crane w hucie Ynyscedwyn Ironworks w południowej Walii). Czytaj: można wypalić cegły ogniotrwałe, można otrzymać porcelanę i przeźroczyste szkło.

.1844 – 1846 – pierwsze piece pudlingowe na Śląsku ( Johann Friedrich Julian Reil – huta w Paruszowicach)

.1851 – 1855 – budowa pierwszych nowoczesnych i dużych (przemysłowych) instalacji pudlingowych w Anglii (Low Moor Ironworks at Bradford in Yorkshire ) i Francji (Loire valley).

Rok 1837 to data pierwszego przełomowego momentu w technologii metalurgii, dzięki czemu można było osiągnąć temperatury umożliwiające produkcję fajansu i porcelany. Natychmiast wyprodukowano cegły ognioodporne, co umożliwiło produkcję przeźroczystego szkła i budowę dużych pieców dymarkowych („wielkich pieców”) oraz instalacji pudlingowych według pomysłów Samuela Baldwin Rogers’a oraz Josepha Hall’a.

Jednorazowy wytop żelaza i żeliwa skoczył z ilości „garażowej” (15 kg) do ilości „półprzemysłowych” (360–410 kg).

Do kolejnego skoku „przemysłowo cywilizacyjnego”, jaki nastąpił końcem XIX wieku (proces Bessemera, Siemensa-Martina, łożysko oraz przede wszystkim rura bezszwowa) należało poczekać na rozwój chemii.

Ale o tym opowiem w kolejnym odcinku…

 

Linki dodatkowe.

 

https://fr.wikipedia.org/wiki/Samuel_Baldwin_Rogers
https://fr.wikipedia.org/wiki/Joseph_Hall
https://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Hall_(metallurgist)
https://de.wikipedia.org/wiki/Amboss
https://pl.wikipedia.org/wiki/Kowad%C5%82o_(narz%C4%99dzie)
https://pl.wikipedia.org/wiki/Staliwo
https://pl.wikipedia.org/wiki/Dymarka
https://en.wikipedia.org/wiki/Pig_iron
https://pl.wikipedia.org/wiki/Sur%C3%B3wka_hutnicza
https://de.wikipedia.org/wiki/Puddelverfahren
https://en.wikipedia.org/wiki/Wrought_iron#Aston_process
https://en.wikipedia.org/wiki/Puddling_(metallurgy)
https://en.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%BCckauf_(1886)
https://en.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%BCck_auf
https://en.wikipedia.org/wiki/Ernest_Augustus,_King_of_Hanover
https://pl.wikipedia.org/wiki/Zofia_Charlotta_z_Meklemburgii-Strelitz

Dla przypomnienia, opis przemysłu Śląska i Zagłębia powstały w roku 1873.
https://kodluch.wordpress.com/2018/07/26/%e2%99%ab-off-topic-rocznik-odkryc-i-wynalazkow-czesc-5/


Pudlingarnia Huty Baildon (obecnie w Katowicach), założonej przez Johna Baildona. Litografia z połowy XIX wieku.

vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv

ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ

Zgodnie z sugestiami Czytelników, tym którym podoba się moja „pisanina”, umożliwiłem składanie osobistych podziękowań…

Można podziękować poprzez portal „Patronite”:

https://patronite.pl/blogbruska

Lub przez PayPal:

blogbruska@gmail.com

ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ

vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv

= = = = = = = = = = = = = = = = = =

Do tłumaczenia tekstów można stosować na przykład:
http://free-website-translation.com/

= = = = = = = = = = = = = = = = = =

♫ – OFF TOPIC – SPIS TREŚCI tematów „OT”
https://kodluch.wordpress.com/2018/03/16/%e2%99%ab-off-topic-spis-tresci-tematow-ot/

https://kodluch.wordpress.com/about/

= = = = = = = = = = = = = = = = = =

18 uwag do wpisu “♫ – OFF TOPIC – Metalurgia 1

  1. Znalezione „na szybko” w necie odnośnie „nielogiczności” dat związanych z budową pierwszego żelaznego mostu (a tak naprawdę drugiego) i jego „odlania” w ówcześnie istniejących hutach.
    pierwszy link odnośnie budowy mostu:
    .https://polska-org.pl/557378,Lazany,Zelazny_most.html
    jak widać na zdjęciach, został wybity specjalny medal okolicznościowy z datą budowy, jak również jest zdjęcie ryciny z 1805 roku przedstawiającej gotowy most. Z tekstu opisowego wynika, że z mostu korzystały wojska napoleońskie w czasie kampanii w latach 1806-08, jak również wojska pruskie i rosyjskie w roku 1813.
    drugi link odnosi się do huty Małapanew, gdzie most został odlany:
    .https://pl.wikipedia.org/wiki/Huta_Ma%C5%82apanew
    wiki podaje, że wielki piec został tam uruchomiony w 1754 roku
    trzeci link odnosi się do początków „kucia żelaza” w okolicach rzeki Małej Panwi:
    .http://www.malanowicz.eu/mm/pasje/architektura/industria/huty/Ozimek/ozimek.htm
    z wiersza wynika, że jedną z pierwszych kuźnic w tym rejonie była kuźnica „bruskowska” – ciekawe 😉

    Polubione przez 3 ludzi

      • WItam i dziękuję za „aktywne czytelnictwo”.
        Chciałem krótko a wyszło znów „z didaskaliami”…

        Sprawa mostu (raz pierwszego a w innym miejscu drugiego w Europie), jest niezwykle interesująca.

        Ogólnie mówiąc, widzę coraz więcej poszlak i fragmentów „pucla”, świadczących o zupełnie innym „przepływie technologii” niż wiemy oficjalnie. To nie jest moja „wiara” czy „przekonanie” – na razie podejrzenie – że możliwe iż technologia do Anglii dotarła niemal na samym końcu. Po Słowacji, Górnym i Dolnym Śląsku i po Czechach wraz z Saksonią…

        PS
        Na razie nie będę prostował mojej pomyłki w tekście odnośnie odkrycia węgla na Sląsku. Wygląda na to, że „nasz ksiądz z Przemyśla” odkrył złoże, które w niezwykle krótkim czasie wyeksploatowano, więc sprowadzono „angielsko-żydowskiego specjalistę” który znalazł kolejne pole węgla…

        Podział bogactw Śląska nastąpił w roku 1836, bo wtedy dopiero wytyczono granice pomiędzy Księstwem Śląskim a Królestwem Polskim…

        Polubione przez 1 osoba

  2. Kiedys zrobiłem sobie kotlinę kowalską . Za zwykłej stalowej blachy 5mm . Blat a w nim otwór z kotliną od dołu nadmuch powietrza . Zasypywana koksem pozwala na rozgrzanie stalowej sztaby do białego żaru a nawet stopienia elementu jak sie nie uważa . I tu ciekawostka bo warstwa koksu przy ściankach kotliny praktycznie się nie pali a samej kotliny nie udało mi się rozgrzac do czerwoności . wysoka temperatura jest tylko wewnątrz paleniska i tam sie grzeje materiał . Wniosek jest taki że wcale nie musi byc zbudowana ze stali ani z żeliwa . Dziura w ziemi obłożona gliną i doprowadzonym nadmuchem powietrza może byc tak samo skuteczna jak wyrób współczesny.
    Kowadłem może być duży płaski kamień odpowiednio posadowiony zwłaszcza że rozgrzany materiał jest stosunkowo miękki a więc absorbuje większość energii młota.
    Polecam zapoznac sie ze stroną: .http://thijsvandemanakker.com/index.php
    oraz filmem. https://www.youtube.com/watch?v=J7nzmhFwGoM

    Polubione przez 2 ludzi

    • Na małą skalę, w sposób amatorski można zrobić „cuda”. Można na przykład za pomocą kamiennego czy brązowego topora ściąć drzewa i mozolnie rzeźbić z nich deski by zrobić łódkę. To zajmie ogromną ilość czasu!
      Ale dla masowej produkcji statków „grecko-persko-rzymskich” potrzebne są stalowe piły i tartaki!
      Przy tym mamy dużą ilość pokazywanych w muzeach ostrzy z brązu. A z brązem jest problem. Można uzyskać stop „twardy jak stal”, jednak ostrzenie jest mozolne i długotrwałe, do tego efekt „krótkodziałający”. Temat jest szerokim łukiem pomijany przez świat nauki…

      Polubienie

  3. Z góry przepraszam, ale dorzucę nieco dziegciu do tej beczułki miodu – a bardziej żelaza 😉
    Odniosę się do treści „podsumowania”, a dokładnie do stwierdzenia, cyt.: „Do początku XIX wieku, przez jakieś 3 tysiące lat produkowano „laboratoryjne ilości” żelaza w dymarkach z pomocą węgla drzewnego. Dla przypomnienia, węgiel drzewny umożliwia uzyskanie temperatur rzędu 1100 ºC (z nadmuchem).. Współczesne brykiety węgla drzewnego, dzięki dodatkowemu nadmuchowi, pozwalają na osiąganie temperatur około 1260 ºC. To są dane naukowe i „wikipedialne”
    Również skorzystałem z dostępnych w necie danych – w tym naukowych – i wychodzi z nich, że w dymarkach nie produkowano „laboratoryjnych ilości” żelaza, a całkiem sporo – zakładając ówczesne jego zapotrzebowanie.
    I tak, w oparciu o prace wykopaliskowe prowadzone w Wolkenberg będącym w czasach okresu rzymskiego i wczesnego średniowiecza osadą słowiańską, to przy odkrytych tam pozostałościach po wytopach oszacowano, że wytopiono tam 4690 to rudy, z której uzyskano ok 940 ton żelaza.
    .http://rcin.org.pl/iae/Content/50562/WA308_68863_PIII353_Recenzje_I.pdf
    Natomiast w notce dotyczącej hutnictwa w rejonie Gór Świętokrzyskich cyt.: „Po chrystianizacji i powstaniu w 1140 roku na terenie dzisiejszego Jędrzejowa pierwszego w Polsce opactwa cystersów, którzy wprowadzili na ziemie polskie koło wodne, nastąpiło wyparcie hutnictwa dymarkowego przez technikę kuźnic, czyli piecy do wielokrotnego wytopu żelaza, mechanicznych młotów, tzw. hamerów i pieców kowalskich, tzw. kowalich. Średnia produkcja takiego zespołu wynosiła około 6 ton rocznie. W drugiej połowie XVI wieku na terenie Polski pracowało już 321 kuźnic. W pierwszej połowie XVII wieku biskupi krakowscy powołali w Kielcach Urząd Górniczy oraz sprowadzili z ośrodka hutniczego w Bergamo we Włoszech specjalistów, którzy wybudowali pierwsze na ziemiach polskich wielkie piece w Bobrzy (1610 – 1613), Cedzynie (1636 – 1640) i Samsonowie (1641 – 1644). Dzięki nowej technologii uzysk żelaza z rudy wzrósł z 50 na 90%, a dodatkowo nie uzyskiwano go już w formie gąbczastej, tylko jako płynną masę, z której odlewano między innymi moździerze, kule oraz ręczną broń palną”
    ,https://swietokrzyskie.org.pl/publicystyka/87-historia-swietokrzyskiego-przemyslu
    I to tyle mojego dziegciu 😉
    ps, mam tylko nadzieję, że nie zrażają Pana te moje „wkręty” – bo jak tak, to z góry przyrzekam, że ograniczę się tylko do „nieaktywnego czytelnictwa” 🙂

    Polubione przez 3 ludzi

    • Hehe…
      Zacytuję sam siebie:
      Uczeni skrupulatnie oszacowali roczną produkcję następujących metali podczas trwania „Imperium Rzymskiego” (dane z Wikipedii):

      Żelazo: 36 600 do 82 500 ton rocznie (w innym miejscu: „The annual iron output of the Roman Empire is estimated at 84,750 t, while the similarly populous Han China produced around 5,000 t.”)
      Miedź: 15 000 ton rocznie
      Ołów: 80 000 ton rocznie
      Srebro: 200 ton rocznie
      Złoto: 9 ton rocznie.

      Po to by wyprodukować 36 600 do 82 500 ton żelaza rocznie, trzeba zbudować rocznie 2,4 do 5,5 MILIONA dymarek o jednorazowej wydajności 15 kg! ROCZNIE!

      Po 400 latach trwania „Imperium Rzymskiego” powinniśmy znajdować w każdym miejscu Europy ślady takich „piecyków”. Bo 400 razy 2,4 do 5,5 miliona to 960 milionów do 2,2 miliarda dymarek!

      PS1
      „Zakonnicy” a szczególnie cystersi pojawiali się natychmiast tam gdzie tworzono huty i kopalnie. To cała osobna opowieśc…

      PS2
      Natrafiłem na zadziwiające informacje na temat wentylatorów – takich do tłoczenia powietrza w hutach i kopalniach. Nie wiem czy osobnego wpisu nie zrobię tylko na ten temat…

      Polubione przez 1 osoba

      • Panie Brusku, odnośnie tych 82 500 ton produkcji żelaza rocznie, to proponowałbym o sprawdzenie w jaki sposób ta produkcja została wyliczona – ja byłem na tyle dociekliwy i sprawdziłem. Ów „naukowiec” oparł się o dane (mocno szacunkowe) produkcji żelaza w Brytanii i wyszło mu, że roczna produkcja żelaza wynosiła 2 250 ton. Bazując na tej wielkości produkcji i przyjętej ówczesnej populacji 1,5 miliona „Brytyjczyków” wyliczył, ze na głowę mieszkańca wysp przypadało 1,5 kg żelaza. Jako, że w tym czasie mieszkańcy Brytanii byli byli składową Imperium Rzymskiego, przemnożył owe 1,5 kg żelaza „na łebka” poprzez całą populację Imperium, którą określił na 55 mln. I z tego prostego założenia wyszło mu, że w ówczesnym Imperium Rzymskim produkowano 82 500 ton żelaza.
        Przytoczyłem te „wyliczenia” nie w celu ich negacji, tylko w celu pokazania metodyki „badań” owego naukowca.
        Co się zaś tyczy, wydawałoby się astronomicznych ilości niezbędnych dymarek, to znalazłem informacje, które w pewien sposób potwierdzają te liczby – zacytuję w oryginale:
        „In 1915 – 1943 the modern steel mills on the Island of Elba (Portoferraio) or just across in Italy (Populonia, Follonica, Piombino) were fed with iron-rich ancient slag from the general area. Up to 2 million tons of ancient slag, found in layers 2 m – 8 m thick ., were „harvested” with heavy equipment. The slag was produced by bloomeries running there for a long time, the maximum activity was after 450 BC. Ancient slag from bloomeries always contains a lot of iron because iron oxide (= ore) was used as flux. Modern blast furnaces use limestone as flux (producing CaSiO4 instead of FeSiO4) and thus can work with old slag.
        True, the general area (including the Island of Elba) was a metallurgical center in antiquity (sort of an ancient Pittsburg, Sheffield or „Ruhrgebiet”) for many hundreds of years – but 2 million tons? Assuming that one bloomery produces at most 50 kg of slag in one run, this means that 40 million bloomery runs must have taken place. Assume somewhat smaller numbers, and it still boggles the mind.
        So we could expect that the archeologists dug up a lot of bloomery remains and lots of artifacts related to iron making? Not so! First, the large strip-mining machinery left little behind, and second, the archeologists then did not care all that much about blackened holes in the ground. They cared about the discovery of unrobbed Etruscan graves around Populonia from about 900 BC – 420 BC that were hidden (and thus protected) below thick layers of slag.”

        Polubione przez 2 ludzi

          • Co do „ciekawych informacji”, to myślę, że powinno Pana zainteresować źródło skąd one pochodzą – ten „ktoś”, kto te informacje zgromadził i przedstawił przypomina mi trochę Pana, panie Brusku poprzez swoją dociekliwość, i umiejętność „sprzedania” tematu.
            Podrzucam Panu link do tej skarbnicy:
            .https://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/iss/
            ps. ja „zgłębiłem” tylko informacje zawarte w „punkcie” 10.2 i 10.3 korzystając z translatora (poliglota ze mnie jest „cienki”). Ale nawet za tym pośrednictwem warte jest to zapoznania – zachęcam 🙂

            Polubione przez 2 ludzi

      • „Po 400 latach trwania „Imperium Rzymskiego” powinniśmy znajdować w każdym miejscu Europy ślady takich „piecyków”. Bo 400 razy 2,4 do 5,5 miliona to 960 milionów do 2,2 miliarda dymarek!”

        Fomienko i Nosowskij

        Polubione przez 2 ludzi

      • Czyste pierwiastki, to chyba można spotkać tylko w laboratorium. Żelazny most też nie był zbudowany z czystego żelaza. Koleje żelazne tym bardziej. Złote i srebrne wyroby w istocie nie są złote i srebrne i t.zw. próba informuje o zawartości czystego pierwiastka. Podstawowym składnikiem stali i żeliwa jest niewątpliwie żelazo, więc w kojarzeniu ich z tym pierwiastkiem nie ma błędu.

        Polubione przez 1 osoba

      • Żeliwo to nie jest „rodzaj stali” tylko stop żelaza z węglem o zawartości węgla ponad 2,11%. Stopy o zawartości węgla mniejszej niż 2,11% nazywane są stalami. Żelazo w formie czystej uzyskać jest bardzo trudno i nie ma ono dużego znaczenia w technice. Mylące może być używanie nazwy żelazo dla stopów uzyskiwanych np w procesie pudlingowym – tzw „żelazo pudlingowe” które posiadały bardzo różne właściwości (od składu stali do żeliwa) z uwagi na słabą powtarzalność procesu . Generalnie nie używa się obecnie nazwy żelazo w odniesieniu do stopów używanych w technice.
        Proces świeżenia jest procesem wypalania nadmiaru węgla i innych niepożądanych zanieczyszczeń w celu uzyskania stali (poniżej 2,11%C) z surówki , która zawiera ok 3,5-4,5% C. W przypadku procesu pudlarskiego było to połączone z obowiązkowym przekuwaniem , które służyło pozbyciu się zanieczyszczeń stałych (resztki żużla i węgla) we wsadzie.

        Polubione przez 2 ludzi

Dodaj komentarz

Proszę zalogować się jedną z tych metod aby dodawać swoje komentarze:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s