Bloomery – Wikipedia

Ofentyp, der früher häufig zum Schmelzen von Eisen aus seinen Oxiden verwendet wurde

Nachsehen Blüte in Wiktionary, dem kostenlosen Wörterbuch.

Eine Blüte in Betrieb. Die Blüte wird schließlich aus dem unteren Loch gezogen.

EIN Blüte ist ein Ofentyp, der früher häufig zum Schmelzen von Eisen aus seinen Oxiden verwendet wurde. Die Blüte war die früheste Form einer Schmelze, die Eisen schmelzen konnte. Bloomeries produzieren eine poröse Masse aus Eisen und Schlacke namens a blühen. Die Mischung aus Schlacke und Eisen in der Blüte, genannt Schwamm Eisenwird normalerweise verfestigt und weiter zu Schmiedeeisen geschmiedet. Hochöfen, die Roheisen produzieren, haben die Blütenstände weitgehend abgelöst.

Prozess[edit]

Eine Eisenblüte, die gerade aus dem Ofen genommen wurde. Um ihn herum befinden sich Schlackenstücke, die vom Hammer abgeschlagen wurden.

Eine Blüte besteht aus a Grube oder Schornstein mit hitzebeständigen Wänden aus Erde, Ton oder Stein. In Bodennähe treten ein oder mehrere Rohre (aus Ton oder Metall) durch die Seitenwände ein. Diese Rohre, Düsen genannt, lassen Luft entweder durch natürlichen Luftzug oder mit Balg oder Trompe in den Ofen eindringen. Eine Öffnung am unteren Rand der Blüte kann verwendet werden, um die Blüte zu entfernen, oder die Blüte kann umgekippt und die Blüte von oben entfernt werden.

Der erste Schritt, bevor die Blüte verwendet werden kann, ist die Aufbereitung der Holzkohle und des Eisenerzes. Holzkohle ist nahezu reiner Kohlenstoff, der sowohl die für den Schmelzprozess erforderliche hohe Temperatur erzeugt als auch den für die Stahllegierung erforderlichen Kohlenstoff liefert.

Das Erz wird in kleine Stücke gebrochen und normalerweise geröstet in einem Feuer, um Feuchtigkeit im Erz zu entfernen. Alle großen Verunreinigungen im Erz können zerkleinert und entfernt werden. Da Schlacken aus früheren Blüten einen hohen Eisengehalt haben können, kann sie auch aufgebrochen und mit dem neuen Erz in die Blüte zurückgeführt werden.

Im Betrieb wird die Blüte durch Verbrennen von Holzkohle vorgewärmt, und sobald sie heiß ist, werden Eisenerz und zusätzliche Holzkohle in einem Verhältnis von ungefähr eins zu eins durch die Oberseite eingeführt. Im Inneren des Ofens reduziert Kohlenmonoxid aus der unvollständigen Verbrennung der Holzkohle die Eisenoxide im Erz zu metallischem Eisen, ohne das Erz zu schmelzen. Dies ermöglicht es der Blüte, bei niedrigeren Temperaturen als der Schmelztemperatur des Erzes zu arbeiten. Da das gewünschte Produkt einer Blüte Eisen ist, das leicht zu verzeihen ist, erfordert es einen niedrigen Kohlenstoffgehalt. Die Temperatur und das Verhältnis von Holzkohle zu Eisenerz müssen sorgfältig kontrolliert werden, damit das Eisen nicht zu viel Kohlenstoff absorbiert und somit nicht fälschbar wird. Gusseisen tritt auf, wenn das Eisen 2% bis 4% Kohlenstoff absorbiert. Da die Blüte selbstfließend ist, ist die Zugabe von Kalkstein nicht erforderlich, um eine Schlacke zu bilden.

Die auf diese Weise erzeugten kleinen Eisenpartikel fallen auf den Boden des Ofens, wo sie sich mit geschmolzener Schlacke verbinden, die häufig aus Fayalit, einer Verbindung aus Silizium, Sauerstoff und Eisen, gemischt mit anderen Verunreinigungen aus dem Erz, besteht. Das gemischte Eisen und die Schlacke kühlen ab, um eine schwammige Masse zu bilden, die als Blüte bezeichnet wird. Da die Blüte hochporös ist und ihre offenen Räume voller Schlacke sind, muss die Blüte später wieder erwärmt und mit einem Hammer geschlagen werden, um die geschmolzene Schlacke herauszutreiben. Auf diese Weise behandeltes Eisen soll sein bearbeitet (bearbeitet), und das resultierende Eisen mit reduzierten Mengen an Schlacke wird genannt Schmiedeeisen oder Stangeneisen. Es ist auch möglich, mit Stahl beschichtete Blüten durch Manipulieren der Ladung und des Luftstroms zur Blüte herzustellen.^[1]

Als die Ära der modernen kommerziellen Stahlherstellung begann, war das Wort blühen wurde auf einen anderen Sinn ausgedehnt, der sich auf ein Stahlstück im Zwischenstadium bezog, dessen Größe mit vielen traditionellen Eisenblüten vergleichbar war und das bereit war, weiter zu Knüppeln verarbeitet zu werden.

Geschichte[edit]

Eine Zeichnung einer einfachen Blüte und eines Balgs.

Der Beginn der Eisenzeit in den meisten Teilen der Welt fällt mit der ersten weit verbreiteten Verwendung der Blüte zusammen. Während frühere Beispiele für Eisen gefunden wurden, weist ihr hoher Nickelgehalt darauf hin, dass es sich um meteorisches Eisen handelt. Andere frühe Eisenproben wurden möglicherweise durch versehentliches Einbringen von Eisenerz in Bronzeschmelzvorgänge hergestellt. Eisen scheint im Westen bereits 3000 v. Chr. Geschmolzen worden zu sein, aber Bronzeschmiede, die mit Eisen nicht vertraut waren, verwendeten es erst viel später. Im Westen wurde Eisen um 1200 v. Chr. Verwendet.^[2]

Ostasien[edit]

China gilt seit langem als Ausnahme von der allgemeinen Verwendung von Bloomeries. Es wurde angenommen, dass die Chinesen den Blüteprozess vollständig übersprangen, angefangen mit dem Hochofen und der Putzschmiede zur Herstellung von Schmiedeeisen: Bis zum 5. Jahrhundert v. Chr. Hatten Metallarbeiter im südlichen Bundesstaat Wu den Hochofen und die Mittel für beide Güsse erfunden Eisen und das in einem Hochofen erzeugte kohlenstoffreiche Roheisen zu einem kohlenstoffarmen, schmiedeeisenartigen Material zu entkohlen. Jüngste Erkenntnisse zeigen jedoch, dass früher im alten China Blüten verwendet wurden, die bereits 800 v. Chr. Aus dem Westen einwanderten, bevor sie durch den lokal entwickelten Hochofen ersetzt wurden. Diese Theorie wurde durch die Entdeckung von „mehr als zehn“ Eisengrabgeräten gestützt, die im Grab von Herzog Jing von Qin (gest. 537 v. Chr.) Gefunden wurden, dessen Grab sich im Landkreis Fengxiang in Shaanxi befindet (auf dem Gelände befindet sich heute ein Museum).^[3]

Afrika südlich der Sahara[edit]

Alle traditionellen afrikanischen Eisenschmelzprozesse südlich der Sahara sind Varianten des Blüteprozesses.^[4] Das Schmelzen in blühenden Öfen in Westafrika und das Schmieden von Werkzeugen tauchten in der Nok-Kultur Zentralnigerias mindestens 550 v. Chr. Und möglicherweise mehrere Jahrhunderte zuvor auf.^[5][6] Es gibt auch Hinweise auf Eisenschmelze mit blühenden Öfen aus dem Jahr 750 v. Chr. In Opi (Augustin Holl 2009) und Lejja aus dem Jahr 2000 v. Chr. (Pamela Eze-Uzomaka 2009), beide Standorte in der Region Nsukka im Südosten Nigerias im heutigen Igboland .^[7][8][9] Der Standort von Gbabiri in der Zentralafrikanischen Republik hat auch Hinweise auf Eisenmetallurgie aus einem Reduktionsofen und einer Schmiedewerkstatt erbracht. mit frühesten Daten von 896-773 v. Chr. bzw. 907-796 v.^[10] Die frühesten Aufzeichnungen über blühende Öfen in Ostafrika sind Entdeckungen von geschmolzenem Eisen und Kohlenstoff in Nubien im alten Sudan, die mindestens vom 7. bis zum 6. Jahrhundert vor Christus datiert wurden. Es ist bekannt, dass die alten Blüten, die Metallwerkzeuge für die Nubier und Kuschiten herstellten, einen Überschuss zum Verkauf produzierten.^[11][12][13]

Südasien[edit]

Schmiedeeisen wurde für den Bau von Denkmälern wie der Eisensäule von Delhi verwendet, die im 3. Jahrhundert n. Chr. Während des Gupta-Reiches erbaut wurde. Letzteres wurde aus einer hoch aufragenden Reihe scheibenförmiger Eisenblüten gebaut. Ähnlich wie in China wurde schließlich in Indien kohlenstoffreicher Stahl verwendet, obwohl Gusseisen erst in der Neuzeit für die Architektur verwendet wurde.^[14]

Mittelalterliches Europa[edit]

Ein katalanischer Ofen mit Blasdüse und Balg rechts

Frühe europäische Blüten waren relativ klein und schmolzen weniger als 1 kg^{[citation needed]} Eisen bei jedem Brand. Im späten 14. Jahrhundert wurden zunehmend größere Blüten mit einer Kapazität von durchschnittlich etwa 15 kg gebaut, obwohl es Ausnahmen gab. Durch die Verwendung von Wasserrädern zur Stromversorgung des Balgs wurde die Blüte größer und heißer. Die durchschnittliche europäische Blütengröße stieg schnell auf 300 kg, wo sie sich bis zum Ende der Blüte abflachte.

Wenn die Größe einer Blüte erhöht wird, ist das Eisenerz längere Zeit brennender Holzkohle ausgesetzt. In Kombination mit dem starken Luftstoß, der zum Eindringen in den großen Erz- und Holzkohlenstapel erforderlich ist, kann dies dazu führen, dass ein Teil des Eisens schmilzt und dabei mit Kohlenstoff gesättigt wird, wodurch nicht fälschbares Roheisen entsteht, bei dem die Oxidation zu Gusseisen und Stahl reduziert werden muss und Eisen. Dieses Roheisen wurde als Abfallprodukt angesehen, das den Ertrag der größten Bloomeries beeinträchtigte, und erst im 14. Jahrhundert wurden frühe Hochöfen gebaut, die im Bau identisch waren, aber der Herstellung von geschmolzenem Eisen gewidmet waren.^[15][16]

Bloomery-Öfen produzierten typischerweise eine Reihe von Eisenprodukten von Eisen mit sehr geringem Kohlenstoffgehalt bis zu Stahl, der ungefähr 0,2% bis 1,5% Kohlenstoff enthielt. Der Schmiedemeister musste kohlenstoffarme Eisenstücke auswählen, aufkohlen und zusammenschweißen, um Stahlbleche herzustellen. Selbst wenn es auf eine nicht aufgekohlte Blüte aufgetragen wurde, führte dieses Pfund-, Falt- und Schweißverfahren zu einem homogeneren Produkt und entfernte einen Großteil der Schlacke. Der Vorgang musste bis zu 15 Mal wiederholt werden, wenn hochwertiger Stahl wie für ein Schwert benötigt wurde. Die Alternative bestand darin, die Oberfläche eines fertigen Produkts aufzukohlen. Die Hitze jeder Schweißung oxidiert etwas Kohlenstoff, daher musste der Schmiedemeister sicherstellen, dass sich genügend Kohlenstoff in der Ausgangsmischung befand.^[17][18]

In England und Wales waren trotz der Ankunft des Hochofens im Weald um 1491 in der Region West Midlands nach 1580 blühende Schmieden tätig, die wahrscheinlich sowohl den Hammer als auch den Balg mit Wasserkraft versorgten. In Furness und Cumberland Sie operierten bis ins frühe 17. Jahrhundert und die letzte in England (in der Nähe von Garstang) wurde erst um 1770 geschlossen.^[19]

Einer der ältesten bekannten Hochöfen in Europa wurde in Lapphyttan in Schweden gefunden, C14 aus dem 12. Jahrhundert.^[20] Die älteste Blüte in Schweden, die ebenfalls in derselben Gegend gefunden wurde, wurde um 14 v. Chr. Auf 700 v. Chr. Datiert.^[21]

Bloomeries überlebten in Spanien und Südfrankreich, als Katalanisch bis Mitte des 19. Jahrhunderts schmiedete.^[22] und in Österreich als Stückofen ^[fr] bis 1775.

Die Amerikaner[edit]

Ein Blick auf die Bloomeries (‘Katalanische Schmieden’) in Mission San Juan Capistrano, der ältesten (zirka 1790er Jahre) bestehende Einrichtungen ihrer Art in Kalifornien.

In der spanischen Kolonialisierung Amerikas waren Bloomeries oder “katalanische Schmieden” bei einigen Missionen Teil der “Selbstversorgung”. Encomiendas, und Pueblos. Im Rahmen der franziskanisch-spanischen Missionen in Alta California sind die “katalanischen Schmieden” in Mission San Juan Capistrano aus den 1790er Jahren die ältesten existierenden Einrichtungen ihrer Art im heutigen Bundesstaat Kalifornien. Auf dem Schild der Bloomeries steht der Standort als “… Teil des ersten Industriekomplexes von Orange County”.

Die englischen Siedler der 13 Kolonien wurden gesetzlich an der Herstellung gehindert; Eine Zeit lang versuchten die Briten, den größten Teil des Handwerks an einheimischen Standorten unterzubringen. In der Tat war dies eines der Probleme, die zur Revolution führten.^{[citation needed]} Die Falling Creek Ironworks war die erste in Amerika. Die Neabsco Iron Works sind ein Beispiel für die frühen Bemühungen Virginias, eine funktionsfähige amerikanische Industrie aufzubauen.

In den Adirondacks, New York, wurden im 19. Jahrhundert neue Bloomeries in Heißlufttechnik gebaut.^[23]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

Bloomery Eisenofen entlang Bloomery Pike (West Virginia Route 127) in der Nähe von Bloomery, West Virginia, USA.

Externe Links[edit]

Wikimedia Commons hat Medien im Zusammenhang mit Bloomeries.