Процесс цементации является устаревшей технологией для изготовления стало путем цементации из железа . В отличие от современного производства стали , это увеличило количество углерода в чугуне. По всей видимости, он был разработан до 17 века. Стальная печь Derwentcote , построенная в 1720 году, является самым ранним сохранившимся примером печи для цементации. Другой пример из Великобритании - цементная печь на Донкастер-стрит, Шеффилд .
Истоки [ править ]
Этот процесс был описан в трактате, опубликованном в Праге в 1574 году. Он был снова изобретен Иоганном Нуссбаумом из Магдебурга , который начал свою деятельность в Нюрнберге (вместе с партнерами) в 1601 году. Процесс был запатентован в Англии Уильямом Эллиотом и Матиасом Мейси в 1614 году. [1] На тот момент «изобретение» могло состоять просто из внедрения новой отрасли или продукта, или даже из простой монополии . Очевидно, вскоре они передали патент сэру Бэзилу Бруку , но он был вынужден передать его в 1619 году. Пункт в патенте, запрещающий импорт сталибыло сочтено нежелательным, поскольку он не мог поставлять столько хорошей стали, сколько было необходимо. [2] Печи Брука, вероятно, находились в его поместье Мадли в Колбрукдейле (которое определенно существовало до гражданской войны в Англии ), где были раскопаны две печи для цементации. [3] Вероятно, он использовал пруток из леса Дин , где он был партнером по ведению металлургического завода короля в два периода.
К 1631 году было признано, что шведское железо является лучшим сырьем, а затем или позже, в частности, определенные марки (бренды), такие как двойная пуля (так называемая от марки OO) из Остерби и обруч L из Леуфсты (ныне Левста ), чей знак состоял из буквы L в круге, принадлежащих Луи Де Гиру и его потомкам. Они были одними из первых металлургических заводов в Швеции на использовании процесса Валлонии из оклейки железа, производя то , что было известно в Англии , как oregrounds железо . Его так назвали из шведского порта Эрегрунд., к северу от Стокгольма, в глубине страны которого располагалось большинство металлургических заводов. В конечном итоге использованная руда поступала из шахты Даннемора . [2] [4]
Процесс [ править ]
Процесс начинается с кованого железа и древесного угля . Внутри печи используются один или несколько длинных каменных горшков . Обычно в Шеффилде каждое [ необходимо пояснение ] было 14 на 4 фута и 3,5 фута в глубину. Железные баре и древесный угль упакованы в чередующихся слоях, с верхним слоем древесного угля и затем огнеупорным веществом , чтобы сделать горшок или «гроб» герметичным. Некоторые производители использовали смесь древесного угля, сажи и минеральных солей , называемую цементным порошком . На более крупных предприятиях за каждый цикл обрабатывали до 16 тонн железа, хотя это можно сделать и в небольших масштабах, например, в небольшой печи или кузнечной кузнице.
Затем, в зависимости от толщины железных прутьев, кастрюли нагревали снизу в течение недели или более. Слитки регулярно осматривались, и по достижении нужного состояния нагрев прекращался, а горшки оставлялись до охлаждения - обычно около четырнадцати дней. Железо увеличилось на немногим более 1% по массе из углерода в древесном угле и превратилось в неоднородные стержни из черновой стали .
Затем стержни укорачивали, связывали, нагревали и сваривали кузнечной сваркой, получая сталь, работающую на сдвиг . Его можно было резать и повторно сваривать несколько раз, и каждый новый шов давал более однородную сталь более высокого качества. Это может быть сделано не более 3-4 раз, поскольку больше не требуется и потенциально может вызвать потерю углерода из стали.
В качестве альтернативы они могли быть разбиты и плавлены в тигле с использованием тигельной печи с флюсом, чтобы стать тигельной сталью или стальным литьем , процесс, разработанный Бенджамином Хантсманом в Шеффилде в 1740-х годах.
Подобные процессы [ править ]
Производство латуни [ править ]
В начале современной эпохи, латуни , сплав из меди и цинка , обычно получают способом , в котором цементации металлический меди нагревали с каламином , цинковая руда, чтобы сделать каламиновую латунь .
Примечания [ править ]
- ^ KC Barraclough, сталь , прежде чем бессемеровский: I блистерной сталь: рождение промышленности (The Metals Society, London, 1984), 48-52.
- ^ a b П. В. Кинг, «Картель рудных железных руд: торговля сырьем для производства стали в восемнадцатом веке», Journal of Industrial History 6 (1) (2003), 25-49.
- ^ П. Белфорд и Р. А. Росс, «Английское сталеплавильное производство в семнадцатом веке: раскопки двух цементных печей в Coalbrookdale» Historical Metallurgy 41 (2) (2007), 105-123.
- ^ Barraclough, KC (1990). Шведское железо и сталь Шеффилда . История техники . 12 . С. 1–39. ISBN 0-7201-2075-6.
Ссылки [ править ]
- KC Barraclough, Сталь до Бессемера I: Волдырная сталь: Рождение индустрии (1985).
- KC Barraclough, "Swedish Iron and Sheffield Steel", History of Technology 12 (1990), 1–39.
- П. У. Кинг, «Картель рудных железных руд», Журнал промышленной истории 6 (2003), 25–48.
- Р. Дж. Маккензи и Дж. Уайтмен, «Зачем платить больше? Археометаллургическое исследование шведского кованого железа 19 века и блистерной стали Шеффилда», Historical Metallurgy 40 (2) (2006), 138–49.
