Гоночная печь

Эскиз гоночной печи с синей стрелкой для входа воздуха

Гоночные печи или гоночный пожар представляет собой устройство для извлечения железа из железной руды .

Устройство и работа печи

Гоночная печь имеет форму небольшой шахтной печи высотой от 100 до 220 см и строится из глины или камней. В некоторых случаях рядом с шахтой для отвода шлака имеется подовая яма, гоночная яма . Rennöfen может быть с древесным углем , древесиной или торфом, нагретым горячим, а затем для плавки верхнего wechselschichtig с топливом, в основном игольчатым углем , и мелко измельченной рудой, в основном болотным железом или Bohnerzнаполнены максимально возможным содержанием железа. Выход чугуна составляет от 25 до чуть более 30% в зависимости от формы печи, контроля огня и подачи воздуха. При температуре от 1100 до 1350 ° C - в зависимости от типа печи - часть железной руды восстанавливается до железа в полутвердом состоянии . При этом образуется шлак . По возможности не следует достигать температуры плавления чугуна (1539 ° C), чтобы не получить хрупкий и не ковкий чугун . Шлак проходит («бежит», отсюда и название гоночной печи) через отверстия из печи в подовую яму.

Гоночная печь, сделанная из глины и соломы , в кампусе Галли во время сухого обжига.
Открытие шлаков в Саарланде
Археологические останки гоночной печи

Согласно другой теории, которая пытается объяснить довольно большие кристаллы в оболочке , руда в верхней части печи восстанавливается и науглероживается так же, как и чугун, так что она становится жидкой, когда продолжает опускаться. Он объединяется, образуя структуру, которая растет снаружи. Это происходит в зоне с избытком кислорода возле воздухозаборника (их также может быть несколько), что приводит к обезуглероживанию и, как следствие, к повышению температуры плавления. Однако эта теория не принимает во внимание, что железо должно быть сначала полностью расплавлено для сильного науглероживания.

Вентиляция обычно осуществляется с помощью сильфона . Существуют также высокие печи, похожие на дымоходы, с достаточной естественной тягой или приводимые в движение ветром через туннели; Такие гоночные печи часто строили на склонах. Продукт процесса восстановления представляет собой железные окатыши (не чугун) с вкраплениями шлака , который остается в печи и известен как чугун. Этот панцирь необходимо выковать для дальнейшей обработки . При этом удаляются остатки древесного угля и шлака. Продукт представляет собой ковкий чугун, но, в зависимости от конструкции печи, также сталь с неравномерным содержанием углерода, которую после ферментации называют рафинированной сталью, чтобы сбалансировать свойства и равномерно распределить ингредиенты .

Поскольку технология гоночных печей использовалась в Центральной Европе более 3000 лет до начала Нового времени, невозможно общее описание работы печи с многочисленными процедурами и конструкциями. Испытания показали, что для извлечения 1 кг железа (при ковке) требуется от 15 до 30 кг древесного угля. В европейских печах обычно используется руда: уголь в соотношении от 1: 1,5 до 1: 3. В японской Татаре коробчатой ​​формы духовки возможны смеси 1: 2 и даже 1: 1. Необходимо добавить количество угля, необходимого для ковки и сварки (ферментационная / ферментационная сталь ).

За одну плавку можно извлечь несколько килограммов железа, в зависимости от руды, размера печи, продолжительности процесса и других факторов. В частности , железо добывали из железной руды с ржаво-коричневым дерном, найденной во влажных пустошах или на водоемах. Руда, также называемая Ортштайном , образуется на границе между зоной восстановления и окисления в почве .

история

Этот метод был использован по кельтов , римлян , германцев и других народов в доисторические времена со времен железного века (в Европе от около 700 до н.э.).

Сильфоны с гидроэнергетикой использовались с 12 века . Поскольку это не только экономило рабочую силу, но и позволяло использовать более мощные вентиляторы, печи можно было сделать больше. Эти более крупные гоночные печи с автоматическим вентилятором называются «поштучными печами» или «лепными печами»; вероятно, в отличие от более поздних доменных печей , так как в результате в сгоревшей печи получился единственный большой кусок железа, в отличие от непрерывного потока в доменной печи.

Другим подвидом были печи с низкой шахтой, которые использовались в некоторых местах до конца XIX века.

Гоночную печь заменили только в наше время доменными печами, производящими жидкий чугун.

  • Экспериментальная копия кельтской гоночной печи

  • Вентиляция гоночной печи с помощью сильфона.

  • Гоночная печь с каналом и подовой ямой для шлака

  • Строительство свай

  • Поездка печи - гоночные печи в действии

Смотри тоже

литература

  • Джордж Селис: Металлургический завод в Африке. Описание традиционного промысла. = Les fonderies africaines du fer (= каталоги коллекции Музея этнологии. 7: Африка ). Музей этнологии, Франкфурт-на-Майне 1991, ISBN 3-88270-381-4 .
  • Гунтрам Гассманн: Немного времени для железа. Об экспериментах с репликами гоночных печей. В: Эрвин Кифер (ред.): Живое прошлое. От археологического эксперимента к путешествию во времени (= Археология в Германии . Спецвыпуск 2006). Тайсс, Штутгарт, 2006 г., ISBN 3-8062-1889-7 , стр. 90-93.
  • Hauke ​​Jöns : Производство раннего железа в Йолделунд, район Северной Фрисландии. Вклад в историю поселений и технологий земли Шлезвиг-Гольштейн. 2 тома. Хабельт, Бонн, 1997–2000 годы:
    • Том 1: Введение, естественное пространство, методы разведки и археологические исследования (= университетские исследования по доисторической археологии. Том 40). ISBN 3-7749-2800-2 .
    • Том 2: Научные исследования по истории металлургии и растительности (= университетские исследования по доисторической археологии. Том 59). ISBN 3-7749-2981-5 .
  • Манфред Зённеккен : Средневековый гоночный пожар, плавящийся в Зауэрланде в регионе Бранденбург. Результаты полевых исследований и раскопок (= региональные карты и буклеты Географической комиссии Вестфалии. Серия: Siedlung und Landschaft в Вестфалии. Том 7, ZDB -ID 538118-6 ). Географическая комиссия Вестфалии, Мюнстер, 1971 г. (одновременно: диссертация в Мюнстерском университете, 1968 г.).
  • Питер Таннер : Подготовка железа и стали в свежих печах. 2 тома. 2-е издание. Buchhandlung JG Engelhardt, Freiberg 1858 (также описывает (устаревшие) шахтные печи; первое упоминание о науглероживании и, следовательно, плавлении).

веб ссылки

Commons : Rennofen  - Коллекция изображений, видео и аудио файлов.

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ С первых дней производства чугуна и стали. В: ruhrgebiet-regionalkunde.de. Проверено 11 мая 2019 года .