Experiment - výroba přímé svářkové oceli
Před samotným popisem experimentu si pojďme upřesnit několik základních pojmů. Měkké svářkové železo s nízkým obsahem uhlíku se ve středověku vyrábělo v malých železářských pecích. Vstupní surovinou bylo dřevěné uhlí spolu s napraženou a nadrcenou železnou rudou. Výsledným produktem byla tzv. železná houba, která se po vyjmutí z pece okamžitě zpracovala na železnou lupu. Tu pak kovář ve výhni opakovaným překládáním a prokováváním proměnil ve svářkové železo použitelné pro další výrobu.
Jedním z nejstarších způsobů výroby svářkové oceli byla metoda nazývaná podle autora, který ji popsal – Aristotelova pec. Do této pece se vkládalo pouze nízkouhlíkové měkké svářkové železo a dřevěné uhlí. Výsledný produkt, po překování v kovárně, představoval svářkovou ocel s obsahem uhlíku až 1,2 %.
Pro svůj experiment jsem zvolil třetí historický postup, který kombinuje obě předešlé metody. Při tomto postupu se do vsázky k napražené a nadrcené železné rudě přidává kromě uhlí i nakrácené měkké svářkové železo. Kovové železo vsazené do pece zde funguje jako jakási „očkovací“ látka.
Pevný špalíček svářkového železa se v prostředí žhavého dřevěného uhlí a oxidu uhelnatého začne natavovat, neboť do jeho povrchu migruje uhlík a povrch se mění na litinu. Zároveň na něj dopadá „sprcha“ čerstvě vyredukovaného mikroskopického železa z rudy. V žáru a pod ochranou strusky spolu obě složky okamžitě v pevném stavu slinou (svaří se). Na dně nístěje se pak tyto špalíčky stávají mechanickou kostrou, která je zalitá a prolnutá nově vyredukovaným kovem. Dřevěné uhlí navíc dodá dostatek uhlíku, takže výsledkem je tvrdá přímá svářková ocel s vyšším obsahem uhlíku. I tu je však nutné dále zpracovat v kovářské výhni. Teprve poté lze hovořit o plnohodnotné svářkové oceli, která se v minulosti používala například k výrobě velmi kvalitních čepelí nožů.
Můj experiment však obsahoval ještě jednu významnou proměnnou – použití neznámého typu místní železné rudy, které jsem začal říkat „zelený pelosiderit“.
V minulém experimentu jsem tuto rudu podrobil poměrně radikální zkoušce a pokusil se z ní získat kov pomocí aluminotermické reakce (viz článek Aluminotermická reakce a Fe-Mn pelosiderit). Původ a vlastnosti rudy jsem před rokem konzultoval s několika odborníky. Profesor Dominik Talla mi tehdy dal tuto radu:
„Pokud neexistuje přístup k pokročilým analytickým technikám, je to prostě nutné vyzkoušet. Zkuste s danou 'rudou' tavbu a uvidíte, jak se bude chovat struska (zda bude tekoucí, nebo 'soplicí se'), a podle toho se nad tématem dá přemýšlet dál i bez pokročilých nástrojů.“
Zatím nemohu s jistotou tvrdit, zda za kolapsem pece stál právě tento specifický typ rudy, nebo jiný faktor – vše musím ještě zkonzultovat s odborníkem.
Průběh celé tavby, přípravu i její závěr si můžete prohlédnout v přiložené fotodokumentaci a videu.
ROSSY
Komentáře
Rossy
24. 09. 2026, 10:46Ještě si neodpustím jednu ukázku.
Takto se svářková ocel vyráběla, s malými či většími obměnami, od 16.století - pudlováním.
Jde o historické video jedné z posledních pudloven, která končila svůj provoz v roce 1965
https://1url.cz/HeXIS
Kódl
25. 09. 2026, 21:00Zajímavé: thumbsup:
Rossy
25. 09. 2026, 21:48Děkuji.
Jen jsem se chtěl pustit do něčeho, co u nás málo kdo dělá. Nejenom zjistit kvalitu rudy, ale, a to hlavně, v jednom kroku vyrobit ne měkké svářkové železo s nízkým obsahem uhlíku, ale uhlíkatou svářkovou ocel. Tedy polotovar, který se už zpracuje v kovárně třeba na čepel kvalitního nože.
Kódl
26. 09. 2026, 21:26Já to vidím třeba na starých zákolníkách, sekáčích, nebo klínkách co s nima dělili kámen. Tu strukturu svářkové oceli. Když čistím elektrolízou tak to začne ten materiál úplně rozebírat a je vidět ta stuktura (jakoby dřevo): wink: Muselo to mít velikou odolnost na ohyb, myslím...
Rossy
27. 09. 2026, 00:03Jen něco k tomu svářkovému železu.
Ve středověku se železo vyrábělo přímou metodou: do pece se vložila ruda spolu s dřevěným uhlím. Výsledný produkt (tzv. houba neboli železná hlušina) se prokoval v kovárně, čímž vznikla svářková ocel – samotné kování v kovárně představovalo proces zvaný svářkování. Takto vyrobené železo mělo velmi nízký obsah uhlíku. Pokud z něj kováři chtěli vytvořit kvalitnější a tvrdší nástroj, museli ho složitě znovu nauhličovat, aby jej bylo možné zakalit.
Od 16. století se začaly používat pokročilejší typy pecí (předchůdci vysokých pecí), v nichž se dařilo tavit surové železo (litinu). Litina však obsahovala vysoké procento uhlíku, byla křehká a nešla kováním přímo zpracovávat. Dalším nezbytným krokem proto muselo být její oduhličení. Oduhličené kousky železa se následně v kovárně zakovaly a kovářsky svařily. Znovu tak vznikala svářková ocel, ale výroba probíhala ve dvou samostatných krocích – což představuje tzv. nepřímou výrobu železa.
V 18. století byla zavedena nová metoda oduhličení surového železa (pudlování), která využívala kamenné uhlí a přímý žár v plamenné peci. I v tomto případě šlo o nepřímou výrobu železa a výsledným produktem bylo svářkové železo. Touto metodou se železo masově vyrábělo až do druhé poloviny 19. století, kdy ho nahradily moderní tekuté ocelářské postupy (Bessemerův, Thomasův a Siemens-Martinův proces).
A typická vláknitá až „dřevitá“ struktura na lomu je charakteristickým znakem svářkového železa obecně (jak z přímé, tak z nepřímé výroby). Míra její výraznosti se však liší podle kvality zpracování.
Kódl
27. 09. 2026, 19:39Díky: thumbsup: Super, jsem zase o něco chytřejší: wink:
Rossy
27. 09. 2026, 20:30Svářkování v podání zkušeného kováře mělo nesporné výhody – kombinování různě nauhličeného železa umožňovalo získat materiál, který spojoval pružnost měkkého železa s tvrdostí oceli. Při mém experimentu dochází v peci k nauhličování vloženého měkkého železa a současně k oduhličování vznikající litiny. Vše se pak svařuje do jednoho bloku a zároveň proplétá nově redukovaným železem z rudy.
Rossy
01. 10. 2026, 13:37Jen ještě něco - poku to někoho zajímá - přesnější popis té úpravy surového železa od 16.-19. století
Již od 16. a 17. století dokázaly vysoké pece vyrábět tekutou litinu (surové železo). Ta se musela oduhličit procesem zvaným frišování (zkujňování). Blok litiny se vložil do frišovací výhně roztopené dřevěným uhlím, kde kyslík ze vháněného vzduchu spaloval přebytečný uhlík v kovu. Následným prokováním pod vodním hamrem vzniklo tvárné, měkké železo. Pokud byla potřeba ocel, muselo se toto železo ještě dodatečně nauhličovat.
Od konce 18. století se pro oduhličování litiny začal používat nový proces – pudlování. Surové železo se tavilo v plamenné peci vytápěné kamenným uhlím. Palivo se kovu nikdy přímo nedotklo, takže ho neznečistilo sírou. Do lázně se přidávaly železné okuje (oxidy železa) a kyslík z nich i z plamene reagoval s uhlíkem v litině. Výsledkem bylo měkké železo, z něhož se po zpracování pod hamrem nebo ve válcovně stalo tzn. svářkové železo. I to se v případě potřeby muselo pro získání oceli nauhličovat.
U obou postupů však platilo, že pokud byl hutník skutečný odborník, dokázal proces oduhličování zastavit v přesný moment (například podle barvy plamene, jiskření či hustoty lázně). Tímto včasným přerušením vznikla přímo uhlíkatá (pudlovaná či frišovaná) ocel, která se následně homogenizovala opakovaným svářkováním a kováním na hamru.