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