W Starachowicach

[ADALBERTUS]

Witam
Nie mogłem sie powstrzymać i musiałem wkleić te kilka zdjęc. Ciekawe, kto odgadnie co przedstawia ta obrazkowa historyjka.

Czas akcji - koniec maja 2008.
Miejsce - Archeopark w Starachowicach.

Dalsze informacje i wyjaśnienie zagadki - za kilka dni.

Pokłony
Wojtek Sławiński ADALBERTUS

[yakiba]

To taka mini dymarka i wygląda na to że wytop udany.

[yakubu]

Mi tez to wyglada na malenka dymarke i efekt dzieki niej uzyskany. Niektorzy to maja fajne zabawy

[GrafRamolo]

Wow! malusia tatara! Wytapialiście stal czy miedź?

[ADALBERTUS]

Witam
mała podpowiedź. Wygląda rzeczywiście jak mały piecyk dymarski, ale nic w nim nie wytapialiśmy !
Choć rzeczywiście, wyjąłem z niego bryłkę żelaza o zawartości węgla grubo ponad 1 %

PS.
Dokładnych danych jeszcze nie znam - badali takie żelazo Duńczycy i określali na 1,2 - 1,5% węgla.
Muszę powtórzyć eksperyment u siebie w większej ilości i wyślę próbki na AGH.

PS2
Grafie. Nie S t a l, a żelazo. Stal na skalę przemysłową zaczęto uzyskiwać (Europa) dopiero w drugiej połowie XIX w. W Indiach kilkaset lat wcześniej - stal damasceńska (nie mylić z dziwerem)

Pokłony
Wojtek Sławiński ADALBERTUS

[yakiba]

A jednak stop żelaza z tą zawartością węgla to stal. Cżyżbyś kombinował z bułatem?

[Shirotatsu]

A no własnie, yakiba ma racje - stop żelaza z węglem to stal. Co prawda drzewiej nazywano go żelazem, ale wg współczesnej nomenklatury to stal.

W japonii też uzyskiwano stal na skalę prawie przemysłową kilkaset lat wcześniej niz w europie. Tatara jak najbardziej moze byc uznany za produkcję przemysłową, a udokumentowane tatara powstły juz w VI w. Są też wykopaliska wcześniejsze ok III w ale nie daja jednoznacznych potwierdzeń gdyż szczątki po piecach są zbyt małe.
Z jednego wytopu uzyskiwano od 1 do 2 ton - więc dla mnie to produkcja przemysłowa.

Wracajac do Twojej zagadki Wojciechu, to też skłaniam się ku teori, że to próba wytopu bułatu ( no moze nie tyle wytopu to stopu). Widziałem kiedys jak gostek stal wysokowęglową stapiał z gwoździami w taki sposób że uzyskał efekt bułatu. Choć ten bułat, który widziałem (na zdjęciach) z małych wytopów miały bardziej jednorodną strukturę - nie tak gąbczastą.
Ale zawartośc węgla może własnie na to wskazywać. Ciekaw jestem jaki jest poziom zawartości fosforu bo tego w bułacie było sporo.

No chyba że to próba nawęglenia starozytnym sposobem

Strasznie jestem ciekaw co to jest

Shiro

[ADALBERTUS]

A no własnie, yakiba ma racje - stop żelaza z węglem to stal. Co prawda drzewiej nazywano go żelazem, ale wg współczesnej nomenklatury to stal.

I tu sie nie zgodzę. Każda stal czy każde żelazo (poza chemicznie czystym) to stop z węglem. Natomiast według współczesnej nomenklatury dzielimy stale na nisko, średnio i wysokowęglowe (Polskie Normy), ewentualnie na stopowe i węglowe (Unia E )
Natomiast stop żelaza z węglem o zawartości poniżej 2 z kawałkiem % węgla jest stalą jeśli przeszedł przez fazę ciekłą, a więc został wytopiony. Natomiast żelazo dymarskie czy dymarkowe otrzymywano w stanie co najwyżej ciastowatym, więc fazy ciekłej nie miało, dlatego dla odróżnienia od przetopionej stali nazywamy go żelazem. Zawartość węgla nie ma żadnego znaczenia. Potocznie żelazem nazywamy stal o niewielkiej zawartości węgla, a więc materiał słabo się hartujący. Ale to tylko potocznie.
Stal damasceńska była przetapiana w tyglach, a więc przeszła przez fazę ciekłą. W Europie w połowie XIX w wynaleziono proces świeżenia (odwęglania) surówki w konwertorach Bessemera. Temperatura była tam na tyle wysoka, że stop żelaza z węglem był do końca procesu cieczą, a więc nareszcie uzyskano stal. Wcześniej było to co najwyżej żeliwo lub surówka, a więc stop o zawartości węgla rzędu 3 - 6%

W Japonii też uzyskiwano stal na skalę prawie przemysłową kilkaset lat wcześniej niż w Europie. Tatara jak najbardziej może być uznany za produkcję przemysłową, a udokumentowane tatara powstały juz w VI w. Są też wykopaliska wcześniejsze ok III w ale nie dają jednoznacznych potwierdzeń gdyż szczątki po piecach są zbyt małe.
Z jednego wytopu uzyskiwano od 1 do 2 ton - więc dla mnie to produkcja przemysłowa.

Biorąc pod uwagę definicję stali i żelaza, w Tatara uzyskiwano żelazo a nie stal, oraz surówkę.
W Europie w X - XI w. na szeroką skalę zaczęły pracować piece typu "dymarka średniowieczna", w której nie otrzymywano już żelaza w postaci gąbczastej łupki (jak na ostatniej fotce z poprzedniego postu) lecz płynną surówkę (~5% węgla). Proces był ciągły, w czasie pracy spuszczano co jakiś czas żużel i ciekłą surówkę tak długo, aż piec nie wymagał remontu i wtedy dopiero go gaszono i naprawiano. Nie był on już rozbijany, trudno wiec powiedzieć ile żelaza (właściwie surówki) otrzymywano z jednego wytopu (proces ciągły). Tatara, podobnie jak starożytny piec dymarski, był (część nadziemna) piecem jednorazowego użytku. Inna konstrukcja, inna chemia - trudno porównać. Przez analogię można by go (na siłę) porównać do pieców Galijskich lub Rzymskich, w których też otrzymywano w jednym "wytopie" po kilkaset kg żelaza w oddzielnych bryłkach.

A wracając do zagadki i piecyka:

No chyba że to próba nawęglenia starozytnym sposobem
Strasznie jestem ciekaw co to jest
Shiro

Od razu poznać kowala - praktyka.
Zgadłeś. Chylę czoła przed Twą przenikliwością podrzuć mi adres, to dostaniesz próbkę do poeksperymentowania (jeśli, rzecz jasna, uda mi sie wytop).
Jest to rzeczywiście nawęglanie najzwyklejszej stali metodą opisaną przez A R C H I M E D E S A ! ! ! Sam tego jeszcze nie znalazłem, ale pokazał mi to zaproszony na "Żelazne Korzenie" gość z Danii - Jens Jørgen Olesen (Jego dolne fragmenty widoczne na pierwszej fotce) Właśnie On to gdzieś u Archimedesa wygrzebał. Nie mogę niestety podać szczegółów tego piecyka, bo tajemnica nie jest moja, a Jens pisze na ten temat jakieś opracowanie, więc.....
Ale dostałem błogosławieństwo na własne próby.
Proste to jest jak budowa cepa, tylko należy zapomnieć o książkowej wiedzy i właściwościach żelaza. Nie wiem czemu się to udaje, bo nie ma prawa. Przypuszczam, że Archimedes po prostu o tym nie wiedział
Przy okazji. Pokazane fotki trochę wpuszczają Was w maliny. Widoczny na ostatnim zdjęciu szlif nie jest przekrojem próbki z tego piecyka, tylko autentycznej łupki żelaznej wytopionej przez Jensa w piecu dymarskim.
Ale, ruda do jego wytopu miała ponad 90% żelaza (szwedzka) więc nijak nie pasowało to do naszych, polskich warunków (darniówka ma kilkanaście czy dwadzieścia kilka %). Za to ruda jak japoński Czarny piasek. Z naszej rudy wytop nie był do niczego podobny - choć nareszcie ładnie popłynął żużel. Dobre i to .

Tak płynął żużel podczas wytopu (nieudanego) prowadzonego z Jensem


Na usprawiedliwienie dodam, że nawęgloną łupkę przeciąłem dopiero przedwczoraj - wygląda identycznie. Z zewnątrz różnicy nie ma żadnej.
Ale żebyście widzieli jakie iskry leciały podczas cięcia ! Klękajcie Narody. Żadnej pojedynczej - same pękające rozbłyski.
Spróbuję trochę ją podszlifować i zrobić makrofotografię.

Pokłony
Wojtek Sławiński ADALBERTUS

[Shirotatsu]

A no własnie, yakiba ma racje - stop żelaza z węglem to stal. Co prawda drzewiej nazywano go żelazem, ale wg współczesnej nomenklatury to stal.

I tu sie nie zgodzę. Każda stal czy każde żelazo (poza chemicznie czystym) to stop z węglem. Natomiast według współczesnej nomenklatury dzielimy stale na nisko, średnio i wysokowęglowe (Polskie Normy), ewentualnie na stopowe i węglowe (Unia E )
Natomiast stop żelaza z węglem o zawartości poniżej 2 z kawałkiem % węgla jest stalą jeśli przeszedł przez fazę ciekłą, a więc został wytopiony. Natomiast żelazo dymarskie czy dymarkowe otrzymywano w stanie co najwyżej ciastowatym, więc fazy ciekłej nie miało, dlatego dla odróżnienia od przetopionej stali nazywamy go żelazem. Zawartość węgla nie ma żadnego znaczenia. Potocznie żelazem nazywamy stal o niewielkiej zawartości węgla, a więc materiał słabo się hartujący. Ale to tylko potocznie.
Stal damasceńska była przetapiana w tyglach, a więc przeszła przez fazę ciekłą. W Europie w połowie XIX w wynaleziono proces świeżenia (odwęglania) surówki w konwertorach Bessemera. Temperatura była tam na tyle wysoka, że stop żelaza z węglem był do końca procesu cieczą, a więc nareszcie uzyskano stal. Wcześniej było to co najwyżej żeliwo lub surówka, a więc stop o zawartości węgla rzędu 3 - 6%

Przyznaję się dobrowolnie i bez bicia - dałem plamę. Wojciechu oczywiscie w tej kwestii masz rację.
Na swoje usprawiedliwienie dodam tylko, że chodziło mi o potoczne nazywanie przez kowali miękkiej stali (niskoweglowej) żelazem.


Ale wracajac do Tatara to jednak tam uzyskiwano stal no i oczywiście surówke. Ale surówkę otrzymywało się w nieco odmienny sposób zwany Zuku-oshi. Natomiast w procesie Kera-oshi w którym otrzymywano między innymi tamahagane, otrzymywało się stal, gdyż w pewnym okresie trwania procesu przechodzi on przez fazę ciekłą ( ponad 1500*C). Co prawda jest to dośc krótki moment, ale jednak. Po spuszczeniu żuzlu piec jest wystudzany i faktycznie rozbijany aby wydostac bryłę kera.
Więc mimo mojej nie wystarczajacej wiedzy skłonny jestem jednak twierdzić, że otrzymujemy stal jako produkt końcowy w piecu tatara przy procesie kera-oshi. Zresztą, przyjęte jest w świecie (nawet naukowym) nazywanie tamahagane stalą.



Co do zagadki zaś, to skojarzyło mi sie to z naweglaniem japońskim w zwykłym paklenisku, gdzie nawęgla sie na podobnej zasadzie. A że sam parę razy próbowałem nawęglać to tak samo wyszło.

Swoja drogą to strasznie mnie ciekwi ten Archimedesowy eksperyment. Gdybyś mógł coś więcej zdradzić na ten temat byłoby fajnie.


Shiro

[yakiba]

Adalbercie jeśli by tak rozumować to za każdym razem gdy rozmawiamy na miłe nam tematy należałoby wyjaśniać jakie żelazo lub stal mamy na myśli, straszne zamieszanie przecież i surówka była nazywana żelazem( szmelcowanym) a stal uzyskiwano też przez zanurzenie łupki w surówce sam właściwie nie wiem jak z tego wybrnąć. A z tym eksperymentem to domyślałem się ,że chodzi o nawęglanie ale za bardzo starałem się dopasować proces do stanu swojej wiedzy choć brakowało mi tygla nie spodziewałem się,że chodzi o coś o czym nzwet nie słyszałem zatem dołączam się do shiro z prośbą o więcej danych

[yakiba]

Tajemnica nie jest już taka tajemnicza .wraz z załogą tatary miałem okazję poznać Jensa w Biskupinie i dokładnie przyjrzeć się całemu procesowi kilkakrotnie oraz wypytać o szczegóły. szkoda że z powodu remontu nie mogę zaraz sprawdzić tego praktycznie. ale jestem pod wrażeniem tego co zobaczyłem.Z resztą nie był to tylko nawęglony kawałek stali, na gorąco został wykonany przez jednego z kowali nóż na , którym po szlifie widać było piękny wzór damastu. Próbka została też przekazana do AGH w Krakowie więc będzie dokładna analiza.

[karendt]

Dodam, że Jesn pragnie aby każdy poznał tą metodę.
Chylę czoła przed jego wiedzą połączoną z praktycznymi umiejętnościami.

[ADALBERTUS]

Witam
Świetnie, że Jens postanowił upowszechnić zrekonstruowaną przez siebie metodę .


Ja ze swojej strony zagrzebałem się trochę w literaturze, bo wyszedłem z założenia, że coś tak prostego i skutecznego nie mogło istnieć tylko u Diogenesa. Poniżej cytuję fragment monografii mojego absolutnego autorytetu metalurgicznego:

-----------------------------------------------------
GDAŃSK
WCZESNOŚREDNIOWIECZNY
TOM II

J E R Z Y P I A S K O W S K I
TECHNIKA GDAŃSKIEGO
HUTNICTWA I KOWALSTWA ŻELAZNEGO X-XIV W.
NA PODSTAWIE BADAŃ METALOZNAWCZYCH

GDAŃSK 1960


”... Inne dawne sposoby wytwarzania stali opisuje L. Beck.
Pierwszy z nich polegał na wykuciu z żelaza cienkich płytek. Płytki te przesypy¬wano mieszaniną sproszkowanego marmuru, żużla dymarkowego oraz węgli drzewnych i umieszczano w ognisku obciążając kawałkiem żelaza. Tam nastąpiło nawęglenie żelaza, a równocześnie wytwarzał się rzadko-płynny żużel, który ułatwiał zgrzanie płytek. W ten sposób uzyskiwano bryłę stali; nazywano ją stalą „włoską", jakkolwiek proces ten stosowany był bardzo często w Karyntii.
Inny sposób wytwarzania stali podany przez L. Becka miał być sto¬sowany w Norwegii. Przeprowadzano go w kotlinie ogniska kowalskiego, którą wypełniano świerkowym węglem drzewnym. Na węglach tych, tuż przed dyszą, umieszczano pręty żelazne. Pod wpływem silnego ognia następowało nawęglenie i stopienie żelaza; krople metalu spływały na dno kotliny. Na dnie kotliny zbierała się bryła stali. Przy sposobie tym następowały duże straty żelaza, wynoszące ok. 50%. ...”

L. Beck, Geschichte des Eisens, t. I, Braunsweig 1891, s. 833
-----------------------------------------------------

No i co Wy na to ? Sposób norweski wypisz-wymaluj jest sposobem stosowanym przez Jensa (według opisu Diogenesa). Różnica polega właściwie tylko na budowie specjalnego piecyka (Diogenes) albo przeprowadzenia nawęglania ( a właściwie przetopienia żelaza ) w palenisku kowalskim (sposób norweski). Istota procesu jest dokładnie taka sama.
Mnie natomiast zastanawia co innego. Czemu u Boga-Ojca cały ten proces w ogóle zachodzi.
Dwa dni temu przeprowadziłem własna próbę. Ze względów oszczędnościowych wybudowałem piec ze zwykłych cegieł, wnętrze wylepiłem mieszaniną gliniastej ziemi (z mojego ogrodu) wymieszanej z piaskiem i siankiem pozostałym po koszeniu trawnika – pozostałości po piecach dymarskich dowodzą, że glina mieszana była z sieczką. Zamiast miecha zastosowałem dmuchawę wykonaną ze starej NRD-owskiej froterki o mocy 150W z zamontowanym regulatorem obrotów. Do piecyka wsadziłem 4,5 kg żelaza, w postaci prętów o średnicy 6 i 8 mm, zużyłem ~10 kg węgla drzewnego.




Tak wyglądał mój piecyk w czasie pracy.

Cały proces trwał 1,5 h. Otrzymałem tzw. „brudną łupkę” o wadze 4,25 kg. Piaskowski podaje za Beckiem, że straty sięgają 50%. Ja wsadziłem do piecyka 4.5 kg żelaza, wyjąłem 4,25 żelaza pomieszanego z żużlem, więc straty to kilka - kilkanaście %. Zobaczę, ile zostanie żelaza po zgrzaniu łupki, może ten ostateczny wynik sięga owych 50%.


Po rozbiciu przedniej ścianki - niestety, nie dałem rady wyjąć łupki górą


Gotowa łupka, tzw. "brudna"


Ale nie w tym rzecz. We fryszerskim procesie odwęglania surówki wkładamy kawałki metalu o zawartości węgla rzędu 3~5%. Taka surówka roztapia się i spływając kroplami pomiędzy kawałkami węgla, w strumieniu powietrza o d w ę g l a się, osiągając ~ 0,3% C, albo i mniej.
W metodzie Diogenesa lub norweskiej, kawałki niskowęglowego żelaza roztapiają się i spływając kroplami pomiędzy kawałkami węgla, w strumieniu powietrza n a w ę g l ają się osiągając 1,2 ~1,5% C
Coś tu się kupy nie trzyma. Rzecz w tym, że takie nawęglanie jest nie tylko proste, ale i diablo skuteczne.
Próbka ze Starachowic też pojechała na AGH – ciekawe będzie porównanie wyników.
Moja łupka zaś ma inne przeznaczenie. Ma być z niej wykuty gladius, a konkretnie rekonstrukcja miecza znalezionego w Oblinie. Niby na drugim końcu świata niż Japonia, ale...


Budowa miecza z Oblina (Podlodowa) według Biborskiego.

Miecz, jak klasyczny „rzymianin”, ma sznury dziweru, ale ostrza dziwerowane nie są. Natomiast wykute zostały ze stali dymarskiej (bo innej wtedy nie było), a więc dokładnie takiej samej jak stosowanej w Japonii. Japończycy przekuwali (i nadal przekuwają) ją wielokrotnie w celu ujednolicenia składu i struktury. No a jak mogło to być robione w Rzymie ?
Prawdę mówiąc, nie widzę innego sposobu na ujednolicenie metalu. Ma może ktoś jakiś inny pomysł ?

PS
Strasznie jestem ciekawy Waszego wytopu w Biskupinie. Tym bardziej, że tydzień temu robiliśmy (Muzeum Starożytnego Hutnictwa Mazowieckiego) pierwszą próbę wytopu w piecu typu mazowieckiego z II wne.

Pokłony
Wojtek Sławiński ADALBERTUS

[yakiba]

ciekawa ta włoska metoda nawęglania.Myślę,że rozwiązuje pewien problem, otusz przy dymarkach zwykle odkrywano piece" wapiennicze" wielkości podobnej do naszej tatary.Archeolodzy wysuwali hipotezę ,że służyły do wygrzewania rudy wraz z wapnem , którego ślady w piecu są obecne Ale być może ich rolą było właśnie nawęglanie.
Co do metody Jensa to zwracał on szczególnie uwagę na odległość od dyszy topionego pręta oraz równą prędkość przesuwania go w czasie topienia. Sądzę,że robiąc to równomiernie można uzyskać w miarę równe nawęglenie a odległością od dyszy regulować stopień nawęglenia bez konieczności późniejszego przekuwania w celu ujednorodnienia. Po prostu kwestia wprawy. to tak jak topisz pręt np z miedzi w płomieniu palnika musisz zwracać uwagę na odległość od stożka utleniającego płomienia i ta odległość też ma wpływ na to czy żelazo nawęglamy czy odwęglamy.Lepszy efekt Jens uzyskiwał w piecu "poziomym" gdzie pręt wsuwało się z boku pieca no i łatwiej przy nim uważać coby nie przypiec sobie paluszków.
Ciekaw jestem jakiej rudy użyliście do prób wytopu i jak była przygotowana przed wsypaniem do dymarki.

[Shirotatsu]

To w końcu czyja to metoda Archimedesa czy Diogenesa - pytam przez ciekawość.

Co do Jensa, kiedy z nim rozmawiałem mówił, że straty przy tym nawęglaniu są rzędu 1-3%. I to jest raczej prawda bo z tego co pamiętam to ważył pręt a potem tę nawęgloną z niego stal.

Zastanawiałem się trochę nad tą metodą, którą pokazał Jens i doszedłem do jednego wniosku:
A mianowicie, podczas topienia pręta żelazo paląc się skapuje w dół paleniska na podłożona cegłę szamotową (piecyk z bocznym nadmuchem Jensa) . Dysza umieszczona jest dośc wysoko. Czynnikiem nawęglającym jest CO, którego jest znaczna ilośc w dolnej części paleniska, który powstaje przy spalaniu się węgla drzewnego z małą ilością powietrza. Bowiem te krople ciekłego żelaza nie spływaja w dół w nadmuchu powietrza tylko poniżej jego strumienia.
Oczywiście to są tylko takie moje przemyślenia.

Wojciechu - wydaje mi się, że rzymianie aby otrzymać w miarę jednorodna stal mogli ją niejako stapiać w żużlu dymarskim. Jens również pokazywał nam właśnie taki sposób na połączenie różnych osobnych kawałków żelaza czy stali. Brał żużel z dymarki i dawał go na spód paleniska a na niego kładł kawałki żelaza. Potem rozpalał palenisko i rozgrzewał to do wysokiej temp. W upłynnionym żuzlu kawałki metalu ładnie się ze sobą stapiały. Na koniec taką łupkę obkuwał z żużlu i gotowe - bez zgrzewania. Mozliwe, że mój opis nie jest dośc ścisły z uwagi na mój słaby angielski (właściwie to prawie jego brak ). Ale Karendt powinien to lepiej wytłumaczyć bo dosć intensywnie dyskutował na ten temat z Jensem.


Wojciechu informacje i zdjęcia z naszego wytopu możesz zobaczyć na stronie projektu: http://www.nipponto.pl . Co prawda są jeszcze dość skąpe, ale w niedługim czasie zostaną te informacje poszerzone.

Pozdrawiam

Shiro

[karendt]

Niestety ten proces niejako ominął mnie.
Akurat w tym czasie byłem zajęty i nie poświeciłem za dużo uwagi nań.
A dyskusje z Jensem prowadziłem nt. nawęglania.
Ciekawi mnie jednak dlaczego taki proces nawęglania zanikł.

[ADALBERTUS]

Witam
Właściwie miały miejsce dwie próby. Pierwsza w końcu sierpnia miała na celu sprawdzenie, czy piec o tak cienkich ściankach (~5 cm na dole, do 2 cm przy wylocie) w ogóle wytrzyma. Poza tym chcieliśmy zobaczyć jak zachowuje się ruda darniowa podczas wytopu. Wszystkie dotychczasowe eksperymenty prowadzone były w piecach typu świętokrzyskiego, a więc budowanych z cegieł grubości ~10 cm i prowadzonych na rudzie pozyskiwanej z kopalni w Rudkach (Kieleckie).
Wytop prowadzony był w nocy, gdyż początkowo miał iść wyłącznie na naturalnym ciągu kominowym. Niestety – noc była niemal upalna i trzeba było sobie dopomóc za pomocą miecha i radzieckiego odkurzacza typu „RAKIETA”

Konstrukcja pieca wytrzymała wspaniale i rozleciała się (częściowo) dopiero podczas przewracania komina.
20 i 21 września przeprowadziliśmy dwie następne próby. Jednocześnie prowadzone były dwa piece różniące się ułożeniem dysz, wielkością wsadu, zawartością wapna (topnik) i rodzajem dmuchu. Jeden szedł na dmuchu z miecha, drugi na wspomnianej w poprzednim poście dmuchawie „OMEGA” - widać ją za piecem, z prawej strony.





Jak widać, te piece wyglądały zupełnie inaczej niż TATARA.
Pracowały też na innej rudzie. Stosowana była ruda darniowa o zawartości tlenków żelaza ~25%, a więc bez porównania gorsza od rud japońskich. I tu zaczynają się schody. Z tak kiepskiej rudy, w piecu typu świętokrzyskiego czy mazowieckiego, nikomu dotychczas (pomijam naszych praprzodków) nie udało się powtórzyć wytopu. Przynajmniej z jakimś sensownym efektem.
Piec dmuchany „OMEGĄ” szedł na drobnych porcjach (szpachelka na raz) przeprażonej rudy wymieszanej z wapnem jako topnikiem. Po zużyciu 20 kg takiej mieszanki i 40 kg węgla rozbiliśmy go i....... Zobaczyliśmy żelazo !
Nie takie, co prawda, jak Wy w Biskupinie i nie w takiej ilości, ale jednak.


Tak wygląda żelazo, a właściwie gąbka żelazna na powierzchni kloca żużlowego

Brzmi to może dziwnie, że zachwycam się czymś takim, ale po ponad 50 latach (tak !!!) prób wyszło nareszcie żelazo.
Sęk w tym, że tak naprawdę nie wiemy dlaczego. Może źle się wyrażam. Wiemy co zmieniliśmy w tym wytopie, ale nikt nie wie czemu akurat tutaj wyszło to i w takiej formie jak chcieliśmy. Na marginesie dodam, że w maju próbowaliśmy robić wytop z Jensem i też nic się nie wytopiło.

Shiro. Na rysunku, którego fotokopię dostałem od Jensa, jest coś takiego:

A więc chyba Archimedes – pomerdało mi się zupełnie &#61514 ;



Pokłony
Wojtek Sławiński ADALBERTUS

[yakiba]

Gratulacje.To naprawdę wielki sukces.Mógłbyś podać więcej szczegółów? Zwłaszca interesuje mnie przekrój pieca .

[karendt]

Panie Wojtku:
Czy wsad sypaliście aż po sam czubek komina ?

Wydaje mi się że Archimedes to drugie imię Skipa Williamsa, człowieka który odkrył na nowo tajemną metodę nawęglania.
Właśnie od Skipa Jens czerpie inspiracje.
A tu strona Skipa - http://iron.wlu.edu/
Chyba zawiera najwięcej skondensowanej wiedzy nt dawnego kowalstwa i hutnictwa, a może i najwięcej wiedzy ogóle spisanej.

[ADALBERTUS]

Witam
Wybaczcie niedomówienia, ale zupełnie mi z głowy wypadło, że jestem na forum „Japońskim” i to raczej budowa pieca japońskiego jest wszystkim forumowiczom znana, a nie europejskiego.
Pozwolę więc sobie na małą charakterystykę takiego piecyka, nazwanego przez archeologów „piec dymarski typu kotlinkowego” – nie mylić z „dymarką”, czyli piecem średniowiecznym o zupełnie innej budowie i zasadzie działania.
Ponieważ eksperyment odbywał się pod patronatem Muzeum w Pruszkowie (koło Warszawy), a ja byłem współorganizatorem całej imprezy, więc i piece miały być tym razem prowadzone według schematu innego niż dotychczas (Dymarki świętokrzyskie, Biskupin itp.). Postanowiliśmy zbudować piec według konstrukcji stosowanej prawdopodobnie na Mazowszu gdzieś koło II – III wne




Powyżej załączyłem szkic konstrukcyjny jednego z pieców zbudowanych na terenie szkoły w Otrębusach koło Warszawy Była to oczywiście nie rekonstrukcja prawdziwego pieca, bo takiego nikt nie zna, tylko kolejna „możliwa wersja”.
Jedyny pewny element takiego pieca, tzn. mający poparcie w znaleziskach archeologicznych, to kloc żużla pozostałego po wytopie. Wypełniał on dołek w ziemi. Po prostu tylko to się do naszych czasów zachowało – część nadziemna była, podobnie jak w TATARA, za każdym razem niszczona. Różnica jednak była taka, że do każdego wytopu budowano obok następny, nowy piec, zaś żużel pozostawał w ziemi.
Nasz piecyk miał kotlinkę (dołek w ziemi) głębokości 35 cm, szerokość u góry ~25 cm.
Nad nią postawiony był gliniany komin o wysokość ok. 125 cm. Mniej więcej tak jak na szkicu. Z boku kotlinki wykopałem tzw. „kanał kotlinkowy”, czyli dodatkowy niewielki dołek połączony z kotlinką, przez który rozpaliliśmy w piecu (były i takie).






Planowaliśmy, że w tym kanale obserwować będziemy ściekający żużel, co pozwoli nam na pewną kontrolę procesu. Na nocnym zdjęciu widać, jak przez ten właśnie otwór dodatkowo dmuchaliśmy odkurzaczem powietrze.
W ścianie szybu wywiercone było 6 otworów. Cztery o średnicy ~2 cm - były to otwory wentylacyjne. Dwa (leżące naprzeciw siebie) miały średnicę ~3 cm, co pozwalało doprowadzić do nich nadmuch powietrza.
Teoretyczne wyliczenia sugerują, że powinno się wypełnić prawie cały szyb warstwami węgla i rudy. Natomiast moja „intuicja” mówi mi, że węgla powinno być niewiele, rudy jeszcze mniej. Dlatego w ścianie szybu wywierciliśmy dodatkowe otwory pozwalające obserwować wnętrze pieca podczas wytopu.
Po solidnym rozgrzaniu węgla (biały żar) zaczęliśmy podawać rudę małymi porcjami (ok. 300g.) Poziom węgla oscylował na wysokości 25-30 cm powyżej dysz. Założenie było takie, aby cały czas utrzymywać jak najwyższą temperaturę wsadu, rzędu 1300°C, czyli taką jak w Tatara
Żelazo utworzyło się w postaci gąbki przytopionej do górnej powierzchni kloca żużlowego.



Jak wspomniałem poprzednio, inne, podobne piece prowadzone są z wykorzystaniem rudy wysokoprocentowej i taki wytop raczej nie stanowi dziś problemu. Jednak absolutnie pewne jest, że stosowano również rudy darniowe (bagienne), niskoprocentowe i właśnie tego typu wytop jest nadal zupełną zagadką. Żelazo się tworzy, ale w postaci mikroskopijnych kuleczek zawieszonych w żużlu. Nie ma więc czego położyć na kowadło i czego zgrzać. Czasem powstawały jakieś większe blaszki czy grudki, ale to były pojedyncze przypadki.
Sęk w tym, że nie wiadomo, czy te pojedyncze blaszki żelaza to początek procesu w miarę prawidłowo prowadzonego, czy może odwrotnie – jest to resztka po żelazie uzyskanym w źle prowadzonym wytopie. A jest i taka możliwość, że jest to bezwartościowy odpad (dlatego pozostał) a całe dobre żelazo zostało z pieca wyjęte. Tym samym nasz „sukces” może tak naprawdę być kompletną porażką, tylko my o tym nie wiemy

Pokłony
Wojtek Sławiński ADALBERTUS

[sebastian ;)]

Witam mam pytanko skąd pewnośc, że w piecu tego typu wykorzystywno rudę darniową o zawartości tlenków Fe około 25 % . Pytam dlatego iż w Biskupinie sam byłem świadkiem " ulepszania rudy " poprzez jej wygrzewanie w wraz z pyłem z węgla drzewnego na palenisku. Powodowało to taki efekt , że po takim procesie naprawdę więcej " proszku " przylegało do przystawionego magnesu co miało zwiększać zawartośc procentową tlenków w pozostałościach więc może więcej niz 25 %. ( a pokazywał to ostatniego dnia kowal a nie odlewnik ) A jeszcze jedno wpano to przypadkiem nie jest topnikiem w większej skali temperatur niż 1300 stopni ?.
Oczywiście jestem niemal pozbawiony teorii ( dopiero zdobywan wiedze w tym zakresie ) a wnioski wysuwam na podstawie trzech dni leżenia pod piecem wyciagania żużlu i przygladania się całemu procesowi Tatary jak i innych miłośników żelaza. . Ponoć kto pyta nie błądzi.
Pozdrowienia Sebastian.

[aambeeld]

Dzięki Wojtku za cenne informacje!

Konstrukcja pieca bardzo interesująca pod kątem bułatu - w przyszłym roku spróbuję wytopu na węglu drzewnym i w "kominku".

edit. Oczywiście bułat to zupełnie inna bajka technologiczna, bo to proces tyglowy.

[ADALBERTUS]

Witam
stosowanie rudy darniowej jest o tyle pewne, że zachowały się starożytne wybierzyska tego surowca. Ja sam stosuje rudę zbieraną na terenie kopalni (szumne słowo !) w Biskupicach pod Brwinowem. Są to wybierzyska leżące nad niewielką rzeczką, niestety już uregulowaną, a ięc pokłady rudy przestały się odnawiać.
2000 lat temu wyglądało to mniej więcej tak jak na szkicu.



Prawdopodobny wygląd huty w Biskupicach
Obok rzeczki ciągnął się pas mokradeł, w których osadzały się związki żelaza tworząc rudę bagienną. Dalej teren podnosił się o 1 ~ 1,5 m. Tam stawiano piece, była osada, glinianki itp.

Rudę wybierano pasami prostopadłymi do rzeczki pozostawiając między nimi jakby groble szerokości kilku m. Pokład rudy miał miąższość ok. 30~80 cm. A cała kopalnia ciągnęła się na przestrzeni dobrze ponad 1 km. Kilkadziesiąt metrów od rzeczki teren nieco się wznosił i tam zaczynały się całe hektary piecowisk.
Dziś w tym miejscu rośnie sobie kukurydza lub kartofelki. Okoliczni mieszkańcy szabrują te dobra (kartofle, rzecz jasna) a ja z plecaczkiem zbieram rudę. Ciekaw jestem tylko, czy i kiedy wsadzą mnie do czubków, bo zamiast kartofli z pola zbieram kamienie.
Jak by nie było, dokładnie ta sama ruda, którą kiedyś eksploatowano jest do zbadania, dlatego wiadomo co i jak. W bezpośrednim sąsiedztwie piecowisk zachowały się też liczne ślady po wapiennikach. Wapienniki nie występowały w Górach Świętokrzyskich, dlatego przypuszcza się, że były one źródłem topnika do pieców mazowieckich. Nie ulega wątpliwości, że mazowiecka ruda gorzej się upłynnia od świętokrzyskiej, dlatego dodatek topnika był uzasadniony. Nie wiadomo niestety, czy było to właśnie wapno, ale stosowano je w średniowieczu (potwierdzenie w źródłach pisanych) więc tak liczne wapienniki na Mazowszu narzucają analogiczne wytłumaczenie.
Ruda żelaza (praktycznie zawsze) przed wrzuceniem do pieca była prażona, co ją wzbogacało, a właściwie poprawiało jej skład. Wodorotlenki przechodziły w tlenki, suszyła się, stawała się bardziej krucha i porowata itp. Nie znaczy to, że raptem z 25% wodorotlenków żelaza otrzymywaliśmy 50% tlenku. Różnica była, ale w sumie kilku-kilkunastoprocentowa. Dobre i to.
Najważniejsze było to, że część procesów wymagających dostarczenia energii przebiegała przed właściwym wytopem, a więc sam wytop w piecu był niejako sprawniejszy energetycznie.
Prawdę móiąc, nie wiem w jakich temperaturach stosowano CaO jako topnik. Wiadomo, że do czegoś go używali i to w ogromnych ilościach. Z drugiej strony sam próbowałem zgrzewać żelazo w tlenku wapnia i całkiem nieźle się roztapiał, więc może i stosowali ?
W naszych piecykach wapno się upłynniło, więc temperatura mu wystarczyła. Z drugiej strony jakiejś istotnej różnicy w wyglądzie żuzla w stosunku do wytopu bez wapna nie zobaczyliśmy, poza samym żelazem, oczywiście.

Pokłony
Wojtek Sławiński ADALBERTUS

[karendt]

Z tego co ja również widziałem
Po prażeniu, magnes zebrał z rudy ok 90% tego co było w pierwotnym stanie. Dodam też że oddziaływania magnetyczne były znacznie silniejsze niż w przypadku naszego hematytu.
A wyglądało to tak, że pokruszoną rudę wsypywał na łopatkę i postawiał na palenisku grzał do ok 750 -800C dodał pyłu węgla drzewnego mieszając i w końcowej fazie wyjąwszy z paleniska dmuchając czekał aż się węgiel wypali.
Owy kowal rudę miał swoją gdzieś z pod Piły.
Sprawdziliśmy także rudę "biskupińską" - którą zapewnił organizator, a pochodziła z rozbiórki jakiegoś domu. Była gorsza, magnes w pierwotnym stanie prawie wcale jej nie przyciągał, po prażeniu zostało więcej niemagnetycznych odpadków (coś jak piasek). Jednak magnes równie mocno oddziaływał na rudę.
Myślę, że ważną rzeczą w procesie prażenia może być właśnie pył węgla. drzewnego. Kowal mówił że pomaga on w utrzymaniu równej temperatury, ale ja sądzę, że wiąże on tlen z powietrza i niejako zapobiega rozkładowy (utlenianiu) rudy.

[aambeeld]

Skip prosił o wklejenie nowości:
http://forums.dfoggknives.com/index.php?showtopic=11327

na końcy powyższego topicu