Bloomery - Bloomery
Uma florada é um tipo de forno metalúrgico que já foi amplamente utilizado para fundir ferro a partir de seus óxidos . A floricultura foi a primeira forma de fundição capaz de fundir ferro. Bloomeries produzem uma massa porosa de ferro e escória chamada de flor . A mistura de escória e ferro na placa, denominada ferro esponja , geralmente é consolidada e posteriormente forjada em ferro forjado . Os altos-fornos , que produzem ferro-gusa , substituíram em grande parte os bloomeries.
Processo
Uma florada consiste em um poço ou chaminé com paredes resistentes ao calor feitas de terra, argila ou pedra . Perto do fundo, um ou mais tubos (feitos de argila ou metal) entram pelas paredes laterais. Esses tubos, chamados tuyeres , permitem que o ar entre na fornalha, seja por tiragem natural ou forçada com fole ou trompe . Uma abertura na parte inferior da floração pode ser usada para remover a floração, ou a floração pode ser inclinada e a floração removida do topo.
O primeiro passo antes de se usar o bloomery é o preparo do carvão e do minério de ferro. O carvão vegetal é carbono quase puro que, quando queimado, produz a alta temperatura necessária para o processo de fundição e fornece o carbono necessário para a liga de aço.
O minério é quebrado em pequenos pedaços e geralmente torrado no fogo para remover qualquer umidade do minério. Quaisquer grandes impurezas no minério podem ser trituradas e removidas. Uma vez que a escória de blocos anteriores pode ter um alto teor de ferro, ela também pode ser quebrada e reciclada para o florescimento com o novo minério.
Em operação, após o pré-aquecimento da floração pela queima de carvão, o minério de ferro e o carvão adicional são introduzidos pelo topo em uma proporção de aproximadamente um para um. Dentro da fornalha, o monóxido de carbono da combustão incompleta do carvão reduz os óxidos de ferro do minério a ferro metálico sem derreter o minério; isso permite que o bloomery opere em temperaturas mais baixas do que a temperatura de fusão do minério. Como o produto desejado de uma floração é o ferro facilmente falsificável , ele requer um baixo teor de carbono. A temperatura e a proporção do carvão vegetal para o minério de ferro devem ser controladas com cuidado para evitar que o ferro absorva muito carbono e, assim, se torne impraticável. O ferro fundido ocorre quando o ferro absorve 2% a 4% de carbono. Como a floração é autofluente, a adição de calcário não é necessária para formar uma escória.
As pequenas partículas de ferro assim produzidas caem para o fundo do forno, onde se combinam com a escória fundida, geralmente composta de faialita , um composto de silício , oxigênio e ferro misturado com outras impurezas do minério. A mistura de ferro e escória resfria-se para formar uma massa esponjosa conhecida como flor. Como a florada é altamente porosa e seus espaços abertos estão cheios de escória, ela deve mais tarde ser reaquecida e batida com um martelo para tirar a escória derretida dela. O ferro tratado desta forma é denominado ferro forjado (trabalhado), e o ferro resultante, com quantidades reduzidas de escória, é denominado ferro forjado ou ferro em barra. Também é possível produzir blocos revestidos de aço , manipulando a carga e o fluxo de ar para os blocos.
Quando a era da siderurgia comercial moderna começou, a palavra flor foi estendida a outro sentido, referindo-se a uma peça de aço de estágio intermediário , de tamanho comparável a muitos blocos de ferro tradicionais, que estava pronta para ser posteriormente transformada em tarugo .
História
O início da Idade do Ferro na maior parte do mundo coincide com o primeiro uso generalizado da floricultura. Embora exemplos anteriores de ferro sejam encontrados, seu alto teor de níquel indica que se trata de um ferro meteórico . Outras amostras iniciais de ferro podem ter sido produzidas pela introdução acidental de minério de ferro nas operações de fundição de bronze . O ferro parece ter sido fundido no Ocidente já em 3000 aC, mas os ferreiros de bronze, não estando familiarizados com o ferro, só o utilizaram muito mais tarde. No Ocidente, o ferro começou a ser usado por volta de 1200 AC.
Ásia leste
A China há muito é considerada a exceção ao uso geral de floriculturas. Achava-se que os chineses haviam pulado completamente o processo de floração, começando com o alto-forno e a forja de acabamento para produzir ferro forjado: no século 5 aC, os metalúrgicos do estado de Wu , no sul, inventaram o alto-forno e os meios para fundir ferro e para descarburizar o ferro-gusa rico em carbono produzido em um alto-forno em um material semelhante ao ferro forjado com baixo teor de carbono. Evidências recentes, no entanto, mostram que os bloomeries foram usados anteriormente na China antiga , migrando do oeste já em 800 aC, antes de serem suplantados pelo alto-forno desenvolvido localmente. Apoiando essa teoria estava a descoberta de "mais de dez" instrumentos de escavação de ferro encontrados na tumba do duque Jing de Qin (m. 537 aC), cuja tumba está localizada no condado de Fengxiang , Shaanxi (existe um museu no local hoje).
África Subsaariana
Todos os processos tradicionais de fundição de ferro da África Subsaariana são variantes do processo de floração. Há uma discussão considerável sobre as origens da metalurgia do ferro na África . A fundição em fornos tipo flor na África Ocidental e o forjamento de ferramentas apareceram na cultura Nok da Nigéria central por pelo menos 550 aC e possivelmente vários séculos antes. Também há evidências de fundição de ferro com fornos tipo floração datados de 750 AC em Opi (Augustin Holl 2009) e Lejja datados de 2.000 AC (Pamela Eze-Uzomaka 2009), ambos os locais na região de Nsukka no sudeste da Nigéria no que hoje é Igboland . O sítio de Gbabiri, na República Centro-Africana , também rendeu evidências de metalurgia do ferro, de um forno de redução e oficina de ferreiro; com datas mais antigas de 896-773 aC e 907-796 aC, respectivamente. Os primeiros registros de fornos do tipo floração na África Oriental são descobertas de ferro fundido e carbono na Núbia, no antigo Sudão, datadas de pelo menos do século 7 ao 6 aC. As antigas floriculturas que produziam ferramentas de metal para os núbios e kushitas produziam um excedente para venda.
sul da Asia
O ferro forjado foi usado na construção de monumentos como o Pilar de Ferro de Delhi , construído no século 3 DC durante o Império Gupta . Este último foi construído usando uma série de flores de ferro em forma de disco. Semelhante à China, o aço com alto teor de carbono acabou sendo usado na Índia, embora o ferro fundido não tenha sido usado para arquitetura até os tempos modernos.
Europa medieval
As primeiras florarias europeias eram relativamente pequenas, fundindo menos de 1 kg de ferro a cada queima. Bloomeries progressivamente maiores foram construídos no final do século 14, com uma capacidade de cerca de 15 kg em média, embora existissem exceções. O uso de rodas d' água para alimentar o fole permitiu que a floração se tornasse maior e mais quente. Os tamanhos médios de flores na Europa rapidamente aumentaram para 300 kg, onde se estabilizaram até o fim da floricultura.
À medida que o tamanho de uma florada aumenta, o minério de ferro fica exposto à queima de carvão por mais tempo. Quando combinado com o forte jato de ar necessário para penetrar na grande pilha de minério e carvão, isso pode fazer com que parte do ferro derreta e fique saturado com carbono no processo, produzindo ferro-gusa não resistente que requer que a oxidação seja reduzida em ferro fundido, aço e ferro. Esse ferro-gusa era considerado um produto residual que prejudicava o rendimento das maiores fábricas de flores, e foi somente no século 14 que os primeiros altos-fornos , de construção idêntica, mas dedicados à produção de ferro fundido, foram construídos.
Os fornos do tipo Bloomery normalmente produziam uma variedade de produtos de ferro, desde ferro com baixo teor de carbono até aço contendo aproximadamente 0,2% a 1,5% de carbono. O mestre ferreiro teve que selecionar pedaços de ferro com baixo teor de carbono, cementá- los e soldá- los com padrão para fazer chapas de aço. Mesmo quando aplicado em um bloco não cementado, esse processo de libra, dobra e solda resultou em um produto mais homogêneo e removeu grande parte da escória. O processo teve que ser repetido até 15 vezes quando era necessário aço de alta qualidade, como para uma espada. A alternativa era cementar a superfície de um produto acabado. O calor de cada soldagem oxida algum carbono, então o ferreiro-mestre tinha que se certificar de que havia carbono suficiente na mistura inicial.
Na Inglaterra e no País de Gales, apesar da chegada do alto-forno a Weald por volta de 1491, forjas de floração, provavelmente usando energia hidráulica para o martelo e também para o fole, estavam operando na região de West Midlands depois de 1580. Em Furness e Cumberland , eles operaram no início do século 17 e o último na Inglaterra (perto de Garstang ) não fechou até cerca de 1770.
Um dos altos-fornos mais antigos conhecidos na Europa foi encontrado em Lapphyttan, na Suécia , datado de carbono-14 do século XII. A floricultura mais antiga da Suécia, também encontrada na mesma área, foi datada de carbono 14 em 700 aC.
Bloomeries sobreviveram na Espanha e no sul da França como forjas catalãs em meados do século 19, e na Áustria como Stückofen em 1775.
As Americas
Na colonização espanhola das Américas , floriculturas ou "forjas catalãs" faziam parte da "autossuficiência" em algumas das missões , encomiendas e pueblos . Como parte das missões franciscanas espanholas na Alta Califórnia , as "Forjas Catalãs" na Missão San Juan Capistrano da década de 1790 são as instalações mais antigas de seu tipo no atual estado da Califórnia . A placa das floriculturas proclama o local como sendo "... parte do primeiro complexo industrial de Orange County ."
Os colonos ingleses das 13 colônias foram proibidos por lei de fabricar; por um tempo, os britânicos procuraram situar a maior parte do artesanato especializado em locais domésticos. Na verdade, este foi um dos problemas que levou à revolução. A Falling Creek Ironworks foi a primeira na América. A Neabsco Iron Works é um exemplo do esforço inicial da Virgínia para formar uma indústria americana viável.
Em Adirondacks , Nova York, novas flores usando a técnica de explosão quente foram construídas no século XIX.
Veja também
Referências
links externos
- Tecnologia e arqueologia das primeiras fundições e ferragens de ferro
- Floricultura Rockbridge
- Técnicas nórdicas da era Viking por DARC
- Bloomery experimental WIRG
- Precursores do alto-forno
- Artigo de Roger Smith sobre construção de flores
- Como as coisas funcionam
- Produção experimental de ferro da The Smelter's Art na Rockbridge Bloomery
- Uso inicial de ferro na China
- O processo catalão para a produção direta de ferro maleável e sua difusão na Europa e nas Américas PDF por Estanislau Tomàs (acessado em 23 de março de 2010)