Osteovn (rå-ild) er en af de første metallurgiske enheder i historien til at producere metallisk jern fra malm ved kemisk reduktion . Navnet "råblæsning" (fra "råblæsning") opstod i midten af 1800-tallet, da man begyndte at bruge kraftige dampmaskiner til at levere luft til højovne , og selve luften blev opvarmet . Derefter blev arkaiske ovne, hvor eksplosionen blev leveret af et drev fra vandhjul eller på grund af en persons muskelarbejde, hurtigt ukonkurrencedygtige. Arkaiske ovne blev med tilbagevirkende kraft kaldt "rådej" [2] .
Fra synspunktet om metallurgisk teknologis historie accepteres opdelingen af aggregater til udvinding af jern fra malme i henhold til typen af processens hovedprodukt [2] :
I litteraturen omtales følgende historiske typer aggregater til osteblæseovne:
Den enkleste rå-ild havde en højde på 1-1,5 m. Et andet navn for en rå-ild, der bruges i specialiseret litteratur, "lav ild", indikerer, at dens højde ikke oversteg en persons højde, og den var let at servicere af metallurger i hånden. Under påvirkning af varmreducerende gas blev der dannet en flash i ovnen , da temperaturen i ildstedet ikke oversteg 1300 ° C og var utilstrækkelig til dannelsen af støbejern [4] [5] . Efterfølgende blev kritsa opnået i mere komplekse osteblæsningsovne - shtukofen, catalanske smedjer. Temperaturen i dem nåede allerede 1400 °C, men smelteforholdene tillod stadig ikke fremstilling af støbejern [6] .
Ostesmedjen var den første metallurgiske enhed specielt designet til fremstilling af jern fra malme. Dens design var resultatet af de gamle metallurgers ønske om at øge intensiteten af luft, der kom ind i enheden, hvilket var en nødvendig betingelse for at øge processens temperatur. I starten blev "ulvegrave" brugt til at udvinde jern fra malm, de blev nogle gange brugt allerede i begyndelsen af en ny æra. For eksempel i gruber op til 1,5 m i diameter og op til 0,6 m dybe forarbejdede germanske stammer jernmalm. Gruber var nødvendigvis arrangeret på steder med intens naturlig luftbevægelse: på bakker, ved foden, skovlysninger. Men meget hurtigt kom de frem til, at den mest effektive måde at øge sprængningen på er at bygge en overbygning over pit - en slags vindtunnel.
Ifølge den seneste arkæologiske forskning dukkede de første ostesmeder op i begyndelsen af det 2. årtusinde f.Kr. e. De modtog bred, næsten universel udbredelse i La Tène-perioden i jernalderen , det vil sige i det 5.-1. århundrede. f.Kr e. [2]
Den lave osteblæsende ildsted var bygget af meget ildfast ler på en ramme af vævede stænger. Træbøjler blev ofte brugt til at styrke ovnens vægge, og nogle gange var det helt placeret i en træramme eller foret med sten. Blandt de slaviske folk og i Skandinavien var konstruktionen udbredt, hvor den nederste del af ovnen var placeret i en udgravning, og den øverste del ragede lidt over jorden.
Det indre af ovnen bestod af to afkortede kegler med en fælles stor base (selvom andre konfigurationer ofte blev brugt: afkortede pyramider, cylindre osv.). Hornet blev forsynet med en eller flere lerlanser - dyser (fra gammelslavisk "snif", det vil sige at blæse) med en diameter, der gradvist aftager mod ovnens indre rum, som regel fra 60 til 25 mm. Bælge blev indsat i lanserne, og hvis der blev brugt én blæse, så blev der indsat to bælg, hvis vekslende drift gav en forholdsvis konstant luftstrøm ind i ovnen. For at komme ud af slaggen blev der efterladt en kanal i bunden af ovnen, foran hvilken der blev gravet en fordybning til den akkumulerende smelte [7] [8] .
Designet af stucoffens og Osmund ovne var meget ens med mindre forskelle. Osmundovne var som regel indesluttet i træbjælkehytter, og stucoffens struktur blev forstærket udvendigt med murværk. Ovne blev bygget med en mangefacetteret sektion, oftest i form af to tetraedriske prismer med en fælles stor base. Tuyeren blev brugt alene og blev installeret vandret i den nederste del af ovnen på en sådan måde, at der under den kun var huller til udledning af slagger fra ovnen [9] .
I oldtiden blev der primært udvundet malme, som var karbonater eller jernhydroxider. Ved opvarmning frigav de en stor mængde gasser, der forhindrede det normale forløb af processen. Derfor blev malmen, inden den blev læsset i ildstedet, som regel lagt i dynger med brænde, der blev lavet bål og brændt i en dag. Derefter blev den knust til størrelsen af en hasselnød og blandet med trækul , der udgjorde ladningen [4] .
Osteovnen blev tørret og opvarmet, hvilket i lang tid byggede ild inde i den. Så blev ildstedet fyldt med trækul til omkring to tredjedele af højden, og først derefter blev ladningen lagt. Trækul blev igen placeret over toppen af ildstedet, så der dannedes en lille konisk forhøjning. Trækul blev antændt gennem en slaggeudløbskanal, som var fyldt med småt brænde og buske . Tilførslen af sprængning til ildstedet førte til optænding af kul, hvis kulstof , under forhold med iltmangel, brændte til kulilte . Der blev således skabt et reducerende miljø i ovnen, som bidrog til reduktionen af jern fra oxider. Efterhånden som kullet brændte ud og flydende slagge dannedes, sank små flager af reduceret jern til bunden af ovnen og svejsede sammen. Som følge af processen, der varede omkring et døgn, blev der således dannet en eller flere åer . I de første stadier af mestring af teknologien oversteg blomstens vægt sjældent 1-2 kg. Men senere lærte de at producere kritz med en vægt på 25-40 kg og i de mest produktive catalanske smedjer - endda op til 120-150 kg [4] .
Slagge strømmede konstant ud af ovnen gennem en speciel kanal i dens nederste del. Det er her et andet navn for rå-ildsmedjen kommer fra, som især ofte bruges i tysk litteratur - "ovn med løbende slagger". Hovedbestanddelen af slaggen, som i tilfældet med digelsmeltning , var jernsilikat, så tabet af jern med slagge var ekstremt højt og nåede 80% af mængden af jern, der blev læsset ind i enheden i den indledende fase af mestring af teknologien . Ikke desto mindre eksisterede ostesmedjen i mange regioner i Asien og Afrika indtil slutningen af det 19. århundrede, og folkene i nogle fjerntliggende regioner (for eksempel på øerne i Det Indiske og Stillehav) bruger den stadig (2004) [4 ] .
For at udtrække blomstringen fra smedjen var det nødvendigt at ødelægge en del af dens vægge. Derfor blev hver ny smeltning forud for arbejdet med at genoprette ovnens design, samt belægning af det indre rum af enheden med ler, installation af nye dyser, hvis styrke, indtil opfindelsen af metallanser, var meget lav.
Den revne, der blev udvundet fra ildstedet ved hjælp af koben eller specialtang, indeholdt et stort antal indeslutninger af slagger og uforbrændt kul. Derfor blev den bearbejdet med træhamre for at fjerne disse urenheder. Først derefter begyndte de termomekanisk bearbejdning af metallet [7] .
Inden påbegyndelsen af smeltningen blev det indre af shtukofen- og Osmund-ovne belagt med ildfast ler og fyldt med kulpulver. Derefter fyrede man i ovnen, som bestod i at opvarme murværket ved at brænde brænde og en vis mængde trækul. Derefter blev ovnen halvt fyldt med en portion trækul blandet med en lille mængde lavtsmeltende jernmalm. Som et resultat af smeltningen af denne første ladning blev væggene i den nederste del af ovnen dækket af en slags beskyttende lag - et kranium . Først efter så lang en forberedelse af enheden gik de videre til den egentlige smelteproces.
Malmstykker, som var rød eller brun jernmalm med et jernindhold på ca. 50 %, blev knust til størrelsen af ærter eller hasselnødder; Trækul, hvis kvalitetskrav var konstant stigende, blev knust til størrelsen af en valnød. Begge batchkomponenter blev manuelt adskilt fra små partikler og støv. Ovnen blev halvt fyldt med trækul, og derefter blev malmen og kullet fyldt sekventielt i vandrette lag, der ikke var mere end 10-12 cm tykke.
Efter antændelse af trækul i den nederste del af ovnen, hvor reaktionen af ufuldstændig forbrænding af kulkul til kulilte fandt sted, nåede man en temperatur på over 1500°C for gasser og 1400-1450°C for smelteprodukter [9] .
| Ovne | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Opvarmning | |||||||||||
| Opvarmning og madlavning | |||||||||||
| køkken | |||||||||||
| Industriel |
| ||||||||||