|
HET IJZER,
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||||||
|
EENE TECHNOLOGISCHE SCHETS.
|
|||||||||
|
S. P. KLTJNSMA,
LuiUnant Kolonel Ingenieur, oud Kommandant van het Bataillon
Mineurs en Sappeura. _
|
|||||||||
|
AMSTERDAM,
II. W. WEIJTINGH.
1857.
|
|||||||||
|
*1
|
|||||||||
|
I N H 0 U D.
|
||||||||
|
Mr..
Inleiding................................................,............. 1. I.
De soorten van ijzererts ............................................. 2. II.
Het onderzoek der ertsen en hunne toebereiding voor het uit-
smelten............................................................. 12. III.
Het uitsmelten der ertsen in den hoogoven......................16. IV,
Het maken van smeed- of staafijzer................................39. V.
Het bewerken van het ijzer.........................................65. VI.
Eigenschappen van het ijzer...........................................74. VII.
Opbrengst der ijzersmelterijen in verschillende landen en we-
relddeelen............................................................77. VIII.
Geschiedkundige bijzonderheden omtrent de ijzersmelterijen. ...80.
|
||||||||
|
HET IJZER,
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
||||||||
|
INLEIDING.
Sprak men in vroegere dagen van eene gouden eeuw, en regeert,
volgens een oud spreekwoord, het goud de wereld, men mag onzen tijd met voile regt eene ijzeren eeuw noemen en van de wereld- heerschappij van het ijzer gewagen. Wat men voorheen in over- dragtelijken zin van de gouden eeuw getuigde, mogen wij van 011s ijzeren tijdperk in letterlijken zin verzekeren, en de hersenschimmen, die men zich vroeger vormde van het goud, zijn door het ijzer verwezenlijkt. Geen wonder derhalve, dat het ijzer reeds voor vele jaren de grondslag van alle bescbaving is genoemd. De mensc'jheid, van dit metaal beroofd, zou in hare ontwikkeling worden gestuit en langzamerhand tevugkeeren tot den toestand der aloude bar- baarschheid. Gelijk het bloed door ons ligchaam stroomt en overal voedsel geeft en groei veroorzaakt, zoo stroomt het ijzer, gewonnen en bewerkt door het menschelijk vernuft, door het groote ligchaam der maatsehappelijke nijverheid en brengt overal welvaart en bloei. Waartoe zou het goud ons dienen, wanneer wij er het nuttige ijzer niet voor konden koopen ? Ziet op de werktuigen, die door den landbouw en het fabriekwezen bij duizenden worden vereischt, op de spoorwegen, die vergelegene gewesten verbinden en de vol- keren als met een vasten band zamenheohten, op de bruggen, die hier en daar in eene bevallige bogt over breede wateren zwo- ven, op de vaartuigen, die, door stoom of wind voortgestuwd, 1
|
||||||||
|
HEX IJZER,
|
|||||||
|
de golven klieven van den oceaan, op de nijverheidspaleizen, die
zich in Europas hoofdsteden met sierlijke gaanderijen en slanke zuilen verheffen, op de seindraden, die de gedacbten met de snel- heid des bliksems op vele mijlen afstands overbrengen, bet is alles of grootendeels ijzer, het moge in den vorm van gegoten ijzer, staaf- ijzer, stort, blik of staal voorkomen. Het is derhalve een onwaardeerbare zegen, dat het ijzer in zoo
aanmerkelijke hoeveelheid in de lagen der aardschors wordt aan- getroffen. Het komt niet alleen in alle gewesten en in alle vor- mingen, maar ook scbier in alle bewerktuigde gewrochten in meer- dere of mindere mate voor. Vindt men het zelden in eenen zuiveren toestand, als gedegen ijzer, de ertsen, waarin het besloten is, liggen hier en daar in ontzettende hoeveelheden opgetast, zoodat er gee- nerlei vrees bestaat, dat de vooruitgang der maatschappij ooit door gebrek aan ijzer zal worden belemmerd. Ook ons Vaderland heeft zijne ijzererts, zijne ijzergieterijen en
smederijen, ook bier zien wij ons gestadig omringd door duizende voorwerpen nit ijzer vervaardigd, voorwerpen, die door doelma- tigheid, sierlijkheid en goedkoopheid onze regtmatige bewondering opwekken. Onwillekeurig rijzen derhalve de vragen bij ons op: Uit welke ertsen voornamelijk het ijzer wordt gewonnen, en waar die gelegen zijn? Op welke wijze men dat metaal aan zijne ertsen ontrukt en in bruikbaar ijzer van verschillende vormen verandert? Hoe het ijzer wordt bewerkt,'welke zijne eigenschappen zijn, welke hoeveelheden door de verschillende landen en werelddeelen worden opgeleverd, en welke geschiedkundige bijzonderheden de ont- wikkeling der ijzersmelterij kenmerken? Met eene beknopte beant- woording dezer vragen, zuilen wij de weetgierige belangstelling van het Nederlandsch publiek zoeken te bevredigen. I.
DE SOORTEN VAN IJZEREETS.
De grondstof van het ijzer treft men aan in de drie rijken der
natuur *), doch het meest in het rijk der delfstoffen, zoodat men weinig aard- of steensoorten vindt, welke geene ijzerdeelen bevatten! Vooral worden deze in zulke delfstoffen aangetroffen, die van na- tuur geel of rood zijn, of door verkalking of verbranding deze kleu- ren bekomen. |
|||||||
|
') Het dierenrijk, het plantenrijk en het delfstoffenr\jk.
2
|
|||||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
Het ijzer wordt zeer zeldzaam gevonden in den natuurlijken staat
van metaal, dat is: zuiver en zonder met vreemdsoortige stoffen verbonden te wezen. 'Wanneer het onvermengd is, noerat men het gedegen ijzer *), doch als het met vreemde stoffen bezwangerd is, draagt het den naam van ijzererts. Het bestaan van gedegen ijzer in de natuur werd in vroegere
dagen wel eens in twijfel getrokken, doch thans is het zeker, dat men het op sommige plaatsen als korrels en blaadjes in de scheu- ren tusschen de rotsen heeft aangetroffen, zoo als, volgens de ver- zekering van Marhgraff, te Liebenstoek in Saxen. Ook vindt men het in de gedaante van getakten druipsteen, omkleed met eene korst van jjzerverzuursel (oxyde de fer) en aardstoffen, zoo als het door Schreber is waargenomen in den berg Oulla bij Grenoble. Deze ijzersoort bestaat ook in groote klompen, welke men hier en daar op de oppervlakte der aarde gevonden heeft. Deze zijn onregelmatige stukken van eene zwarte kleur, die eene oneffene oppervlakte met holten bezitten, waarin somtijds glasaehtige zelfstandigheden beslo- ten zijn. Men heeft in deze ijzerklompen gallen en opblazingen ont- dekt, waardoor zij het voorkomen van gegoten ijzer erlangen. In- tusschen heeft Bergman door proeven aangetoond, dat men ze niet als zoodanig mag besohouwen, dewijl de stof, welke in deze hol- ligheden gelegen is, geene overeenkomst bezit met het metaalschuim of de slakken (laitier) van eon gietoven. Deze klompen hebben eene witachtige breuk met metaalachtig glinsterende stippen en zijn smeed- baar, wanneer zij kond, maar broos, wanneer zij gloeijend zijn. Men heeft zulk een klomp van 1500 ponden!) in het binnenland van Zuid-Amerika en meer dergelijke stukken in Peru en Mexico ge- vonden. Pallas heeft in 1777 zulk een klomp van 800 ponden te Krasnoyarsk in Siberie ontdekt. Ook in Bohemen en in de binnen- landen van Afrika moeten zulke stukken gedegen ijzer bfstaan. Men heeft lang en te vergeefs gegist naar den oorsprong van deze ijzerklompen, die men doorgaans in streken heeft waargenomen, waar geene sporen van ijzermijnen te vinden zijn, doch daar men in het uitwendig voorkomen veel overeenkomst heeft opgemerkt tusschen deze klompen en zoodanige steenen, welke men onder- scheidene malen uit den dampkring op onze aarde heeft zien val- len, zoo is men genegen aan deze beide soorten eenzelfden oor- ') Zie hierover, onder anderen: Het gietwezen in 's Bijks ijzer-
geschutgieterij, door den Oeneraal-Majoor Ulrich Huguenin, van welk voortreffelijk werk wij bij het bewerken van deze handleiding een doorgaand gebruik hebben gemaakt. *) De maten en gewigten, in deze handleiding vermeld, zijn de
Nederlandsche, met uitzondering van de Engelsche maat, die hier en daar bij behouden werd. 3
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
sprong toe te schrijven. Intusschen kan men niet met voldoende
zekerheid beslissen, of de eersten uit den dampkring oorspronkelijk zijn, dan wel of zij door do natuur in dezon staat van metaal zijn voortgebragt. Dit allcen weet men, dat de kunst geen ijzer kan voortbrengen, dat volkomen vrij is van alle koolstof, dewijl deze onvermijdelijk nooflig is tot de ontzuring en uitsmelting der ijzer- ertson. Hieruit volgt, dat zoodanige ijzerklompen welke daarvan geene sporen dragen, ook geene voortbrengselen zijn der kunst '). Zoo als gezegd is, vindt men het ijzer doorgaans met anderc
stoffen verbonden; de stoffen waarmede het zich in de natuur ver- eenigd, kan men rangscliikken: 1°. Onder brandbare, zoo als koolstof, zwavel on phosphor.
2°. Onder metalen, zoo als zink, bruinsteen, zwavelhoudend lood,
arsenik, chromium, nickel, koper en titaan. 3°. Onder de aardsoorten, zoo als barijt of zwaar-aarde, kiezel,
kalk, talk en aluinaarde. De aanhoudende gemeenschap van deze met vreemde stoffen ver-
mengde ijzerdeeltjes met de dampkringslucht en de aarde, welke beide vele waterdeelcn en dus ook veel zuurstof bevatten, gevoegd bij de geneigdheid, die het ijzer heeft, om de zuurstof tot zich te nemen en hierdoor tot den toestand van een verzuursel (roest) over te gaan, maakt, dat men, behalve het gedegen ijzer, geen ijzer vindt, dan in den staat van een meer of min sterk ijzerverzuursel (metaal- oxyde). In dezen toestand heeft het zijn metaalglans verloren, en de verschillende verbindingen, in welke het zich bevindt met bo- vengenoemde stoffen, maken dat het in de natuur doorgaans wordt aangetroffen in de gedaante van meer of min massieve, of uitge- holde steenen van verschillenden vorm; somtijds ook als glinsterend gekleurde kristallen of wel als korrelig gruis, gelijk erwten, of ein- delijk ook als een ijzerhoudend slijk, dat meer of min gedroogd is en wel zoo, dat deze ijzerhoudende stoffen eene zwartachtige, bruine geele, roode, paarsche of grijze kleur hebben, die ten deele aan de verschillende graden van de verzuriug des ijzers, ten deele aan de daarmede verbondene ouderseheidene stoffen moet worden toege- schreven. Bevatten deze steenen, gruis of slijk eene genoegzame hoeveelheid ijzerverzuursel, om er het ijzer met voordeel uit te kunnen winnen, dan noemt men ze, zoo als reeds gezegd is, ijzer- erts; de plaatsen, waar men zulken erts in grooto hoeveelheid bijeen vindt, dragen den naam van ijzermijnen 8). ') Zie Huguenin, Het gietwezen, doch vooral Chladni; Tiber Feuer-
meteore und die mit denselben herabgevallenen Massen. Wien 1819. 2) In het gietwezen van den Geiieraal-Majoor Huguenin vindt
men naast biz. 24 eene tabel, bevattende eene klassificatie van die 4
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||||
|
Men onderscheidt de ertsmijnen over het algemecn in oorspronke-
lijke, verplaatste of aangespoelde. De eerste zijn de zoodanige welke geene kenmerken van revolution bevatten en alzoo vermoede» lijk bestaan sedert de vorming des aardbols. De beide andere soor- ten zijn die, welke door geweldige oorzaken, als vulkanische uit- barstingen, verplaatst, of door groote overstroomingen uit andere, toenmaals verwoeste streken in eene meerdere of mindere hoeveel- beid aangespoeld en door ophooping gevormd zijn. Daar men tbans meer en meer de sporen van dusdanige verwoestingen ontdekt, welke in versehillende tijdperken op sommige gedeelten van den aardbol hebben plaats gebad, zoo is het zcker, dat de meeste ertsmijnen tot deze laatste soort behooren; hoogstwaarschijnlijk mag men ook die, welke zich in Belgie bevinden, daartoe rekenen. Zoowel de ligging als de toestand der ijzevertsen bewijst genoegzaam, of zij tot de oorspronkelijke dan wel tot de aangespoelde behooren. De eerste vullen do scheuren van sommige graniet-, kwarts- of andere oor- spronkelijke rotsen, of zijn in evenwijdige lagen tusschen deze ver- spreid. De aangespoelde ijzerertsen daarentegen treft men nu eens aan tusschen lagen rivierzand, dan weder op eene bedding van kalksteen, en somtijds alleen met eene dunne laag zand of bouwaarde bedekt. Ook vindt men somtijds aanmerkelijke holten met ijzererts aange- vuld, welke bij zijne aanspoeling daarin schijnt gedreven te zijn ; voorts ontdekte men in het midden van kleigronden opuenhoopin- gen van ijzererts, en eindelijk vindt men dien ook in verscheidene steenkolenmijnen, meestal laagsgewijze tusschen eene soort van kleiachtige steenen gelegen. De oorspronkelijke ijzerertsen zijn doorgaans zuiverder, dan de aangespoelde. Zij bevatten een rjinder verzuurd ijzer, en zelden een bijmengsel van een ander metaal, dan alleen van een weinig bruinsteen. Die der tweede soort daaren- tegen zijn niet zelden vermengd met voortbrengselen uit het plan- tenrijk en met harde sfeenen, die vermoedelijk uit de eerste lig- plaats met den erts afgescheurd zijn; daarenboven bevatten deze ertsen over het algemeen meer van de hierboven genoemde stoffen, doch vooral vindt men ze veelal vermengd met zwavel als zwavel- ijzer, met arsenicum, als arsenik-ijzer, en met zuurstof als geoxy- deeid ijzer. In verbinding met zwavel komen in de natuur ver- scheidene soorten van zwavelijzer voor, namelijk zwavclkies, ijzerkies en magneetkies, doch het zwavelijzer wordt niminer tot ijzerwinning aangewend, vooreerst omdat er tot de volkomene afscheiding van zwavel geene werkmanier bestaat, die met gewenscht gevolg en met |
|||||||
|
soorten van ijzerertsen, welke met voordeel kunnen uitgesmolten
worden. 6
|
|||||||
|
HET 1JZEK,
|
|||||
|
eene vereischte onkostbaarheid in het groot kan worden uitgevoerd,
en ten anderen omdat een gering oyerblijfsel van de zwavel in het gezuiverd ijzer reeds voldoende is om hieraan zijne rekbaarheid, dus zijne voortreffelijkste eigenschap, te ontrooven. In verbinding met arsenicum bevindt zieh het ijzer in arsenikkies, dat uit arsenik- ijzer en zwavelijzer bestaat en evenmin tot verkrijging van ijzer wordt gebezigd, vermits ook het arsenicum niet gemakkelijk daar- uit te verwijderen is, terwijl een gering overblijfsel daarvan almede aan het ijzer zijne rekbaarheid ontneemt. Uit de vereeniging van gemelde stoffen of metalen met de meer-
der of minder verzuurde ijzerdeeltjes, ontstaan de reeds genoemde versehillende ijzerertsen, die naar den aard hunner bestanddeelen en vormen in versehillende hoofdsoorten worden verdeeld. Het ijzer nit den eenen erts ]aat zich gemakkelijker smelten dan dat nit den an- deren, hetwelk van de vreemde stoffen af hangt, waarmede het ijzer- verzuursel vermengd is, terwijl deze buitendien een aanmerkelijken invloed op de meerdere of mindere deugdzaamheid van het daaruit gesmolten ijzer hebben. Sommige ertsen leveren bestendig eene hardere en wittere soort van gegoten ijzer dan andere; daaren- tegen heeft men ook ertsen, die bestendig eene zachte, grijze en zeer taaije ijzersoort van de beste hoedanigheid, opleveren, hetwelk plaats heeft als het ijzer-verzuursel met zachte klei of aluinaarde, kiezel, kalksteen of koolstof vereenigd is. Er zijn ook ertsen, uit welke men een grijs en zacht, doch geenszins sterk ijzer ver- krijgt. De meeste ijzerertsen, die men langs de Maas, in de om- streken van Luik en Namen aantreft, behooren tot deze soort, hetwelk vermoedelijk moet worden toegeschreven aan vreemde stof- fen of metaal-verzuursels (als b. v. aan het Iood, koper enz., die in sommige van deze ertsen, benevens het ijzer-verzuursel besloten zijn), die zoodanig met elkander vereenigd zijn, dat het ijzer voor de smelting niet volkomen van do vreemde stoffen kan gezuiverd worden, welke alzoo tusschen de ijzerdeeltjes blijven zitten en hun volkomen zamenbang beletten, zoodat zij de verbindingskracht van het ijzer verminderen. Men heeft door proefnemingen gevonden, dat als het zuiver ge-
goten ijzer met eenig ander metaal te zamen gesmolten wordt, hieruit eene massa ontstaat, die minder sterkte bezit dan het ijzer zelve. Somtijds is deze massa zoo hard, dat zij niet bevijld of behakt kan worden en door het slaan met een hamer in stukken springt. Somwijlen eohter is deze massa week genoeg, om zich te laten bearbeiden, doch hare verbindingskracht is veel geringer dan die van het zuivere ijzer, en deze eigenschappen nemen toe of af, naarmate eene meerdere of mindere boeveelheid van deze metajen |
|||||
|
ZIJNE 9MELTING EN BEWERKING.
|
||||||
|
bij het ijzer wordt gevoegd. Wanneer zioh dus in de nit te smel-
ten ijzerertsen vreemde metaalverzuursels bevinden en deze van dien aard zijn, dat zij bij de uitsmelting niet in den oven vervlie- gen, maar tegelijk met het ijzer ontzunrd en alzoo onder elkander vermengd tot e'e'n metaal worden uitgesmolten, dan zal zulk gegoten ijzer dezelfde gebreken hebben als die stoffen, welke door de opzette- lijke vermenging van het ijzer met dergelijke metalen ontstaan. Bebalve deze nadeelen, welke de overige metalen aan het gegoten ijzer toebrengen, zijn sommige daarvan, alsmede eenige andere stoffeni al is het ook niet dadelijk in het gegoten ijzer, toch later zeer schadelijk als men namelijk daarvan gesmeed ijzer wil vervaardi- gen, b. v. wanneer het gesmeed ijzer koper bevat, in dit geval laat het zich moeijelijk smeden en zeer slecht of bijna in het geheel niet wellen. Wanneer het staafijzer arsenik bevat, kan het koud wel bearbeid worden, doch in een gloeijenden staat scheurt of barst het door de hamerslagen. Daarentegen laat zioh het phosphorhou- dende staafijzer, gloeijend zijnde, gemakkelijk smeden, doch het heeft de nadeelige eigensehap, dat het in een kouden toestand zioh niet laat buigen en door het slaan met den hamer breekt, somtijds zelfs op eene andere plaats dan die, waarop geslagen wordt. Desgelijks heeft de ondervinding geleerd, dat het gesmeed ijzer, als het veel zwavel bevat, broos en breekbaar is. Uit dit een ander volgt der- halve dat men uit het gegoten ijzer, waarin zioh arsenik en zwavel bevinden, geenszins goed gesmeed ijzer zal kunnen vervaardigen. Het is dus een vereisohte, ten einde goed en sterk ijzer te
verkrijgen, om zooveel mogelijk tot de uitsmelting zulke ertsen te gebruiken, die geene of althans zeer weinige vreemde metaalver- zuursels, phosphor of zwavel bevatten, welker aanwezigheid men door scheikundige ontbinding der ertsen, zooals straks zal blij- ken, kan ontdekken. Wij zouden ons bestek overschrijden, indien wij over dit hoogst
belangryk onderwerp verder wilden uitwijden. Wij zullen ons daarom bepalen tot het besehouwen van zoodanige ijzerertsen, die het me- nigvuldigst in den schoot der aarde worden aangetroffen en alzoo voor de eigenlijke ijzerwinning het meest geschikt en het voordee- ligst zijn. Deze zijn: magneet-ijzersteen, ijzerglans, roodijzersteen bruinijzersteen, roodijzeroer, moerasijzer of graszoden ijzererts en ijzerspaat. 1°. Magneet ijzersteen. Deze is eene scheikundige rerbinding
van ijzeroxyde en oxydule ') in eene verhouding van 69 deelen |
||||||
|
*) Elke verbinding van de zuurstof met eene andere enkelvoudige
stof beet eene oxyde, en de verbinding van een metaal (b. v. ijzer), |
||||||
|
HBT IJZEB,
|
|||||||
|
van de eerste en 31 deelen van de laatste. Hij bevat 71, 8 procent
ijzermetaal en heeft een soortelijk gewigt van 4,24 tot 5,40. Het magneetijzer, dat ecne zwartachtige kleur heeft, behoort tot de oorspronkelijke terreinen, waai bet verstrooid voorkomt of aanzien- lijke banken vormt, ja, op sommige plaatsen zijn geheele bergen daaruit zamengesteld; overigens onderscheidt het zich door zijno maguetische eigensohappen en door zijne geschiktheid tot staal- bereiding '). 2°. Uaerglans. Deze ijzeroxyde of roodijzererts bevat in zuive-
ren toestand op 100 deelen 69,34 ijzer en 30,66 zuurstof. Het heeft eene staalgraauwe kleur en bezit sterken metaalglans, dunne blaadjes, tegen het Heht gehouden vertoonen eene heldere roode kleur, gewreven zijnde, geeft hij een bruinrood- of kers- kleurig poeder, en is gemakkelijk van den magneetijzersteen te onderseheiden, dewijl hij geen invloed op de magneetnaald uit- oefent. In zaamgepakten en gekristalliseerden toestand komt hij nergens in zoo groote hoeveelheid voor als op het eiland Elba en in de omstreken van Framont, een fransch dorp in het Departe- ment des Vosges. Op Elba, waar men geheele bergen van dezen erts vindt, kan de natuuronderzoeker zijne weetgierigheid bevre- digen door eene beschouwing der grotten en kloven, die met een overvloed van prachtige kristallen zijn bekleed, welke, merkwaar- dig als zij zijn door hunne schitterende kleuren, het sieraad uit- maken van vele mineralogische kabinetten. Niet alleen is Elba be- roemd wegens zijn onuitputtelijkcn voorraad van kostbaren ijzer- glans, maar ook wegens de oudheid zijner mijngroeven. De ijzerglans werd vroeger op dat eiland uitgesmolten, zooals uit de groote al- daar aanwezige massas slakken blijkbaar is. Deze uitsmeltingen hebben er evenwel nu niet meer plaats, dewijl men tbans de ertsen naar Toskane, Romagne, Genua, Napels, Corsica en audere nabijgelegene plaatsen verzendt, om aldaar in Catalonisohe vu- ren 2) bearbeid te worden. Behalve op Elba en in de omstreken van Framont, vindt men ook ijzerglans op Corsica, bij Altenburg en Freiburg in Saxen, te Pressnitz in Bohemen, te Norberg en |
|||||||
|
met de zuurstof wordt een ijzeroxyde genoemd. Wanneer twee oxy-
den eene verschillende hoeveelheid zuurstof bevatten, noemt men dat hetwelk de geringste hoeveelheid zuurstof heeft, oxydule, ter onderscheiding van het oxyde, dat de grootste hoeveelheid zuurstof bevat. *) Zie Miquel, Beschouwing en over de delfstoffen, biz. 48.
2) Men noemt den geheelen toestel, dat tot loutering of uitsmelting
van gegoten ijzer dient, een vuur. S
|
|||||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKINQ.
|
|||||
|
Bisberg in Zweden, als ook in het Harzgebergte en meer andere
plaatsen. 3°. Roodijzersteen. Deze stemt oppervlakkig, wat zijne scheikun-
dige verbinding betreft, vrij goed overeen met den ijzerglans, dooh onderscheidt zioh daarvan door den ontbrekenden metaalglans en door zijne uitwendig reeds roode kleur. Even als de ijzerglans is de roodijzersteen ongevoelig voor de magneetnaald, doch boven het vuur gebragt en aan de werking van de blaaspijp onderworpen, neemt hij eene donkere, zwartachtige kleur aan en wordt in dat geval door de magneetnaald aangetrokken. De digtste en aan den ijzerglans rneest nabijkomende roodijzersteen koint doorgaans in knol- of niervormige massas te voorschijn, die een geringen metaalglans, vcrmengd met eene roodachtig staalgraauwe kleur bezitten. Als hij vezelig, stralig, hard en vast is, draagt hij den naam van bloedsteen of rooden glaskop, die in fijngemalen toestand geschikt is tot polijstmiddel en tot roode verwstof. Is de roodijzer- steen met thonaarde vermengd, zoo heet hij roode thonijzersteen en wordt als rood teekenkrijt gebezigd. 4". Bridnijzersteen. De bruinijzererts of ijzeroxyde-hydraat komt
niet in duidelijk gekristallisseerden toestand voor. De vezelige bruin-
ijzersteen bestaat nit fijne, hairvormige kristallen, die tot druif- en bol-
vormige massas vereenigd zijn. Buitendien treft men digten en aard-
achtigen bruinjjzersteen aan, die door gehalte aan thon in den bruinen
en geelen thonijzersteen overgaat, waartoe de geele oker en umbra, of
keulsehe aarde, welke veelvuldig als verwstoffen worden aangewend,
behooren. Ook behooren hiertoe de boonertsen, aldus genoemd, om-
dat zij in kleine boontjesvormige of ronde stukjes, ter grootte van
eene hazelnoot en walnoot worden aangetroffen. De boonerts, die in
den regel door een kalkachtig of kleiaehtig verbindingsmiddel tot
een tamelijk vast ligchaam gevormd is, vindt men laagsgewijze
met kalksteen vereenigd, waarin doorgaans eene menigte versteeude
voorwerpen aanwezig zijn. Aan het uit deze boonerts gewonnen
staafijzer, heeft men wel eens het gebrek van koudbrenkigheid toe-
gekend, dat, naar men wil, te wijten zou wezeu aan eenig phosphor-
gehalte, afkomstig van de massa organische overblijfselen, die
deels in den naburigen kalksteen en deels in den boonerts worden
aangetroffen. De bruinijzersteen, met klei gemengd, verkrijgt den
naam van geelijzersteen, geelen oker, geele klei of geele aarde.
De geele of bruine kleur, die wij bij vele steenen opmerken, wan-
neer zij aan de lueht zijn blootgesteld, de geele of bruine kleur van
het zand en van den leem, wordt altijd door ijzeroxyde-hydraat ver-
oorzaakt. Het verweren van zwarte rotssoorten tot bruine stukken
en eindelijk tot geele tuinaarde, zal nu niets bevreemdeads meer
9
|
|||||
|
HBT IJZER,
|
|||||
|
meer hebben; de daarin bevatte zwarte ijzeroxydule wordt langza-
merhand tot geel ijzeroxyde-hydraat geoxydeerd. 5°. Oraszoden-ijzersteen of ijzeroer. Deze in moerassige streken
voorkoraende ijzererts is gelegen op geringe diepte onder den be- ganen grond, en komt, wat het wezen der zaak betreft, met den bruinijzersteen overeen, echter met dit onderscheid, dat het moeras- erts eene zekere raaar tevens zeer veranderlijke hoeveelheid phos- phorzuur bevat. Overigena is hij met vreemdsoortige stoffen bezwan- gerd, loo als zand, steenzand en dergehjke. Men rangschikt hem naar zijnen graad van zuiverheid en geeft daaraan de benamingen van bieserts, somperts en moeraterts. Wegens het geringe gebalte aan phosphor, levert deze erts, even als de bruinijzersteen, koud- breukig ijzer, dat alzoo bet meest geschikt is tot het gieten van allerhande gereedschappen, welke geone zware slagen of stooten te verduren hebben. 6°. Spaatijzersteen en Sphaerosideriet of koolzure ijzeroxydule
worden in vele landen onder de gedaante van een graauwen, digten steen in groote hoeveelheid aangetroffen. De eerstgenoemde, die zeer spaatachtig en bladerig is, beeft eene geelgraauwe of zooge- naamde Isabelle-kleur. Hij is ongevoelig voor de werking van den magneet, maar voor de blaaspijp gebragt, verkrijgt hij door het ver- lies van zijn koolzuur eene zwarte kleur en wordt in dezen toe- stand magnetiseh. De spaatijzersteen is oplosbaar in zuren, het gemakkelijkst in zoutzuur, maar veel langzamer onder opbruising in salpeterzuur. Het soortelijk gewigt bedraagt 3 tot 3,67. De kool- zure ijzeroxydule is met den koolzuren kalk, de koolzure bitter- aarde en de koolzure mangaan-oxydule, zoo als men zcgt, iiomorph dat is gelijkvormig of gelijk van gedaante, en komt, met deze zou- ten vereenigd, gekristalliseerd in overvloed voor, ja vormt zelfs daarin onmerkbare overgangen; van daar, dat de gewone spaat- ijzersteen schier altijd een weinig kalkachtig is. De spaatijzersteen behoort hoofdzakelijk tot die rotssoorten, welke
een belangrgk deel van de oude schors der aarde uitmaken, name- lijk de gneis, een mengsel van kwarts, koperkies, vaalroodkopererts, vezeligen bruinijzersteen en vezelkalk of zoogenaamd ijzerbloed. Men vindt hem te Allevard en Bizille bij Grenoble; bij St. Ge- orge d'Huretiere in de Savoyer-Alpen; bij Baigorie in de Pyre- neen; bij Eisenerz in Stiermarken ; bij Huttenberg in Karin- thie; bg Schwarz in Tyrol; verder nog in Saxen, Hongarije, zoo ook in Spanje, Zweden, Noorwegen, en Siberie. Metbleiglanz en andere loodertsen vermengd, wordt hij gevonden in de mijn- groeven van Lead Hills en Wanlokhead in Schotland, alsmede in Cumberland, Northumberland en Devonshire; eindelijk ook nog bij JO
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||||
|
Wheal-Mandlin, St. Just en op meer andere plaatsen in Cornwallis,
doch in die oorden is hij met tinerts verbonden. De spaatijzersteen is zonder twijfel een der voornaamste en gewigtigste van alle be- kende bergstoffen; hij is bijzonder geschikt tot loutering (affineren) in Catalonisehe vuren, en het beroemde Stiermarkscbe staal wordt voornamelijk uit dezen erts getrokken. Het Sphaerosideriet heeft uitwendig weinig overeenkomst met den spaatijzersteen, behalve in zijne kleur, die nagenoeg dezelfde is. Het is digt en op de breuk fijnkorrelig, daarbij week en alzoo ligt splijtbaar. Zelden wordt het ingedegen of in zuiveren toestand aangetroffen, maar het komt daar- entegen zeer menigvuldig met klei gemengd voor in de steenkolen lagen. Dit kleiachtig sphaerosideriet vindt men doorgaans in afge- plat bolvormige massas van verschillende grootte en kleur, zoo als geel, donker-geel, roodachtig-graauw of dakpannen-kleur. In Engeland en bepaaldelgk in de Glasgowsche mijnen wordt het beste sphaerosideriet gevonden; zrjn soortelijk gewigt bedraagt 3,053 en op honderd deelen bevat het 53,03 jjzeroxydule, 35,17 koolzuur, 1,77 bitteraarde, 1,40 kiezelaarde, 0,63 kleiaarde, 0,23 ijieroxyde, 3,03 kool- of pekachtige stof en 1,41 water. Het bevat dienvolgens 41,25 deelen ijzer. Het gewoon kleiachtig sphaerosideriet levert 30 tot 40 prooent
voortreffelijk ijzer op. In Engeland wordt het laagsgewijze in den leisteen of thonsohiefer ) gevonden tusschen de steenkolenlagen ter dikte van 5 tot 45 duimen, en wel onder anderen in de mijnen van Stafford, Sohropshire en Wales. Zoo als bekend is, worden de meeste ijzerertsen in de mijngroe-
ven door middel van hamers, breekijzers, boren, springmiddelen enz. afgescheiden en op eene eenvoudige wijze naar boven in de opene lucht gevoerd; alleen het moerasijzer, dat onder het water op den bodem als eene meer of min vaste korst voorkomt, wordt met hou- ten krnkken stuk gestooten in eene poel verzameld en met water gawasschen. Dit laatste werk behoeft, zoo als van zelf spreekt, geene toelichting, doch wie begeerig is omtrent het uithollen van den bodem en het opdelven der ertsen, meer te weten, kan onde- anderen raadplegen onze Jlandleidiny tot de burgerlijke Mineur- hunst, of de mijnen en hare ontginning. |
|||||||
|
*) Een mengsel van zeer fijne deelen kwarts, mica en veldspaat
tot eene gelijkvormige massa van sohilferachtig zamenstel. Zie Miguel, Betchouwingen over de delfstofen, bh. 108, n
|
|||||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
II.
HET ONDERZOEK DEE EETSEN EN HUNNE TOEBEREI-
DING VOOR HET UITSMELTEN. Het onderzoek der ertsen heeft een tweeledig doel, te weten:
1. Om de daarin verborgene hoeveelheid ijzer te bepalen, en 2. Om al de bestanddeelen in hun aard en hoeveelheid te leeren kennen. Hiertoe kan men twee verschillende wegen inslaan, namelijk: bet onderzoek langs den droogen weg en bet onderzoek langs den nai- ten weg. a. Set onderzoek langs den droogen weg. Het bestaat bierin, om
den erts door middel van vuur of kolengloed tot eene witto gloei- jing te verhitten, en daaraan zoodoende de zuurstof te onttrekken. Hiertoe legt men een stukje van den te onderzoeken erts op eene houtskool, waarna men met eene buis (eene blaaspijp) de vlam eener lamp daartegen aanblaast. Zulk eene blaaspijp is gemaakt van zui- ver zilver of van geelkoper, ter lengte van eenige duimen, en loopt aan bet min of meer gebogen uiteinde allengs naauwer toe. Het blazen gesehiedt met den mond en niet met de borstademhalings- werktuigen, omdat de lucht in het eerste geval meer zuurstof bevat en het blazen langer kan volgehouden worden. Behalven op goed uitgebrande houtskool legt men de stukken ook op een platina- lepel of op platina-blikjes, en men kan ze met platina-tangetjes of zilveren staafjes vasthouden en voor wegblaien beveiligen. Ten einde de smeltbaarhoid van sommige mineralen te bevorderen, be- dient men zich van zoogenaamde vloei- of smeltmiddelen, zoo als koolstofzure potaseh, borax, phosphorzout, enz. Van veel belang is het, in het oog te houden, dat de vlam der lamp of kaars uit eene zoogenaamde binnenste en buitenste vlam bestaat, aangezien de laat- ste oxyderend werkt, dat is, de zuurstof der lucht in verbinding doet treden, met het mineraal, terwijl de binnenste vlam reducerend werkt, dat is, aan het mineraal de zuurstof ontneemt. Door het onderzoek langs den droogen weg kunnon vrij ons overtuigen in hoever de delfstoffen vlugtig zijn, in welken graad en in welke ver- houding met de vloeimiddelen, en of daaromtrent bepaalde en bij- zondere afwijkiugen plaats hebben. De warmtegraad, waarbij de lig- chamen sraelten, is van veel belang en wordt het smeltpunt genoemd. Het onderzoek langs den droogen weg gesehiedt echter ook door
smelting, verhitting en gloeijing in kroesen en kleine ovens en wel op de volgende wijze: tot zoodanige uitsmelting werpe men een klein gedeelte der ertsen in een smeltkroes of in een daartoe inge- 12
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||||
|
rigt oventje en men voege daarbij de noodige stoffen tot bevor-
dering der smelting (die door de schrijvers zeer verschillende wor- den opgegeven), ten einde uit de hoeveelheid van het daardoor bekomen ijzer de meerdere of mindere rijkheid dier ertsen te be- oordeelen. Zoodanige nitsmelting wordt eene docematische onderzoeking ge-
noemd, en vermits de eene ijzererts zich veel gemakkelijker dan de andere laat uitsmelten, zoo kan men hierdoor niet alleen den meerderen of minderen graad van smeltbaarheid der verschillende ertsen leeren kennen, maar ook de voordeeligste verhouding, in welke de rijke, traagvloeijende en de armere, meer smeltbare ertsen behoorlijk kunnen uitgesmolten worden. b. Het onderzoek langs den natten weg. Dit onderzoek is uitge-
breider dan bet vorige en geeft dus ook tot een grooter aantal uitkomsten aanleiding. Men lost namelijk de te onderzoekene stof- fen op en wel in koud of kokend water; in zuren, zoo als sal- peterzuur, zoutzuur, zwavelzuur; in verdunde zuren, in zuren met gelijktijdige aanwending van warmte; in loogen zoo als potasobloog, met of zonder verwarming; in bijzondere vloeistof- fen zoo als koningswater of salpeter-zoutzuur. De poging tot oplossing leert vervolgens: of het ligchaam op-
losbaar zij en in welken graad; welke verschijnselen er met de oplossing gepaard gaan, b. v. opbruising of ontwikkeling van luebt- bellen, troebelvvording; vorming van nederslag, van gelei, kleuring der oplossing; ontwikkeling van eleetrioiteit; vorming van andere vaste ligohamen enz. Eindelijk moet men bedenken, dat de meeste scheikundige ontledingen door oplossingen worden voorafgegaan, en dat eene oplossing bestaat in het opnemen van het vaste lig- chaam in de vloeistof, zoodat het ook vloeibaar wordt. In som- mige gevallen is het noodig te weten, oi een ligchaam water be- vat; dit onderzoek gescbiedt op eene zeer eenvoudige wijze door de stof in een glazen kolfje te doen en te verhitten, waarbij zich de wasem in het buisje zal aanslaan, zoodat er waterdroppelen gevormd worden *). De ijzerertsen, zoo als zij uit den schoot der aarde te voorschijn
komen, zijn in den regel met andere bijmengselen, zoo als kiezel- aarde, klei, kalk, phosphor enz. bezwangerd en dus nog onge- schikt om dadelijk daaruit goed ijzer te smelten; zij moeten der- halve alvorens, naarmate hun aard het noodzakelijk maakt, daar- |
|||||||
|
') Zie: De Aarde en hare Voortbrengselen, door Dr. L. H. Ver-
weij, biz. 45 en volgende. 13
|
|||||||
|
HBT IJZER,
|
|||||
|
toe Op verschillende wijzen worden voorbereid, namelijk: door ze te
wasschen, uit te zoeJcen, te roosten en in stukjes te slaan. Het wasschen der ertsen geschiedt op verschillende wijzen, welke
meerendeels van de plaatselijke gelegenheid, vooral van stroomend water en van het soort der ertsen afbangen. De meest gebruike- lijke wijze is deze: Men graaft dwars door eene beek nabij elkan- der twee of meer kommen, welke somtijds met hout worden be- kleed en die door een kanaal of goot in de rigting der beek met elkander gemeenschap hebben. In de eerste van deze kommen wordt de erts gedaan en daarin met krukken (zijnde stokken, aan wier ondereinden een dwarshout bevestigd is) sterk omgeroerd, zoodat de klei- en zanddeeltjes losweeken en gedeeltelijk door het ioopende water wegspoelen, terwijl daarentegen de ertsklompen en andere zware stoffen nederwaarts zinkend en door den stroom in den tweeden put gedreven worden en uit deze, weder in den derden enz., waarua men den erts na behoorlijke zuivering uit den laatsten put neemt en op hoopen te droogen legt. Als de erts kleinkor- relig is of vele kleine stukjes bevat, welke met de zware zand- deelen op den bodem der put zinken, dan moet het eerste van dezo laatsten door ziften afgezonderd worden, hetwelk met zeven van ijzerdraad of manden geschieden kan. Wanneer de ertsen door dit wasschen niet geheel gezuiverd mogten wezen, is eene herhaalde wassching noodzakelijk, doeh buitendien is het ook dikwijls voor- deelig om sommige ertsen voor de tweede maal te wasschen, nadat men die eenen geruimen tijd aan den invloed der lucht heeft bloot- gesteld, als zij namelijk talkaarde (magnesia), zwavelzure kalk (sul- fate de chaux) of zouten bevatten, ten einde deze door do vocht- en zuurdeelen der lucht geheel of ten deele op te lossen en naar de oppervlakte der ertsklompjes te doen uitslaan. En daar deze uitgeslagene plaatsen, door de afwisselende vocbtigheid en droogte der lucht, schilferig worden en deze sohilfers z;ch voorts door het water laten wegspoelen, zoo volgt hieruit, dat alsdan het wasschen de afscheiding der gemelde stoffen van den ijzererts bevordert. Daar men na de wassching der ertsen, deze van de steenen en
andere stoffen, als het zwavelijzer (pyrites) enz., welke zich veeltijds in de ertsmijnen bevinden, kan onderscheiden, zoo is het noodig deze laatste zorgvuldig uit te zoeken, om den erts zoo veel doen- lijk zuiver te bekomen. Belialve dit wasschen moet een groot ge- deelte van de ijzerertsen geroost, dat is: in eenen zuiveren, matigen vuurgloed gebrand worden. Dit geschiedt bij sommige ijzerertsen om den zamenhang hunner bestanddeelen te verminderen, opdat zij gernakkelijker in stukken gestagen en uitgesmolten kunnen wor- den, zoo ook omdat de stoffen, met welke de verzuurde ijzerdeeltjes 14
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWEftKING.
|
|||||
|
vermengd en orageven zijn, door de hitte krimpen en alzoo scheur-
tjes bekomen, welke den zamenhang verminderen, en waardoor, bij de smelting in den oven de warmtestof en de verzuurde koolstof- lucht beter tot het ijzerverzuursel kunnen doordringen en alzoo de metaalwording bespoedigen. Bij andere ertsen daarentegen is het roosten noodig, om de vlugtige stoffen, voornamelijk de zwavel, welke zich in de bestanddeelen bevindt, daaruit te verdrijven, of eindelijk bij andere, om de overtollige koolzuurstof of het water daaruit te doen vervliegen. Dit roosten wordt somtijds verrigt in de opene lucht op kleine
van boven gelijk gemaakte hoogten of ook wel in gemetselde roos- terbakken met togtgaten, of wel in rooster-ovens (welke veel over- komst met onze kalkovens hebben), die in daartoe dienende over- dekte gebouwen geplaatst zijn. Tot deze roosting wordt de ijzererts laagsgewijze met houtskolen of droog hout bij afwisseling uitgespreid en alzoo met eenen zekeren graad van hitte gebrand, welke eohter niet zoo groot wezen mag, dat de erts daardoor begint te smelten, of dat hij door het vloeibaar worden van de zich daarin bevin- dende a&rdstoffen als het ware verglaasd wordt, hetwelk naderhand bij de smelting in den oven zoude verhinderen, dat de warmtestof en de koolstofluoht behoorlijk tot het inwendige der ertsklompen konden indringen. Voorts is het ook noodig, dat sommige ijzerertsen, dadelijk na het roosten, nog geheel warm in het water geworpen en daarin eenigen tijd gelaten worden. Deze handelwijze is bijzonder nuttig voor zoodanige ijzerertsen, welke zwavel, araenik, enz. bevat- ten, wanneer daarin door de roosting onvolkomene zwavel- en phos- phorzure zouten zijn ontstaan, welke oplosbaar als zij zijn in water, door de wassching worden weggespoeld, waarbij tevens de ertsen brosser en dus meer geschikt voor de uitsmelting worden. Om dezelfde redenen laat men somtijds ook de ijzerertsen, voor dat zij uitgesmolten worden, een geruimen tijd en dikwijls jaren laug, ongedekt liggen aan den invloed der lucht en aan dien van het weder blootgesteld. Overigens moeten de ijzerertsen na de roosting zooveel mogelijk in gelijk groote stukjes van e'e'n tot twee dui- men dikte worden gestagen. Dit geschiedt met ijzeren mokers of met een daartoe ingerigt stampwerk, welks ijzeren, of met ijzer beslagene, houten stampers door middel van een waterrad worden opgeheven en door hunne eigene zwaarte weder nedervallen op de ertsklompen, die men ter verbreking gelegd heeft op de ijzeren aanbeelden, die in hiertoe bestemde kasten zijn geplaatst. Daar men door deze breking en de vooraf plaats gehad hebbende roosting der ertsklompen kan ontdekken, of de stukken alleen uit ijzererts be- staan, dan of zij ook gewone kwarts of andere harde steenen in- 15
|
|||||
|
SET IJZfiR,
|
|||||
|
houden vermits zij in het eerste geval door de branding eene meet
of min donker roode kleur aannemen, terwijl de steenen daaren- tegen hierdoor wit worden, zoo kan men eindelijk, wanneer de erts nog dergelijke steenen mogt bevatten, hen met behulp van deze kenteekenen eene laatste zuivering doen ondergaan door er de stukjes steen uit te zoeken. Als men eindelijk op de hier voor- geschrevene wijze de versohillende ijzerertsen gewassehen, geroost en zooveel mogelijk van vreemde stoffen gezuiverd heeft, zijn zij tot de uitsmelting van het daarin zich bevindend ijzer gereed. Zij worden daartoe dan ook in zoodanige verhoudingen onder elkander gemengd, als de ondervinding of de docematische proeven als de beste of voordeeligste hebben aangewezen. III.
HET UITSMELTEN DER ERTSEN IN DEN HOOGOVEN.
In vroegere dagen, toen de ijzersmeltkunst niet dien hoogen trap
van volmaking als tegenwoordig had bereikt, smolt men het ijzer uit den erts in zeer lage ovens, welke meer overeenkomst hadden met eenen smidshaard, dan met de thans gebruikelijke ovens. In die tijden dienden zij ook maar alleen om het ijzer dadelijk, zooals het uit de ertsen droop, namelijk in een brijachtigen staat, tot gesmeed ijzer te verwerken. Men deed dit alzoo, omdat men toen nog niet bekend was met de bewerking, waardoor men het ijzer, uit de ertsen gesmolten, tot dien graad van vloeibaarheid brengen kon, die vereischt wordt, om het in allerlei vormen te kunnen gie- ten. Om tot dit doel te geraken, heeft men de ovens allengs beter ingerigt en veel hooger opgetrokken, aan welke men dan ook, ter ondersoheiding van de eersten, den naam van hoogovens gegeven heeft. In Belgie en andere naburige landen zijn deze ovens door- gaans 12 tot 16 ellen hoog; zij hebben uitwendig eene pyrami- dale gedaante, waarvan het grondvlak een veelhoek of wel eene cirkel voorstelt. De inwendige ruimte van den hoogoven, die men schacht noemt, heeft de gedaante van eene langwerpige ellipsoide of wel den vorm van twee afgeknotte kegels, met de grondvlakken tegen elkander geplaatst. Fig. 1 stelt ons de loodregte doorsnede voor van een hoogoven met een toestel voor het verwarmen der blaaslucht, op welk laatste wij later aan het slot van dit hoofd- stuk zullen terugkomen. De boyenste opening a a van de schacht wordt regelmatig wijder tot aan b I, waar zij onder een stompen hoek zich weder vernaauwt tot aan c c. De eerstgenoemde ope- 16
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
ning, namelijk Tan a tot b, noemt men den schoorsteen; de daarop
volgende, van b tot r., den kolenzak, terwijl de schuinsche helling van deze omgekeerdo kegelvlakte de rust genoemd wordt. Onder de rust verkrijgt de schacht doorgaans eene cylindrische
of wel eene kegelvormige gedaante, wier inwendige ruimte onder den naam van gestel bekend is. Uit deze ruimte is het in eene horizuntale rigting loopende blaasgat aangelegd, dat aan de buiten- zijde des ovens uitkomt. De onderste helft van het gestel e noemt men den haard, en deszelfs verlengde d den voorhaord. In het bovenste gedeelte van de schacht /, welke men den krans of den mantel der monding noemt, is eene opening gespaard, waardoor de erts en de brandstof in den oven wordt gebragt. Daar, zooals van zelf spreekt, de schacht of de schoorsteen en vooral het gestel aau- houdend aan de grootste hitte wederstand moet kunnen bieden, zoo wordt deze met vuurvaste steenen gemetseld in eene specie, die men uit de fabrieken verkrjigt. In den buitenmuur des hoog- ovens zijn op vier plaatsen gewelfvormige doorgangen gemaakt, langs welke men bij don haard kan komen ; de overwelfde ruimte bij g noemt men de werkplaals en die aan de andere zijden, in welke men de blaastoestellen plaatst, de windhokken. Tcgen den kroes, waarin de gesmolten erts zieh verzamelt, is een gemetseld driehoekig prisma i aangebragt, hetwelk de dam genoemd wordt, omdat het met de sohuinsche zijde het gesmolten ijzer en het daarop drijvende metaalschuim (slakken) in den kroes tegenhoudt. Voor dezen dam is aan de eene zijde eene ophooping van zand aangevoerd voor het afvloeijen der slakken, terwijl de andere zijde vrij blijft om bij het doorstfiken van het gielgat dien dam oiigehin- derd te kunnen uaderen. Tusschen de kruin van den dam en liet uiteindc der ijzeren plaat, die het onderste gedeelte van het gewelf der werkplaats draagt, bevindt zich het schepgat, waardoor men in den kroes zien, en het noodige werk onder in den oven verrigten kan, zooals het afschuimen van de overtollige vreemdo stoffen van het ijzer en het scheppen hiervan met lepels tot het gieten van verschillende voorwerpen in vormen, enz. Eindelijk is in het muurwerk nevens den dam eene ronde ope-
ning tot in den kroes gemaakt, welke dient om daaruit het ijzer te laten loopen in de daartoe in zand of asch gemaakte groef voor de gietelingen (gueusen.) Om den noodigen luchtstroom in den oven te brengen, bedient
men zioh van een blaaswerk van voldoende kracht, dat door een waterrad of stoommachine in beweging gebragt en gehouden wordt. Kertijds bestonden de blaaswerktuigen in twee groote blaasbalgen, doch thans bedient men zich biertoe bijna algemeen bij de hoog- 17 '
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
ovens van twee gegoten blaaseylinders, die ongeveer 9 palmen hoog
en 1 el wijd zijn. In den loodregt staanden, gesloten cylinder hevindt zich een zuiger, waaraan ecne stang is bevestigd, die luchtdigt door liet bovendeksel gaat. Zoowel in den bodem als in het deksel van den cylinder zijn twee diametraal tegenover elkander staande openingen, waaraan zich buizen bevinden, die horizontaal zijn omgebngen. In elk dezer vier buizen is eene klep geplaatst. De kleppen aan de eene zijde kunnen alleen binnen-, die aan de tegenovergestelde zijde alleen buitenwaarts geopend worden. Neemt men nu aan, dat de zuiger zich op of nabij den bodem des cylinders bevindt, dan is de ruimte daar- boven met lueht gevuld. Bij het opgaan des zuigers wordt deze lucht zamengeperst, doch hierdoor opent zij de eene klep bui- tenwaarts en stroomt door deze uit. Terwijl de zuiger opgaat, zou hieronder een lucluledig ontstaan, doch door de drukking des dampkrings wordt de onderklep, die zich binnenwaarts kan bewegen, geopend. De lucht dringt door deze opening onder den zuiger en vult de ruimte onder dezen aan. Bij het nedergaan des zuigers heeft zoowel boven als onder denzelven het tegenovergestelde plaats, zoodat bij elken opgang de lucht boven den zuiger wordt naar buiten geperst en onder denzelven opgenomen, bij het neder- gaan de lucht onder den zuiger wordt naar buiten gedreven, ter- wijl boven dezen nieuwe lucht in den cylinder wordt opgeno- men. De buizen waardoor de lucht uitstroomt zijn zoodanig met elkander buiten den cylinder vereenigd, dat zij verder eene enkele buis vormen, die naar de plaats voert, waar de luchtstroom moet worden aangewend. Ofschoon door middel van eenen zoodanig ingerigten toestel zoowel bij den op- als nedergang des zuigers een luchtstroom wordt voortgebragt, is deze echter niet geheel on- af'gebroken, dewijl er een oogenblik van stilstand is, wanneer de zuiger zich nabij den bodem of het deksel des cylinders bevindt. Om deze reden verbindt men dikwijls twee zulke blaastoestellen met elkander, zoodanig dat do zuiger des eenen toestels zich in het mid- den van zijnen loop bevindt, wanneer die des anderen aan den bo- dem of het deksel van den cylinder is: de luchtstroom is dan altoos nagenoeg van gelijke sterkte. De zamengeperstc lucht wordt door ijzeren leibnizen naar het blaasgat gevoerd en van daar door eene zich vernaauwende kegelvormige holligheid, waarin de beide blaaspijpen van de twee blaaseylinders vereenigd zijn, in den oven gedreven. In fig. 2, welko den platteu grond of eene horizontale doorsnede
van eenen hoogoven voorstelt, is de rigting van den blaastoestel op eene duidelijke Wijze aangegeven, waardoor eene meer omslag- 18
|
|||||
|
ZIJNE SMELTINO EN BEWERKING.
|
|||||||
|
tige beschrijving noodeloos mag geaeht worden '). In deze figuur
verbeeldt a, a, a, a het metselwerk; b het met vuurvaste steenen gemetselde gestel; c den voorhaard; d, d de luchtstroomgeleiders, door lederen buizen met de blaaspijpen in verbinding gebragt, k de werkplaats en h, k, h de windhokken. Tot het aanvoeren van den noodigen erts, smeltmiddelen, brandstoffen, enz. bij de monding van den oven, dient de zoogenaamde gemeenschaps- of communi- oatie-brug k fig. 1. Deze brug is doorgaans naar gelang van plaat- selijke omstandigheden, hetzij met een daarbij gelegen gebouw of wel met eene daaraan grenzende berghelling, in verbinding ge- bragt. Bij gebrek aan zoodanige plaatselijke gelegenheid maakt men gebrulk van eene hijschmachine, zijnde een toestel om de brand- stoffen, ertsen, enz. van den beganen grond langs een bellend vlak naar boven te voeren bij den mond des ovens, waar een werkman den verderen arbeid alleen regelen kan. Figuur 3 en 4 geven ons een oppervlakkig denkbeeld van dezen toestel; de laatste, die op grootere schaal geteekend is, vertoont de werktuigelijke inrigting van het omstorlen der karren. Eene beknopte beschrijving van de- zen toestel aehten wij duidelijkheidshalve niet overbodig. Van den beganen grond tot aan den krans of den mantel der monding zijn twee aan elkander evenwijdig loopende ijzeren staven n gelegd; over deze staven loopt een vierrads-onderstel, waarin een daarin passend vierkant ijzeren wagentje o, o is afgehaDgen, dat op twee spillen of tappen, in het midden van het onderstel aangebragt, zich draayen of bewegen kan, Na in dit voertuig de met erts gevulde karren geplaatst en vastgemaakt te hebben, worden deze vervolgens door middel van eene ketting p opgetrokken tot aan de monding des ovens. Hier aangekomen stuiten de rollen, die zich aan de voorzijde van het wagentje bevinden, tegen twee in den mantel der monding bevestigde ijzeren haken, wier gekromde armen q de rollen naar beneden drukken en den wagen doen kantelen. Bij deze beweging komen de aehterste rollen r op den arm van den haak te liggen, hetwelk zoodoende den wagen belet niet verder dan noodig is om te slaan. Nadat op deze wijze de erts enz. in de monding is gestort, wordt de ledige wagen weder naar beneden gelaten en door een anderen gevulden vervangen, en zoo vervolgens. Het opbalen der wagens geschiedt door middel van stoom of met behulp van eenige andere kraoht, zooals b. v. door eene bij t ge- |
|||||||
|
x) Over de versehillende blaastoestellen knn men onder anderen
raadplegen: Nieuwenhuii, Woordenboek van Kunsten en Weten- schappen (2e berziene uitgave), zoo ook het Technisches W'drter- buch von Karmarsch und Dr. Ueeren, op het woord Oebliise 19
|
|||||||
|
HET UZER,
|
|||||
|
plaatsto windas, die zoodanig is ingorigt, dat mon den ledigen wa-
gen naar willekeur kan doen stilstaan en weder doen terugkeeren tot op den beganen grond, van waar op betzelfdo tijdstip een geladen wagen naar de raonding des ovens wordt opgetrokken. Tot een ge- lnakkelijken aau- en afvoer der geladene en ongeladene karren, heeft men twee ijzeren spoorwegen u aangelegd, die gemeenschap hebbeu met eenen dieper liggenden dwarsweg. In dezen laatsten past een wag",n v, wiens bovenvlak met de spoorwegen op gelijko hoogte ligt. De aankomende geladene karren worden op den wagen van den dwarsweg geschoven en vervolgens bij den windas gebragt; op gelijke wijze handelt men met de van boven komende ledige kar- ren, die op den tweeden ijzeren spoorweg worden gezet. Daar in den aanvang van dit hoofdstuk met een enkel woord ge-
wag is gemaakt van hot verwarmen der blaaslucht, zoo zullen wij ten slotte aangaande dit onderwsrp nog het volgende mededeelen. Het ligt in den aard der zaak, dat men met de bovenbeschrevene blaastoestellen zoowel eenen kouden als een iieeten luchtstroom in den oven vocren kan. Wil men het laatste, dan moet de 'uoht, alvo- rens zij den oven binnentreedt, verwarmd worden, waartoe de toe- stel, in fig. 1 bij N. afgebeeld, dienen kan. Nog geen twintig jaren geledcn ontdekte zekere Neilion te Glasgow, dat bij alle soorten van blaasvuren van gestadige warmte, de blaaslucht eene zeer aanmerkelijke temperatuur-verhooging ondergaat. Hij vond, dat alle smehmanieren, van welken aard ook, met weinig moeite op eene gemakkelijke wijze konden verrigt worden. Zoo als te ver- wachten was, maakte zijne ontdekking veel opgang en werd spoe- dig bij de hoogovens in toepassing gebragt. De eerste proef, die men te Clyde nam, deed al aanstonds zien, dat niet alleen op de brandstof en smehmiddelen (toeslag) te bezuinigen viel, maar ook dat het op die wijze gegoten ijzer deugdzamer van hoedanigheid was. Nadat men zioh aanvaakelijk beijverd had om de blaaslucht in hooge mate te verhitten, ja zelfs tot een warmtegraad van 316 C° '), is men later hiervan teruggekomen, daar men bevond, dat eene temperatuur van 100° C voldoende was en de voordeeligste uit- komsten opleverde. Om de lucht te verwarmen, kan men drie ver- schillende wegen inslaan, door gebruik te maken: 1°. van de schoor- steenvlam; 2°. van het hoogovengas; en 3°. van eenen afzonderlijken vuurhaard. Deze laatste inrigting, die zoo als boven gezegd is, in fig. 1 wordt voorgesteld, verdient de voorkeur boven de twee an- dere, vooral, zoo men op de brandstof niet zuinig behoeft te zijn. ') 316° C beteekent 316 graden boven het kookpunt op de hon-
derddeelige thermometerschaal van Celsius, waar het vriespunt door 0° wordt aaagewezen. 20
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKINO.
|
|||||
|
Fig. 5 en fig. 1 bij JV stelt twee over kruis genomene verti-
cals doorsneden voor van een zoodanigen verhittingsoven. In den langwerpigen vierzijdigen en naar boven naauwer wordendeu oven liggen twee wijde horizontale buizen x en z, die door een aantal (12) te lood staande pijpen, in den vorm van eene omgekeerde V, verbonden zijn. De lueht, uit den blaastoestel aangevoerd, komt in eene van de beide horizontale buizen, neemt vervolgens haren weg door het zamenstel van gebogene pijpen, verzamelt zich daarua in de tweede horizontale buis en stroomt van daar in den hoog- oven. Als men van de ovenvlam gebruik wil maken, wordt een stel gebogene pijpen boven den schoorsteen aangebragt. Later eehter heeft men van zoodanige inrigting afgezien, daar men bespeurde, dat de ovenvlam niet kraohtig genoeg was om de ge- vorderde hitte te verschaffen. Wil men de vlam aanwenden van het in den hoogoven ontwikkelde gas, zoo leidt men (zoo als later zal blijken) het gas uit den schoorsteen zijwaarts door eene wijde buis naar den verhittingsoven, waar het onder toevoer van de noodige dampkringsluoht verbrandt. De ondervinding heeft inmid- dels geleerd, dat men, in weerwil van al deze voordeelen, bij de meeste ijzerfabrieken van deze luchtverwarming is teruggekomen, omdat zij dikwijls aanleiding geeft tot storing van den regelmati- gen gang des ovens; daarenboven werkt de overmatige hitte in het gestel zeer nadeelig op het vuurvaste metselwerk, zoodat bet werk- vak (oampagne), dat is de tijd gedurende welken een oven acbter- eenvolgens aan den gang moet worden gehouden, aanmerkelijk inkrimpt. Het stolten en aan den gang houden van den hoogoven. Als men
een nieuw gebouwden of een van binnen met eene nieuwe voering bekleeden oven gebruiken wil, is het noodig, alvorens met de uit- smelting der ertsen te beginnen, dat hij inwendig wordt verwarmd, om zoodoende het in de voering beslotene vocht te doen uitwasemen. Het verwarmen van zoodanige ovens moet zeer langzaam en met omzigtigheid geschieden, ten einde het springen of barsten van de vuurvaste steenen te voorkomen. Is de oven nieuw of sleebts eeni- gen tijd buiten gebruik geweest. dan gaat men op de volgende wijze te werk. Men vult den oven geheel en al met de vereisohte brand- stof, namelijk met houtskolen of ooaks, die men vervolgens in brand steekt; om evenwel geene te hevige hitte te verwekken, laat men het blaaswerk stil staan en men matigt zelfs het te sterk trekken van het vuur door het sehepgat onder den oven meer of minder, naar gelang der omstandigheden, te sluiten. Naar mate de onderste kolen verbranden, zakken zij inedn, en wanneer deze zakking om- trent l'/i i ! ellen bedraagt, wordt de oven wederom met kolen. 21
|
|||||
|
HET IJZEK,
|
|||||
|
- r a Id en daarop een der gebruikelijke karren, bakken ofkorven
ijzererts (hotidende ongeveer 60 ponden) met het noodige smeltmiddel gestort. Als vervolgens deze lading door het verbranden der kolen ook tot de voormelde hoogte in den oven gezakt is, doet men bierin ongeveer de hoeveelheid kolen, die ter uitsmelting van eene gewone biding ijzererts noodig is. Ofacboon op deze kolen gcene volledige lading erts wordt gestort, vermeerdert men bij de volgende ladingen allengs den erts en het smeltmiddel, tot dat de oven be- hoorlijk aan den gang is, en men dus de lading, geevenredigd aan de grootte van de ovens en van het blaaswerk, in den oven kan doen. Bij de twee eerste ert -ladingen wordt het blaaswerk nog niet aan den gang gebrajrt, dooh na het instorten van de tweede lading worden door het sehepgat vijf of zes ijzeren roosterstaven dwars iu den oven boven het blaaswerk gestoken om de lading te onder- steunen, waarna de kolen uit het gestel en den kroes worden weg- geruimd, opdat deze door de hitte van den haard des ovens be- hoorlijk zonden uitdroogen en verwarmd worden. Als men bespeurt, dat dit behoorhjk is geschied, is het noodig, dat op den bodem van den kroes eene hoeveelheid warme, fijn gemaakte kolen laagsgewijze gelegd en goed te zamen geperst wordt, tot de hoogte van 20 of 25 duimen, hetwelk dient om te beletten, dat het uitgesmolten ijzer op den bodem (welke minder heet geworden is dan de ovenhaard) kome te stollen en daardoor tot het gieten onbruikbaar worde. Als men berekenen kan, dat de eerste in den oven geworpen erts bene- den gekomen is, wordt het blaaswerk aan den gang gebragt, en zoodra een begin van smelting van bet onderste gedeelte der lading eenigen zamenhang heeft gegeven, worden de ijzeren stangen, die tot rooster hebben gediend om de lading te dragen nit den oven genomen. Het is een vereischte, dat het blaaswerk aauvankelijk zeer matig is, doch men versterkt het naar gelang er meer erts in den oven gestort wordt, totdat de ladingen eene grootte bezitten aan den inhoud des ovens geevenredigd, in welk geval ook de sterkte van het blaaswerk zoo groot wezen moet, dat de uitsmelting der ertsen behoorlijk plaats heeft. Is dus de oven alzoo regelmatig aan den gang gebragt, dan dient hij steeds in dien staat te blijven door eene geregelde werking van het blaaswerk, opdat de verbran- ding der kolen en de uitsmelting der ertsen, zooveel mogelijk ge- lijkrnatig geschiede en de ladingen in gelijke tijden tot ongeveer de voormelde hoogte nederzakken. Is alzoo de smelting geregeld aan den gang gebragt, dan moet zij op gelijken voet, zoowel des nachts als bij dag, zonder ophouden worden voortgezet, waarbij men steeds moet zorgen, dat de vuurgloed in den oven gelijk sterk is en op dezelfde hoogte blijft zonder naar boven te klimmen 22
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
vermits dit eene onvolkomene uitsmelting ten gevolge heeft Voorts
moet men hierbij zorg dragen, dat zich geene klompen van on- volkomen uitgesmolten erts of andere stoffen in het gestel en voor het blaasgat vast zetten, hetwelk ook dikwijls boven het gestel in de rust plaats heeft, als de smelting niet geregeld is voortge- gaan. Daar wijders bij het uitsmelten der crtsen ook de aardaehtige stoffen vloeibaar worden en in den kroes op het gesmolten ijzer drijven, zoo is het noodig, dat bijaldien de hoeveelheid van dit metaalsehuim of van deze slakken zoo groot is, dat zij het door- dringen van de hitte tot het gesmolten ijzer zouden beletten door het sehepgat een gedeelte dier slakken van de oppervlakte des ijzers worde af^eschuimd, terwijl men tevens steeds eene ge- noegzame hoeveelheid slakken op het gesmolten ijzer dient te bou- den, om te voorkomen, dat de wind van het blaaswerk in aanra- king kome met de oppervlakte van het gesmolten ijzer, dewijl eerst- genoemde alsdan de koolstof aan het ijzer zoude ontrukken. Wanneer men ziet, dat zich in den kroes eene genoegzame hoeveelheid ge- smolten ijzer voor een gieteling bevindt, die na verloop van 12 uren tijds doorgaans 900 tot 1000 ponden bedraagt, zoo wordt het zaud in het gietgat met eenen heeten pook doorgestoken, om, zoo als reeds vroeger is gezegd, het ijzer te laten loopen in de van zand of asch gemaakte groef of vorm voor een gieteling, welke gewoonlijk de gedaante heeft van een driekantig prisma. Nadat het gesmolten ijzer uit den oven geloopen is, volgen de slakken, die men, zoodra de gieteling koud geworden is, er van afslaat. Wan- neer men voornemens is, om met het gesmolten ijzer andere voor- werpen in daartoe gemaakte vormen te gieten, dan moet het gietgat toegestopt blijven, doch in dit geval is het onnoodig daarmede te waehten, totdat de kroes volgeloopen is. Men scbept dan met ge- smeede ijzeren lepels (die met klei besmeerd en vervolgens gedroogd zijn) het gesmolten ijzer uit den kroes om de begeerde voorwer- pen daarmede te kunnen gieten, nadat men eerst de slakken, die aan het scheppen hinderlijk zijn, heeft afgeschuimd. Theorie der smelting in den hoogoven. De ertsen, die tot ijzer-
winning dienen, bevatten in den regel het ijzer in geoxydeerden toestand, hetzij als oxyde of oxydule. Ten einde naar gelang van deze omstandigheid den erts van zijnc toevoegselen te ontdoen, komt het er hoofdzakelijk op aan, om de zuurstof aan het metaal te onttrekken of daarvan af te zonderen, dat is: hetzelve in zniveren staat te brengen, welke bewerking onder den n«am van reduceren of her- leiden bekend is. Waren er geene vreemde bestanddeeleo aanwezig, dan zou niets gemakkelijker zijn dan zoodanige reduetie, doch zulk eene zuiverheid vindt men alleen bij het gedegen ijzer, waarover 28
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
vroeger gehandeld is. Het ligt in den aard der zaak, dat men de
onreine stoffen, in den erts opgesloten, daaruit door verhitting moet verwijderen, hetgeen Diet anders dan in gesmolten toestand kan geschieden. Vele metaaloxyden kan men door eenvoudige verhitting van hunne zuurstof bevrijden, zooals bij voorbeeld die der edele metalen, doeh met den erts is het anders; hij moet bij eene hoo- gere temperatuur met zulke ligchamen in aanraking gebragt wor- den, die eene grootere verwantsoliap tot de zuurstof hebben en die deze alzoo aan het metaal-oxyde onttrekken, om or zich zelve niede te verbinden. Hieruit volgt, dat, tot het bereiken van dit oogmerk, twee zaken behooren plaats te hebben, die men moet trachten te bewerken, als: 1°. Het ijzerverzuursel in de ertsen tot don staat van metaal terug
te brengen. 2°. Het ijzerverzuursel bij de uitsmelting af te seheiden van de
stoffen, waarmede het zich in de ertsen vereenigd heeft. Het eerste gaat het tweede vooraf, ofschoon beide zeer spoedig
op elkander volgen. Het ijzer in de ertsen kan niet vloeibaar wor- den, dan nadat men er do zuurstof aan ontnomen heeft, hetgeen door de aanraking van gloeijende kolen gesehiedt, vermits deze veel zuivere koolstof inhouden, en de zuurstof, waarmede het ijzer in de ertsen vereenigd is, eene veel sterkere verwantschap tot de kool- stof dan tot het ijzer heeft, zoodat de zuurstof de ijzerdeeltjes ver- laat en zieh met de koolstof verbindt, terwijl deze ijzerdeeltjes te- vens eene genoegzame hoeveelheid koolstof tot zich nemen, om hen tot den staat van gesmolten ijzer te doen overgaan. Dit gedeelte der bewerking in den oven noemt men het ontzuren (desoxyderen) van het ijzerverzuursel. De staat van vermenging, in welken men het ijzerverzuursel met de aardachtige stoffen in de ertsen aantreft, maakt dat ieder klein deeltje van het eerste omkleed is met eene zekere hoeveelheid van de laatste, welke de ontzuring en dus ook de metaalwording van het ijzer belemmert. Het is derhalve noodig dezen hinderpaal weg te nemen, dat op geen be- tere wijze kan geschieden. dan door deze stoffen zelve tegelijk met he; ijzer vloeibaar te maken. De geringe verwantschap, welke tus- schen het ijzer en de aardachtige stoffen bestaat, als ook bet groot verschil hunner soortelijke zwaarte, zijn alsdan toereikende, om, wanneer beide vloeibaar zijn en in een bak worden opgevangen, deze scheiding te veroorzaken, vermits het gesmolten ijzer door zijne eigene zwaarte naar benedeu zal zakken, terwijl de veel ligtere, vloeibare aardachtige stoffen daarentegen op het gesmolten ijzer zullen drrjven. Hierdoor bereikt men dus het tweede oogmerk der Uitsmelting, te wetea de afscheiding van het ijzer van de aard- 24
|
|||||
|
ZIJNB SMELTING EN BEWERKINd.
|
|||||
|
aohtige stoffen, waarmede het in de ertsen vereenigd is. Behalve
deze afscheiding in den oven, heeft daarin somtijds ook nog eene andere plaats, namelijk in het geval dat eene der ertsen zoodanige stof of metaal bevat, die in aanraking met do lucht en met een hevigen vnurgloed zich in dampen oplost of vervliegt, zoo als bij voorbeeld plaats heeft, wanneer zich in een der ijzerertsen ook zinkverzuursel bevindt, hetwelk bij deze smelting geenszins tot den staat van metaal overgaat, maar tot eene soort van ligte aseh, welke men zinkbhemen noemt. Deze asoh, die met den rook, de stof en de voehtdampen uit de ertsen opwaarts stijgt, hecht zich aan het binnenbekleedsel van het bovenste gedeelte van den sehoorsteen, waar deze vereenigde stoffen een vast ligchaam vor- men, hetwelk onder den naana van hies bekend is. De ondervinding heeft geleerd, dat van alle aardstoffen het ge-
makkelijkst tot smelting kunnen worden gebragt de kiezelaarde, de aluinaarde, zijnde volmaakt zuivere klei, en de kalksteen, name- lijk als zij in eene behoorlijke verhouding ongeveer van drie deelen kiezelaarde, e'e'n deel aluinaarde en eMn deel kalk met elkander vermengd zijn. Bij een genoegzamen vuurgloed smelten deze ver- eenigde stoffen tot eene soort van glas, niettegenstaande iedere stof op zich zelve onsmeltbaar is. De ijzerertsen bevatten mee- rendeels eene of twee van deze stoffen, en daarom is het noodig, dat men zoodanige ijzerertsen ter smelting bijeenvoegt, die te zamen deze drie stoffen in eene behoorlijke verhouding bevatten; anders dient men er eene toereikende hoeveelheid van de ontbrekende stof bij te mengen. Daarenboven is het niet voldoende, dat zich de drie gemelde stoffen in de vereischte verhouding om vloeibaar te worden in de ertsen eener ovenlading bevindcn; maar het is ook noodig, dat de som dezer stoffen geevenredigd zij aan de hoe- veelheid ijzerverzuursel, welke de uit te smeltene ertsen met elkan- der bevatten. Sommige der aangespoelde ijzerertsen bevatten veel gewone klei,
die uit kiezel en aluinaarde is zamengesteld, zonder eenigen kalk- steen ; andere daarentegen bevatten veel van de laatstgemelde stof, terwijl er de klei aan ontbreekt. In zoodanige gevallen is het noo- dig, dat bij de eerste soort kalksteen als smeltmiddel gevoegd worde, terwijl men daarentegen bij de tweede soort gewone klei als smeltmiddel doet. Hoe veel echter van deze stoffen bij deze ertsen behoort gevoegd te worden, moet eerst door uitsmeltingen in het klein uitgemaakt en door proefnemingen in den oven zel- ven nader bepaald worden. De ertsen, die zeer rijk aan ijzerver^ zuursel zijn, en dus in evenredigheid eene mindere hoeveelheid van de gemelde stoffen inhouden, zijn moeijelijker uit te smelten 25
|
|||||
|
HET IJZEK,
|
|||||
|
dan de minder rijke. Sommige van deze ertsen acht men voor uit-
smelting onvatbaar, omdat ze te weinig aardachtige stoffen bevatten tot het voortbrengen van de noodige slakken, zoodat zij onder den naam van drooge ertsen bekend zijn, die slechts in eene kleine hoeveelbeid bij armere doch vloeibare ertsen worden gebruikt. Als men van deze drooge ertsen eene groote hoeveelheid bij de oven- ladingen wilde bezigen, zouden de aardachtige stoffen niet geeven- redigd zijn aan de hoeveelheid ijzerverzuursel in deze ertsen, en de eerste zouden welligt ook niet door bijvoeging van kalksteen of klei alleen tot de vereisohte verhouding kunnen worden ge- bragt. Uit het bovenstaande laat zich alzoo met genoegzame ze- kerheid afleiden, dat de meerdere of mindere vloeibaarheid en zui- verheid der slakken bij eene smelting eenen wezenlijken invloed moeten hebben op de hoedanigheid en de zuiverheid van het daar- mede uitgesmolten ijzer: want zoo de slakken niet behoorlijk vloeibaar zjjn, mag men veronderstellen, dat de verhouding tus- scben de aardachtige stoffen niet ia zoo als behoort, zoodr.t een gedeelte van die aardachtige stof, welke zich in eene te groote hoeveelheid, in evenredigheid met de overige, in de ertsen be- vindt, niet vloeibaar geworden is. In dit geval zullen de slakken ook niet behoorlijk doorschijnend zijn, hetwelk een blijk is, dat het uitgesmolten ijzer nog fijne deeltjes der onuitgesmoltene aardach- tige stoffen bevat. Slakken met eene ondoorschijnende zwarte kleur bewijzen, dat het blaaswerk te zwak is om de kolen te verbran- den, of dat de hoeveelheid der in den oven geladene kolen te groot is in vergelijking van die der ertsen. In beide gevallen verkrijgt men een donker grijs, naar het zwart trekkend gegoten ijzer. In het eerste geval is de erts niet behoorlijk uitgesmolten en bevat buiten de vele koolstof ook nog eenige aardachtige deeltjes. In het tweede geval zal de uitsmelting wel hebben plaats gehad, doch het ijzer zal door de al te groote hoeveelheid opgenomene koolstof eene geringere verbindingskracht bezitten dan dat, het- welk met eene behoorlijke, aan de ertsen geevenredigde hoeveel- heid kolen uitgesmolten is. Als daarentegen de ijzerertsen met te weinig kolen worden uitgesmolten, kan het ijzerverzuursel, als niet met de vereisohte hoeveelheid koolstof doordrongen, niet zoo vloei- baar worden, dat zich al de aardachtige stoffen daarvan geheel kunnen afzonderen, zoodat dan ook het ijzer eene licht grijze, naar het wit trekkende kleur bekomt. Het ijzer, op deze wijze gegoten, bezit minder kracht van zamenhang dan het behoorlijk uitgesmolten grijs ijzor, hetwelk voor eene tweede smelting geheel ongesehikt is. Men verkrijgt ook wit ijzer, als het blaaswerk in verhouding van de lading te sterk is, of als de wind te veel benedenwaarts in ?6
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
het gestel is gebragt, zoodat hij op den windmuur afstuit en, tegen
de oppervlakte van het gesmolten ijzer in den kroes gedreven, zijne zuurstof aan de koolstof afgeeft. Wanneer daarentegen het blaas- werk opwaarts naar den haard gerigt is, zal daarin de gloed te hevig worden en de zuurstof, in den luchtstroom aanwezig, zal als- dan niet alleen de koolstof van de uitgesmoltene druppels ijzer op- nemen, maar de vlam zal opwaarts naar het hoogste gedeelte der lading klimraen, en aldaar eene onvolkomene uitsmelting, namelijk eene verbranding of verglazing der ijzerertsen veroorzakon, waar- door men sleeht witachtig ijzer bekomt. Als dit plaats heeft, zeg- genjde ijzersmelters, dat de oven ongesteld en het vuur tot in de lading geklommen is. Eindelijk zal men ook een wit ijzer beko- men, als de ijzerertsen te rijk zijn in verhouding van de aardaeh- tige stoffen, door welke de slakken voortgebragt worden, dewijl deze laatste alsdan niet toereikend zijn om het uitgesmolten ijzer gedurende het nedervallen door het gestel, voorbij het blaaswerk, tegen het verbranden van de daarin aanwezige koolstof te dekken. Het kenmerk, dat de oven behoorlijk geladen en goed in werking is, bestaat hierin, dat de slakken vloeibaar zijn en in eene gen oeg- zame hoeveelheid worden voortgebragt; dat zij doorschijnend als glas en een blaauw, naar donker groen trekkend voorkomen heb- ben; hare doorschijnendheid is een teeken, dat al de aardachtige stoffen, in de verschillende gebezigde ertsen bevat, eene behoorlijke verhouding bezaten en dus gezamenlijk vloeibaar zijn geworden, zon- der onuitgesmoltene aardachtige stoffen over te laten. De slakken in eene genoegzame hoeveelheid uitgesmolten, zijn bijzonder nuttig en noodzakelijk voor het uit de ertsen druipend gesmolten ijzer, daar elke droppel niet alleen daarvan doordrongen is, maar in den haard komendo tevens nog door de aldaar verzamelde slakken, als deze genoegzaam vloeibaar zijn, omkleed wordt, hetwelk de ijzer- druppels, gedurende het vallen door het gestel, voorbij het blaas- gat, dekt tegen de hierdoor voortgebragte zuurstof der luoht, die door het blaasgat met geweld in den oven dringt, zoodat de kool- stof, in het ijzer bevat, bewaard wordt voor verdwijning, hetwelk hij gebrek van eene voldoende hoeveelheid vloeibare slakken on- vermijdelijk zoude plaats hebben. Zijn deze nu taai en niet be- hoorlijk vloeibaar, dan kunnen zij geenszins deze gewigtige dienst aan de uitgesmoltene ijzerdruppels bewijzen, maar zullen integen- deel uit gebrek aan voldoende vloeibaarheid gedeeltelijk in den haard blijven zitton en zich aan het binnenbekleedsel van het ge- stel en somtijds ook voor het blaasgat vastheohten, hetwelk de werking van het blaaswerk belemmert. Tot dusverre is nieis gezegd van de nadeelige stoffen of raetaal^
27
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
verzuursela, welke in den erts kunnen besloten zijn, het zinkver-
zuursel uitgezonderd, hetwelk door de groote hitte in aen oven zoo niet geheel althans grootendeels vervliegt, zoo als vroeger is aangetoond. De zwavel en het arsenik-verzuursel daarentegen zul- len welligt voor een geiing gedeelte vervliegen, maar het is buiten twijfel, dat het uitgesmolten ijzer ook een gedeelte van deze stoffen zal bevatten. De phosphor, die zioh in een der ijzerertsen mogt bevinden, wordt bij de uitsmelting niet vlugtig, maar schijnt we- gens hare brandbaarheid tot de spoedige smelting van den ijzer- erts bij te dragen, ofsehoon het hoogstwaarschijnlijk is, dat zioh een gedeelte der eerstgemelde met de slakken zal vereenigen, ver- mits zij eene grootere verwantschap met den daarin vervatten kalk- steen, dan met het ijzer heeft. Uit belet eehter niet, dat er nog eene genoegzame hoeveelheid van deze stof in het ijzer ten nadeele van de sterkte van zamenhang zal overblijven. Het is ook moge- lyk om al de phosphor, die in de ijzerertsen is opgesloten, er uit te halen door den bij de lading te voegen kalksteen als smeltmid- del te vermeerderen en in kleine stukjes met den erts te vermen- gen. In dit geval moet men naar evenredigheid van deze vermeer- dering de massa kolen vergrooten en het blaaswerk eenigzins versterken, om zoodoende de vloeihaarheid van de hierdoor vermeer- derde aardachtige stoffen te bevorderen en alzoo al de in hetijzer- verzuursel bevatte phosphor met den kalksteen te vereenigen en uit het vloeibaar wordend ijzer te trekken. Bijaldien zich andere metaalverzuursels in de ertsen mogten be-
vinden, is het moeijelijk om die van het ijzer afte zonderen, doch daar de overige metalen, de bruinsteen uitgezonderd, bij eene mindere hitte vloeibaarder worden dan het ijzer tot de smelting noodig heeft, zoo is het niet onwaarschijnlijk, dat een gedeelte daarvan zal verbrand wor- den door de groote hitte van den oven, als de ijzerdroppels in het bran- dpunt van denzelven komen. Ofsehoon dit bij eene grootere hitte in den oven nog meer zal plaats hebben, schijnt het eehter niet toereikende te zijn tot de geheele verbranding der metalen, daar de ondervinding leert, dat, als de ijzerertsen loodverzuursel inhouden, al het daaruit voortgebragte lood geenszins verbrandt (calcineert), maar dat een groot gedeelte daarvan zich in den metaalstaat met, het gesmolten ijzer vereenigt en door de meerdere soortelijke zwaarte van het lood boven die van het ijzer in den kroes naar den bodem zakt. Als men daarna het gesmolten ijzer uit den kroes door het giet- gat in den vorm voor den gieteling laat loopen, zal het lood het eerst uit den kroes vloeijen en dus het onderste gedeelte van den gieteling uitmaken, welk lood later, als het koud geworden is, zich gcmakkelijk van den gieteling laat afscheiden. Intusschen is men 28
|
|||||
|
ZIJNE SMELLING EN BEWERKING,
|
|||||
|
hierdoor in geenen deele zeker, dat zich in het ijzer van den gie-
teling geen looddeeltjes meer bevinden; het tegendeel is doorgaans waar, omdat het gegoten ijzer, uit zoodanige ertsen gesmolten, zacht is en geene groote kracht van zamenhang heeft. Wanneer eindelijk de ijzerertsen bruinsteen inhouden, zijn ze
moeijelijk uit te smelten, dewijl de gevorderde hitte om het ijzcr- verzuursel vloeibaar te maken, niet groot genoeg is om den bruin- steen tot den staat van metaal te brengen. Alhoowel een gedeelte van dit verzuursel zich met de slakken kan vereenigen, is er eehter niet aan te twijfelen, dat het uitgesmolten ijzer een gedeelte van den onuitgesmolten bruinsteen zal bevatten hetwelk ook door de ondervinding is bevestigd, aangezien zoodanig uitgesmolten ijzer harder en minder grijs is dan het gewone, dat geene vreemde stoffen bevat. Uit het voorgaande laat zich met genoegzame zekerheid afleiden,
dat de meerdere of mindere deugdzaamheid van het gegoten ijzer niet alleen van de z'jiverheid der gebruikte ertsen, maar ook van hunne behoorlijke uitsmelting afhankelijk is. Het zou geene an- dere stoffen moeten bevatten dan de zoodanige, die tot de bestand- deelen van het zuiver gegoten ijzer behooren. Welke eehter deze stoffen zijn, is voor zooveel wij weten tot dusverre niet volledig beslist Volgens de opgaven van beroemde scheikundigen bestaat het zuiver gegoten ijzer uit niets anders dan uit ijzerdeelen, welke met eene zekere hoeveelheid zuurstof en koolstof vereenigd zijn, zoodat de daarbij plaatshebbende verschillen alleenlijk voortsprui- ten uit de onderscheidene verhoudingen, waarmede deze stoffen daarin voorkomen. Ofschoon uit deze beschouwing zou volgen, dat de slakken geen bestanddeel van het ijzer uitmaken, is evenwel dit gevoelen niet algemeen aangenomen. Naar men zegt, zou het gegoten ijzer kalk en kiezelaarde bevatten, welke beide laatste stoffen tot de bestanddeelen der slakken behooren, terwijl daaren- tegen de, zuurstof wordt voorgesteld al3 geenszins behoorende tot de bestandeelen van het gegoten ijzer; en inderdaad, daar do zuurstof door de koolstof in den boogoven uit de ijzerertsen wordt getrokken, en de ijzerdeelen bovendien de noodige koolstof tot zich nemen om tot den staat van metaal over te gaan, zoo is het niet duidelijk, hoe goed uitgesmolten grijs ijzer nog eene hoeveel- heid zuurstof van eenig aanbelang zoude kunnen bevatten, daar toch deze een gedeelte van de door het ijzer tot zich genomen koolstof, reeds in den oven had moeten verteren. Aangaande de aardachtige stoffen, die het gegoten ijzer zou bevatten, kan be- zwaarlijk eenigen twijfel bestaan, als men bedenkt dat het bijna omnogelijk is, de hoeveelheid zoo juist te bepalen van het smelt- 29
|
|||||
|
HET IJZER,
middel, dat bij elke overbading moet gevoegd worden, dat het met
de aardaehtige stoffen, die zich reeds in de ijzerertsen bevinden, naauwkeurig de verhouding heeft, welke noodig is om zamen vloeibaar te worden en tot slakken te smelten, zonder dat er eene onuitgesmoltene boeveelhcid van een of twee derzelve in het ge- goten ijzer overblijft. Daarenboven is het niet onwaarscbijnlijk, dat in het gegoten ijzer, zooals het de hoogovens opleveren, ook een gedeelte dier gesmoltene stoffen is achtergebleven, welke zich niet bij het vallen van de ijzerdruppels in den kroes hebben losge- maakt. Het bestaan der slakken in het gegoten ijzer vertoont zieh ook (zooals later bij het maken van smeed- of staafijzer zal blij- ken) als het tot gesmeed ijzer wordt verwerkt: want als een ge- deelte van een gieteling op een affineerhaard met behulp van het blaaswerk tot eene deegachtige massa gesmolten is, en deze door den daartoe bestemden zwaren hamer of tusschen twee zware cy- linders geslagen of geplet wordt, dan ziet men gedurende deze be- werking de gloeijende, met koolstof vermengde slakken, die door het gloeijend ijzer worden losgelaten, in een vloeibaren staat, aan alle zijden met stralen uit den ijzerklomp loopen. Er is niet aan te twijfelen, dat de koolstof een hoofdbestanddeel van het gegoten ijzer is, en dat het zonder deze door geene kunstbewerkingen kan wor- den voortgebragt: want r.aarmate de koolstof bij de affinering uit het gegoten ijzer wordt gedreven, gaat het over tot den staat van gesmeed ijzer, hetwelk in taaiheid toeneemt, naarmate het van de koolstof en van andere vreemde stoffen wordt gezuiverd. Het lijdt geen twijfel dat het eene gegoten ijzer meer koolstof bevat dan het andere, doch het is moeijelijk te bepalen, in welke verhouding en in welken toestand het in de verschillende ijzersoorten aanwezig is. Op weinige uitzonderingen na heeft het gevoelen algemeen ingang gevonden, dat de grond der verscheidenheid, niet alleen van bet ge- goten en gesmeed ijzer, alsmede van het staal, maar ook van het wit en grijs gegoten ijzer, in de hoeveelheid der daarin vervatte koolstof gelegen is. Door de hoeveelheid koolstof alleen laat zich geenszins de verscheidenheid van het grijs en wit gegoten ijzer verklaren, maar de aard en de wijze waarop de koolstofdeeltjes met het ijzer verbonden zijn, moet daarbij een aanmerkelijken invloed hebben, daar het wit gegoten ijzer niet altijd eene geringere hoe- veelheid koolstof bevat dan het grijs gegoten ijzer. Het zal niet ondienstig zijn dit gewigtig onderwerp iets nader toe te lichten. Wanneer men voorwerpen vau verschillende grootte en dikte te-
gelijkertijd uit eenzelfde ovenlading giet in goedgemaakte vormen en deze voorwerpen na eene langzame afkoeling verbreekt, dan ver- toonen zich bunne doorbrekingsvlakken in kleur en korrel ran 80
|
||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
elkander zeer verschillend. Die dor dunne voorwerpen hebben
bijna altijd eene fijne korrel en eene eenTOrmige, zeer Weinig glin- sterende grijze kleur; die der dikke daarentegen hebben eone grove korrel eenigzins van een metaalglanzend voorkomen, naast hetwelk zich donkere of zwarte punten vertoonen. De oorzaak hiervan is dat het gesmolten of gloeijend ijzer zich in verschillende verhou- dingen met de koolstof vereenigt, zoolang het gloeijend is, doch naarmate de ijzerhitte afneemt, vermindert zijne verwantsehap tot de koolstof, en de ijzerdeeltjcs laten deze langzamerhand los en vereenigen zieh tot sterkere vezeltjes of korrels, waarbij tevens de koolstof afgestooten en in punten te zaamgebragt wordt. Hoe dik- ker nu de gegotene voorwerpen zijn, en hoe langzamer zij af koelen, zoo volkomener en meer te zamenhangend de vereeniging der ijzerdeeltjes wezen zal. En daar wijders de dunne voorwerpen spoediger koud worden dan de dikke, zoo kunnen zieh de ijzer- deeltjes in deze maar tot kleine korrels of vezeltjes vereenigen en de koolstof zeer flaauw in fijnere puntjes, doch in eene grootere hoeveelheid afstooten, waardoor alzoo eene kleinere korrel en eeno bijna doorgaans grijze kleur in de doorbrekingsvlakken ontstaat; terwijl daarentegen bij de langzamere afkoeling der dikke voor- werpen de ijzerdeeltjes langer gloeijend blijven, zich tot dikkere en dus sterkere vezels verzamelen en de koolstof langer in groo- tere vereenigingspunten afstooten kunnen. Dit heeft ten gevolge, dat dan ook op de doorbrekingsvlakken de ijzervezeltjes zich in dikkere korrels en de koolstof zich in meer van elkander ver- wijdcrde, grootere, zwarte punten vertoonen. Uit dit grondbegin- sel laat zich nu ook verklaren, waarom zeer heet geworden, g.ijs ijzer in koude, kleino, doch vooral vochtige zandvormen of in zulke, die van ijzer gegoten zijn, veeltijds een doorgaand wit en straal- achtig gekristalliseerd voorkomen orlangt, dewijl in deze gevallen de koudwording van het gegoten ijzer zoo plotseling geschiedt, dat er geene afstooting van de doorgaans met ijzer vermengde koolstof deeltjes kan plaats hebben, zoodat deze in ongemeen kleine punt- jes in het ijzer verdeeld blijven. Op de doorbrekingsvlakken zijn deze puntjes zeer weinig en somtijds in het geheel niet met het bloote oog zigtbaar, doch in het wit gekristalliseerd ijzer kan men hen bij eene oplettende beschouwing door een vergrootglas, ontdekken. Daar het gloeijend ijzer bij het gieten in een kouden vorm eene soort van harding, ongeveer zooals die van het staal, ondergaat, en de ijzerdeeltjes, wegens de doorgaans daarin verdeelde fijne kool- stof, slechts zeer dun of fijn wezen kuunen en dien ten gevolge eene geringe verbinding met elkander zullen hebben, zoo moet het aldus gegoten ijzer niet alleen zoer hard zijn, maar ook een gerin- 31
|
||||
|
BET IJZEE,
|
|||||
|
geren zasienhang bezitten dan het grijs gegoten ijzer. Hoe kleinef
do op deze wijze gegotene voorwerpen zijn, hoe meer dit verschijn- sel plaats heeft. Bij het gieten van tamelijk groote stukhen in de gemelde koude vormen wordt dit ijzer alleen onder de opper- vlakte wit en hard en dit neemt af naar het midden van het voor- werp, waar het allengskens grijzer wordt. Daar nu bij de hier veronderstelde gevallen geen verlies van
koolstof kan plaats hebben, zoo bestaan er geene redenen, waarorn de vermelde drie ijzersoorten, welke men aanneemt met hetzelfde ijzer te zijn gegoten, niet dezelfde hoeveelheid koolstof zouden be- vatten. Daar dit met de ondervinding ten eenenmale strookt, zoo volgt hieruit, dat het verschil van deze ijzersoorten alleen wordt voortgehragt door de beivegelijkheid der koolstof en het min of meer plotselijk afkoelen van de gegotene voorwerpen. Op grond van dit beginsel mag men vermoeden, dat zoodanig wit gekristalli- seerd gegoten ijzer wederom tot der. siaat van grijs gegoten ijzer moet kunnen teruggebragt wordeu; en werkelijk is het uit gcnomene proeven gebleken, dat, als men zulk wit, zeer hard en broos gego- ten ijzer tot eene volledige smelting in een smeltkroes brengt en het vervolgens langzaam laat afkoelen, hetzelve in grijs gegoten ijzer verandert. Hetzelfde heeft plaats, als men een dergelijk stuk wit gekristalliseerd ijzer in een smidshaard aan den wind eener blaaspijp blootstelt: want in dat geval ontstaat er op de oppervlakte een bekleedsel van schilfers (Gluhspandecke), waaronder het ijzer weder grijs wordt, als men het in gloeijenden toestand en gedekt tegen de lucht laat koud worden. Wanneer het ijzer niet dik is, veranderen de witte, kristalvormige ijzerdeeltjes in een grijs, fijn- korrelig gegoten ijzer, hetwelk zaeht is en zich gemakkelijk laat vijlen en bearbeiden. Als men daarentegen een gloeijend stuk grijs gegoten ijzer plotselijk in koud water tot stollen brengt, zoo ver- andert het in hard, wit en bros gegoten ijzer, en wel zooveel te meer naarmate de stalling spoediger plaats heeft. Bij dikke massas wordt hierdoor de uitwendige oppervlakte geheel in wit gegoten ijzer veranderd, ofsehoon de inwendige kern, die het langzaamst stolt, nog volkomen grijs gegoten ijzer wezen kan, terwijl datgene, hetwelk zich tusschen de oppervlakte en de kern bevindt, uit eene vermenging van wit en grijs gegoten ijzer bestaan zal. Laat men daarentegen grijs ijzer, hetwelk met houtskolen in een hoogoven uitgesmolten en in eene zeer dikke massa gegoten is, langzaam afkoelen tot een zoodanigen graad, dat de oppervlakte zich nog uaanwehjks bruinrood gloeijend vertoont, en vervolgens haastig koud worden door de gebeele massa in koud water te werpen, zoo ver- toont zich op het doorbrekingavlak van het koud geworden ijzer, 32
|
|||||
|
ZtJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
het tegenovergestelde versohijnsel, namelijk de inwendige kern zal
wit wezen, terwijl daarentegen het buitenste gedeelte nit wit grijs gegoten ijzer zal bestaan. De reden hiervan is, dat de kern bij het langzaam koud worden van de dikke gegoten ijzeren massa nog niet was afgekoeld, doeh door die indompeling plotselijk tot stol- ling gebragt is. Daar in het algemeen de oppervlakte van het in vormen gegoten ijzer spoediger stolt dan het inwendige gedeelte, zoo bekomt het op de doorbrekingsvlakken, nabij de oppervlakte, eene veel fijnere korrel dan in het midden, zoodat het fijnst gekor- relde gedeelte om het gegoten voorwerp eene soort van korst vormt, die harder is dan de inwendige ijzermassa. Als de gieting in een te vochtigen vorm geschiedt, wordt deze korst wit en zeer hard, hetwelk eensdeels daaraan is toe te schrijven, dat het gloeijende ijzer den kouden vorm aanraakt, anderdeels daaraan, dat het eerste door de groote hilte tevens een gedeelte van het in den vorm bevatte water in waterstof- en zuurstofgas ontbindt, van welke de laatste een ge- deelte der koolstof uit het ijzer opneemt, en alzoo mede bijdraagt om het wit, hard en broos te maken. De dunne voorwerpen, onder deze omstandigheden gegoten, hebben in hunne doorbrekings- vlakken doorgaans een straalachtig wit gekristalliseerd voorkomen. Dit is vooral dikwijls het geval als men ze in vochtig vormzand giet. In gedroogde klei of zandvormen heeft het geen plaats, doeh als de oppervlakte inwendig hier en daar nog eenig voeht bevat, dan dringen de gasstoffeu der door de hitte des ijzers in deze plaat- sen vervlugtigde waterdeelen als luehtbellen in het gegoten voor- werp, en vormen daarin holligheden, wier oppervlakten ongemeen hard en wit op de doorbraak zijn. Wanneer deze indringing van de ontbondene voehtdeelen digt onder de oppervlakte van het in den vorm loopend ijzer plaats heeft, dan veroorzaakt zij daarin eene opborreliug even als bij kokend water, en wanneer dan deze gasstoffen geen nitweg naar boven vinden, blijven zij in het ijzer opgesloten, en vormen eene holligheid in het gegoten voorwerp. Hieruit blijkt dus, dat de voehtigheid mede bijdraagt, om het grigs gegoten ijzer wit en hard te doen worden. Om dezelfde reden wor- den ook de oppervlakten der van grijs ijzer gegotene voorwerpen somtijds wit en hard, in zoo verre deze in een gloeijenden toestand aan de lucht worden blootgesteld, en wel te meer, wanneer dit bij eenen togt■ of luchtstroom plaats heeft. Heeft men derhalve gegoten voorwerpen, die zeer hard en inwendig straalbreukig wit gekris- talliseerd zijn, zoo moet zulks geenszins worden toegeschreven aan eene slechte uitsmelting der ijzerertsen, of aan een te gering gebruik van kolen in den hoogoven. De gietelingen van zoodanig ijzer hebben wel eene licht grijze, witachtige kleur, en zijn hard in de 33
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
bewerking, dooh zij vertoonen geene kristalachtige witte doorbre-
kingsvlakken. Het spoedig wit straalbreukig kristalliseren van het gegoten ijzer moet in geenen deele aan gebrek aan koolstof war- den toegesohreven; het tegendeel is waar, omdat het koolstofrijke gesmolten ijzer spoediger stolt en witstraalbreukiger kristalliseert dan het minder koolstofhoudend gegoten ijzer; het kan, als een minder koolstofrijk ijzer, stollen tot eene weeke, zachte en donker- kleurige massa, terwijl daarentegen, onder gelijke omstandigheden, het meer koolstofrijke ijzer zieh tot eene harde, breekbare en wit straalbreukige massa vormen kan. Deze eigenschap, hoezeer ook tegenstrijdig in schijn, berust geheel en al op het straks verklaarde grondbeginsel van het afstooten der koolstof: want als men zich twee gelijke en gelijk groote massas gegoten ijzer voorstelt, van welke de eene veel meer koolstof dan de andere bevat, dan zal in de koolstofrijkste massa zieh eene grootere hoeveelheid koolstof- deeltjes nader bij elkander in de ijzerdeelen bevinden, dan in de massa, welke minder koolstof bevat, weshalvo in deze laatste de ijzerdeelen dikker en meer met elkander zullen vereenigd wezen; en daar voorts de koolstofdeeltjes afgesloten van de dampkrings- luoht uitdooven, en dus in deze beide gegoten massas alleen door de hitte van de gloeijende ijzerdeelen kuunen gloeijend blijven, zoo is het klaar, dat de minst koolstofrijke massa minder spoedig dan de koolstofrijkere doeh minder ijzer bevattende massa stollen zal, en dat alzoo de eerste, alvorens koud te worden, langer de stof- deeltjes van zich zal kunnen afstooten en zaohter worden dan die, welke het rijkst aan koolstof is en door het al te spoedig stollen wit straalbreukig en hard wordt. Zoo als wij vroeger zeiden, is het voor den ijzersmelter eene zeer
moeijelijke taak, om de juiste verhouding te bepalen tussehen de hoeveelheid erts, brandstof en smeltmiddel, ten einde zoo veel mo- gelijk eene gewenschte uitkomst te verkrijgen. Een algemeene, vast doorgaande regel voor alle soorten van ovens kan hiervoor be- zwaarlijk gegeven worden: want hierbij komt in aanmerking, de hoogte des ovens, de afmetingen van de sehacht, de hoedanigheid van den erts en van de brandstof, de omvang en de digtheid van den luchtstroom en de soort van gietijzer, welke men verlangt te bekomen. Als gemiddelde verhouding kan men stellen, voor elke 100 ponden gietijzer noodig te hebben 620 kubiek palmen, wanneer houtskolen, en 190 tot 220 kubiek palmen, wanneer afgezwavelde steenkolen (eoaks) gebruikt worden. Het bepalen van de kraoht, met welke de luchtstroom binnen
den oven komt, is niet alleen afhankelijk van de soort der gebruikte brandstoffen, maar ook van het jaargetijde, waarin de oven gestookt 34
|
|||||
|
ZUNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||||
|
wordt. Zooals men weet, is de luoht in den zomer dunner en ijler
dan in den winter, zoodat, om eene gelijke werking te doen, men in het eerste geval meer kracht moet aanwenden dan in het tweede. Ook de soort van brandstof, die men gebruikt, heeft veel invloed op dit werk, zooals blijkt uit genomene proeven, welke geleerd heb- ben, dat bij het gebruik van houtskolen wordt vereischt eene druk- king van '/2-» atmospheer; bij steenkolen eene drukking van 'lit atmospheer; bij coaks eene drukking van '/8 tot '/* atmospheer. Even groot versohil bestaat er, bij het gebruik van versehillende brandstoffen, in de benoodigde hoeveelheid zamengeperste blaas- lucht. Zoo vordert, bij voorbeeld, een 12 ellen hooge houtskooloven gemiddeld 36 kubiek ellen blaasluoht per minuut, terwijl een coaks- oven wel het dubbele vereischt. Hieruit volgt, dat de opening of de wijdte der blaaspijp van deze omstandigheden afhankelijk is. Bij de hier bedoelde smeltwijzen is de aanwending van heete
blaaslueht, waarover wij reeds vroeger spraken, van veel belang, vooral omdat zij aanleiding geeft tot aanzienlijke besparingen in de brandstof. De heer Dufrenoy, die de meeste ijzerfabrieken in Engeland heeft bezooht, heeft eene zeer belangrijke opgave mede- gedeeld, aangaande de door koude en heete blaaslueht verkregene resultaten. Wij deelen die mede zooals men ze vindt in het Tech- nisches Worterbuch von Karmarsch und Dr. Heeren, ler Bd. s. 579. Volgens deze opgave werden in 1829 in de ijzerfabrieken te Clyde
bij Glasgow, bij koude blaaslueht, tot het versmelten van e'e'n ton jjzer ') verbruikt 3 ton ooaks, gelijkstaande met 7 ton 13 cent. 0 pond steenkolen.
Voor het aan den gang houden van het blaaswerk .........1 rr 0 rr 7 n it
8 ton 13 cent. 7 pond steenkolen, en
aan kalksteen.................0 it 10 it 56 rr n In het jaar 1831 werd, bij heete blaaslueht van 232°C, verbruikt tot
smelting 1 ton 18 cent, coaks, of 4 ton 6 cent. 0 pond steenkolen en tot verhitting der blaaslueht 0 ir 5 if 0 n n Voor het aan den gang houden
van het blaaswerk..........0 n 7 it 4 it it
Te zamen 4 ton 18 cent. 4 pond steenkolen, en
aan kalksteen.................0 n 9 it 0 n it |
|||||||
|
') Hier wordt bedoeld de Engelsche ton, gerekend op 20 cente-
naars of 2240 Eng. avoir-de-poids-ponden aan gewigt, en in ruimte op 40 Eng. kubiek voeten. 85
|
|||||||
|
HET IJZER,
|
|||||||
|
In het jaar 1833 werd bg heete blaaslucht van 322° C, verbruikt
tot smelting..................2 ton 0 cent. 0 pond roode steenk.
Tot verhltting dor blaaslucht 0 it 8 it On it n
Voor het aan den gang houden
van het blaaswerk..........0 if 11 n 2 tt n n
|
|||||||
|
2 ton 19 cent. 2 pond steenkolen, en
aan kalksteen.................0 n 7 it 0 n n Bij bovengemeld verbruik bleok bet verder, dat de dagelijksche
opbrengst meer dan >/3 was toegenomen, botwelk niet alleen eene aanzienlijke vermindering van arbeidsloon, maar ook van de benoo- digde hoeveelheid blaasluclit te weeg bragt. Een stoomwerktuig van 17 paardenkracht kan drie hoogovens voorzien, terwijl bij het gebrnik van heete blaaslucht daarmede vier hoogovens aan den gang kunnen worden gehouden. De ijzerfabrieken te Calder in Engeland leveren een hewijs op
van deze bezuiniging, daar men bevonden heeft dat het 3teenkolen- verbrnik van 157 centenaars tot op 42 centenaars was gedaald, terwijl de hoeveelheid kalksteen van 13 centenaars tot op 5'/a cen- tenaars was teruggebragt. Even zoo was het gelegen met het be- noodigd volume lucht, daar dit per minuut van 3500 tot op 2627 kubiekvoeten ') werd verminderd. Hieruit volgt alzoo, dat de druk- king van deze luchtmasssa op een vierkanten duim in de verhou- ding van 23/4 tot 3'/a pond zwakker kan genomen worden. Het is evenwel uiet te ontkennen, dat de aanwcnding van heete
blaaslucht met vcle bezwaren gepaard gaat, onder anderen geeft zij (behalve de vroeger genoemde) aanleiding tot gebreken in het ijzer, :',oo als gallen, opblazingen, enz., zoodat de meeste ijzer- sinelters, even als voorheen, weder van de koude blaaslucht gebruik maken. Eene andere hiermede in verband staande uitvinding, namelijk
om partij te trekken van bet in den hoogoven voortgebragte gas als brandstof, heeft veel opgang gemaakt en aanleiding gegeven tot het doen van velerhande onderzoekingen. Faber du Faux be- 4) De Engelscho malen en gewigten, die men bier heeft be-
houden, staan tot do Nederlandsche als volgt: Engelsche maten. Nederlandsche maten.
'/s duim.....is nagenoeg gelijk aan 3,17 strepen.
1 it .....n n » n 2,52 duimen.
1 voet......ii it ii n 3,05 palmen.
1 vierkante duim . . n it ti i> 6,45 vierk. duimen.
1 n voet . . n n n it 9,29 n palmen.
1 kubieke duim . . u n it n 16,368kubiek duimen.
1 ti voet . . n it n n 28,315 it palmen.
1 avoir de poids (pond) n it n h 45,36 looden.
86
|
|||||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
daoht een middel om het ovengas in onverbranden toestand door
wijde buizen uit den oven naar eene bepaalde plaats te leiden, en het daa> met dampkringslucht gemengd te doen verbranden. Om dit doel te bereiken moet men de monding des hoogovens zoo- veel mogelijk luchtdigt sluiten door middel van een ijzeren met seharnieren voorzien deksel, dat men naar welgevallen openen en sluiten kan. De naar onderen gebogen rand, rondom den sehoor- steen, past in eene ringvormige met water gevulde sleuf, welke, zooveel doenlijk, alio gemeensohap met de buitenlucht verhindert. Daar onder het stoken het deksel nu en dan bij het instorten der ertsen, der brandstoffen enz. moet geopend en weder gesloten worden, ontsnapt er telkens een gedeelte gas, in welk gebrek, voor zooveel wij weten, tot dus verre niet is voorzien. Behalve dit sluitings-toestel op de monding zijn er ongeveer 2 el lager kruis- gewijze een aantal gaten in bet muurwerk gespaard, die met eene gemeenschappelijke buisleiding in e'e'n punt zamenkomen. De zamenstelling van hot gas in een hoogoven is meermalen
naauwkeurig onderzocht. Volgens eene analyse van Bunsen en Ebel man zijn de bestanddeelen als volgt: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Volgens Bunsen.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
37
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
HET IJZER,
Volgens Ebelman.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Uit deze opgaven blijkt, dat do koolstof op zeer weinig na in
den toestand van kooloxyde-gas ontwijkt, en daar dit gas bij zijne verbranding half zooveel zuurstof verbruikt als de daarin bevatte kools'of verbruiken zoude, en dus ook half zooreel warinte ont- wikkelt, zoo volgt Meruit, dat het hoogovengas, als het zonder verlies gewonnen kon worden, bij zijne verbranding bijna de helft van de hoeveelheid warmte moest voortbrengen, welke de in den hoogoven verbruikte kolen kunnen ontwikkelen. De ijzersmelters hebben de gasvlarn tot verschillende doeleinden
aangewend; in de eerste plaats tot loutering en omsmelting van het ijzer, in de twoede plaats tot verhitting van den stoomketel enz. De ondervinding heeft evenwel geleerd, dat het eerste, namelijk
de omsmelting, met vele bezwaren gepaard gaat, vermits de hooge temperatuur, die de smelting vordert, moeijelijk zonder eene voor- afgaande aanmerkelijke verhitting van de lucht kan verkregen worden. Om die reden heeft men aan deze ovens, die den naam van roer- of puddelovens dragen '), een luchtverwarmingstoestel aangebragt, die door middel van de uit den puddeloven ontwrj- kende vlam, gevoedt wordt, en alzoo geene afzonderlijke brandstof behoeft. Wij zullen later op dit onderwerp terugkomen en daarbij eene schetsteekening van den puddeloven geven. Het voordeel van deze gasverwarming moet niet alleen gezooht
worden in de besparing van brandstof, maar vooral in de zuiver- heid der vlam, dewijl deze geen aseh of roet aohterlaat en alzoo in dit opzigt voor de wijngeestverwarming niet behoeft onder te |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
') Puddle is een Engelsch woord en beteekent: roeren, troebel
roaken. 36
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
doen. In geval men der gasvlam door toevoer van warme lucht nog
hoogere temperatuur kan versehaffen, dan is zij toereikend om het ijzer tot wit gloeijend toe te doen sraelten. Als de stoomketel in de nabijheid van den hoogoven is geplaatst,
dan vooral is de gasvlam ook met voordeel aan te wenden tot het heetmaken van het water in den ketel, dewijl zij, zonder eene kunst- matige luehtverwarming te behoeven, den geheelen omvang des ketels als het ware in eene vuurzee verplaatst en hier ook geene onreinheden veroorzaakt, nooh aan den oven, noeh aan de wanden des ketels. IV.
HET MAKEN YAN SMEED- OF STAAFIJZEE.
Om smeedijzer te maken, kan men twee verschillende wegen in-
slaan, die tot een zelfde doel leiden. De eerste manier, welke onze voorouders kenden en volgden en in sommige oorden van Eu- ropa nog in gebruik is, bestaat hierin, dat het ijzer onmiddellijk uit de ertsen gesmolten en gereduceerd wordt in een kolenhaard van een gewonen sinids-blaasbalg. Op deze wijze komt de ertsmassa niet in eene volkomene smelting, maar het gereduceerde ijzer ver- eenigt zich tot een klomp, die later uitgesmeed wordt. Deze manier van ijzerwinning, die den naam draagt van loutering
in klompen, is betrekkelijk niet voordeelig, doch zij levert daaren- tegen een zeer zuiver en voortreffelijk ijzer op. De tweede, thans meer gebruikelijke wijze van behandeling, is eigenlijk een omweg, daar men eerst den erts in gegoten ijzer en vervolgen in gesmeed ijzer verandert. Met dit al verdient de laatste handelwijze verreweg de voorkeur boven de eerste, dewijl zij in sommige opzigten spaar- zamer is, en daarenboven, wat de fabriekinatige uitvoering betreft, vele voordeelen aanbiedt. 1°. Lobtering in klompen. Deze loutering gesehiedt in de ver-
schillende landen van Europa niet overal op gelijke wijze, maar versehilt hier en daar in behandeling, weswege men ze, om dit ondersoheid aan te toonen, genoemd heeft: loutering naar Fransche wijze, loutering naar Italiaansche wijze, en loutering naar Duitsche wijze. a. Loutering naar Fransche wijze. Deze heeft nog plaats in de
Pyreneen, en wel in kleine vuren, die eene geringe hoeveelheid erts kunnen bevatten. De kleinste ovens, welke 3 tot 4 centenaars erts inhouden, noemt men een Catalonisoh vuur; terwijl die, waarin op 39
|
|||||
|
HET IJZBE,
|
|||||
|
eens 7 tot 8 centenaars erts kunnen gelouterd worden, een Biskaaisoh
vuur genoemd worden. Een Catalonisch vuur bestaat uit een vlakken, vierzijdigen, ijze-
ren haard, ter leiigte van 55, ter breedte van 50 en ter diepte of hoogte van 45 duimen. Do vorm ligt 25 duimen boven den bodem van den haard in eene schuins hcllende rigting, wier verlengde as de tegenover staande haardplaat op 5 duimen boven den bodem ontmoet. Is deze haardplaat beweegbaar, dan kan men hare helling regelen, niet alleen naar den voortgang van het werk, maar ook naar de hoeveelheid ijzer, die zioh langzamerhand in den haard verzamelt. De ijzersmelters regelen dit door een onder den haard geplaatst kleiballetje, of volgens een in graden verdeeld instrument, welke handeling zij als een gebeim beschouwen en dus ongaarne aan anderen mededeelen. De onderste haardplaat wordt met eene laag leem en koolstof bedekt. Nadat de gerooste erts gest::mpt is, worden de fijnste deelen er
uitgezeefd, om die later gedurende de smelting er bij te voegen. Van de grofste stukken maakt men een hoop aau de tegenoverge- stelde zijde van het blaasgat; de overige ruimte van den haard tussehen den ertshoop en den vorm wordt met houtskolen gevuld. Ten einde den ertshoop de noodige vastheid te geven, wordt hij bekleed met klei- en steenkolengruis. Gedurende de eerste twee uren wordt langzaam gestookt, en naarmate de kolen verteren, voegt men er nieuwe bij, die vast in den haard ingeperst worden. Overigens moet de stoker zorg dragen, dat de brandende kolen niet met den ertshoop in aanraking komen. Daar gedurende dat tijdsverloop, bij eene matige hitte, de erts zich begint te reduceren, zonder evenwel nog te smelten, laat men vervolgens den blaasbalg twee achtereen- volgende uren krachtig doorwerken, na welk tijdsverloop de erts tot smelting is gebragt. Dit smeltpunt is gemakkelijk waar te ne- men, zoowel aan de ovenvlam als aan den erts zelven, welke laatste een poreas aanzien begint te veikrijgen. Om het geheel tot eene volkomene vloeibaarheid te brengen, moet de smelter zorg dragen, om den ondersten op de haardplaat rustenden erts naar boven te verplaatsen tegenover den vorm, waarna hij het vochtig gemaakt ertsmeel over de oppervlakte der kolen strooit. Dit ertsmeel be- vordert niet alleen de ijzeropbrengst, maar ook den graad van smeltbaarheid der slakken; zijn echter de slakken te spoedig dun vloeijend geworden, dan verhelpt men dit door er ertsmeel bij te doen; zijn ze daarentegen van taaijer aard, dan mag er zeer wei- nig ertsmeel bijgevoegd worden. Gedurende den smeltt'jd, welke ongeveer 5 tot 6 uren duurt, laat
men de slakken, die op het ijzer liggen, langs de zoogenaamde 40
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWE EKING.
|
|||||
|
slakkengeul afglijden, waarna de deegachtige ijzerklomp uit den haard
geligt en in wit gloeijenden toestand ondcr den hamer gebragt wordt. Het ijzer op dete wijze verkregen, moet men beschouwen als een mengsel van ijzer en gtaal, wier onderlinge verhouding men gemakkelijk en naar welgevallen kan wijzigen; in de eerste plaats door de bijvoeging van ertsmeel, dat natuurlijk tot de ontkoling van bet ijzer medewerkt, en in de tweede plaats door het sehuins liggen van den vorm, zoodat de windstroom het bovenvlak der ijzermassa onder een grooteren hoek treft. Door deze voorzorgen te nemen, verkrijgt men een zuiver en voortreffelijk staaftjzer, hetwelk, wat de deugdzaamheid betreft, voor geen ander behoeft onder te doen. AU men daarentegen spaarzaam is in het toedienen van ertsmeel en tevens den vorm eene meer horizontale rigting geeft, en ein- delijk den snielttijd verlengt, dan is men zeker eene soort van staal- achtig ijzar te bekomen. Het gowigt van znlk een uitgesmolten ijzerklomp (wolf of loup genaamd) bedraagt van 100 tot 200 ponden. Bij deze smeltwijze is echter het kolenverbruik zeer belangrijk,
en bedraagt minstens driemaal zooveel (in gewigt) als het gewonnen ijzer; om welke reden de loutering in klompen, zoo naar Fransche als naar Italiaansche wijze, thans ook alleen op die plaatsen ge- schiedt, waar de steenkolen in overvloed gevonden worden. De zuivere opbrengst van het ijzer bedraagt ongeveer 33 pro-
cent als men roodkleurigen ijzererts (spaatijzersteen) gebrnikt; en daar deze 54 tot 56 proeent ijzer bevat, zoo ontstaat er reeds een aanmerkelijk verlies. Bij het uitsmelten van den spaatijzersteen in den hoogoven levert hij omstreeks 45 proeent gietijzer, hetwelk bij loutering ook ongeveer 33 proeent staafijzer geeft. b. Loutering naar Italiaansche mijze. De vuren, die in Italic en
vooral op Corsica in gebruik zijn, hebben eene half cirkelvormige gedaante en bestaan uit onderscheidene verdiepingen, aangebragt in een gemetseld blok, lang 2,50 tot 3 ellen en breed 13 tot 15 dui- men. Elke vetdieping is 15 duimen diep, en heeft eene middellijn van 50 duimen. Zij liggen boven elkander, en het geheel is met een schoorsteen overdekt. De vorm is 12 tot 15 duimen boven den haard, eenigzins hellende, aangebragt. Zoowel op Corsica als in de kustprovincien van Italie wordt door-
gaans ijzerglans, van Elba herkomstig, uitgesmolten. Deze erts be- vat in den regel zeer weinig water, een onbeduidend bijmengsel van spaatijzersteen en eene geringe hoeveelheid zwavelkies. Het water en de zwavel moeten er vddr het reduceren uit verwijderd worden door middel van roosting, hetwelk echter niet in afzonderlijke ovens, maar in een gewonen smelthaard geschiedt, waardoor het werk in twee afdeelingen vervalt. In de eerste wordt eene hoeveelheid ruwen 41
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
erts geroost en tegelijk eene hoeveelheid vroeger geroosten erts ge-
deeltelijk gereduceerd, in de tweede de smelting volbragt, en wel ■2,66, dat zich telkens eene hoeveelheid ruwen erts om te roosten, en de gerooste erts der vorige stoking om gereduceerd te worden, te gelijk op den haard bevindt, waarbij de laatste aan de bevigste, de eerste aan eene mindere hitte wordt blootgesteld, terwijl vervolgens de smel- ting en loutering van den gereduceerden erts door eene afzonder- lijke, tweede bcwerking plaats heeft. Hiertoe bekleedt men de haardzool en de daarom gelegene muren
met eene 8 duimeu dikke leemlaag, die met kolenstof vennengd is, en men maakt rondom den haard eene ringvormige ophooging, ter hoogte van 10 tot 12 duimen. Vervolgens wordt in den haard vddr de mon- ding van het blaasgat een halfcirkelvormige kolenhoop van onge- veer 13 tot 15 duimen straal aangelegd, dien men omringt met eene laag geroosten erts, van stukjes ongeveer ter grootte van eene wal- noot. Op deze laat men eenelaagsteenkolen volgen, die overdekt wordt met den te roosten rooden erts, over welken men eindelijk eene dikke laag steenkolengruis aanbrengt. De beide ertslagen hebben alzoo ongeveer eene dikte van 20 duimen, zoodat het geheel een hoop vormt van omstreeks 60 duimen straal. De roode ongerooste erts, welke alzoo bulten den haard op de bovenvermelde ophooging rust is zoodanig gerangschikt, dat de grootste stukken onder en de klein- ste boven op komen te liggen. Wanneer nu het een en ander zoo ver klaar is, wordt de middelste steenkolenhoop in brand gestoken, en het blaaswerk (doorgaans een hydrostatisch of waterblaastoestel) aan den gang gebragt. Naar gelang de steenkolen in het midden van den hoop verbranden, worden er nieuwe bijgeworpen, die men aan- vankelijk met korte houten stokken, en later, by het toenemen der hitte, met ijzeren stangen vast ineendrukt. De smelter moet hierbij wel opletten, om de lagen van den ertshoop zoo min mogelijk aan te raken, vermits eene te spoedige verplaatsing of verschikking van deze lagen nadeelig voor de ijzerwinning is. Wanneer men nu na een tijdverloop van ongeveer drie uren bespeurt, dat uit de bui- tenkorst van den ertshoop geen rook meer opstiigt, dan is dit het teeken, dat de binnenste erts grootendeels in min of meer zamen- hangende klompen gereduceerd, en de buiten omliggende ertslaag behoorlijk geroost is. Men laat dan het blaaswerk stilstaan, en men begint met de buitenlaag van den hoop af te breken en uit den haard te verwijderen. Na dezen arbeid wordt insgelijks de geredu- ceerde erts uit den haard genomen, alsmede de kolen en de slakken die er in aohter gebleven zijn. De ontruimde haard wordt nu op nieuw, voor zooveel noodig
is, met leem en houtskolen aangestreken; vervolgens wordt aan 43
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
iedere zijde een hoop steenkolen-gruis nedergelegd, tusschen welke
men twee of drie korven steenkolen ledigt. Na op deze kolen eenige klompen gereduceerde erts gelegd te hebben, wordt het blaaswerk weder aan den gang gemaakt. Zoodra r.u een en ander begint te gloeijen, heeft er eene tegenwerking plaats tusschen do aardachtige bijmengselen en de nog steeds voorhanden zijnde ijzer- oxydule, waardoor zich vloeibare slakken vormen, welke men uit den oven verwijdert. Spoedig daarna begint het gereduceerde ijzer te smelten en baant zich een weg door de kolen heon tot op den bodem van den haard. Men gaat nu voort met het aanvoeren van stukken erts, en als er zich slakken op het ijzer vertoonen, laat men die door den geopenden slakkenafleider afloopen. Intusschen wordt het vuur gestadig aan den gang gehouden, tot dat het ijzer door inwerking van de blaaslucht overal een eenigzins taaijen za- menhang verkrijgt en zich tot een klomp vormt, die met zware ijzeren haken uit den haard geligt en onder den hamer gebragt wordt. Eene zoodanige smelting, waarbij vier mannen werkzaam zijn,
duurt gemiddeld 3'/2 uren; het staafijzer, op deze wijze gewonnen, bezit eene zeer goede hoedanigheid, daar het rekbaar en eenig- zins staalachtig is. De opbrengst evenwel is, na aftrek der onkos- ten, betrekkelijk gering: want om 18 ceutenaars erts uit te smelten, heeft men voor brandstof 20 centenaars steenkolen noodig met beukenhout vermengd, en deze leveren niet meer dan 4 centenaars ijzer. Hieruit volgt dus, dat de roode erts 40 procent ijzer geeft, weshalve bij een gemiddeld ijzergehalte van 65 procent, 25 procent van het ijzer, dat is ruim een derde, in slakken overgaat. Uit het bovenstaande ziet men, dat het onderscheid tusschen de
Catalonische en Italiaansche wijze van loutering alleen daarin bestaat, dat bij de eerste de gerooste boopen in eens herleid, ge- smolten en gelouterd worden, hetwelk bij de tweede manier niet het geval is, daar hier de erts tot drie malen toe op den haard komt, eerst om geroost, vervolgens om herleid of gereduceerd en eindelijk om uitgesmolten en gezuiverd te worden. c. Loutering naar Duitsche wijze. Het ijzerwinnen in den stuk-
oven stemt, wat het wezen der zaak betreft, vrij goed overeen met de loutering in klompen: want even als daar, wordt het ijzer on- middellijk in den smeltoven bereid, en er uitgenomen, zoodra het zich tot een zamenhangenden klomp heeft gevormd. Het is om deze reden, dat men aan deze ovens den naam van stukovens ge. geven heeft. De lage schachtovens hebben slechts eene hoogte van 3 tot 4,50
ellen bij eene wijdte van 1 el over kruis. De schacht heeft veel 43
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
overeenkomst met die van een hoogoven, doch de haard is in ver-
houding eenigzins wijder, terwijl daarentegen de kolenzak naauwer is. De horizontale doorsnede der schacht is doorgaans een vier- kant en het blaasgat eenigzins hellende om den luchtstroom, voor eene meer gemakkelijke wegneming der koolstof, zoo veel doeulijk over hot oppervlak des ijzers te drijven. Ook is de haard, dat is de ruimte onder het blaasgat, minder diep, maar hij heeft daarentegen meei wijdte, om zoodoende den wind over eene grootere oppervlakte van het ijzer te doen stroomen, hetwelk voor een hoogoven, wiens doel is om, zoo als vroeger gemeld werd, onontkoold gietijzer te ver- krijgen, ondoelmatig zoude wezen. Omdat in dit geval het ijzer niet vloeibaar mag worden, om het in e'e'n stuk of klomp uit den oven te kunnen ligten, zoo is dit bij de stukovendienst als een gebrek te beschouwen; immers men is verpligt om bij het uit den oven verwijderen van den klomp, hetwelk op zieh zelf al een be. zwaarlijk werk is, telkens het ovengat te openen en vervolgens weder luohtdigt te sluiten een arbeid die op de volgende wijze verrigt wordt. Wanneer het ovengat met brikken en vetachtig leem digt ge-
metseld is, vult men den oven met kolen en steekt dien in brand, waarna het blaaswerk aan den gang wordt gebragt. Als nu na eenig tijdverloop deze kolen tot in den schoorsteen aan het gloeijen komen, dan maakt men een begin om de bereids gerooste erts bij giften aan te reiken en die laagsgewijzo, afwisselende met kolen in den oven te storten, waarmede wordt voortgegaan tot dat do voor de smelting bestemde hoeveelheid er in gebragt is. Zoodra men bespeurt, dat de eerste giften beginnen te smelten, laat men de op het ijzer drijvende slakken door den in het beweegbare oven- gat aangebragten slakkenafleider afloopen, ten einde het ijzer zoo- veel mogelijk aan de werking van de blaasluoht bloot te stellen. Is het ijzer bijkans tot de hoogte gestegen van den vorm, die niet ver boven de haardzool in het digt gemaakte ovengat is geplaatst, dan haalt men dien er uit en brengt hem er iets hooger weder in, waarbij men tevens op de doelmatige hoogte eene nieuwe slakken- geul plaatst, en zoo klimt men, naar mate zioh grooter hoeveel- heid ijzer in den haard verzamelt, al hooger en hooger met den vorm en de slakkengeul, tot dat de bovenste ertslaag gesmolten is. Als dit werk is afgeloopen, laat men de blaasbalgen uithangen,
de slakken zoo veel doenlijk wegloopen, de borst of ovenmuur open- breken en den ijzerklomp met haken en tangen te voorschijn halen en onder den hamer brengen. De klomp wordt nu uitgeslagen tot 8 of 10 duimen dikke staven, die vervolgens in kleinere stukken gekapt en aan eene tweede loutering onderworpen worden. Hiertoe 44
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWEItKING.
|
|||||
|
Worden deze reepen op een haard met horizontaal liggenden vorm
gebragt, waar men ze met behulp van groote ijzeren tangen in het vuur tegenover den windstroom inschuift en langzaam laat af- smelten. Het afdruipende, nu grootendeels ontkoolde ijzer verza- melt zich op den bodem van den haard, alwaar het, in aanraking komende met het ijzeroxydule der slakken, van koolstof wordt be- roofd; vervolgens wordt het onder den hatner gebragt en tot staaf- rjzer bewerkt. Het ijzer, dat zijne koolstof behouden heeft doordien het in de tang is blijven zitten, wordt insgelijks op het aanbeeld gebragt en aldaar als staal in staven uitgeslagen. De ijzerwinning in den stukoven vond voorheen veel bijval in
Stiermarken en Karinthie, docii is aldaar sedert eenigen tijd, we- gens het groote stetnkolen-verbruik, zeer afgenomen, behalve op eenige ijzerwerken in Hongarije, waar deze brandstof in overvloed gevonden wordt. In een stukoven van gemiddelde grootte kan men in een tijdverloop van 24 uren een klomp ijzer bereiden van 15 tot 20 centenaars gewigt, waartoe 8 werklieden noodig ziju. Zoodanig stuk verdeelt men doorgaans in stukken van 1 centenaar, die op voorschrevene wijze gelouterd worden. 2. LoUTEKINQ VAN HET UIT DEN HOOQOVEN OEWONNEN G1ETIJZEB.
Het louteren van het nit den hoogoven gewonnen gietijzer geschiedt
op versehillendo wijzen; deels volgt men de oude methode en deels eene nieuwere, te weten: de loutering in haarden met behulp van houtskolen. Deze handelwijze, hoe voortreffelijk ook, is later al wi- der door eene andere verdrongen, namelijk door een vlamoven, waarbij men in plaats van houtskolen steenkolen gebruikt. A. Loutering in vuurhaarden. Zoo als wij meermalen gezegd
hebben, bestaat de kunst, om ruw gegoten ijzer in smeedijzer te veranderen, hoofdzakelijk daarin, dat men de koolstof, in het eerste vervat, daaruit door verbranding verwijdert, en tevens het kiezel- gehalte, alsmede de geringe hoeveelheid van andere metalen, als manganium, titanium, die veelal in gietijzer aehterblijven, wegneemt. Om nu dit onderwerp geregeld te bebandelen, zullen wij eerst
eene beschrijving geven van de in Duitscbland gebruikelijke ma- nieren van loutering, om daarna de wijzigingen te vermelden, die men bier en daar, op groud der ondervinding, heeft ingevoerd. Fig. 6 en 7 geven ons een denkbeeld van een gemetselden lou-
terings-oven of open frischhaard. Hierin verbeeldt a a den haard, lang 15, breed 8 en hoog 40 duimen; boven dezen bevindt zich de schoorsteen b b. De eigelijke werkplaats die de ijzersmelters over het algemeen met den naam van haard beitempelen, bestaat uit e^ne verdieping en heeft eene vierhoekige gedaante in den vorm van eene kast, die met ijzeren platen belegd is. - ■ De ondcrste 45
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
plaat noemt men den bodem, die aan de voorzijde de slakkenplaat,
de tegenoverstaande e de achterplaat, de plaat onder het blaasgat i de vormplaat en eindelijk de daartegenovergelegene g de schoor- steenplaat. De koperen vorm n met half ronde monding bevindt zieh in eene ijzeren schuins afhellende vormkast. De blaaspijp is eenigzins terug getrokken, de windlcider /, door eene lederen buis met de blaaspijp in gemeensehap gebragt, kan naar welgevallen ge- sloten en geopend worden door eene klep, die men door middel ran een schroef m in beweging brengt. Ten einde de bodemplaat voor smelten te beveiligen en tevens het te veel vloeibaar worden van den ijzerklomp tegen te gaan, heeft men onder deze plaat een zoogenaamden behouder aangebragt, waardoor eene waterbuis geleid kan worden. Als nu de haard met koutskolen gevuld, het blaaswerk aan den
gang gebragt en het vuur aan het branden is, dan brengt men de ruwe ijzeren stangen, doorgaans in den vorm van een parallelepipedum van 2, tot 2,50 ellen lengte, van 5 tot 7 duimen dikte en van 20 tot 25 duimen breedte, bij twee, drie of meer te gelijk in den frisch- haard tegenover de schoorsteenplaat. Het ijzer begint nu weldra te smelten en vloeit, naar gelang men de stukken dieper in het vuur brengt, allengs in het beriedengedeelte van den haard en vormt didr een bijna deegaohtig mengsel van geoxydeerd en koolstof- houdend ijzer. De bestanddeelen van dit mengsel werken op elkan- der, omdat de zuurstof van het geoxydeerde gedeelte zieh met de koolstof van de overige massa vereenigt en zoo kooloxydegas vormt, die verbrandt. De massa wordt dan onderscheidene malen door middel van breekstangen omgeroerd en opgebroken, gekeerd en andermaal bij luchttrekking gesmolten, totdat het ijzer zijne koolstof heeft verloren en slechts een witten klomp van smeedijzer vormt. Wanneer het omgesmolten ijzer bij deze bewerking zieh met eene spies of een priem zeer vloeibaar laat aanvoelen, dan heeft het nog te veel koolstof: het is te raauw en kan nog niet gelouterd of gefriseht worden. Is het daarentegen te hard op het aanvoelen, zoodat men er met de spies bezwaarlijk of niet kan doorkomen, dan is het reeds te gaar geworden, zoodat het te veel koolstof heeft verloren, en men in dit geval er weder wat raw ijzer moet bijvoegen. Laat het zieh deegachtig kneedbaar aan- voelen, dan heeft het de lijvigheid verkregen, die door de vol- gende bewerkingen vereischt wordt. Het louter- of frisehwerk kan nu een aanvang nemen, zoodra er 1 tot 3 eentenaars zijn gesmol- ten. Nadat de kolen zijn weggeruimd, wordt de ijzermassa opge- nomen of opgebroken, met de bovenzijde benedenwaarts en den vonrkant naar aehteren gebragt, en zoo aan eene vernieuwde smel- 46
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
ting onder de werking van een versterkten luehtstroom blootge-
steld. Deze bewerking, die men ruw opbrehen noemt, wordt zoo dikwijls herhaald, totdat het ijzer, even als een doeg, kneedbaar is. Thans kan men den geheelen ijzerklomp in eens uit den haard ligten en dadelijk in den nog witgloeijenden toestand onder een grooten hamer brengen en vastslaan. In sommige ijzerwerken Tolgt men na de laatste omsmelting
een anderen weg, namelijk: men kan den weeken klomp in den haard laten, eene ijzeren staaf daarin brengen en deze ronddraaijen tot zoolang er zieh eene hoeveelheid van 7 tot 10 ponden ijzer om het einde dier staaf heeft verzameld, waarna men ze nit den haard neemt en het aanzittend ijzer onder een hamer digt in elkan- kander slaat. Men gaat hiermede voort tot dat al het ijzer gelou- terd is. Deze laatste werkmanier, noemt men het laten aanloopen (Anlaufenlassen), doch hoewel het op deze wijze verkregen ijzer zeer goed is, wordt nogtans zoodanige behandeling niet dikwijls aangewend. Meestal wordt volgens de eerstgemelde manier het ijzer als klomp uit don haard genomen en met den hoogen kant op het aanbeeld geplaatst; men laat de hamerslagen niet te zwaar, maar aanhoudend op het ijzer vallen, en smeedt het, zoolang het nog week is, in den vorm van een parallelepipedium. Deze massa wordt vervolgens tot afzonderlijke stukken gestagen, en deze wor- den weder tot gloeihitte gebragt en onder den hamer uitgesmeed. Bij dit hameren moeten de slakken, welke een gedeelte van het geoxydeerde ijzer vereenigd met de kiezel- en kleiaarde uitmaken, geheel uitgedreven worden : want ingeval er in het smeedijzer zulke slakken achterbleven, zouden zij ondigte, wrakke plaatscn doen ontstaan en het voor menige teohnisohe aanwending onbruikbaar maken. Het friseh- of louteringswerk heeft ten doel, het koolstof en kie-
zelgehalte van het ruwe ijzer Meruit door oxydatie te verwijderen. De koolstof mag echter geenzins geheel en al worden weggenomen, devvijl hierdoor ondeugdzaam en verbrand ijzer zou ontstaan. Deze oxydatie wordt gedeeltelijk bewerkt door de blaasluoht, gedeeltelijk door de werking van het ijzeroxydule der oppervlakte op het kool- stofhoudend ijzer, waarbij de zuurstof en koolstof zioh verbinden en kooloxydegas vormen, zoodat zij zuiver ijzer aohterlaten. De ijzeroxydule vormt desgelijks met het aanwezige kiezel en mangaan eene zwarte slak, die gemakkelijk kan verwrjderd worden. Hiertoe moeten het ijzer en de oxydule-houdende slakken overal op het naauwst vermengd worden, zoodat eene overmatige hitte voor de loutering nadeelig is, dewijl daarbij de stoffen zoo dun-vloeibaar worden, dat zij wegens verschil van soortelijk gewigt op elkander 47
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
drijven. Het gewigt van zoodanigen ijzerklomp bedraagt gemid-
deld 2 centenaars, tot wier verkrijging noodig zijn: 2,70 cente- naars gegoten ijzer, zoodat er bij het louteren ongeveer 26 procent aan afval verloren gaat. Tot het bekomen van 50 ponden staafijzer worden 75 ponden kolen verbrnikt. Eene loutering duurt ongeveer 5 uren. He wekelijksche opbrengst is op zijn hoogst 80 centenaars, een bedrag dat zelden overtroffen wordt. In figuur 8 zien wij de inrigting van een haraer-toestel. De ha-
uler a, wiens gewigt omstreeks 5 centenaars bedraagt, is aan een houten hef boom b vastgemaakt, wiens ander einde in eene bewege- lijke bazis bevestigd is, welke in de balken b en / kan draaijen. De toestel bestaat overigens uit een achterwaarts staanden sterken balk h, die door twee schuinsche zijbalken g g wordt ondersteund, I is het aanbeeld en nn een uit esschen-hout vervaardigde veer- krachtige balk, waartegen de opgeworpen hamer moet afstuiten om te geweldiger neder te dalen. a is het waterrad, en een hier- aan verbonden klein rad m dient met zijne kammen p om den ha- mer gedurig in de hoogte te werpen. b. Loutering in den vlam- of reverbeer-oven naar Engelsche wijze.
De vlam reverbeer- of togt-ovens, ook wel roer- of puddelovens ge- noemd, onderscheiden zich hierdoor van de andere smeltovens, dat zij van geen blaaswerk voorzien zijn, zoo als de hoogovens bozitten, als ook die, welke tot het smelten van gegoten ijzer in kleine gieterijen gebruikt worden. Tot het louteren van gegoten ijzer maakte men in vroeger dagen, zoowel in Engeland als in Duitschland bijna uit- sluitend gebruik van houtskolen, doch later, toen in eerstgemeld rijk het hout Schaarscher en dientengevolge duurder werd, heeft men beproefd om houtskolen met coaks te vermengen, hetgeen eene aanmerkelijke bezuiniging te weeg bragt. Intussehen bleek het spoedig, dat het op deze wijze verkregen staafijzer niet alleen harder en van minder goede hoedanigheid was, maar ook, dat het werk zeer langzaam vorderde, zoodat eene ijzerhut, die wekelijks 20 tonnen staafijzer opleverde, onder de voordeeligste kon gerekend worden. Wij zien hier dus uit, dat deze tak van nijverheid destijds op
verre na niet tot volkomenheid was gebragt, zoo als kan blijken uit den grooten invoer in Engeland van buitenlandsch staafijzer, hetwelk jaarlijks op tneer dan 70000 tonnen geschat werd. Inmiddels kwam de heer Govt, een Engelschman, op het denk-
beeld om bij do hierboven bedoelde loutering steenkolen te bezigen in plaats van houtskolen en coaks. Hj) liet tot dat einde op den haard van een vlamoven een hevig steenkolenvuur branden, waarin het ruwe ijzer als naar gewoonte gelouterd werd. Het bleek echter bij dit onderzoek, dat de resultaten zeer onzeker waren en niet 48
|
|||||
|
ZUNB SMELTING EN BeWERKING.
|
|||||
|
aan de verwachting beantwoordden: want nu eens verkreeg men
ijzer van goede, dan weder van slechte hoedanigheid, terwijl daarbij het verbruik van steenkolen zeer uiteenliep. Intusschen gelukte het aan genoemden Curt deze zwarigheid eenigermate te boven te ko- men, en wel op de volgende wijze: alvorens met bet eigenlijke lou- teringswerk in den vlamoven aan te vangen, bewerkstelligde hij door middel van coaks eene voorloopige onrkoling van het ruwe ijzer, hetwelk hij, alzoo voorbereid, fijn ijzer (finery metal) noemde. In stede nu van het aldus gezuiverde ijzer onder den hamer te brengen, zoo als tot dus ver de gewoonte was, werd het tusschen twee beweegbare cylinders gebragt, eene inrigting, welke inderdaad eene groote verbetering in de ijzerfabricatie te weeg bragt en waarop wij later zullen terug komen. In weerwil van dezen vooruitgang verkreeg men broos en weinig
deugdzaam staaf'ijzer, dat voor teehnisch gt-bruik niet deugde. Om ook dit gebrek weg te nemen en aan het ijzer de noodige vastheid te geven, werd het aan eene tweede louiering onderworpen in een bijzonder daartoe ingerigten vlamoven van groote smelthitte, waar- van het gevolg was dat men zoodoende een zeer goed en voor den handel geschikt staafijzer verkreeg Deze nieuwe wijze van louteren (puddle) vond algemeen zeer veel bijval en werd spoedig in de meeste ijzerfabrieken, zoo in Engeland als in andere landen, ingevoerd. Als een voorbeeld van de ruiine opbrengst vermelden wij als eene bijzonderheid, dat thans een ijzerwerk in het graaf- sehap Wallis jaarlijks tweeraaal zooveel gezuiverd ijzer in den handel brengt, als al de ijzerfabiieken in Engeland te zamen in de jaren van 1740 tot 175') konden opleveren. Het affineren of fijnmaken van het graauwe gietijzer, dat is om
hetzelve door middel van eene snelle af koeling in wit ijzer te ver- anderen en het zoodoende tot ontkoling voor te bereiden, gesehiedt in bijzondere ovens of haarden, aan welke men den naam van affineer-vurtin gegeven heeft. Fig. 9 en 10 stellen een zoodanigen oven voor in vertioale en
horizontale doorsnede. De haard a is eene langwerpig vierkante kast, die aan drie zijden ingesloten is door kastvormige holle ijzeren wanden, welke met stroomend water koel worden gehouden. De vierde zijwand e, door welken het gesmolten ijzer weggenomen wordt, is eene eenvoudige ijzeren plaat. De bodem of de zool van den haard is utt vet of kleiachtig zwaar zand zamengesteld. Aan ieder der langste zijden bevinden zioh drie blaasopeningen, die niet regt, maar schuins tegenover elkander liggen; in deze zijn de pijpen aangebragt, zoo als in fig. 10 duidelijk is voorgesteld. De van binnen hoi gegoteue openingeu of vormen kan men, met er koud 49
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
water door te laten loopen, bestendig koel houden; langs de twee
kanaaltjes e, e wordt het noodige koud water naar den toestel pan- gevoerd, dat gedeeltelijk door de buizen d, d naar de vormen, en uit de/.e door de buizen i, i in den vergaderbak k, k en gedeeltelijk door andere niet in de figuur zigtbare buizen in de liolle wanden vergadert, om ook nit deze in den vergaderbak k, k te geraken. Om dezen oven te stoken, legt men eerst de noodige hoeveelheid
coaks in den heard. Op deze brandstof worden de stukken gegnteu ijzer, ongeveer ter zwaarte van 50 ponden, in zes lagen (pigs) kruisgewijze over elkander gelegd, zoodanig, dat het bovenviak eenigermate eene holle of komvorrnige gedaante heeft. Na deze lagen ijzer met coaks bedekt te hebben, wordt het vuur aangestoken en het blaaswerk aan den gang gchragt, waarna het ijzer spoedig begint te smelten en zioh op den bodem van den zandhaard verzamelt. De stoker moet bij dit werk er wel op letten, om telkeus, naar- mate de coaks verbranden, er nieuwe voor in plaats te brengen en van tijd tot tijd een nieuw stak gegoten ijzer in het vuur te plaatsen, en wel tot zoo lang, dat er zich eene hoeveelheid van 2 tot 2'/2tonnen in den oven bevindt. Tntusschen mag het gesmolten ijzer niet opgebroken nocb geroerd worden, zoo als bij het eigenlijke louteringswerk plaats heeft; de voornaamste zorg is, toe te zien, dat niet alleen de temperatuur op het bepaalde punt, maar ook het te smelten ijzer steeds in een vloeibaren staat blijft. Bij dezen arbeid is een zonderling verschijnsel op te merken, te weten, eene gelijk- matige en golvende beweging van de coaks, waarvan de oorzaak wordt toegescbreven aan den sterken luchtstroom uit den blaastoe- stel, of ook wel aan het uit het ijzer ontwikkelde kool-oxyde-gas. Wanneer nu na een tijdverloop van 2 tot 2ll% uren al het ijzer ge- smolten is, steekt men het tapgat door, waarna het ijzer benevens de slakken in een daaronder geplaatsten platten ijzeren vorm of mal vloeit, die 1,90 ellen lang, 1,45 ellen breed en 5 tot 6 duimen diep is. Deze vorm, welke van binnen met leempap bestreken is, wordt van onderen door frisch water koel gehoaden. Het doel van deze bewerking is tweeledig: 1. om het gegoten
ijzer door omsmelting onder de werking der blaaslucht gedeeltelijk te ontkolen, en 2. om het plotselijk te verkoelen, waartoe men da- delijk bij de uitvloeijing van het ijzer op den kouden bodem water giet, om het zoodoende van boven zoo spoedig doenlijk, koel te doen worden. Het fijn ijzer, op deze wijze verkregen, is zeer wit en op de breuk vezel- en straalachtig, somwijlen celvormig met vele kleine opblazingen of holten, even als dit bij den amandelsteen het geval is '). *) Wanneer in gesteenten of in gelrjkrormige of fijnkorrelige
50
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
Het verlies of de afval bij het fijn ijier maken bedraagt ge-
middeld van 12 tot 17 procent; tot het verkrijgen van 1 ton (20 centenaars) ijzer, verbruikt men ongeveer 4 of 5 centenaars coaks. Het fijn ijzer wordt vervolgens in stukken verdeeld en aan den puddeloven overgegeven. In een gewoon affineer-vuur kan men dagelijks 10 tonnen ijzer bereiden, dus iets meer dan in den hoogoven ; evenwel kunnen de werklieden, in den eerstgenoemden oven werk- zaam, de8 zondags rusten, terwijl die bij een hoogoven onafge- broken moeten doorarbeiden zonder een rustdag te kunnen houden. Eer wij verder gaan zullen wij eene beknopte besehrijving ge- ven van den puddeloven, die in de figuren 11, 12 en 13 is af- gebeeld. Fig. 11 vertoont den opstand van zoodanigen oven; fig. 12 eene
verticale en fig. 13 eene horizontale doorsnede over de lijn A B. In de beide laatste figuren beteekent a het stookgat, door hetwelk men de brandstof op den rooster b werpt, c de zoogenaamde met vuurvaste steenen gemetselde vuurbrug, / den haard, van onderen belegd met eene ijzeren plaat, die met zand of met fijne koolsintels overdekt is, g eene hoofdwerkplaats, welke door middel van eene aan een hef'boom hangende valdeur kan afgesloten worden, h eene tweede werkplaats, insgelijks door eene valdeur sluitbaar, i den schoorsteen, hoog 12 tot 14 ellen, in wiens onderste gedeelte een kanaal k is aangebragt tot afvoer der slakken. Aan de achterzijde van den haard bevindt zich nog eene zoogenaamde tweede brug n, hoog 6 duimen, welke dient om in den schoorsteen het nedervallen van het halfvloeibare ij/.erdeeg te verhinderen; aan de overzijde van de-.e brug is de haard eenigermate hellende gemaakt, oin het naar ach- teren afdrijven der slakken te bevorderen; om echter te beletten dat zij onder het afdrijven verstijven, heeft men het gewelf des ovens zoodanig ingerigt, dat de ovenvlam genoodzaakt wordt over deze slakken heen te strijken. Om den haard, die uit zand is zatnengesteld, de vereisohte duur-
zaamheid te geven, heeft men holle (in de figuur niet zigtbare) ijzeren wanden aangebragt ter hoogte van de vuurbrnggen, om zoo- wel deze als de zijden, die insgelijks van holle wanden voorzien zijn, door een kouden luchtstroom koel te houden. Deze lnchtstroom, welke door de openingen o, o binnen den oven trekt, verlaat dien bij de hooger gelegene gaten r, r. Ten einde den puddeloven de noodige stabiliteit te doen verkrijgen, wordt hij met uitzondering massas grootere of kleinere ronde of eironde holten voorkomen, die
met het eene of andere mineraal geheel of gedeeltelijk zijn gevuld, dan worden zij amandelsteenachtig geuoemd, of met andere woorden : zij bezitten de amandelstruktuur. 51
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
ran den schoorsteen met ijzeren platen bekleed; en vermits het
zand, hetwelk tot het vervaardigen van den haard gediend heeft, by iedere stoking gedeeltelijk bederft en losraakt, zoo is het noodig om telkens, als er een nieuwe ijzerhoop in den haard gebragt wordt, er ook nieuw zand in te brengen. Na al het hiervoren vermelde, zal het bijna overbodig zijn op te
merken, dat de werkzaamheden, aan het puddelwerk verbonden, met de meeste zorg en oplettendheid moeten verrigt worden, daar men bij onachtzaamheid en verzuim geene goede uitkomsten verwach- ten mag. De stoker werpt met behulp van eene schop het in stukken ver-
deelde fijn ijzer in den oven en stapelt het zooveel doenlijk ko- lomsgewijze op aan de beide zijdon van den haard tot boven aan het gewelf. Hij draagt dus zorg om het midden des ovens vrij te laten en het ijzer zoo te plaatsen, dat de lucht en de vlam er van alle zijden door heen knnnen spelen. De valdeur in de werkplaats wordt nu nedergelaten, do noodige hoeveelheid steenkolen op den rooster geworpen en het stookgat er mede gedigt. Daarentegen wordt de klep op den schoorsteen opengemaakt, om den oven krach- tig te doen branden. Na een tijdverloop van ongeveer 20 minuten wordt het ijzer witgloeijend en het begint aan de hoeken en kan- ten te smelten en op den haard af te druipen. De werkman opent nu het kleine deurtje in de valdeur en met behulp van een ijzeren haak draait en keert hij het ijzer, naar gelang van den verkregen graad van hitte, zoodanig heen en weder, dat het overal, zonder te smelten, in eene weeke, deegachtige massa overgaat. Om het smel- ten te verhoedcn, moet men den hittegraad nu een weinig vermin- deren, tot welk einde de klep op den schoorsteen digtgemaakt, het vuur gedeeltelijk van den rooster genomen, en zoo noodig over het vloeibaar wordende ijzer een weinig water gesprengd wordt. Nu neemt bet eigenlijke puddelwerk een aanvang. De ijzersmelter tracht het brij- of deegachtig ijzer over den haard uit te spreiden en het even als een brooddeeg dooreen te werken, zoodat telkens eene nieuwe oppervlakte aan de lucht wordt blootgesteld. Door ontwik- keling van het kooloxydegas begint het ijzer op te zwellen en bij het doorbreken kleine vlammetjes te vertoonen, zoodat de geheele ijzermassa in brand schijnt te staan. Naarmate het ijzer hierbij zijn koolgehalte verliest, neemt het ook in vloeibaarheid toe, hetgeen de ijzerBmelters drooger worden noemen. Terwijl deze ontwikkeling van kooloxydegas allengskens afneemt en eindelijk geheel ophoudt, wordt het ijzer aanhoudend gekeerd en dooreengewerkt, totdat het schijnhaar het voorkomen van een zandachtig poeder verkregen heeft. Zoodra dit punt bereikt is, moet het vuur sterker gestookt 62
|
|||||
|
ZIJHE SMELTING EN BEWERKINd.
|
||||||
|
en de klep op den sehoorsteen weder geopend worden, waarna het
ijzer by deze verhoogde tempeiatuur een taai en kleefaehtig aan- zien erlangt en tot een klomp zamensmelt. En hiermede is het ge- heele smelt- of puddelwerk, hetwelk de Duitschers Schmelz-Process noemen, afgeloopen. Vervolgens gaat men er toe over om de ijzermasBa in klompen
of ballen te verdeelen, waartoe van den geheelen hoop een klein klompje als kern wordt afgezonderd, dat, bestendig heen en weder gerold, zieh eindelijk tot een grooteu klomp vormt, die 25 tot 30 ponden en somtijds nog meer weegt. Om dezen klomp nog wee- ker te maken, wordt hij met eene vooraf heetgemaakte stang of roede naar het meest verhitte gedeelte van den haard in de nabij- heid van de vuurbrng gebragt en aldaar met geweld zamenge- drukt, ten einde de nog overgeblevene slakken er zooveel mogelijk uit te verwijderen. Wanneer na verloop van ongeveer 20 minuten al het ijzer tot ballen gemaakt is, sluit men ook de werkplaats, om zoodoende den hoogstmogelijken hittegraad en de meeste verbin- ding van het ijzer te verkrijgen. De ballen worden nu aohter- eenvolgens de een na den ander met eene groote tang uit den oven getrokken en zoo spoedig doenlijk, voor de uitsmeding (zangen), onder deu hamer of pers of somtijds ook wel tusschen rollen of cylinders (Walzwerke) gebragt. Het puddelwerk, te rekenen van het begin tot aan het einde, duurt
ongeveer 2 tot 2'/s uren, welk tijdverloop ongeveer op de volgende wijze wordt verdeeld: a. Om het fijn ijzer te verhitten en tot den graad van smelting
te brengen................................................. 15 minutjn b. Voor het puddelen en omwerken van het ijzer,
totdat het schijnbaar een zaudaehtig aanzien verkregen heeft.............................................. 60tot90 h
c Voor het in den toestand laten van het ijzerdeeg,
zooals bij h is vermeld.................................. 30 n
d. Voor het maken der ballen ........................ 20 it
De lading fijn ijzer in een puddeloven bedraagt doorgaans 3'/i
tot 4 centenaars. Deze massa levert, zooals van zelf spreekt, nog altijd eenigen afval op, waarvan de hoeveelheid grootendeels af- hangt van de meerdere of mindere geschiktheid van den workman, die met de leiding van dezen arbeid belast is. Bij eene goede be- handeling en in gewone omstandigheden kan men dtt verlies op 8 tot 10 prooent stellen, maar het vermeerdert, wanneer er veel ijzer oxy- deert en in slakken overgaat, of wel indien aanvankelijk het ijzer vloeibaar wordt en dien ten gevolge in het zand- of slakkenbed van den haard wegdruipt. 53
|
||||||
|
)
|
||||||
|
HET IJZER,
|
||||||
|
Tot het puddelen van een ton ijzer heeft men eene gelijke hoe-
veelheid steenkolen noodig. En ora het ijzer, dat een hoogoven op- levert, behoorlijk te bearbeiden, worden vijf gewone puddelovens vereischt. 's Zaturdag-avonds, als het puddelen is afgeloopen, most men den
zand- of slakkenhaard nog eens krachtig opstoken, ten einde de daarin overgeblevene slakken vloeibaar te maken en door het slak- kengat te doen afloopen. Deze haard moet overigens 'a mrfandags vroegtrjdig, ongeveer 12 uren vddr bet puddelwerk een aanvang neemt, gestookt worden. Alvorens dit hoofdstuk te eindigen, zullen wij nog eene beschrij-
ving van een puddeloven geven, welke door middel van hoogoven- gas gestookt wordt. Fig. 14 stelt ons de verticale doorsnede voor van zoodanigen oven,
waarin a de werkplaats verbeeldt, die in alle opzigten gelijkvor- mig is met die van een gewonen puddeloven, behalve dat in plaats van den rooster een toestel is aangebragt, met wiens hulp de ver- hitte dampkringslucht door eene menigte kleine pijpen of buisjes te gelijk met het hoogovengas, en aan dezelfde zijde, in den oven dringt. Het verhitten van de lucht, die door een blaasbalg wordt aangebragt, gesehiedt door een stel slangvormige buizen e, e, e welke men in de sehetsteekening enkel in doorsnede kan zien. Deze worden verwarmd door de hitte van den oven, die anders toch verloren zou gaan. Door de pijp d, d komt de warmte in het stel buizen e. Dit stel gelijkt op een traliewerk, dat zich in hellenden stand over de geheele oppervlakte van het vuur uitstrekt en een groot aantal kleinere uitstroomingspijpen bevat, zooals in den plat- ten grond A zigtbaar is. Het hoogovengas geraakt aan deze zijde onder den pijpentoestel in den oven, stroomt door ringvormige openingen om de pijpen, en gaat bier, met den heeten luuhtstroom vermengd, tot ontbranding over, zoodat eene zeer heete vlam ont- staat, die, zooals de ondervinding leert, toereikende is om het ijzer te puddelen. Wanneer somwijlen kleine uitbarstingen plaats grij- pen, opent men de naar buiien openslaande klep n, die gemeen- schap heeft met het. kanaaltje o. Het puddelen met hoogovengas gaat evenwel van vele bezwaren
vergezeld, en het is daarenboven in de uitkomsten zeer onzeker, zoodat daarvan doorgaans geen gebruik wordt gemaakt. Wij heb- ben intusseben gemeend, zoowel hier als elders, van dit gas mel- ding te moeten maken, aangezien er mogelijkheid bestaat, dat men er op deze of gene wijze beter partij van kan trekken. |
||||||
|
54
|
||||||
|
Z1JNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
V.
HET BEWERKEN VAN HET IJZEK.
De eerste bewerking, welke het gepuddelde ijzer ondergaat, is
het uHsmeden (zangen), waardoor men tevens do nog overgeblevene vloeibare slakken er zoekt uit te parsen en de stukken ijzer onderling door felle gloeijing te vereenigen. Deze arbeid wordt op verschiliende manieren verrigt: nu eens door een zwaren haraer of ook wel door middel van eerie pers, en dan weder door een stoombamer, welke laatste evenwel minder in gebruik is. De ijzeren bamer voor gepuddeld ijzer onderscheidt zieh van dien,
welke vroeger besohreven is, door zijn grooter gewigt en door de sterkere zamenstellmg der afzonderlijke deelen. Fig. 15 vertoont ons een zoogenaamden hoofdhamer (Stirnhammer),
waarbij het aangrijpingspunt tot opheffing vddr den kop des ha- mers ligt; a is de steel of de hef boom, aan wiens vooreinde de hamer b ingelaten is. Deze twee stukken wegen gezamenlijk onge- veer 60 tot 80 centenaars; c, c, c zijn de duimen, aan eene zware rol vastgesmeed, om welke een rad / is aangebragt, hetwelk door water of liever door een stoomwerktuig in beweging gebragt en gehouden wordt; e is bet aanbeeld, g het draaipunt, dat onder- steund wordt door een op veren rustenden ligger. Fig. lb stelt voor een hef hamer (A.ufwerphammer), die van den
voorgaanden alleen daarin versehilt, dat het aangrijpingspunt ge- legen is tussohen den kop van den hamer en het draaipunt, of wel dat dit punt nader bij den eerste dan bij het tweede gelegen is. Het opligten of opheffen van den voet i van den hamer wordt bewerkstelligd door drie op het rad uitmiddelpuntige duimen, die in de figuur gedeeltelijk door gestippelde punten zijn aangeduid. Uit deze eonstructiu volgt, dat de beweging van dezen hamer zeer zacht en regelmaiig is, en hij in dit opzigt de voorkeur verdient bo- veu den hoofdhamer, wiens beweging met horten en stooten gepaard gaat, hetwelk bij het groote gewigt des hamers eene nadeelige schuddtng veroorzaakt. De ijzerpers (Squeezer), fig. 17, is daarin van den hamer onder-
scheiden, dat zij de slakken niet door hamerslagen uit het ijzer verwijdert, maar door drukking. Deze handelwijze beeft boven den hamer het voordeel, dat de slakken, die in het ijzer verborgen zijn, gemakkelijker door persen dan door hameren naar buiten ge- dreven worden. De pers bestaat uit een tweearmigen zeer zwaren hefboom, die
bij het draaipunt a zieh in een sterk gestel beweegt. In de figuur 65
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
is slechts de achterste helft zigtbaar, zoodat men zich de andere
helft als eene dergelijke moet voorstellen. De arm b van den hef- boom wordt door eene stang d en een handvatsel c heen en we- der bewogen, zoodat de arm e eene op en nedergaande beweging verkrijgt. Deze arm is Tan onderen bij g met eene breede plaat belegd: tussehen deze en eene andere, die onder het gestel ran het aanbeeld geplaatst is, wordt het ijzer ter bewerking gebragt. De acbterste arm n, die bestemd is om meer steun en vastheid aan den gang ran hot werk te geven of liever om de trilling te ver. minderen, beweegt zich aan het einde binnen de sleuven of ge- leiders h. Eeeds vroeger spraken wij van de rol- of cylinderwerken (Walz-
werke), die, nu omstreeks 40 jaren geleden, eene geheole omwen- teling in de ijzerfabricatie hebben te weeg gebragt. Moest men voor- heen het ijzer onderscheidene malen verhitten en onder den hamer brengen om het eene bepaalde gedsante te geven, thans wordt deze arbeid in weinige seeonden rerrigt. Men kan de cylinderwerken gevoegelijk in drie klassen verdeelen:
1°. de smeedrollen (Zangenwalzen), 2°. de voorbei-eidings-rollen (PrS- parirwalzen) en 3°. de rekrollen (Eeekwalzen). De eerste dient om het door den hamer of de pers aangevangen werk, namelijk het uit- drijven der slakken, te verrolgen. De tweede, die, wat het gebruik betreft, met de voorgaande overeenstemt, dient alleen om bet ver- fijnde ijzer verdor te verdunnen of uit te rekken, terwijl de derde bestemd is tot het zamen-wellen van het in stukken verdeeld ijzer» hetwelk, in bundels bijeengevoegd, eerst in een bijzonderen vlam- of weloven (Sehweiszofen) tot witte gloeihitte is gebragt. Er bestaan onderscheidene soorten van rekrollen, wier vorm en
grootte afhangen van de gedaante en de afmetingen der staven, die men verlangt. De dikte van deze varieert tussehen de 50 en 5 strepen in vierkante doorsnede. Onder elk cylinderwerk bevindt zich een gemetselde put, voor-
zien van een stevig fundament, ten einde bestand te zijn tegen het gewigt van het zware cylinderwerk en het daaronder gelegen ge- stel. Om aan de geweldige schuddingen van dit cylinderwerk den grootst mogolijken wederstand te kunnen bieden, heeft men in som- mige ijzerwerken in plaats van een gemetselden put een ijzeren aangebragt, waarop het cylinderwerk met stevige schroefbouten is bevestigd. Tijdens de werkzaamheden worden de cylinders koel gehonden
door een toevoer van koud water, hetwelk, langs den toestel stroo- mende, elders een uitweg vindt. Ben cylinder-toestpl benevens de tappen is gewoonlijk 2,20 ellen
56 "
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
lang, 1,60 ellen breed en ongeveer 5 palmendik of zwaar, bij eeii ge-
wigt van 4 tot 4'/s tonnen. In de rollen of cylinders zijn ringvormige groeven of canneluren gemaakt, doorgaans vijf of zeven of raeer, die in doorsnede eene half elliptische gedaante hebben, bij eene ver- schillende breedte en diepte. Zij nemen van de grootste tot de kleinste regelraatig af in eene bepaalde verhouding. De canneluren in de bovenrol komen met die in de onderrol naauwkeurig over- een, zoo als in figuur 18 duidelijk zigtbaar is. !">aar de kleine as ran eene zoodanige ellips altijd gelijk is aan
de groote as van de naastvolgende kleinere ellips, zoo is het een vereischte, om de staven, als zij uit de eene groef of cannelure te voorschijn komen en in de naastliggende kleinere overgaan, tel- kens regthoekig te wenden, en ze zoodoende al dunner en dunner te doen worden. Deze smeedrollen worden somtijds ook gebezigd als voorbereidingsrollen, in welk geval er naast de elliptische groe- ven regtboekige groeven zijn aangebragt, zoo als in figuur 18 zigt- baar is. Ten einde de ijzeren staven gemakkelijk door de canneluren been te voeren, zijn ze van binnen ruw bekapt, hetwelk voor bet vastpakken der staven bevorderlijk is. Juist ter hoogte, waar de staven door de rollen passeren, zijn
aan wessrszijde van den cylinder-toestel ijzeren platen aangebragt, die op belegsels van hetzelfde metaal rusten. Deze platen dienen niet alleen om de staven, als zij tusschen de rollen doorloopen, te ondersteunen, maar ook om de afgevallene brokken van bet slecht zamengeweld ijzer op te vangen. In stede van deze platen maakt men somtijds ook wel gebruik van sterke, aan kettingen hangende haken. De staven, als zij door de ovaalvormige canneluren geschoven
zijn, komen in dikke onregelmatige stukken van eene vierhoekige gedaante te voorschijn, die onverwijld en dus nog in rood gloeijen- den toestand tusschen de prepareerrollen doorgaan en alzoo tot staven (mill-bars) van ongeveer 10 duimen breedte en l'/a duimen dikte uitgeplet worden Hiermede is de eerste bewerking afgeloopen. Het ligt in den aard der zaak, dat al deze werkzaamheden met de meeste snelheid worden verrigt; de rollen maken in dene mi- nuut van 50 tot 60 omwentelingen, zoodat eene staaf van 1 el lang in minder dan 1 seconde door de rollen 'gaat. Naarmate de staaf dunner en langer wordt, blijft zij, zoo als trouwens van zelf spreekt, langer tijd tusschen de rollen, doch bij eene gewone lengte van vijf ellen in geen geval langer dan 4 seconden. Zoodra eene aan de regter zijde tusschen de rollen ingestokene staaf aan de linker zijde te voorschijn treedt, wordt zij door eenige werklieden met tangen aangegrepen en dadelijk over de bovenste rol heenge- 67
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
voerd en aan andere werklieden, die aan de regterzijde staan, over-
gegeven. Deze trekken de staaf terug en brengen haar andprmaal tusschen de rollen. Dit werk moet met zoo veel spoed en zoo wei- nig tijdTerlies verrigt worden, dat het ijzer, na voor de laatste keer door de voorbereidingsrollen heengegleden te zijn, zich nog in sterk roodgloeijenden toestand bevindt. Het op deze wijze geplette ijzer (N°. 1 genaarad) bezit inwen-
dig weinig zamenhang en bevat overigens nog te veel slakken, die, door eene herhaalde gloeijing en uitpletting, er uit moeten verdreven worden, om voor technische aanwending geschikt te wezen, Om dit te verrigten worden do staven, nadat ze kond geworden zijn, met eene zeer groote, door stoom gedrevene scbaar in stukken gesneden ter lengte van 60 duimen tot 1 el. Van deze voegt men 5 of 6 stukken bij elkander, die met een ijzeren bandje omgeven, in een vlam- of wel-oven tot wit gloeijen gebragt en daarna tus- schen de rollen uitgeplet worden. Dit ijzer (N°. 2 genaamd), ofschoon veel dengdzamer dan N". 1, is echter nog ongeschikt om in den handel gebragt of voor grof werk verarbeid te worden, zoodat het andermaal in stukken gesneden en uitgeplet wordt. Na deze be- werking is dit ijzer, dat men N°. 3 noemt, zoo zuiver en deugd- zaam geworden, dat het voor den handel geschikt en voor teehnisch gebruik aanwendbaar is. Somtijds wordt zoodanige bewerking nog eens herhaald, doch zeer zeldzaam, zoodat men weinig ijzer van N°. 4 en 5 aantreft. Fig. J 8 vertoont ons een oylindertoestel, waarop de rek- en voor-
bereidingsrollen voorkomen. De eerste zien wij bij a, de tweede bij b. c, c, e zijn zware door dwarsleggers d, d verbondene staanders, tus- schen welke zich 'de rollen bewegen. De tappen van de ondersts rol loopen in vaste openingen, terwijl die van de bovenste rol be- weegbaar zijn door middel van eene in de moeren e, e passende schroef h, It. Men kan dus de openingen tusschen de rollen naar welgevallen grooter en kleiner maken, om zoodoende naar verkie- zing ijzer van eene bepaalde dikte te verkrijgen. k, h zijn de uit- einden der tappen van de rollen, i, i de koppelhulsen, I, I houteri, met lederen riemen vastgemaakte staven om de koppelhulsen van een te houden; m is de hoofdrol, welke bewogen wordt door een kam- rad n, o de rol om den toestel naar welgevallen te doen stilstaan. De aan de onderste rollen van de hoofdrol medegedeelde beweging wordt door middel van twee kamraden r, r op de bovenste rollen overgebragt. Zoo als van zelf spreekt, is de afstand tusschen de boven- en benedenrol beperkt, daar bij een te grooten afstand de raderkammen niet meer zouden vatten of elkander misloopen. De rustplaten s, s onder de staanders zijn met schroefbouten op de 58
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
houten of ijzeren dwarsleggcrs t, t bevestigd; u is eene houten kraan,
die door middel van koperen buizen v, v water geeft tot hetbesten- dig koel houden der tappen. De inrigting van den cylinder-toestel, waarop de laatste pletting
verrigt wordt, verschilt alleen in de afmetingen van den voorberei- dings-toestel. Van den eerste is de rol overkruis rnim 30 duimen dik en zonder de tappen te rekenen ongeveer 1 el lang. De canneluren zijn, naar gelang van de doorsnede der begeerde staven, rond, drie- kantig of regthoekig. De driekantige canneluren, die bij het uitrek- ken vlerkante staven geven, hebben den vorm van een gelijkbee- nigen driehoek, zoodat twee aaneengrenzende canneluren niet veel van een vierkant afwijken, welks diagonaal te lood staat. Wan- neer de staven achtereenvolgens door andere al kleiner en kleiner wordende canneluren moeten passeren, moet de verdunning zoo- danig plaats bebben, dat de grootste diagonaal van de naastvol- gende met de kleinste van de voorgaande cannelure overeenstemt, waartoe de stangen bij het inbrengen in de naastliggende canne- lure om een regten hoek gewend worden. In plaats van deze han- delwijze sobuift men somtijds de stangen ook wel afwisselend door driehoekige en regthoekige canneluren. Wat het regelmatig kleiner worden der canneluren betreft, kan men in het algemeen aanne- men, dat zij afhemen in de verhouding van 16: 11. Uit het bovenstaande blijkt alzoo, dat men met behulp van deze
cylinder-toestellen alle soort van handel-ijzer kan vervaardigen en wel met eene snelheid en naauwkeurigheid, waarvan men zich in vroegere dagen geen denkbeeld kon maken. Van bijzonder belang zijn deze toestellen bij de fabricatie der benoodigdheden voor ijze- ren spoorwegen, welke bezwaarlijk op eene andere wijze als deze zouden kunnen vervaardigd worden. Natuurlijk moeten voor he* bewerken van zulke zware stukken ijzer de pakken of bundels zeer groot zijn, betwelk nog al btzwaar heeft, zoodat de assen voor locomotieven niet geplet, maar doorgaans onder den stoom- hamer bewerkt worden. Aan alle deze voordeelen paren zich ook nadeelen. onder welke het voornaamste is, dat het ijzer bij het uitrekken niet overal eene gelijkmatige vastheid of digtheid ver- krijgt, hetwelk vooral het geval is bij het gepuddelde ijzer, dat meerendeels tusschen cylinders bewerkt wordt. Toen wij vroeger over het puddelweik spraken, hebben wij gezegd, dat het ijzer, na schijnbaar in een zandachtig poeder veranderd en in ballen bijeen gebragt te zijn, geplet wordt. En alhoewel bij dezen arbeid de slakken grootendeels uit het ijzer verdreven worden, zoo blijven er desniettemin nog altijd eenige achter, welke eene volledige verbin- ding der afzonderlijke gedeelten door witte gloeihitte verhinderen, 59
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
en daar nu deze gedeelten in de lengte worden uitgerekt en eenig-
zins in getrokken draad verandercn, zoo is de toestand van het geheel gelijk aan een bundel vezelen, die zijwaarts slechts gebrek- kig vereenigd zijn, even als het bekende balein. Overlangs bezit derhalve het gepuddelde of geplette ijzer eene aanmerkelijke vastheid en taaiheid, maar zijn zijdelingsche zamenhang is daarentegen ge- brekkig. Om die reden kan het blik, dat uit zoodanig ijzer ver- vaardigd wordt, in de bewerking niet deugdzaam wezen. Dit ge- brek bestaat in veel geringere mate bij het ijzer, dat volgens de Duitsche wijze van frissehen verkregen en onder den hamer uit- gesmeed is, waardoor de reden duidelijk wordt, waarom men aan dit ijzer in sommige opzigten de voorkeur geeft. Eene menigte elkander onmiddellijk opvolgende bamerslagen geeft aan de inwen- dige deelen van het ijzer veel meer kraoht van zamenhang dan het pletten, waarbij het in zoo korten tijd tusschen twee rollen doorloopt. Behalve het gewone staafijzer komen in den handel voor bijzon-
der gebrnik nog onderscheidene soorten voor, zoo als bandijzer van 2 tot 5 duimen breedte en van 2 tot 4 strepen dikte, hetwelk, geplet zijnde, het zoogenaamde krul- of staafjesijzer oplevert, dat voor spijkerfabricatie bestemd is en onder een staarthamer vervaardigd wordt, voorts ijzer in allerlei vormen, die in doorsnede gedeel- telijk rond, gedeeltelijk halfrond, gedeeltelijk kruisvormig (voor raamroeden) zijn of in andere gedaanten en afmetingen voorkomen, welke door pletwerktuigen, die biertoe gesehikt zijn, worden voort- gebragt. Tot het verkrijgen van bovenvermelde zeer dunne vierkante
staafjes of reepjes voor spijkerfabricatie bedient men zich van een zoogenaamd snijwerktuig, zoo als in fig. 19 is afgebeeld. Het be- staat : it twee ijzeren assen, ieder voorzien van eene metalen schijf; in de eene schijf bevinden zich bij afwisseling grootere en kleinere sleuven en in de andere schijf desgelijks eene rij grootere en klei- nere tanden, die over en weder in elkander passen. Nadat deze as- sen in beweging zijn gebragt, wordt eene uitgeplette ijzerplaat aan de eene zijde er voorgohouden of ingeschoven, die na de rollen ge- passeerd te hebben, in reepjes verdeeld weder aan de andere zijde te voorschijn treedt. Terwijl wij in de voorgaande bladzijden hier en daar in alge-
meene trekken de behandeling van het ijzer zoo in heeten als in kouden toestand hebben geschetst, zoo zullen wij, alvorens dit hoofd- stuk te besluiten, nog eenige regclen wijden aan de ataalbereidingj aan het smeden, wellen, verstalen, solderen, harden van staal en ijzer, aan de blikbereiding en het draadtrekken. 60
|
|||||
|
ZlJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
Het staal is eene bijzondere soort van ijzer; het is in zijn zui-
versten toestand niets anders, dan smedig ijzer met eene zekere hoeveelheid koolstof verbonden. In het ruw ijzer bedrsagt het kool- stof-gehalte 3 tot 5 proeent, in het staal 2/3 tQt 2'/» procent, in het smeedijzer koogstens '/% tot s/6 procent en somtijds nog minder. Daar nu zelfs het beste staafijzer eene kleine hoeveelheid koolstof, het gietijzer daarentegen het maximum van koolstof in zijne ver- menging bevat en over het geheel het ijzer zich in menigvuldige verhoudingen met de koolstof laat verbinden, zoo volgt daaruit dat het staal ten opzigte van zijn koolstof-gehalte wel tusschen het staafijzer en gietijzer ligt, maar dat er nogtans even zooveel soor- ten van staal kunnen bestaan, als hier verbindingen met de kool- stof mogelijk zijn, zonder nog van de wijzigingen door inmenging van andere stoffen te spreken. Daar nu in het ruwe ijzer meer en in het staafijzer minder koolstof met het ijzer is verbonden, dan tot de staalvorming vereischt wordt, zoo spruiten daaruit twee handelwijzen. voort om het staal voort te brengen. Deze zijn voor- eerst, door uit het ruw ijzer het overvloedig gehalte van koolstof te verdrijven en sleehts zooveel met het ijzer in verbinding te la- ten, als tot het staal wordt vereischt; en ten anderen, door het staaf- ijzer met de tot staalvorming gevorderde massa koolstof te veree- nigen. Wordt het staal onmiddellijk uit het ruw ijzer onder aan- wending van een bijzonder frisch- of louteringswerk door gedeel- telijke ontkoling voortgebragt, dan noemt men het smeltstaal, ruw- staal, natuurlijk staal, ook wel Duitsch staal. Wordt daarentegen het staal uit het staafijzer door bijvoeging van de gevorderde kool- stof geboren, zoo noemt men het cemenpitaal, brand- of blaarstaal. En wordt eene dezer beide staalsoorten bij een hevig vuur in goed geslotene kroesen gesmolten en in vormen gegoten, dan ontstaat het zoogenaamde gietstaal. Het vervaardigen van smeltstaal uit het ruw ijzer geschiedt op
dezelfde wijze als de verandering van ruw ijzer in staafijzer. Men laat het ruw ijzer in een louteringsoven of frischhaard bij matigen aanvoer van lucht smelten en een gedeelte van de koolstof door de toestroomende lucht verbianden. Het onderscheid tusschen de bereiding van smeltstaal en die van staafijzer bestaat hoofdzakelijk da4rin, dat men bij het staafijzer zooveel mogelijk al het koolstof- gehalte, bij het smeltstaal sleehts een gedeelte daarvan zoekt uit te drijven. Daar het echter moeijelijk is, te zorgen dat juist de noo- dige hoeveelheid koolstof met het ijzer verbonden blijve, als ook dat het gesmolten ijzer in al zijne deelen gemakkelijk door de in- werking der lucht van de overtollige koolstof bevrijd worde, zoo is het product, dat men langs dezen weg verkrijgt, doorgaans in zijne 61
|
|||||
|
HET IJZEK,
massa van zeer uiteenloopende deugdelijkheid. Om eene meer ge-
lijkmatige massa te bekomen, wordt eene verdere bearbeiding ver- eisoht die men het affineren, louteren of zuiveren van het staal noemt De in het staalvuur verkregene staalklompen worden in on- derscheidene stukken gekapt, die men dan tot staven uitsmeedt. Deze staven worden daarop in een gewoon smidsvuur verhit en tot 2'/s tot 5 duimen breede en 1 duim dikke staven gehamerd, in het water afgekoeld en aan stukken geslagen, Van de dus verkregene stukken worden de ijzeraderige nitgezonderd, de goedgekeurde met zekere hoeveelheden bijeengevoegd, aan eene sterke witte gloeihitto blootgesteld en dan uitgesmeed. Moet nil het staal door eene twoede derde of vierde affinering of loutering nog -meer gezuiverd worden, dan wordt ook de pas vermelde werkmanier op gelijke wijze ten tweede-, ten derde- en vierdemale herhaald; de staven, telken reize door het voorafgaande affineren verkregen, worden weder uitgerekt, afgekoeld, stuk geslagen en weer aaneen gesmolten. Hoe vaker het staal deze bewerking ondergaat, zoo gelijksoortiger wordt het, maar te gelijk neemt het ook bij elke bewerking in weekheid toe, dewijl bij elke loutering steeds een deel koolstof verbrandt, zoodat het zelfs mogelijk is, dat men door herhaald affineren het staal in gewoon staafijzer verandert. Het dus behandelde staal heet ook geaffineerd staal. De bereiding van het cement-, brand- of blaarstaal berust op de
eigenscbap, dat staafijzer koolstof opneemt, wanneer het in eene beslotene ruimte met koolstof houdende zelfstandigheden, b.v. zwart gebrande beenderen, ossenpooten, hoornstukken, lederafval, vijlsel, en draaikrullen van ruw ijzcr enz. een behoorlijken tijd wordt ge- gloeid. In een bijzonderen oven, die een grooten haard, een geslo- ten gewelf met een vuurrooster heeft, bevinden zich langwerpige uit vuurvaste stoffen gemaakte kisten, die met smeedijzerstangen en koolpoeder dermate zijn gevuld, dat de 2 tot 5 duimen dikke stan- gen van alle zijden door koolpoeder omringd zijn, terwijl zij boven- dien door opliggende zandlagen tegen de werking der lucht wor- den beschut. De oven wordt in den begiune zeer matig dan al- lengskens sterker verhit, tot ten laatste de ingezette kisten in eene hevige gloeihitte geraken, waarin zij van 8 tot 12 dagen gehouden worden, zoo lang namelijk, tot dat eene uitgehaalde probeerstang aantoont, dat zij door en door gecementeerd is, of zooveel koolstof heeft aangenomen, als gevorderd wordt om de geheele ijzermassa tot in het inwendige in staal te veranderen. Hierbij komt zeer veel aan op den vereischten graad van hitte: want is het vuur niet le- vendig genoeg of te kort van duur, dan worden de ijzerstangen niet goed gecementeerd; werkt het vuur daarentegen te hevig en aan- 62
|
||||
|
ZIJNE SMELTINO EN BEWEKKINQ.
|
|||||
|
houdend, dan neraen zij te veel koolstof op, het staal wordt breek-
baar en onzamenhangend en kan zelfs zoo zeer met koolstof over- laden worden, dat het aanvankelijk gevormde staal in raw ijzer overgaat. De behoorlijk gecementeerde stangen, die men cement-, brand- of
blaarstaal noemt, omdat hare oppervlakte dikwijls met kleine bla- ren zijn bedekt, zijn in den toestand, waarin zij uit den oven komen, nog hard en broos, en worden eerst smediger door de behandeling onder den hamer. Ook is het staal aan zijne oppervlakte harder, dan van binnen, omdat daar eene grootere hoeveelheid koolstof met het ijzer in verbinding is. Daarom is het noodzakelijk dit staal ins- gelijks te louteren of te affineren, zoo men eene gelijksoortige massa bekomen wil. Nogtans moet deze affinering met behoedzaamheid en niet zoo dikwijls als bij het smeltmetaal gesehieden, omdat de kool- stof in het cementstaal niet zoo innig en in zoo ruime hoeveelheid met het ijzer is verbonden, als in het smeltmetaal. Het gietstaal is niets anders, dan gewoon staal, dat bij eene hooge,
toereikende temperatuur, buiteu gemeenscbap met de dampkrings- lucht, gesmolten en dan in eenen vorm gegoten is. Het gewone staal, het moge dan smeltstaal of cementstaal zijn, is nimmer in al zijne deelen gelijkaardig; het is enkel door het omsmelten, dat alle deelen evenmatig door de gansche massa verdeeld worden en dat wel te beter, hoe volkomener het vloeijen der massa plaats heeft. Bij de bereiding van het gietstaal komt het er inzonderheid op aan dat de stukken cement of smeltstaal, die men daartoe heeft geko- zen, gedurende het smelten zoodanig bezorgd worden, dat er ever- min koolstof aan ontnomen als toegevoegd kan worden. Men verrigt de smelting in kroezen, in welke men de stukken laagsgewijs plaatst en er loodvnj glas overheeu legt. Na deze kroezen met eene bedekking voorzien en in de hitte geplaatst te hebben, verkrijgt de oppervlakte een glasaehtig overtreksel, hetwelk het staal tegen het toetreden der lucht beschut. Dit buitensluiten der lueht is nood- zakelijk, daar anders de oppervlakte van het staal zou verbranden en overdekt worden met ijzerslakken, die aan het iDwendige staal weder koolstof zouden ontnemen en zijne deugdzaamheid verminde- ren. Bij de smelting gebruikt men coaks, die, in stukken ter grootte van een ei gestagen, rondom den kroes in den oven worden gelegd in zoo groote hoeveelheid als voor dit geheele smeltwerk noodig is. De smelting duurt 3 tot 4 uren, heeft zij dan volkomen plaats ge- had, dan wordt de kroes met eene tang uit den oven geligt, het deksel er afgenomen en het vloeijende staal in vornien van giet- ijzer gegoten, waarbij het vonken afwerpt, even als het in zuurstof verbrandend staal. De gietstukken, op deze wijze verkregen, worden 63
|
|||||
|
HET IJZEIt,
|
|||||
|
op de gewone wijze roodgloeijend uitgehamerd of tusschen rollen
geplet. Het gietstaal is in zijn weefsel zeer gelijkvormig, fijnkorrelig op
de breuk, en neemt ten gevolge van deze gelijkvormigheid eene zeer volkomene polijsting aan. Wordt het verhit, dan worden al zijne deelen evenzeer van warmtestof doortrokken; daarom wordt het ook bij de afkoeling, die op de verhitting volgt, gelijkmatig van aard en is in dit opzigt het beste staal. Het wordt op menigvuldige wijzen leehniseh aangewend, en dit zou nog in ruimere mate gesehieden, jndien het zieh zonder te veel verlies en moeite met het ijzer Het zamenwellen; doch er is veel gietstaal, dat niet dan zeer moeijelijk en soma in het geheel niet te wellen is, eu dit hangt niet enkel af van de hoeveelbeid der daarin vervatte koolstof, maar ook van de bij het smelten aangewende hitte, door welke afwijkingen in de wijze van verbinding der koolstof met het ijzer schijnen te ontstaan. Men onderseheidt daarom welbaar en onwelbaar gietstaal. Kenmerken van het staal. De drie vermelde staalsoorten zijn alle-
zins van elkander onderscheiden. Het smeltstaal is op de breuk grover van korrel en donkerder van kleur dan het oementstaal. Het eerste laat zich gemakkelijk smeden eu wellen en behoudt daarbij zijne staalnatuur, terwijl het oementstaal na elke welling weeker wordt en meer en meer van zijnen staalaard verliest. Het gietstaal is veel fijner en zuiverder dan die beide staalsoorten; het heeft noeh scheuren noch kuiltjesj is in zijn weefsel zeer gelijkaardig en fijn eu effen van korrel op de breuk; het laat zich wegens deze ge- lijkaardigheid zeer volkomen polijsten; wordt het verhit, dan deelt zich de warmte evenmatig aan al zijne deelen mede, en deze wor- den bij de daarop volgende afkoeling evenzeer gehard. Daar zijn smeltpunt lager is dan dat der beide andere staalsoorten, heeft het tot de harding en ontgloeijing (ontlating) voor geringer graden van hardheid eene minder groote hitte noodig. De vele afwijkingen in de inwendige gesteldheid van het staal
maken het soms moeijelijk om het op het oog van het ijzer te on- derscheiden, te meer dewijl er van het zuiverste, bijna koolstof- vrije ijzer af tot aan het meest koolstofrijke gietijzer (tusschen welke beiden het staal te dien opzigte het midden houdt) eene groote reeks van verbindingen met opklimmend gehalte aan koolstof en daar- van afhankelijke andere eigenschappen plaats vindt. In dit geval heeft men twee zekere kenteekenen, door welke men bepaald kan weten of bet te beoordeelen materiaal, ijzer of staal is. Men maakt namelijk het te beproeven stuk roodgloeijend en koelt het snel in zuiver koud water afj wanneer nu daardoor een aanzienhjke graad van hardheid is voortgebragt, zoodat eene goede vijl het niet mer- 64
|
|||||
|
">
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BBWERKINO.
kelijk aandoet, dan is het staal-, is het daarentegen in zijne hard-
heid schier onveranderd gebleven, zoodat men het vijlen of met den hamer indrukken kan, dan is het ijzer. Deze bewerking van het ver- hitten en afkoelen noemt men het harden van het staal, en volko- men goed staal moot daardoor zoo hard worden, dat de heste vijl het niet kan aandoen. In geval het te beproeven stnk niet verhit mag worden, dan laat men eenige droppels sterk water (salpeter- zuur met water verdund) op eene schoongemaakte plek vallen; men laat het er omtrent e'e'ne minuut op en spoelt het met schoon wa- ter af; de daardoor ontstane vlek is versehillend van kleur naar gelang van het voorhandene koolstof-gekalte; op smeedijzer name- lijk is zij helder grijs, op staal donker grijs, op ruw ijzer bijna zwart. Ofschoon nu door middel van de genoemde handgrepen bepaald
kan worden, of een betwijfeld stuk uit ijzer of staal bestaat, zoo geven zij toch in geenen deele de deugdelijkheid van het staal te kennen. Om deze te onderzoeken, heeft men nog de volgende alge- meene kenmerken: zuiver staal heeft eene gelijkvormige korrel van matgrijze kleur, en hoe fijner de korrel op de breuk en in de kleur is, zoo heter is het. Bij het smeden mag het geene scheu- ren noch bersten krijgen; heeft dit plaats, dan is het een teeken, dat er vreemdsoortige stofien onder vermengd zijn. Hoe geringer mate van hitte een stuk staal behoeft, om na de afkoeling zeer hard te worden zoo beter is het. De harding moet dairaan over het geheele oppervlak, zoo ver het in het water wordt gedompeld, eene gelijkmatige hardheid geven ; heeft het zachte plaatsen, dan is het ijzeraohtig. Welk voortreffelijk staal men ook door de enkele verbinding Tan
het ijzer met de koolstof verkrijgt, zoo kan het eohter voor menig techniseh gebruik nog verbeterd worden door vermenging met zeer geringe hoeveelheden van andere metalen, inzonderheid van zilver, platina, nickel, koper, silieium, aluminium. Het gewone gietstaal neemt toe in bruikbaarheid voor fijne snijgereedschappen (b.v. scheer- messen), wanneer men het met een weinigje zilver, omtrent '/5l>0i zamensmelt. Een dergelijken gunstigen invloed heeft een gering toevoegsel van nickel of platina. Eene soort van bijzonder goed geel staal, dat in Zwitserland
vervaardigd wordt, bevat koper. Het beroemde Indische staal, dat den naam woots draagt, heeft ^ijne schoone cigenschappeu te danken aan een toevoegsel van eenig aluminium en silieium. Ook het alli- eersel van het staal met 1 tot l'/s procent chromium is harder en smediger dan het gewone gietstaal. Nog verknjgt men een schuon, gelijkvormig staal, wanneer men goed zuiver staafijzer bij zeer hooge temperatuur aan eenen stroom koolwaterstof blootstelt, welke laatste 65 «
|
|||||
|
. HET IJZER,
de koolstof aan het ijzer afgceft, dat daarvan wordt doordrongen,
terwijl het koolvrije waterstofga3 ontwijkt. Het zoogenaamde da- mascenerstaal is een volgens bepaalde manier toebereid mengsel van innig met elkander zaftmgewelde staal- en ijzerdeelen, waarin door eene doelmatige afkoeling na het smelten eene kristallisatie van twee afzonderlijke vaste verbindingen van ijzer en koolstof heeft plaats gegrepen; die eigenaardige kristalachtige structuur ontdekt men aan de oppervlakte van zulk staal, wanneer men het met verdunde zuren bevochtigt, in de gedaante van dooreen ge- vloehtene lijnen, de zoogenaamde damascering. In Europa bootst men bet damascener staal op eene misleidende wijze na, door dunne staalplaten met daarom heengewonden ijzerdraad kunstmatig zamen te wellen; de daarop geetsle teekeningen bestaan eehter niet uit ineen gevlochten, maar enkel uit golfsgewijzc strepen '), Het atneden is eene tecliniscbe verrigting, waardoor aan de rek-
bare metalen door lmmerslagen een bepaalde vorm wordt gegeven. Dil werk, dat hoofdiakelijk enkel eene gedaanteverandering ten doel heeft, brengt te gelijk bij het gesmede metaal eene zamen- drukking en verdigting, zoowel als eene uitrekking en uitbreiding te weeg. Het smeden in den eigenlijken zin des woords wordt sleclits aan gloeijende metalen verrigt, en daar vele reeds vd<5r het gloeijen smelten, andere in den gloeijenden toestaud zeer broos zijn, en nog andere in den kouden toestaud rekbaar en week ge- noeg zijn, om door den mecbanischen druk der lmmerslagen tot verschillende gedaanten gebragt te worden, zoo bepaalt zich het smeden eigenlijk alleen tot ijzer en staal. Deze tooh bezitten bij hunne moeijelijke smeltbaarheid ook de gesehiktbeid om zich te laten zamenwellen, zoodat bij hen in den gloeijenden toestand, be- halve de eigenlijke gedaante-verandering onder den bamer, ook nog vereenigiug van gescheiden stukken kan bewerkt worden. De voor- naamste werktuigen bij het smeden zijn hamers en aanbeelden, van welke de eersten verschillende gedaante en grootte hebben. Als materiaal dient het in den handel voorkomende staafijzer en het staal, waarvan bet eerste bij eene levendig roode gloeihitte, het andeie naar gelang van zijne innerlijke eigenschappen bij ver- schillende temperatursn gesmeed wordt. In het algemeen is het smeden een arbeid, waarbij schier alles op de persoonlijke bedre- venheid en het gezonde oordeel van den werkman aankomt, daar de slagen des hamers onwillekeurig in ongelijke maat op do verschillende deelen van het metaal kunnen aangebragt worden. In |
|||||||||
|
') Zie: W. A. Rust, Schets der Technologie, biz. 22 en volgende
van den eersten drak. |
|||||||||
|
60
|
|||||||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKINCJ.
|
|||||||
|
vele gevalloD, inzonderheid bij ronde voorwerpen, smeedt men in
holten of groeven, welke ijzcren vormen zijn, waarin het gloeijende metaal door harnerslagen gedreven wordt, zoodat het de gedaante van den vorm ontvangt. Het te smeden ijzer wordt gewoonlijk in een vuurhaard onder aanwending van een blaasbalg verhit, waarbij zijne oppervlakte door den invloed van de lucht een oxyde- bekleedsel krijgt, dat er bij het hameren in kleine schubben of blaadjea als hamerslag afspringt '). Het wellen bestaat daarin, dat men twee stukken metaal, bij eene
temperatuur van ongeveer 90° van Wedgewonds pyrometer (vuur- meter), zoodanig verhit, dat hunne oppervlakten beginnen te vlocijen, in welken toestand men ze op elkander legt en door harnerslagen vereenigt. De werkman moet bij dezen arbeid vooral toezien, dat het metaal voor de inwerking van de zuurstof der buitenlucht be- waard blijve ; totdat einde hnlt men het in eene glasachtige massa, waarbij voor het ijzer zuiver zand, voor het slaal glaspoeder of borax wordt genomen. Daarmede worden de verlutte stukken Blechts bestrooid, en de voortgezette gloeijing doet het zand of poeder tot een glazig bekleedsel smelten, dat den invloed der lucht buitensluit. Hoe zorgvuldiger men het te wellen stuk in zulk eene vloeijende glasmassa hult, des te volkomener zal het werk gelukken. Zulk eene hitte, waarbij het stuk op de gemelde wijze zorgvuldig is om- wikkeld, beet men eene vochtige of sappige zweethitte, terwijl men aan eene zoodanige, waarbij het metaal gedeeltelijk aan de lucht is blootgesteld, den naam van drooge zweethitte geeft. D.iar de zweethitte van het staal iets lager dan die van het ijzer ligt, zoo kan men goed staal, zal men het niet in zijne eigenschap scha- den en aan de oppervlakte door het afbranden ijzeraehtig maken, alleen dan naar behooren met ijzer zamenwellen, wanneer men beide stukken, het ijzer en het staal, in afzonderlijke vuren tot op den vereischten graad verhit, dan snel op elkander legt en door den hamer vereenigt. Wanneer men ijzer en staal zoodanig zamenwelt, dat het staal
de uitwendige bekleeding en het ijzer het binnendeel uitmaakt, dan noemt men dit werk het verstalen van het ijzer of wel het staal aanzetten. Dit verstalen wordt niet enkel onder hamers, maar ook tusschen cylinders verrigt. In het laatste geval laat men de gloei- jende stnkken van beide metalen tusschen de rollen doorgaan, zoo- dat de drukking beider vereeniging bewerkt. |
|||||||
|
*) Ovet de inrigting van eene smidse of smidswinkel kan men
onder auderen raadplegen: Pasteur, Handboek voor den Ingenieur, op het woord smidse. 67
|
|||||||
|
HET IJZEB,
|
|||||
|
jd Onder solderen wordt die teohnisohe verrigting verstaan, waar-
door twee metaalstukken (die of van een en hetzelfde of van ver- schillend metaal kunnen zijn), door een vloeimiddel en een ligter vloeibaar metaal, dan de beide stukken zelve zijn, in verwarmden toestand met elkander verbonden worden. l)it solderen bcstaat alzoo daarin, dat men twee metaalstukken door een derde vloeijend me- taal verbindt, terwijl het laatste zich met elk der twee afzonderlijke voorwerpen vereenigt en na verkoeling eene verbinding tusscben hen daarstelt. Deze verbinding nu van het tussohenmetaal, het soldeersel, soldeer genoemd, is in den eigenlijken zin eene seheikundige ver- binding, daar de oppervlakten met elkander te zamen smelten. Hoe meer seheikundige verwantschap het soldeer tot de te verbinden metalen heeft en boe nader hunne smeltpunten aan elkander gren- zen, zoo inniger zal de vereeniging zijn. Naar gelang der aanwen- ding van den gevorderden hittegraad onderseheidt men hard en week of zaoht solderen. Bij het eerste, dat ook den naam van heet solderen draagt, worden do metalen zoo sterk verhit, dat zij in eenen gloeijenden toeatand geraken, waardoor het soldeer vloeijend wordt; bij het laatste, ook het koud solderen genoemd, worden de metalen ook wel verwarmd, maar niet tot gloeihitte, daar het to gebruiken soldeersel reeds vroeger smelt en de vereeniging bewerkt. Bij het werk van het solderen zelf worden de beide stukken,
die men vereenigen wil, zamen gedrukt, met het vloeimiddel en het soldeersel voorzien en zoo lang aan de hitte blootgesteld, tot dat bet laatatgenoemde smelt en als vloeistof de openingen of ruimten der zaamgedrukte plaatsen aanvult. De stof, die tot bard soldeer- sel dient, is voor ijzer en staal, als de minst smeltbare metalen, doorgaans rood koper, als de s'ukken betrekkelijk klein zijn, doch voor grootere stukken gebruikt men geel koper. Voor zeer klein en net werk bedient men zich van goud, bijaldien het werk zulks waardig is. Wanneer men twee stukken ijzer of een stuk ijzer met een stuk geel koper moet zamen solderen en men deze in geen sterk vuur mag brengen, dan gebruikt men tin-soldeersel met bij- voeging van een weinig ammoniakzout, condor hetwelk het soldeer- sel niet zoude vatten. Bij het solderen van twee stukken staal moet het gesoldeerde werk op nieuw gehard worden, omdat het staal in het vuur zijno hardbeid verliest. Het harden van het staal bestaat daarin, dat men het verhit en
dan plotselijk afkoelt, waardoor het eene aanmerkelijke hardbeid verkrijgt. Bij deze verhitting is het volstrekt noodzakelijk, dat het staal door eene zorgvuldige bedekking met kolen tegen den invloed der lucht beveiligd wordt, opdat het staal door eene verbinding met de zuurstof aan de oppervlakte niet verbrande en tot ijzer 68
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
overga. Ook mag het niet te lang in de gloeihitte hlijven, dewijl
het anders koolstof opneemt en zoo tot don toestand van het ruw ijzer terugkeert. Daar het voor de harding van het staal een vereischte is, dat
eene plotselijke verwisseling van temperatuur plaats grijpe, door het in gloeijenden staat in eene koude vloeistof to dompelen, zoo zoude men, dewijl tooh tot teohnisehe oogmerken het staal op ver- schillende graden van hardheid wordt gebruikt, deze daardoorkun- nen bereiken, dat men het tot op onderscheidene hittegraden bragt en ook in vloeistoffen van verschillende temperaturen dompelde. Van deze handelwijze wordt echter in de teehniek bijna geen ge- bruik gemaakt. Schier algemeen wordt het staal tot op den hoog- sten graad gehard en dan door eene ontgloeijing, ontlating geheeten, op lagere graden van hardheid terug gebragt. Tot af koeling van het gloeijende staal bedient men zieh gewoon-
lijk van water, dat dikwijls met zout is vermengd. Somwijlen dompelt men het ook in vet of olie, waarbij men ook wel arsenik voegt; ook verdund salpeterzuur, alsmede kwikzilver dienen als vloeistof tot harding. In bijzondere gevallen, b. v. bij het harden van damascener klingen, wordt het staal door luchttrekking ge- hard. Bij het harden van de muntstempels wijkt men van de ge- wone handelwijze der indompeling af; op deze toch leidt men in den gloeijenden toestand eene waterstraal, die allereerst het miduen van den stempel raakt, opdat deze aldaar het vroegst afgekoeld en alzoo bij voortgezette warmte-berooving tegen scheuren of sprin- gen beveiligd worde. De meeste geharde stalen voorwerpen zijn tot de verschillende
technische bedoelingen te hard en te broos; daarom volgt er eene tweede verwarming, het ontlaten, door welke aan de geharde stuk- ken des te meer van hunne hardheid en broosheid wordt ontnomen, naarmate de verhitiing verder wordt voortgezet. Om een regel voor deze graden van hardheid te verkrijgen, let men op de onderschei- dene aanloopkleuren, waarmede de oppervlakte van het verwarmde staal wordt bedekt, en men verhit het staal, dat men ontlaten wil, niet verder, zoodra het de kleur vertoont, die met den begeerden graad van hardheid overeenkomt. Slechts in bijzondere gevallen bedient men zich ter ontlating van het staal van de metaalbaden, die uit een mengsel van lood, tin en bismuth bestaan. Deze meng- sels of allieersels worden in zulk eene verhouding bereid, dat hun smeltpunt die hitte heeft, welke aan het te ontlaten staal meet medegedeeld worden. Een zoodanig allieersel, dat in een ketel is afgekoeld, wordt met de staalstukken, die men wil ontlaten, be~ 6?
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
dekt en rerwarmd, om er de laatsten, zoodra de smelting begint>
weder af te nemen. Het harden ran het ijzer bestaat daarin, dat men het aan zijne
oppervlakte in staal verandert en dit vervolgens hardt. Bij dit werk, de cementering van het ijzer genoemd, wordt het te harden ijzer in een poeder van koolstofhoudende zelfstandigheid, zoo als beenderen, lederafval, hoorn, haren enz., gewikkeld, dan gloeijend gemaakt en snel afgekoeld. Bij het gloeijen met de gezegde stoffen, inzonderheid met het koolstofrijkc blaauwzure ijzerpotasch of bloed- loogzout, gaat de koolstof van het cementpoeder in het ijzer over en verandert zijne oppervlakte in staal, dat dan door plotselijke afkoeling gehard wordt. De bearbeiding van het ijzer of staal tot blik bestaat daarin,
dat men door mechanische drukking der hamers of cylinders de metalen tot dunne platen uitslaat of plet, welke of zwart gelaten of met tin omkleed worden. Het dus voortgebragte blik onderseheidt men derhalve in gestagen en in geplet blik. Om genbemde metalen door hamers in blik te veranderen, laat men dikke strooken van het tot blik be3temde metaal zoodanig verdunnen, dat daaruit een vol- komen effen en glad, overal even dik blik ontstaat. Bij de bewer- king in het groot worden de blikbamers door kracht van water of stoom in beweging gebragt, en het metaal, op een aanbeeld rus- tende, wordt aan de werking der hamerslagen blootgesteld. Ge- woonlijk worden er onderscheidene hamers gebrnikt, waarvan de vlakken, die op het ondergelegde metaal werken, verstaald en meer of min gevvelfd zijn. Dit laatste is ook het geval met de boven- vlakken der aanbeelden. Hoe meer de vlakken der hamers en aan- beelden gewelfd zijn, des te sneller heeft de uitbreiding der metalen plaats, maar ook des te meer bedrevenheid wordt er van den kant des arbeiders gevorderd om het metaal zoo te besturen, dat er een gelijkmatig, overal even dik blik uit ontstaat. Doorgaans wordt het metaal tot dat einde eerst onder die hamers gebragt, welke het smalste of meest gewelfde vlak hebben; dan gebruikt men ach- tereonvolgens telkens minder gewelfde, tot dat er eindelijk onder bijna vlakke hamers de laatste hand aan gelegd wordt. Hierbij moot de werking des hamers steeds van uit het midden naar de kanten geschieden, omdat bij eene omgekeerde behandeling het uitgeslagen metaal zioh ombuigen en ligt ploojjen of bulten krij- gen zou. Daar men het blik niet alleen uit ijzer of staal, maar ook uit
andere metalen kan vervaardigen, zoo moeten sommige, naar gelang van hunnen aard, gloeijend, andere koud en eenige tot eenen ze- keren graad verwarmd, onder den hamer gebragt worden. Het eerste 70
■
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
is het geval bij ijzer en staal, gedeeltelgk ook bij koper, het laatst
heeft plaats bij zink. Tot het bereiden van blik kan men ook cylinder-werktuigen,
plet- of rekmachiires bezigen, zoo als vroeger beschreven zijn. De metalen, die in blik moeten veranderen, worden tusschen zulke rollen gebragt en vlak geperst. Wanneer beide rollen behoorlijk zijn ges'eld en zij door de eene of andere kracht ronddraaijen, wordt eene metaalstrook, dikker dan haar onderlinge afstand, er tusschen gehouden; de rollen trekken deze tot zich enbrengenze aan de andere zijde weder te voorschijn, zamen- of uitgeperst tot eene dikte, die met den afstand der cylinders overeenkomt. Worden nu de beide rollen digter bij elkander gebragt en laat men het metaal andermaal er tusschen doorgaan, zoo heeft er op nieuw eene zamendrukking en gevolgelijk eene vermindering der dikte van het doorgevoerd metaal plaats, waaraan ook natuurlijk eene vergrooting van oppervlakte onafscheidelijk is verbonden. Door voortgezet door- trekken en langzame toenadering der rollen is men dus in staat, om de bereiding van blik op verscliillende dikte te bepalen en de uUpletting tot eenen hoogen graad te brengen. Tot het trekken van ijzerbllk kiest men goed, taai en rekbaar
ijzer; men brengt de voorloopig eenigermate plat gesmede stnkken in gloeijenden toestand tusschen de ijzeren cylinders en haalt ze er door, eene bevverking, die bij telkens verminderden afstand der rol- len zoo lang met het gloeijend ijzer herhaald wordt. tot het ij'^er- blik de verlangde dikte heeft verkregen. Geheel op dezelfde wijze, als uit het ijzer blik wordt geplet, geschiedt dit ook nit het staal; alleen moet hier het metaal meermalen gloeijend gemaakt worden, dewijl het spoediger door afkoeling hard wordt. Het zwarte zoowel als het vertinde blik is zeer onderscheiden in
gewigt, grootte, zuiverheid en deugd, doch wordt hoofdzakelijk in drie klassen vcrdeeld. Het zwaarste blik noemt men in Duitschland kruisblih; de middelsoort, die een weinig dunner is, volderblik; en aan het dunste en fijnste geeft men den naam van senklerblik. In iedere klasse heeft men wederom verschillende soorten; zoo
onderscheidt men b. v. het zwarte in stort- en uitschotblik. Beide deze soorten worden bij het gewigt verkocht. Ieder blad heeft ge- woonlijk 63 duimen in het vierkant en 20 of 30 bladen wegen on- geveer 50 ponden; doch ook andere grootten kan men op bestelling krijgen. Het zwarte uitschotblik heeft men ook in bladen van 32 en 25 duimen, en wordt met de andere kleine soorten bij enkele bla- den of bij vaten verkocht, waarin 450 bladen gaan. Het vertinde of witte blik onderscheidt zich in groot Jcruis of
pontonblik van 38 tot 39 en 28 tot 29'/« duimen, wegende een blad 71
|
|||||
|
HBT IJZEK,
|
|||||
|
omtrent een half pond, en in klein kruisblik, van 32 en 23 duimen,
wegende ongeveer de helft van het voorgaande, of 20 tot 25 looden. Men ontmoet in den handel, vooral onder het Engelsche blifc en
ook in de inlandsche fabrieken, nog bladen van middelbare grootte, als van 35 en 25 duimen, en eene soort van grootere afmetingen, namelijk van 45 en 32 duimen; men kan zelfs veronderstellen, dat hierin nog meer verscheidenheid heerscht. Het zwaarste blik is ge- Troonlijk van 3 tot 4 strepen en het dunste van '/3 tot 1 streep dik. Het vertinnen van blik dient hoofdzakelijk ora het voor roesten
te bewaren en om de meuigvuldige huishoudelijke gereedschappen, welke daarvan gemaakt worden, schooner, netter en zuiverder te . doen zijn. Hiertoe ontdoet men het blik vooraf van alle zwartheid en verdere vuiligheid en legt het in een zuiver deeg van grof ge- malen roggemeel en water. Nadat het blik in zulk een deeg eenigen tijd gelegen heeft, en daarop alle vuiligheid losgeweekt en er van afgenomen is, worden de bladen met talk bestreken, tweemalen in het gesmolten tin gedoopt en daarna op een doek met klei afge- wreven. Hetzelfde doel kan men bereiken door de gezuiverde platen in
eene zwakke tinoplossing te leggen; deze wordt verkregen door tin op te lossen in geconcentreerd zoutzuur en vervolgens de oplos- sing met lftO200 deelen water te verdunnen. Men stapelt nu in eenen houten trog platen ijzer opeen; men bedekt elke ijzeren plaat met fijn gekorreld zink, zoodat er eene batterij van ijzer- zink in eene tinoplossing geboren wordt, waardoor in den loop van een paar nren het ijzer vertind is. In den tussehentijil smelt men zink en overdekt het vloeibare metaal met eene laag salmiak en aarde; in het zinkbad liggen een paar rollen, tussohen welke on- midddellijk de natte vertinde platen, nadat het vocht afgedruppeld is. geleid worden. Men bepaalt zeer naauwkeurig den tijd van het vertoeven in het bad, en de horizontale geleiding is" eene noodza- kelijke voorwaarde voor de gelijkmatige werking. Dit naar Engel- sche wijze verzinkte ijzer is taaijer en heeft in alles de voorkeur boven bet Fransohe. Zelfs bij deelen, die aan veel schuring en wrij- ving onderhevig zijn, blijft de zinkvlakte bestaan, omdat er als het ware eene voortdurende galvanische werking plaats heeft, die zich hernieuwt, zoodra eene vlakte van zink ontbloot wordt. Daar echter het ijzer, als het op deze wijze vertind wordt, in
taaiheid verliest, zoo kan men, om dit bezwaar bij hamerbare voor- werpen weg te nemen, een mengsol aanwenden van gelijke deelen tin en zink. Deze alliage wordt gemaakt door het tin eerst in een ijzeren vat te gmelten, het zink er in kleine hoeveelheden bij te 72
|
|||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWEUKING.
|
|||||
|
voegen en dit mengsel op een steen nit te gieten. Het verzinken
geschiedt overigens op de gewone wijzc, en om oene meer hechte vereeniging te verkrijgen, zou men dadelijk de bladen door een cylinder-toestel kunnen laten loopen. Men kan ook gebruiken 50 deelen zink, 35 tin en 15 lood. Voor ijzerblik, dat niet behoeft ge- bogen te worden, kan men ook nemen het zinkijzer-alliage, over- blijvende na het zinksmelten, of een mengsel van 50 deelen zink- ijzer, 34 lood en 16 antimoninm ). Het draadtrekken bestaat daarin, dat men eene metaalstaaf bij
herhaling door telkens naauwere gaten trekt om haar zoodoende niet alleen eene zamenpersing of toeneming in digtheid te doen onder- gaan, maar ook om haar langzamerhand al langer en langer te maken. De ronde gaten, door welke de draad getrokkeii wordt, zijn aangebragt in eene ijzeren plaat, het trekijzer geheeten, waarin zij eene reeks van allengs kleinere openingen vormen. Het tot draad bestemde metaal wordt of door smeden of door gieten vooraf tot eene stang gevormd; ock snijdt men wel uit blikbladen smalle strooken, hetwelk doorgaans door snijrollen gesohiedt. Nadat het metaal voorloopig tot eene ronde gedaante is gebragt, wordt het aan een der einden min of meer aangepunt, met dat aangepnnte einde in het gat van een trekijzer gestoken, door het werktuig aan- gegrepen en met geweld door de opening getrokken. Dit zelfde werk wordt door telkens naanwere gaten zoo dikwijls herhaald, tot de draad de verlangde afmeting heeft verkregen. Het doortrek- ken zelf wordt of op eene eenvoudige trekbank, of door cylinders, of door sleeptangen verrigt. In het eerste en laatste geval wordt de draad, digt bij het vlak van .het trekijzer, door eene tang vast- geklemd; deze tang wordt dan door de noodige kracht van het trekijzer verwijderd, en zoodoende de draad door het gat getrok- ken. Bij het gebruik van de roltrekkers wordt het einde van den draad, die door het trekijzer moet gaan, aan den omtrek van een cylinder vastgemaakt, die men dan om zijne as wentelt, waarbij de draad op de rol gewonden en door het trekijzer gehaald wordt. Het spreekt van zelf, dat, hoe dikker de tot draad bestemde me- taalstang is met betrekking tot den verlangden draad, des te meer- malen het metaal door trapsgewijze kleiner wordende gaten moet getrokken worden. Zoo als vroeger gezegd is, wordt de draad nit het rekbaarste
ijzer gemaakt, en zijne menigvuldige soorten worden naar hare dik- ten, volgens nummers, welke van 1 tot 20 gaan, onderscheiden en bij den ring verkocht. ') Zie: Jaarboekje van Wetenschappen en Kunsten, door 5. Bleeh-
rode, derde jaargang (18481849), biz. 143 en 144. 73
|
|||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
De dikste soort van zulk draad is ran 7'/i strepen middellijn, en
levert eene lengte ran ruim 3 ellen per pond. De middelbare soort heefteene dikte van 2'/» strepen, en het pond
daarvan levert eene lengte van 38 ellen. De fijnste soort heeft eene dikte van '/2 streep, en daarvan heeft
het pond eene lengte van 330 ellen. Tusschen deze drie soorten treft men nog 17 of 18 andere aan,
wolke, naarmate zij in dikte verminderen, in lengte en prijs ver- meerderen '). VI.
EIGENSCHAPPEN VAN HET IJZEU.
Onder de merkwaardigste eigenschappen van liet ijzer behoort
niet alleen de aantrekking van den magneet, maar ook het vermo- gen, zoo als reeds meermalen is gezegd, om zelf magnetisch te worden, eene hoedanigheid, die door onderscheidene wijzen van wrij- ven met eenen natnurlijken of kunstmatigen magneet, als ook door onderscheidene andere knnstgrepen aan het ijzer kan worden mede- gedeeld. Om staafijzer te bepi-oeven laat men de staven, gesmeed of on-
gesmeed, buigen, doorliakken en breken, ten einde de buigzaamheid, veerkracht en rekbaarheid en in de breuk den aard der vezelen te onderzoeken. Dit onderzoek geschiedt op versohillende wijzen: 1. door de staaf op een derde van hare lengte op een zeer smal aan- beeld te slaan totdat zij langzamerhand buigt onder een stompen of regten hoek. Wanneer men dit eenige malen onder heen- en wederbuigen lierhalen kan, blijkt het dat het ijzer taai en van goede hoedanigheid is: 2. door de staaf op twee vaste steunpunten te leg- gen en ze met een zwaren hamer te beuken, of wel om haar in gloeijenden toestand op den rand van een aanbeeld onder een reg- ten hoek heen en weder te slaan, hetgeen, als dat zonder breken of barsten plaats heeft, als eene afdoende proef te beschouwen is. Bij het doen van dit laatste onderzoek ontwikkclt het Zweedsch ijzer een eigenaardigen phosphorachtigen reuk, dien men desgelijks bespeurt bij net bearbeiden van ijzer van Vlverstone. Om het ijzer in bewerkten slaat te beoordeelen, dienen de navol-
gende proeven: ') Zio: /. D. Pasteur, Bandboek voor den Ingenieur, op het woord
ijzerdraad, alsmede: W. A. Bust, Schets der Technologie, biz. 78 en volgende van den eersten druk, 74
|
|||||
|
ZIJNC SMELTING EN BKWERKING,
|
|||||
|
Wanneer het in de breuk breede vezelcn doet zien, welke geene
verschotene aschgraauwe, maar eene glinsterende lichtgraauwe kleur hebben, houdt men het voor een goed teeken en men geeft aan zulk ijzer vcrrewcg de voorkeur boven dat, hetwelk in de breuk oogjes en bladeren vertoont. De aschgraauwe en blaauwachtige kleur der vez?len is een teeken, dat het ijzer murw en zacht is, hetwelk bij eene groote hitte als tonder uit elkander gloeit of geheel rood wordt. Bijaldien de oogjes in de breuk nict afgescheiden en korrelig, maar van dunne bladen, ran een matten zilverglans en met een vooruitspringenden rand voorzien zijn, dan toont dit bij zware stukken eene goede soort van ijzer aan. lndien het ijzer, koud zijnde, zich been en weder laat buigen,
zonder dat het breekt,- en eindelijk bij het breken niet glad af- springt, maar even als het hout met een uitstekenden rand af breekt, dan mag men het er voor houden, dat zoodanig stuk of zooda- nige soort van ijzer eene goede hoedanigheid bezit. Als eene regte, dun uitgerekte staaf zich regthoekig of als de
veer van een uurwerk laat buigen en in de breuk nog meer ve- zelen heeft, dan het straks genoemde dikkere stuk, of wanneer de daarin gevondene bladen zich in vezelen verandcrd hebben, dan is het ijzer goed. Wanneer het ijzer zich goed en zonder te scheuren tot een plat
stuk laat uitslaan en daartoe eene sterke hitte en vele hamersla- gen vordert, dan kan men zich wegens de deugdzaamheid van het ijzer gerust stellen. Wanneer men het ijzer naar zijne deugd en goede eigenschappen
beoordeelt, zoo kan men het tot vijf soorten brengen, waarvan de eerste smedig, buigzaam en daarbij hard is, alle bovengenoemde eigenschappen bezit, en behalve eene volkomene buigzaamheid de noodige hardheid, vastheid en veerkracht heeft, zoodat zij noch in het gebruik, noch in het vuur een aanmerkelijk verlies onder- gaat, en dus langen tijd behoorlijken tegenstand kan bieden. Zoo- danig ijzer heeft de meeste digtbeid en is tot alle soort van werk- stukken bruikbaar. De tweede soort is buigzaam en daarbij zacht, komt met de eerste
vrij wel overeen in buigzaamheid, doch is niet zoo vast en veer- krachtig, niet zoo duurzaam, minder aan springen onderhevig, en wordt in het vuur broos. De derde soort noemt men roodbreukig ijzer, en toont zicb, koud
zijnde, onder het bewerken week en taai, doch wanneer het rood- gloeijend is, breekt het bij het buigen. Bovendien roest het ligt, en is, zoowel gegoten als gesmeed, tot kr.ukengereedschappen, als ovens en dergelijke zaken, ongeschikt, omdat het aan de spijzen 76
|
|||||
|
HBT IJZBR,
|
|||||||
|
eene onaangename kleur en een onaangenamen reuk en sinaak
geeft. Bij het vijlen heeft dit ijzer eene blaauwachtige streek en bet kan alleen tot kleine smidswerken gebezigd worden. De vierde soort noemt men kondbreukig ijzer; dit is hard en laat
zich, warm zijnde, goed bewerken en buigen, doeh koud zijnde, springt het ligt. In de Drank heeft men gewoonlijk een helder glin- sterend, meer blad- dan vezelachtig weefsel. Het roest niet zoo ligt als het roodbrenkige, laat zich wel polijsten, en kan tot allerhande soorien van gereedsehappen gebruikt worden, die geen zwaren slag of stoot te verduren hebben, alsmede tot het maken van blik. Tot gegoten keukengereedschappen, kagehels, ovens en dergelijke zaken is het'zeer gesehikt, doch van deze en van do laatstgemelde soort kan geen bruikbaar staal gemaakt worden. Tot de vijfde soort brengt men het ruwe, brooze ijzer, hetwelk
niet wel aaneengesmeed kan worden, daarbij zeer aan het breken onderworpen, grof, glinsterend, vaal of in de breuk verschoten is, en zonder eenigcn voornitstekenden rand glad afbreekt '). Aangaande de betrekkelijke vastheid van het ijzer heeft men
insgelijks onderscheidene proeven genomen, die tot geleerde onder- zoekingen hebben geleid en hier niet behoorcn vermeld te worden *). Om evcnwel den lezer hiervan eenig denkbeeld te geven, zullen
wij de resultaten mededeelen, die door Rondelet gevonden en in zijne Traiti thiorique etpratique de Vart de b&tir medegedeeld zijn 3). Deze zijn:
1°. Dat eene ijzeren staaf op geene grootere lengte zonder door to
bnigen kan vrij liggen, dan eene even dikke rib, staaf of lat van eiken hout, doeh dat iedere ijzeren staaf even sterk is als eene eiken rib van dezelfde lengte, wier dikte tot die der staaf staat als 3 : 1. 2°. dat eene vrij liggende staaf, om niet door te buigen, ten
minste het dertigste deel van hare lengte tusschen de steunpunten tot dikte moet hebben. 3°. dat de maat van doorbuiging bij zulk eene staaf afhangt van
de betrekking harer vertieale dikte tot hare lengte, en dat natuur- lijker wijze hare stijfheid in de omgekeerde reden staat. 4°. dat bij staven van dezelfde lengte de doorbuigingen in de om-
gekeerde reden staan van de vierkanten harer vertieale dikten, en |
|||||||
|
') Zie: Pasteur, Handboek voor den Ingenieur, op het woord ijzer.
s) Zie, onder anderen: /. P. Itelprat, verhandeling over den we-
derstand van balken en ijzeren staven. s) Zie: Pasteur, Handboek voor de Ingenieur, op het woord bouw-
ttoffen. 76
|
|||||||
|
ZIJKB SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||||
|
dat de horizontale dikte tot den graad van doorbuiging niets toe-
of afdoet. 5°. dat bij staven van ongelijke dikte de graden van doorbuiging
tot elkandcr staan als de producten van hare gewigten met hare lengten, terwijl men een aan het midden der staaf opgehangen gewigt kan beschouwen als een dubbel zoo groot gewigt, hetwelk over de geheele lengte der staaf zoude verdeeld zijn. 6". dat eindelijk, bij staven van ongelijke lengten en dikten, de
graden van doorbuiging tot elkander staan in de regte reden van de vierkanten harer lengten, en in de omgekeerde reden van de vierkanten harer dikten. De soortelijke zwaarte ven het ijzer is zeer onderscheiden, naar
mate van de zuiverheid en deugd van bet gegotene of geslagene, en naarmate van de digtheid welke het heeft verkregen. Intusschen rekent. men het geslagene en niet geharde ijzer in staven op 7,788 en het gegotene op 7,207. VII.
OPBKENGST DEE IJZEESMELTERIJEN IN VERSCHILLENDE
LANDEN EN WERELDDEELEN. De ijzerfabricatie is in de jongste tijden in alle landen, die op
wetenschappelijken voornitgang en nijverheid aanspraak maken, met rassche schreden vooruitgegaan. Nergens evenwel heeft deze tak van industrie meer vorderingen gemaakt en grootere uitbreiding ver- kregen, dan in Engeland, zoo als uit stalistieke opgaven, die straks zullen volgen, nader kan blijken. Wanneer men de opbrengst als maatstaf neemt, dan kan men na
laatstgemeld rijk in volgorde noemen: Frankrijk, Noord-Amerika, Belgie, Rusland, Scandinavian, Italie, Spanje en Portugal. In de Oostenrijksche Staten van Duitsehland : Bohemen, Moravie, Salzburg, Tyrol, lllyrie Karinthie, Hongarije en Zevenbergen. De laatstge- noemde staten leveren te zamen, ongeveer 2'/a millioenen centenaars gietijzer en rood staalijzer. Het koningrijk Pruissen trekt grooten- deels het benoodigde ijzer uit Silezie, jaarlijks tot een bedrag van ongeveer 900,000 centenaars, terwijl de opbrengst in de Rijnpro- vincien over een gelijl; tijdvak even zooveel bedraagt. In Beijeren is de opbrengst 250,000 cent., in Saxen 280,000 cent., in Hano- |
|||||||
|
<) Aldus heeten de drie rijken, Denemarken, Zweden en Noorwe-
gen te zamen. 77
|
|||||||
|
HET IJZER,
|
|||||
|
ver 150,000 cent., in Brunswijk 100,000 cent., in Eijn-Hessen
20,000 cent., in de Thuringer Staten 300,000 cent., en in Nassau 130,000 cent. De overige Duitsche Staten geven gezamenlijk 60,000 cent., Belgie ruim 2'/2 mill, cent., Zwitserland 50.000 cent., Zweden en Noorwegen 21/* mill, cent., Groot Brittannie (met eene jaarlijksehe vermeerdering van 2 tot 3 mill, cent.) 35 mi'l. cent., welke in 500 hoogovens gewonnen worden '), Frankrijk 12 mill, cent., Spanje '/z mill, cent., Portugal 40,000 cent., Italie' 1 mill, cent., Rusland en Polen 8 mill. cent. Daaren- boven Ieveren Frankrijk, Spanje en Italie nog veel staafijzer, het- welk in zoogenaamde wolf-ovens (Luppenfeuer) onmiddellijk uit de ertsen gesmolten wordt. Betrekkelijk de ijzer-productie in andere rijken, buiten Europa gelegen, heeft men geen bepaalde opgaven; over het algemeen is aldaar de opbrengst Diet zoo aanzienlijk, be- halve in Noord-Amerika, waar in 1840 in ongeveer 200 hoogovens eene hoeveelheid van 8 mill. cent, gietijzer gewonnen werd. De voornaamste ijzermijnen in Noord-Amerika hevinden zich in het Alleghany-gebergte, te New-Persey en in de Ohio-Staten, aiwaar de voortreffelijkste ijzerertsen en steenkolen in overvloed gevonden worden. Volgens eene vrij naauwkeurige berckening kan men de opbrengst
van al de ijzermijnen, over den aardbol verspreid, op minstens 100 millioenen centenaars stellen, waarvan Groot Brittannie' alleen het e'e'n derde gedeelte levert2). ' Dit ijzer-product, dat ongeveer 600 millioenen guldens waarde heeft, is alzoo veel belangrijker dan al het goud, hetwelk zoo in California als in andere werelddeelen ge- vonden wordt. Vrij naauwkeurige onderzoekingen hebben geleerd, dat wanneer men de jaarlijksehe opbrengst van het ijzer met die van het gevonden goud en zilver vergehjkt, bet eers:e ongeveer zes maal meer waarde heeft dan de twee laatsten te zameu. ) Te weten:
In Schotland.................................................. 4 mill.
ii Cumberland, Lanscashire en Northumberland........... 2 it
n Perkshire en Derbyshire............... ................. 1 "
n Norihwales................................................ 1 "
ii Schropshire en Staffordshire.............................. 7' a n
ii Gloucester.............................. ................ 0'/> »
ii Monmouthshire........................................... 0'/« u
n Southwales, Swansea in Wallis......................... 8'/2 n
ii Ditto, Merthyr............................................10 u
') Wij hebben deze opgaven ontleend aan Meijer's Lexicon, op
het woord Eisen, waarmede evenwel soortelijko opgaven in het Conversations-Lexicon van Brockhaus, (lOe AusgabeJ, niet in alle opzigten overeenstemtnen. Wie begeerig is aangaande dit onder- werp meer te weten, kan raadplegen de Vergleichende Slatistik der Eisen-Industrie aller Liinder, von Wilh. Oechelhiluscr, Berlin 1852. 78
|
|||||
|
ZIJNB SMELTING EN BEWEKK1NG.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Ten einde den lezer een denkbeeld te doen vormen van den vooruit-
gang der ijzerproductie in Groot-Biittannie, geven wij do volgende: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Vergelijkende Tabel over de toeneming der ijzer-productie in
Grool-Brittannie, bij tijdvahhen van tien tot Hen jaren. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Als een voorbeeld van de aanzienlijke vermeerdering der ijzer-
productie in Frankrijk kan men melden, dat in de jaren van 1824 tot 1834 de opbrengst van 7 tot 9 millioenen centenaars is geste- gen'), welk product in ongeveer 1100 hoogovens bereid wordt. De gemiddelde opbrengst van een Franschen hoogoven bedraagt
9000 cent., van een Engelschen 70,000 cent., van een Duitscben 7000 cent., van een Eussischen 12,000 cent., van een Belgischen 30,000 cent., van een Amerikaanschen 50,000 cent. Hieruit volgt: dat een Engelsche hoogoven gemiddeld 10 maal zoo veel ijzer op- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
') Te weten:
In Champagne......................
ii Jura..............................
it de Ardennes......................
ii ftievre..........................
» Bretagne...........................
79
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Vk mill
3'/2 »
»»« "
1'/» II
O'l* ii
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
HET IJZER,
|
|||||||
|
levert als een Duitsche, 8 maal zoo veel als een Fransche, 6 maal
zooveel als een Eussisehe, 2'/2 maal zooveel als een Belgische en IV2 maal zoo veel als eens Amerikaansche. Zoo als men zegt, wordt thans de grootste oven in het Swansea-
District gevonden; deze is een anthracieloven ') terhoogte van 22'/2 ellen, in welken jaarlijks eene hoeveelbeid van 300,000 centenaars erts uitgesmolten wordt, die wekelijks 2000 centenaars gietijzer oplerert. VIII.
f
GESCHIEDKUNDIGE BIJZONDEEHEDEN OMTKENT DE
IJZERSMELTEEIJEN. Het nitsmelten van den ijzererts en het gieten van het ijzer in be-
paalde vormen dagteekent van de vroegste tijden, ja zelfs van voor den aanvang onzer jaartelling, zoo als Plinius in zijne Historia na- turalis beweert. Op gelijke wijze spreken andere schrijvers 2), die meenen, dat de Gallische volken reeds met de ijzorgietkunst be- kend waren, toen Brennius omstreeks 390 jaren vodr J. C. met zijne talrijke legerbenden het Komeinsche gebied binnenviel en er groote veroveringen maakte. Zoo als wij vroeger zeiden, wonnen onze voorvaders het ijzer
onmiddellijk uit de ertsen, van welke manier men nog heden ten dage de sporen kan zien in de ijzersmeltovens, die zich op Cor- sica en in Catalonie, bevinden. Deze ovens, welke het ijzer zonder verdere bewerking in smeedbaren 3taat opleveren, vorderen eene |
|||||||
|
') Anthraciet of Kolenblende is een mineraal dat in l'ensylvanie,
Savoye, Spanje, in het Erz- en Harzgebergte en op cenige andere plaatsen voorkomt. Het is eene fraaije delfstof, donkerzwart van kleur, eenigzins naar het staalgrijze overhellende, van een metaal- achtigen glans en schelpachtig van breuk. Het anthraciet heeft zijn oorsprong aan het plantenrijk te danken. In Noord-Amerika komt het in verbazende hoeveelheid voor; anthraciet-beddingen van 10 ellen dikte zijn aldaar niot zeldzaam, zelt's vindt men er van 15 ellen; in sommige streken van de Vereenigde Staten wordt het dan 00k in groote hoeveelheid als brandstof aangewend, met alleen voor huiselijk gebruik, waarvoor het zeer gezocht is, omdat bij het bran- den de tapijten en gordijnen met besmet worden, maar 00k in kalk- ovens, steenbakkerijen en zelfs op stoombooten Ook de asch is als voortreffelijk middel ter bemesting voor den landhouw van belang. Zie: Nieuieenhuis, Woordenboek van Kunsten en Wetenschappen,
(2de kerziene uiigave) eerste deel, biz. 178. 2) Onder anderen Julius Caesar in de Commentaria.
80
i
|
|||||||
|
ZIJNE SMELTING EN BEWERKING.
|
|||||
|
groote massa erts en brandstof, weshalve zij in dit opzigt zeer bij
de hedendaagsche hoogovens ten achteren staan. Het gieten van het ijzer in eenvoudige geulen en uithollingen
in zand en klei maakte aanvankelijk plaats voor kleine ovens van 1 tot 2 ellen boogte; in de eerste smolt men de gewone ertsen, en in de tweede meer vaste, namelijk die, welke zich zeer moeijelijk laten uitsmellen. Langzamerhand werden de ovens al grooter en grooter gemaakt, tot dat eindelijk in den jare 1580 zekere Lord Dudley eene proef nam om den erts met behulp van steenkolen uit to smelten. De proef gelukte volkomen, doch eerst na een tijdver- loop van ongeveer eene eeuw kwam zijne handelwijze algemeen in gebrnik. In het jaar 1783 deed de ijzersmeltkunst alweder eene schreda
voorwaarts, want toen bevond men, dat uitgezwavelde steenkolen (coaks) zeer gesehikt waren tot uitsmelting der ertsen en in menig opzigt de voorkeur verdienden boven de gewone steenkolen. Tot op het jaar 1821 onderging het smeltwezen geene verandering ran eenig aanbelang, doch toen slaagde men er in, om het met houtskolen uitgesmolten gietijzer verder door middel van steenkolen te affineren. Een aantal verbeteringen betrekkelijk de ijzersmeltkunst zou men
na de gemelde nog knnnen opnoemen, doch om niet te uitvoerig te worden, zullen wij deze handleiding besluiten met nog van eene uitvinding te spreken, die in der tijd veel opgang heeft gemaakt, namelijk van de aanwending der heete blaaslucht. In het najaar van 1827 bevond zich een leerling van Ure, ge-
naamd James Beaumont Neilson, machinist bij de gaz-fabriek te Glasgow toevallig in eene smederij waar men een klomp gietijzer, die niet gemakkelijk wilde smelten, vloeihaar zoclit te maken. Om dit doel gemakkelijk te bereiken, moest men een verlengstuk zet- ten aan de pijp van den blaasbalg. Men nam hiertoe eene buis van gegoten ijzer, die toevallig met steenkolen werd ondersteund en in eene bchoorlijke rigting gebragt. Even toevallig ontvlamden die steenkolen en maakten de ijzeren buis gloeijend. Zoo werd de lucht, door deze heen gedreven, dadelijk verwarmd, hetwelk tot eene spoe- dig vloeibaarmaking van den ijzerklomp niet weinig bijdroeg. De schrandere Neihon zag terstond, hoeveel partij hiervan te trekken was, en hij verhief zich hierdoor tot ui:vinder van de aanwending van heete blaaslucht. Hij verkreeg octrooi voor zijne uitvinding en paste ze aanvankelijk toe op het smidsbedrijf. Ras echter gevoelde hij, hoeveel voordeel het gebruik van verwarmde lucht hij den hoog- oven zou opleveren, en zijne uitvinding is thans tot alle ijzersmel- terijen van eenig aanbelang doorgedrongen. Zij is te gewi^tiger bij 81 «
|
|||||
|
HET IJZER.
|
||||||
|
den hoogoren, omdat die heete blaaslucht daar door een geachikten
toestel kan verkregen worden door middel van warmte, die andsrs tooh verloren gaat, zoo als wij reeds vroeger hebben vermeld. Wy hebben de merkwaardigste bijzondcrheden van het smelten
«n bewerken van het ijzer uit versohillende bronnen opgegaard en in eene beknopte schets zoeken zamen te vatten. De kennis van een metaal, dat onze eeuw als het ware beheerscht, kan niet anders dan hoogst belangrijk zijn. Ook wij deelen meer en meer in de onwaardeerbare voorregten, die eene overvloedige ijzerproductie oplevert. Te gewigtig eene rol speelt het ijzer in het dagelijksoh leven, dan dat het geene schando zou wezen voor elken besehaaf- den burger der negentiende eeuw, onbekend te blijven met den oor- sprong en de bewerking van dat metaal. Er bij stil te staan was ons bij het schrijven dezer schets eene aangename taak, moge het ook onzen lezeren niet ten eenen male ongevallig zijn. Lycklama-Stins bij Wolvega, S. F. KXIJNSMA.
9 Norember 1856.
|
||||||
|
82
|
||||||
|
ltrt^|rt, 7n\ut strutting nt Jrettrtrfiittg.
|
|||