¿Qué es el hierro?
El hierro es un elemento metálico (símbolo de la tabla periódica: Fe) con un punto de fusión de 1150 grados centígrados en adelante.
Es el cuarto elemento más ampliamente distribuido en la corteza terrestre, pero se encuentra como mineral de hierro más que como metal utilizable. El mineral de hierro se presenta en diversas formas y tiene aspecto de roca. Es una mezcla de hierro, oxígeno y otros elementos, mezclados con arenas y arcillas.
Imagen, derecha: mineral siendo extraído de los pozos de campana en Wilsontown.
Para hacer un metal utilizable, una ferrería tiene que deshacerse de los componentes no deseados de esta mezcla y conservar la mayor cantidad de hierro posible, produciendo un metal más puro.
El proceso de fabricación del hierro se desarrolla
La fabricación del hierro llegó a Gran Bretaña desde Europa y Oriente Medio alrededor del año 450 a.C.. En esta época el proceso sólo necesitaba mineral de hierro, carbón vegetal y arcilla. A partir del siglo XIII se utilizó la fuerza del agua para accionar fuelles y martillos, y el alto horno se introdujo en el siglo XV en Bélgica.
El carbón vegetal se utilizaba allí donde había madera a disposición, pero en las zonas sin muchos bosques, el carbón era un posible combustible para los altos hornos. El carbón suele contener azufre, lo que significa que el hierro fabricado con carbón como combustible también contendrá azufre. Esto está bien para el hierro fundido pero no sirve para el hierro forjado.
El carbón es una forma más pura de carbono y no tiene azufre. Se hace mediante la quema parcial de carbón. El coque se utilizó en los altos hornos por primera vez en 1708, y la Ferrería de Wilsontown utilizó el coque como combustible para sus altos hornos desde el principio.
La receta para hacer hierro
Los hombres que trabajaban en la casa de carga de los altos hornos habrían sido quizás los trabajadores más cualificados de la Ferrería. No serían locales y tal vez ni siquiera escoceses. Su trabajo consistía en asegurarse de que se añadían las cantidades correctas de los distintos ingredientes en el momento adecuado a los altos hornos, grandes hornos utilizados para cocer la mezcla de hierro.
Los altos hornos funcionaban idealmente 24 horas al día, siete días a la semana. Sólo se apagaban cuando se necesitaban reparaciones y mantenimiento.
Los ingredientes para hacer hierro utilizable eran piedra caliza, piedra de hierro, coque y aire. El coque es el combustible y la piedra de hierro proporciona el mineral de hierro. La piedra de hierro se tuesta primero en hornos de calcinación, situados junto a los altos hornos, para eliminar las impurezas. El aire, o chorro, se introducía en el alto horno mediante potentes máquinas de vapor. (Utilizaban aire frío hasta 1828, cuando se descubrió en Wilsontown que el chorro caliente producía un hierro de mejor calidad).
Se necesita aire para mantener la mezcla ardiendo dentro del horno. La piedra caliza se añade porque se combina con las impurezas del mineral de hierro, actúa como fundente. Esta mezcla de piedra caliza e impurezas se denomina escoria, que no se quería y se eliminaba de los altos hornos abriendo un grifo por el que salía la escoria una vez que había flotado hasta la parte superior de la mezcla.Diagrama del horno de Wilsontown
Una vez que la mezcla se había calentado durante el tiempo necesario y se había retirado la escoria, se abría un grifo en la parte inferior del alto horno para que saliera el hierro fundido. Se dejaba fluir hacia lechos de arena preparados, llamados pig beds, donde se fraguaba. Así es como se fabricaba el arrabio, llamado así porque se decía que la disposición de los lechos de arrabio se asemejaba a la de una cerda alimentando a sus lechones.
Dentro de un alto horno
Después de fabricar el arrabio en los altos hornos, una parte se llevaba a las refinerías y luego a la forja y al tren de laminación.
Las refinerías
En Wilsontown había dos altos hornos en los que el arrabio se sometía primero a una ráfaga de aire para quemar algunas de las impurezas antes de su formación. Las refinerías debían estar cerca de donde salía el hierro del alto horno y convenientemente situadas para que el hierro se llevara a través de la alcantarilla a la forja para el pudding. Tras el refinado, el metal se enfriaba en una cisterna o abrevadero.
La fragua
Detalle de la fragua de WilsontownUna fragua es un edificio donde se calienta y se da forma al metal.
Este edificio se construyó por primera vez en 1790/1 siguiendo los planos elaborados por John Rennie, que en aquella época trabajaba como ingeniero para Boulton y Watt. Se encontraba al otro lado de la alcantarilla de los altos hornos. En su centro había una casa de máquinas con dos máquinas de vapor en 1810, una de una potencia y otra de dos. Una de estas máquinas era de segunda mano, había sido comprada a la fundición King and Queen de Rotherhithe, propiedad en ese momento de Gardner, Manser & Co. Probablemente comenzó a trabajar en la forja de Wilsontown en agosto de 1791.
La forja contenía originalmente martillos de hélice, chaferies y fineries para refinar el hierro, pero este método se convirtió en poco rentable. Así que después de que John Wilson Snr & Hijos se hiciera cargo, instalaron un nuevo equipo que incluía una máquina de vapor, hornos de charco y 2 nuevos martillos, posiblemente también modificaron el edificio.
En 1810 las máquinas ahora proporcionaban la energía para trabajar 3 martillos de ripia y un martillo de dibujo. En esta época también había 10 hornos de fusión, 2 hornos de bolas y un chaflán.
El hierro se traía a la forja desde las refinerías y se reelaboraba en los hornos de fusión para quemar (principalmente) el carbono. A continuación, el hierro maleable, ya en bruto, se recalentaba en un horno de bolas o en un chaflán antes de ser martilleado para expulsar las incrustaciones y, por último, se extraía en forma de bloques para llevarlo a los trenes de laminación. Esto podía requerir varios «calentamientos». Por esta razón, el refinado, el encharcamiento, el martilleo y, finalmente, el laminado debían estar próximos entre sí.
Los martillos eran de dos tipos: de hélice y de inclinación. Para la ripia eran del tipo helve y funcionaban por medio de levas fuera del eje que levantaban la nariz (extremo del martillo) directamente con el fulcro asegurado en el otro extremo. Su funcionamiento era más lento que el del martillo basculante, pero daba un golpe más fuerte. El martillo basculante se utilizaba para el trazado y daba un golpe más rápido pero más suave. En este tipo, el punto de apoyo se encontraba en el centro; al presionar la cola, el extremo del martillo situado en el otro extremo se levantaba gracias a la palanca ejercida a través del punto de apoyo.
El movimiento del hierro dentro de la forja se realizaba mediante carretillas, una de cuatro ruedas y tres carros de dos ruedas a lo largo de «pistas de carretillas» de hierro fundido. Había 14 cajas de agua (boshes) alrededor de la forja para enfriar las herramientas de trabajo.
El tren de laminación
Detalles del tren de laminación en WilsontownUn tren de laminación es una fábrica para dar forma al metal pasándolo entre pares de rodillos.
El tren de laminación estaba al lado de la forja, al norte. Antes de entrar en el tren de laminación, se pesaban las piezas procedentes de la forja. El tren de laminación parece haber sido construido alrededor de 1802-4 y fue descrito como de lados abiertos con pilares de piedra a intervalos adecuados y con arcos entre ellos. Debido a la gran superficie cubierta, el tejado se apoyaba internamente en pilares de hierro fundido y probablemente contaba con cerchas de hierro forjado que estaban unidas a las paredes por las chapas. Los esbeltos pilares internos de hierro fundido habrían permitido el movimiento de los materiales en el interior; al igual que la forja, el suelo se colocaba con placas de hierro fundido para evitar que se dañara al mover el hierro.
El molino funcionaba con una máquina de vapor de simple efecto con un enorme volante de 24 pies de diámetro. El motor del molino estaba colocado en el centro para que los tres pares de rodillos de barras comerciales pudieran estar a un lado del accionamiento principal con los tres pares dedicados al trabajo liso (chapa de caldera, chapa y aro) en el otro. En este lado había también un par de rodillos de pernos con cortadores que funcionaban con una excéntrica. Un torno para volver a poner los rodillos en su sitio (los rodillos tendían a desgastarse de forma desigual) también se accionaba desde el motor.
Un inventario de 1813 enumera equipos como 100 tenazas y ganchos que se habrían utilizado para estirar el hierro entre pasadas. Entre cada pasada, el hierro debía recalentarse y para ello había hornos. Después de la laminación, el hierro terminado se montaba en dos bancos de empaquetado que pesaban más de media tonelada cada uno, pero también había un banco largo de madera para el mismo propósito: posiblemente esto era para las placas de la caldera que podrían haberse rayado más fácilmente.
¿Qué hacían en Wilsontown?
No hay ninguna lista de clientes disponible para la fábrica de hierro de Wilsontown, pero sabemos de uno o dos clientes, por ejemplo, Richard Crawshay, que compró hierro en barra. Los Wilson vendían su hierro a través de comerciantes de hierro que tenían grandes almacenes, como James Pillans en Leith. Sabemos que el hierro de Wilsontown iba a los almacenes de Leith, Glasgow y Londres.
Los productos eran:
- Arrabio – vendido a otras Fundiciones
- Productos de hierro fundido como perdigones (de 4 a 18 libras) para cañones, ejes, tubos
- Hierro en barra / Hierro forjado / Barra de mercader
- Blooms – comprados por otras Herrerías / Fundiciones
- Placas de caldera y otras
- Hierro en aro – por ejemplo para barriles
- Chapa de hierro
- Barras de hierro
- Lastre para barcos
- Artículos especiales para la venta local
- Barras de clavos – vendidos a un ferretero de Edimburgo
