Mi a vas?
A vas egy fémes elem (periódusos rendszer szimbóluma: Fe), olvadáspontja 1150 Celsius-foktól felfelé.
A földkéreg negyedik legelterjedtebb eleme, de inkább vasérc formájában, mint felhasználható fémként fordul elő. A vasérc különböző formákban fordul elő, és úgy néz ki, mint a kőzet. Vas, oxigén és más elemek keveréke, homokkal és agyagokkal keverve.
Kép, jobbra: ércet bányásznak a Wilsontown-i haranglábakból.
A vasműnek ahhoz, hogy használható fémet készítsen, meg kell szabadulnia ennek a keveréknek a nem kívánt összetevőitől, és a vasból a lehető legtöbbet meg kell tartania, így tisztább fémet állít elő.
A vasgyártás folyamata fejlődik
A vasgyártás Kr. e. 450 körül jutott el Európából és a Közel-Keletről Britanniába. Ebben az időben az eljáráshoz csak vasércre, faszénre és agyagra volt szükség. A 13. századtól kezdve a vízenergiát használták a fújtatók és kalapácsok meghajtására, a 15. században pedig Belgiumban vezették be a kohót.
Ahol volt készleten fa, ott szenet használtak, de azokon a területeken, ahol nem volt sok erdő, a szén volt a lehetséges tüzelőanyag a kohók számára. A szén általában ként tartalmaz, és ez azt jelenti, hogy a szénnel, mint tüzelőanyaggal készült vas is tartalmaz ként. Ez az öntöttvashoz jó, de a kovácsoltvashoz nem használható.
A koksz a szén tisztább formája, és nem tartalmaz ként. Részben szén elégetésével készül. A kokszot először 1708-ban használták a kohókban, és a Wilsontowni Vasgyár a kezdetektől fogva kokszot használt a kohók tüzelőanyagaként.
A vaskészítés receptje
A kohók töltőházában dolgozó férfiak lehettek a Vasgyár talán legképzettebb munkásai. Nem helybéliek, és talán még csak nem is skótok voltak. Az volt a feladatuk, hogy biztosítsák, hogy a különböző összetevők megfelelő mennyiségét a megfelelő időben adagolják a kohókba – a nagy kemencékbe, amelyekben a vaskeveréket főzték.
A kohók ideális esetben a nap 24 órájában, a hét minden napján működtek. Csak akkor fújták ki őket, amikor javításra és karbantartásra volt szükség.
A használható vas előállításához szükséges összetevők a mészkő, a vaskő, a koksz és a levegő voltak. A koksz a tüzelőanyag, a vaskő pedig a vasércet szolgáltatta. A vaskövet először a kohók mellett található kalcináló kemencékben pörkölték meg, hogy eltávolítsák a szennyeződéseket. A levegőt, vagyis a fúvást nagy teljesítményű gőzgépek fújták a kohókba. (Hideg levegőt használtak egészen 1828-ig, amikor Wilsontownban felfedezték, hogy a forró fúvás jobb minőségű vasat eredményez).
A levegőre azért van szükség, hogy a keveréket égve tartsák a kemencében. Mészkövet azért adnak hozzá, mert egyesül a vasércben lévő szennyeződésekkel, fluxusként működik. Ezt a mészkőből és szennyeződésekből álló keveréket salaknak nevezik, ez nem volt kívánatos, és a kohókból egy csap megnyitásával távolították el, amelyből a salak kifolyt, miután felúszott a keverék tetejére.A wilsontowni kemence ábrája
Mihelyt a keveréket a szükséges ideig melegítették, és a salakot lecsapolták, a kohó alján egy csapot nyitottak, amelyből az olvadt vas kifolyt. A kohómedencének nevezett előkészített homokágyakba engedték folyni, ahol megdermedt. Így készítették a malacvasat, amelyet azért neveztek így, mert a malacágyak elrendezése állítólag egy malacokat etető kocára hasonlított.
A kohó belsejében
Miután a kohókban elkészült a nyersvas, annak egy részét a finomítókba, majd a kovácsműhelybe és a hengerműbe szállították.
A finomítók
Wilsontownban két kohó-finomító volt, ahol a nyersvasat először levegővel fújták, hogy a szennyeződések egy részét kiégessék, mielőtt a tócsába kerülne. A finomítók közel voltak ahhoz a helyhez, ahol a vas kijött a kohóból, és kényelmes helyen voltak ahhoz, hogy a vasat a zsilipen keresztül a kovácsműhelybe vigyék a tócsázáshoz. A finomítás után a fémet egy ciszternában vagy vályúban hűtötték.
A kovácsműhely
Detail a Wilsontown-i kovácsműhelybőlA kovácsműhely olyan épület, ahol a fémet melegítik és alakítják.
Ez az épület először 1790/1-ben épült John Rennie tervei alapján, aki akkoriban a Boulton és Watt mérnökeként dolgozott. A nagyolvasztó kemencékkel szemben állt a víznyelővel szemben. Középpontjában egy gépház állt, amelyben 1810-ben 2 gőzgép volt, egy egy- és egy kétteljesítményű. Az egyik motor használt volt, a Rotherhithe-i King and Queen öntödéből vásárolták, amelyet akkoriban a Gardner, Manser & Co. Valószínűleg 1791 augusztusában kezdett el dolgozni a wilsontowni kovácsműhelyben.
A kovácsműhelyben eredetileg helve-kalapácsok, káferek és finomítók voltak a vas finomítására, de ez a módszer veszteségessé vált. Így miután John Wilson Snr & Sons átvette az irányítást, új berendezéseket telepítettek, amelyek között volt egy gőzgép, pocsolyakemencék és 2 új kalapács, valószínűleg az épületet is átalakították.
1810-ben a motorok már 3 zsindelyező kalapács és egy húzókalapács működtetéséhez nyújtottak erőt. Szintén ebben az időben a kovácsműhelyben 10 pocsolyakemencét, 2 gömbkemencét és egy kovácsműhelyt alakítottak ki.
A vasat a finomítókból hozták a kovácsműhelybe, és a pocsolyakemencékben dolgozták át, hogy (főleg) a szenet kiégessék. Ezt követően az immár nyersen formálható vasat egy gömbölyítő kemencében vagy kovácsműhelyben újra felmelegítették, majd kalapálták (zsindelyezték), hogy kiűzzék a kormot, és végül előhúzták a hengerművekbe való szállításhoz. Ehhez több “melegítésre” is szükség lehetett. Ezért a finomításnak, a tócsázásnak, a kalapálásnak és végül a hengerlésnek szorosan egymás mellett kellett történnie.
A kalapácsok kétfélék voltak – csavart és billenő kalapácsok. A zsindelyezéshez ezek a helve típusúak voltak, és a tengelyről leválasztott bütykökkel működtek, amelyek az orrot (kalapácsvéget) közvetlenül a másik végén rögzített forgáspont segítségével emelték fel. Ez lassabban működött, mint a billenő kalapács, de nagyobb lökést adott. A billenő kalapácsot rajzoláshoz használták, és gyorsabb, de gyengébb ütést adott. Ennél a típusnál a forgáspont középen helyezkedett el; a farok lenyomásával a kalapács másik végén lévő kalapácsvéget a forgásponton keresztül kifejtett tőkeáttétel emelte fel.
A vas mozgatása a kovácsműhelyen belül talicskákkal történt, egy négykerekű és három kétkerekű kocsival, öntöttvas “talicskavonalon”. A kovácsműhely körül 14 vízláda (boshes) volt a munkaszerszámok hűtésére.
A hengermű
Details from the rolling mill at WilsontownA hengermű olyan gyár, ahol a fémet hengerpárok között átvezetve alakítják.
A hengermű a kovácsműhely mellett, északra helyezkedett el. Mielőtt a hengerműbe vitték volna a kovácsműhelyből származó nyersvasakat, megmérték őket. Úgy tűnik, hogy a hengermalom 1802-4 körül épült, és a leírás szerint nyitott oldalú volt, megfelelő időközönként kőoszlopokkal és boltívekkel. A nagy kiterjedés miatt a tetőzetet belülről öntöttvas pillérekkel támasztották alá, és valószínűleg kovácsoltvas tetőgerendákkal rendelkezett, amelyeket a fallemezek a falakhoz kötöttek. A belső karcsú öntöttvas oszlopok lehetővé tették az anyagok mozgatását; a kovácsműhelyhez hasonlóan a padlót is öntöttvas lemezekkel fektették le, hogy megakadályozzák a vas mozgatásakor keletkező károkat.
A malmot egy egyszeresen működő gőzgép hajtotta, hatalmas, 24 láb átmérőjű lendkerékkel. A malommotort középen helyezték el, hogy a három pár kereskedelmi rúdhenger a főhajtás egyik oldalán, a sima (kazánlemez, lemez és karika) munkára szánt három pár pedig a másik oldalon helyezkedjen el. Ezen az oldalon volt még egy pár csavarhenger is, amelyek egy excentrikusan megmunkált vágókészülékkel rendelkeztek. Egy esztergapadot a hengerek igazra esztergálásához (a hengerek hajlamosak voltak egyenetlenül kopni) szintén a motorról hajtottak.
Egy 1813-as leltár olyan berendezéseket sorol fel, mint a 100 fogó és kampó, amelyeket a vas húzására használtak a két menet között. A vasat minden egyes menet között újra kellett melegíteni, és erre a célra kemencék álltak rendelkezésre. A hengerlés után a kész vasat 2 kötegelőpadon állították össze, amelyek egyenként több mint ½ tonnát nyomtak, de volt egy hosszú fapad is ugyanerre a célra: ez valószínűleg kazánlemezek számára készült, amelyek könnyebben karcolódhattak.
Mit gyártottak Wilsontownban?
A Wilsontown Ironworksről nem áll rendelkezésre vevőlista, de egy vagy két vevőről tudunk, pl. Richard Crawshayről, aki rúdvasat vásárolt. Wilsonék a vasat olyan vaskereskedőkön keresztül értékesítették, akiknek nagy raktáraik voltak, mint például James Pillans Leithben. Tudjuk, hogy a Wilsontownból származó vas Leith, Glasgow és London raktáraiba került.
A termékek a következők voltak:
- Nyersvas – más öntödéknek adták el
- Öntöttvas termékek, mint például lövedék (4-18 font) ágyúkhoz, tengelyekhez, csövek
- Rúdvas / kovácsoltvas / kereskedelmi rúd
- Blooms – más vasművek / öntödék vásárolják
- Kazán- és egyéb lemezek
- Karika vas – pl. hordókhoz
- Lemezvas
- Vasrudak
- Ballaszt hajókhoz
- Különleges termékek helyi értékesítésre
- Szögvasak. Eladva egy edinburghi vaskereskedőnek
