What is Iron?
Iron é um elemento metálico (símbolo de tabela periódica: Fe) com um ponto de fusão de 1150 graus celcius para cima.
É o quarto elemento mais amplamente distribuído na crosta terrestre, mas é encontrado como minério de ferro e não como um metal utilizável. O minério de ferro vem em uma variedade de formas e se parece com rocha. É uma mistura de ferro, oxigênio e outros elementos, misturados com areias e argilas.
Image, à direita: minério sendo extraído de poços de sinos em Wilsontown.
Para fazer um metal utilizável, uma fábrica de ferro tem de se livrar dos componentes indesejáveis desta mistura e manter o máximo possível do ferro, produzindo um metal mais puro.
O processo de fabrico do ferro desenvolve-se
O fabrico do ferro chegou à Grã-Bretanha vindo da Europa e do Médio Oriente por volta de 450 AC. Neste momento o processo só necessitava de minério de ferro, carvão e argila. A energia da água foi utilizada para alimentar foles e martelos do século XIII, e o alto-forno foi introduzido no século XV na Bélgica.
Carvão vegetal era usado onde havia madeira em suprimento pronto, mas para as áreas sem muita floresta, o carvão era um possível combustível para os altos-fornos. O carvão geralmente contém enxofre, e isto significa que o ferro feito com carvão como combustível também conterá enxofre. Isto é bom para o ferro fundido, mas não tem uso para o ferro forjado.
O coque é uma forma mais pura de carbono e não tem enxofre. É feito por carvão de queima parcial. O coque foi usado em altos-fornos pela primeira vez em 1708, e a Wilsontown Ironworks usou o coque como combustível para seus altos-fornos desde o início.
A receita para fazer ferro
Os homens que trabalham na casa de carga nos altos-fornos seriam talvez os trabalhadores mais qualificados da Ironworks. Eles não seriam locais e talvez nem mesmo escoceses. O trabalho deles era garantir que as quantidades corretas dos vários ingredientes fossem adicionadas na hora certa aos altos-fornos – grandes fornos usados para cozinhar a mistura de ferro.
O ideal seria que os altos-fornos trabalhassem 24 horas por dia, sete dias por semana. Eles só eram soprados quando era necessário reparo e manutenção.
Os ingredientes para fazer ferro utilizável eram calcário, pedra de ferro, coque e ar. O coque é o combustível e a pedra de ferro fornece o minério de ferro. A pedra de ferro é primeiro torrada em fornos de calcinação, localizados ao lado dos altos-fornos, para remover as impurezas. O ar, ou explosão, foi soprado para o alto-forno por poderosos motores a vapor. (Usaram ar frio até 1828, quando foi descoberto em Wilsontown que a jateamento quente produzia ferro de melhor qualidade).
Air é necessário para manter a mistura queimando dentro do forno. O calcário é adicionado porque combina com as impurezas do minério de ferro, actua como um fluxo. Essa mistura de calcário e impurezas é chamada de escória, não era desejada e foi removida dos altos-fornos abrindo uma torneira da qual a escória fluiria uma vez que tivesse flutuado para o topo da mistura.Diagrama do forno em Wilsontown
Após a mistura ter sido aquecida durante o período necessário e a escória ter sido retirada, uma torneira seria aberta na parte inferior do alto-forno para que o ferro fundido fluísse para fora. Seria permitido fluir para leitos de areia preparados chamados leitos de porco, onde se colocaria. Era assim que faziam o ron de porco, assim chamado porque o arranjo dos leitos de porco era dito que se assemelhava a uma porca com leitões alimentados.
Inside a blast furnace
Após o ferro gusa ter sido feito nos altos-fornos, parte dele seria então levado para as refinarias, depois para a forja e para o laminador.
As Refinarias
Existiram duas granalharias em Wilsontown onde o ferro-gusa foi primeiro sujeito a um jacto de ar para queimar algumas das impurezas antes de ser depositado. As refinarias teriam ficado perto do local onde o ferro emergiu do alto-forno e convenientemente colocadas para que o ferro fosse levado através do galpão para a forja de poça. Após o refino, o metal foi resfriado em uma cisterna ou canal de água.
Forja
Detalhe da forja em WilsontownUma forja é um edifício onde o metal é aquecido e moldado.
Este edifício foi construído pela primeira vez em 1790/1 seguindo planos elaborados por John Rennie que trabalhava como Engenheiro para Boulton e Watt na época. Ele ficava do outro lado do galpão dos altos-fornos. No seu coração havia uma casa de máquinas com duas máquinas a vapor em 1810, uma de uma só potência e uma de duas potências. Um destes motores era de segunda mão, tinha sido comprado à Fundição King and Queen em Rotherhithe, propriedade na época de Gardner, Manser & Co. Provavelmente começou a trabalhar na forja em Wilsontown em Agosto de 1791.
A forja originalmente continha martelos de hélice, chaferies e fineries para refinar ferro, mas este método tornou-se pouco rentável. Assim, depois que John Wilson Snr & Os Filhos assumiram o controle, instalaram novos equipamentos que incluíam um motor a vapor, fornos de pudim e 2 novos martelos, possivelmente também alteraram o edifício.
Em 1810 os motores agora forneciam a energia para trabalhar 3 martelos de tremulação e um martelo de desenho. Também na forja, nesta época, estavam 10 fornos de pudim, 2 fornos de bola e uma chafery.
Iron seria trazido para a forja das refinarias e retrabalhado nos fornos de pudim para queimar (principalmente) o carbono. Em seguida, o agora bruto ferro maleável era reaquecido em um forno de laminação ou chafery antes de ser martelado (shingled) para expelir escamas e, finalmente, arrastado para fora em flores para levar para os moinhos de laminação. Isto pode exigir uma série de ‘aquecedores’. Por esta razão, o refino, o pudim, a martelagem e finalmente a laminação precisavam estar juntos.
Os martelos eram de dois tipos – helve e tilt. Para a telha, estes eram do tipo helve e trabalhados por cames fora do eixo que levantava o nariz (ponta do martelo) diretamente com o fulcro fixado na outra extremidade. Isto funcionava mais lentamente do que o martelo de inclinação, mas dava um golpe mais pesado. O martelo de inclinação foi usado para desenhar e deu um curso mais rápido, mas mais suave. Neste tipo o fulcro estava no meio; ao pressionar a cauda, a extremidade do martelo na extremidade oposta era levantada pela alavanca exercida através do fulcro.
O movimento do ferro dentro da forja era por carrinhos de mão, um de quatro rodas e três carrinhos de duas rodas ao longo de ‘corridas de carrinho de mão’ em ferro fundido. Havia 14 caixas de água (encostos) ao redor da forja para arrefecimento de ferramentas de trabalho.
O laminador
Detalhes do laminador em WilsontownUm laminador é uma fábrica para moldar metal passando-o entre pares de rolos.
O laminador fica ao lado da forja ao norte. Antes de ser levada para o laminador, as flores da forja eram pesadas. O laminador parece ter sido construído por volta de 1802-4 e foi descrito como de lado aberto com pilares de pedra em intervalos adequados e arqueados entre eles. Devido à grande área coberta, a cobertura foi apoiada internamente em pilares de ferro fundido e provavelmente tinha treliças de ferro forjado que foram amarradas nas paredes pelas placas de parede. Os pilares de ferro fundido esbeltos internos teriam permitido o movimento de materiais no interior; como a forja, o piso foi colocado com placas de ferro fundido para evitar danos quando o ferro foi movimentado.
O moinho foi movido por um motor a vapor de ação única com um volante maciço de 24 pés de diâmetro. O motor do moinho foi colocado centralmente para que os três pares de rolos de barras comerciais pudessem ficar de um lado da transmissão principal com os três pares dedicados ao trabalho liso (placa da caldeira, chapa e aro) no outro. Deste lado havia também um par de rolos de parafusos com cortadores que funcionavam de forma excêntrica. Um torno para voltar a girar os rolos (os rolos tendem a desgastar-se de forma desigual) também foi retirado do motor.
Um Inventário de 1813 lista equipamentos como 100 Tenazes e Ganchos que teriam sido usados para desenhar o ferro entre passagens. Entre cada ferro de passar teria sido necessário reaquecer e existiam fornos para este fim. Após a laminagem, o ferro acabado foi montado em 2 bancos de empacotamento que pesavam mais de ½ tonelada cada, mas também havia um longo banco de madeira para o mesmo fim: possivelmente este era para placas de caldeiras que poderiam ter arranhado mais facilmente.
O que eles fizeram na Wilsontown?
Não há uma lista de clientes disponíveis para a Wilsontown Ironworks, mas sabemos de um ou dois clientes, por exemplo, Richard Crawshay, que comprou ferro de barras. Os Wilsons venderam o seu ferro através de comerciantes de ferro que tinham grandes armazéns, como James Pillans em Leith. Sabemos que o ferro de Wilsontown foi para armazéns em Leith, Glasgow e Londres.
Produtos eram:
- Ferro-gusa – vendido a outras fundições
- Produtos de ferro fundido, como tiros (4-18 libras) para canhões, eixos, tubos
- Ferro em barras / Ferro forjado / Barra comercial
- Blocos – comprados por outras ferragens / Fundições
- Caldeira e outras placas
- Ferro em arco – por exemplo, para barris
- Ferro em chapa
- Barras de ferro
- Balastro para navios
- Artigos especiais para venda local
- Nailrods – vendido a um Ironmonger em Edimburgo
