Vas

Teljes szövegű keresés

Vas (ferrum, Fe, l. a mellékelt két képet), mint termés elem, mint ásvány van földi és égi eredésü; az utóbbinak meteorvas a neve (l. Meteorit).
A földön talált legtöbb termésvastömegek a meteorvas tulajdonságait mutatják és igy azokat égi eredésüeknek kell tekintenünk. De van egészen határozottan földi eredésü is, ugy hogy földi vasról is szólhatunk. A régebbi leletek közül Auvergne (Franciaország) láváiban, Türingia (Mühlhausen) pirit-gumóiban, Csehország (Chotzen) plänerjében (mészmárgás kőzet), Brazilia és az Ural arany- meg platinatartalmu homokjában és magában a platina-rögökben, ugyszintén különféle grönlandi bazaltokban talált szemekről biztosnak veszik a földi eredést. Újabb időben konstatálták Afrikában, Libériában a St. John folyó mentén, ugyszintén Braziliában Minas Geraes vidékén nagyobb darabokban. A legnagyobb tömege azonban a földi vasnak Disko szigetéről (Grönland) Ovifak közelében ismeretes, ahol 90, 200 és 500 mázsányi nagy tuskókban találták, ugyszintén az ottani bazaltban kisebb-nagyobb tömegü zárvány alakjában. Hogy Grönlandban földi vas terem, arról az első hirt Ross kapitány hozta 1819.; az eszkimók szerszámokat meg késpengéket készítettek belőle. A diskói leletnek - a diskó-vasnak - Nordenskiöld a felfedezője 1870. A vas, amint ezt mesterségesen készítetten és meteorvason is észlelték, szabályos rendszerben kristályosodik, észleltet oktaédert; jól hasad a hexaéder lapok irányában. Acélszürke, vasfekete, erősen mágneses. K. 4,5, fs. az egészen tisztáé 7,88.
A vas vegyületei
A vas vegyületeiben mint négyvegyértékü pozitiv gyök szerepel; kémiai jele Fe; atomsúlya 56. Leginkább oxigénnel és kénnel vegyülve fordul elő; vegyületei közül fontosabbak: hematit Fe2O2; magnetit Fe6O8; limonit Fe4O3(OH)6; sziderit Fe2(CO3)2; pirit Fe2S4; kalkopirit Cu2Fe2S4 stb.; ezenkivül alkotó része számos ásványnak és előfordul igen sok kőzetben, a talajban, a forrásvizekben, a növényi és állati szervezetben (a vértestecskékben). Magasabb hőmérsékleten a vizet hidrogénfejlődés közben elbontja és igen könnyen egyesül az oxigénnel, kénnel, klórral is; higított sósavban és kénsavban szintén hidrogénfejlődés közben feloldódik. Igen tömény salétromsavba mártva, a kémiai hatások irányában passzivul viselkedik (passziv vas), de e sajátságát azonnal elveszti, mihelyt közönséges vasdarabbal érintjük, valószinüleg azért, mert a salétromsav hatása folytán a felületén képződött igen vékony oxidréteget az érintkezéskor szétszakítjuk. Vegyületeiben a gyököt rendesen két atom vas képezi és e gyök 4 vagy 6 vegyértékü a szerint, amint az atomok a kapcsolódásra két, illetve egy pár vegyértéket használnak fel:

ferro-gyök, 4 vegyértékű ferri-gyök, 6 vegyértékü
Az előbbeni gyöknek vegyületeit ferro-, az utóbbiakét ferri-vegyületeknek nevezik. Reakciói: a vasvegyületeknek oldatai ammoniumszulfiddal sósavban oldható fekete csapadékot adnak; ammoniumhiroxidtól a ferro-vegyületek oldataiban piszkos zöld szinü csapadék keletkezik, mely a levegőn oxidáció folytán igen gyorsan rozsdaszinü lesz; ugyanezen kémszertől a ferri-vegyületek oldataiban rozsdaszinü csapdék támad.
Vas mint gyógyszer.
A vaskészítmények helybeli hatása nagyjában megegyezik egyéb fémekével. A vassók egy része (főleg a ferri-vegyületek) tömören mar és antiszeptikusan hat, híg oldatban összehúzók (martialia fortiora). Más vassók (különösen a ferro-vegyületek) helybelileg közömbösek (martialia mitiora). Ha nem maró vasvegyületeket állatok bőre alá vagy vivőérbe fecskendezünk, mérgezés jön létre, melynek fő tünetei: hányás, hasmenés, veselob, a központi idegrendszer izgalma, majd hűdése és a haránt-csíkos izmok elfajulása. Ily tünetek a vasnak szájon át történt bevétele mellett nem észlelhetők. Ez egyik alapja némely buvárok azon véleményének, hogy a vas a tápcsatornából egyáltalában nem szívódik fel. Tény, hogy a vas nagy része a bélsárral elhasználatlanul távozik; de hogy egy más része a szervezetbe felvétetik, azt a vaskészítményekkel vérszegény betegeknél elért gyógyítási eredmények magyarázhatása céljából fel kell tételeznünk. A bőrről a vas nem szívódik fel, azért a vasas fürdőknek ily értelemben hasznuk nincs; de hatásuk lehet hőmérséküknél és szénsavtartalmuknál fogva. A vasnak gyógyító hatása szorosan összefügg azon fontos élettani szerepével, melyet mint hemoglobinnak (vörös vérsejtek oxigént vivő festőanyagának) alkotó része játszik. Mindazon betegségekben, melyeknél a vér vastartalma - akár a vörös vérsejtek számának csökkenésénél, akár hemoglobin-tartalmuk kevesbedésénél fogva - alászállt, sápadtság és az anyagforgalom zavarai állnak fenn. Ily esetekben többnyire meglepő eredmény érhető el a vaskészítményekkel. Különösen áll ez a sápkórra (chlorosis), kevésbbé a szegényvérüséggel járó egyéb betegségekre ( anaemia perniciosa, cachexiák). A vasnak ily irányu alkalmazása a leggyakoribb és legfontosabb. Használatánál megjegyzendők, hogy a vaskészítmények, ha közvetlenül érintkeznek a gyomor nyálkahártyájával, azt hurutossá teszik, azért soha se vétessenek üres gyomorra, vagy súlyos gyomorhurut esetén. Hasonlóan óvatosságra intenek vérzésekre (agy-, tüdővérzés stb.) való hajlamosság és a láz, mert a vas a vérnyomást és a hőmérséket emeli. A vaskészítmények némelyike (vasklorid) külsőleg is használtatik mint maró, dezinficiáló, összehúzó vagy vérzéscsillapító szer. Ugyancsak vaskészítmény az arzén ellenmérge (Antidotum arsenici. Magyar Gyógyszerkönyv, II. kiad.). A Magyar Gyógyszerkönyvben a következő vaskészítmények hivatalosak:
Ferrum pulveratum.
Ferrum reductum.
Ferrum lacticum.
Pilulae ferratae.
Ferrum natriopyrophosphoricum.
Liquor ferri oxydati, v. Oxychloricum ferri.
Extractum malatis ferri, v. Extractum ferri pomati.
Ferrum oxydatum sulfuricum solutum.
Ferrum sesquichloratum crystallisatum.
Ferrum sesquichloratum solutum, v. Oleum Martis.
Spiritus ferri sesquichlorati aethereus, v. Tinctura nervino tonica Bestuscheffi.
Ferrum sulfuricum oxydulatum.
Syrupus ferri jodati.
Pilulae ferri jodati, v. Pilulae Blancardi.
Globuli martiales.
Megemlíthetők még a nem hivatalos:
Ferratinum.
Ferri pyrinum.
Chininum ferrocitricum.
Ezeken kivül a vas ásványvizek alakjában is haszonnal alkalmazható.
A nyersvas, kovácsvas és acél technikai tulajdonságai és gyártása.
Az emberiség háztartásában fontossága csak annak a vasnak van, mely szénelemet tartalmaz. Mannesmann kisérletei szerint a vas széntartalmának maximuma 4,76%. A régibb elmélet szerint a vas a szenet amorf alakban (vegyileg kötve) vagy grafitalakban (mekanikailag kötve) tartalmazza, azonban újabb kémiai és mikroszkópiumi vizsgálatok azt derítették ki, hogy mind a mekanikailag elkevert, mind pedig az amorf szén kétféle modifikációban van jelen.
A mekanikailag elkevert szén lehet grafit és lehet lágyító szén. A vasból a szén grafitalakban különösen akkor válik ki, ha a vas sok sziliciumot tartalmaz. A grafit lapos romboéder kristályokat alkot, melyek igen gyakran vasrészecskéket zárnak magukba. A lágyító v. temperáló szén az amorf szén egyik modifikációjából akkor keletkezik, ha a vasat hosszabb ideig a levegő teljes elzárása mellett izzítják. A lágyító szenet a grafittól különösen alaktalan halmazállapota és kevésbbé zsíros tapintata különbözteti meg. A vas és szén vegyülete is kétféle alakban fordul elő, u. m. karbid- és edzőszén alakjában. Az u. n. karbidszén v. cémentszén (Fe3C) azokban a vasfajtákban fordul elő, melyeket izzítás után lassan hűtöttek le vagy lehűlvén, újra vörös melegig izzítottak. Ez a szénvasvegyület a vasban kristályos testet alkot, melyet rendesen amorf vastömeg zár magába. Ez a szénmodifikáció különösen a cémentált vasban fordul elő. Az edző szén akkor keletkezik, ha az izzó vasat gyorsan lehűtjük (edzük), azonban elfordul a lassan lehűtött vasban is. Az edző szén átváltozhatik karbidszénné és megfordítva.
A szénnek köszönjük a vas fontos technikai tulajdonságait. Iparilag előállítható legtisztább vas az, melyben legfeljebb 0,04% idegen anyag van; ennek húzó szilárdsága 35 kg. mm2-enkint; szivós ugyan, de puha, nehezen ömlik meg (mintegy 2000 C°-nál), rosszul önthető és nem edzhető; ha növeljük a széntartalmat 1%-ig, a húzó szilárdság majdnem megháromszorozódik (90 kg. mm2-kint), szivósságát veszti ugyan, de kemény lesz, alacsony hőmérsékletnél (mintegy 1600 C°-nál) olvad, elég jól önthető és kitünően edzhető. 4,5% széntartalom esetén a vas szilárdsága még kisebb, mint a szénben szegény vasé (11-25 kg. mm2-kint), azonban könnyen olvadó (1050 C°) és jól önthető vasat kapunk. Arról, hogy minő hatással van a szén a vas egyéb technikai tulajdonságaira, később bővebben szólunk. Az iparban fontosak még a vasnak sziliciummal, mangánnal, krómmal, wolframmal, molibdénnel, aluminiummal, titánnal és nikollal alkotott ötvényei. A szilicium minden nyers vasfajtában előfordul, azonban a finomított vasfajtákban is kimutatható. Igen fontos anyag, mert a grafit kiválását mozdítja elő. Mangánt (1-14%) majdnem minden nyers és finomított vasfajta tartalmaz; szintén igen fontos anyag, mert az amorf szén keletkezéséhez, illetőleg a vas megkeményítéséhez nagyban hozzájárul. A króm (0,5-1%) és wolfram (2-6%) szintén tetemesen fokozhatják a vas keménységét is. Az aluminium az önthetőséget mozdítja elő s némileg a szilárdságot is fokozza. A vas-szén-ötvény jó tulajdonságainak megrontói a réz, kén és foszfor; az első kettő meleg, az utóbbi hideg törést okoz, vagyis a réz- és kéntartalmu vas melegen megmunkálva szakadozik, sőt el is törik, a foszfortartalmu pedig a szóban forgó tulajdonságokat hideg állapotában mutatja. A vasércek megömlesztése dolgában csak két tüzelőszernek, a faszénnek (l. o.) és a koksznak (l. o.) van fontossága. Itt-ott használják a kőszenet és az antracitot is. A barnaszén és a tőzeg szóba sem jöhetnek. Az ércek megolvasztása dolgában nagy fontossága van még a kovasavnak és a szénsavas mésznek; az előbbi a fémoxidokkal és a földfémek oxidjaival üvegszerü masszát, u. n. salakot alkot, mely a megolvadt vasat burkolja s ekképen az oxidációtól megóvja, a mészkő pedig arra is jó, hogy az ércek kéntartalmát megkösse, ezeket a salakító anyagokat a kohász hozadéknak nevezi. Mivel a legtöbb ércben van kovasav, savagyu hozadék (kova, homokkő v. agyagpala) ritkán szükséges, annál inkább kell a bázikus hozadék (mészkő, l. Adalék). Mielőtt a bányákban fejtett vasköveket megolvasztanák, különféle művelettel előkészítik, hogy nagyságuk, szövetük és vegyi alkatuk megfelelőbb legyen. Az előkészítés lehet mekanikai és kémiai (l. Ércelőkészítés és Előkészítő eljárás). Az előkészítés másik (kémiai) fontos neme a pörkölés (l. o.). A legegyszerübb s nálunk is igen elterjedt az a felfelé bővülő, tölcséralaku pörkölő kemence, melynek szerkezetét az 1. ábra láttatja.
Ennek férője 17 m3, felső nyilása 3,2 m., alsó nyilása 1,5 m., aknamagassága 3,2 m. és teljes magassága 3,9 m.; naponkint mintegy 511/4 t. szferoszideritet pörköl, haszonhatása 70%. Gyakoriak a falazaton vagy oszlopokon álló négyszögletes vagy hengeres kemencék is, a 2. ábrában előtüntetett szerkezeti elrendezéssel.
Az a nyeregtől jobbra-balra van a b lépcsős rostély és az érckihúzó c nyilás, melyekből a pörkölt ércet a d tölcsér előtt álló kocsiba eresztik. Ahol a nagy olvasztó torokgázai állanak a kohász rendelkezésére, ott gáz-pörkölő kemencéket használnak. A

3. ábra a jobb elrendezések egyikét, a Westman-féle kemencét láttatja. A torokgázok a c csövön és az e csatornán át a tolókával szabályozható f nyilásokba s ezekből a kemence aknájába áradnak. A pörkölt ércek megbolygatására valók az i és h nyilások, a tűz ellenőrzésére pedig a négy sorban egymás felett levő k kémlő lyukak. Az égéstermékek n n csöveken és az o szekrényen át a p kürtőbe áramlanak, mely az égés szabályozása céljából fojtó szellentyüvel van felszerelve. A tűz élénkítése céljából a g g koszoru nyilásain át levegőt is fujtatnak a kemencébe. A nyers ércet a fedél nyilásán át hányják be, a pörkölt ércet pedig b b nyilásokon át húzzák ki. Kell mintegy 300 m3 gáz egy tonna ércre, ami 70-80 kg. szénfogyasztásnak felel meg. Az előkészített érceket megolvasztásuk előtt elegyítik (l. Elegy).
A nyersvas és gyártása.
Az elegyből kiolvasztott, karbonban bővelkedő és sziliciumot, mangánt, foszfort, ként és egyéb rondítókat tartalmazó vasat nyersvasnak nevezzük. A gyártmány lehet szürke szinü, fehér vagy tarka. A szürke vasban nagy mennyiségü szilicium van, a szilicium pedig a grafitot mennyiségének arányában választja ki, azaz minél több a vas sziliciumtartalma, annál több a kivált grafit és ennek következtében annál sötétebb vasfajtát kapunk; azonban 4-5%-on túl a szilicium meggátolja a vas-szén-ötvények keletkezését. A fehér vasban a mangán játszsza a fő szerepet, mivel előmozdítja a szén-vas-vegyületek keletkezését s ezzel a vas kristályosodását és keménységét. A tarka v. feles vas a fehér és szürke vas keveréke. Mivel mind a három nyersvas-csoportot előállíthatják faszén-, koksz-, antracit- vagy kőszénolvasztóban, a nyers vasat faszén-, kóksz-, antracit- vagy kőszénvasra is osztályozzák.
A jobb fajta szürke vas szakító terhelése 12-20 és hajlítás elleni szilárdsága 22,55-50 kg. cm2-enkint; kevésbbé kemény, fúrható, reszelhető, sőt még a kalapácsütésnek is enged. Ütve nem rugalmas és tompa hangot ad. Minél több benne a grafit, annál lazább és puhább és minél kevesebb, annál szilárdabb és keményebb. Fajsúlya 6,64-7,57. Olvad 1100-1200 C° -nál, a formát jól kitölti és kevéssé zsugorodik (1 m.-re mintegy 11-12 mm.-t). Szabad vastartalma következtében a sósav és kénsav könnyen megtámadják és hamar rozsdásodik. Igen jellemző a kiöntött szürke nyers vas felszinén képződő hártának játéka, mely annál durvább, minél több a grafittartalma. Mivel a szenet főképen grafit alakjában tartalmazza, nehezen finomítható. A fehér vas könnyebben (1050-1100 C° ) olvad ugyan, de rosszul tölti ki a formát, nagyon zsugorodik (1 m.-re 20 mm.-t), sűrün folyik és igen sok gázt köt meg. Melegen eltörve töréslapján szivárványszinü futtatás-szineket kap. Igen kemény és rideg, ugy hogy hidegen való mekanikai megmunkálása igen nagy nehézséggel jár. Ütve könnyen törik. Tömöttebb mint a szürke vas (fajsúlya 7,06-7,89). Savak nem egykönnyen támadják meg és nehezebben rozsdásodik, mint a szürke vas. A megömlött fehér vas játéka annál durvább, minél több benne a mangán. Mivel a fehér vas a szenet kötött állapotban tartalmazza, könnyen finomítható. A tarka vas műszaki tulajdonságait illetőleg a szürke és fehér vas között ingadozik.
A vas-szén-szilicium és a vas-szén-mangán-ötvényeken kivül a nagy olvasztóban még csak egy vas-szén-ötvényt készítenek, és ez a ferokróm, mely akkor keletkezik, ha króm- és vastartalmu érceket (u. n. krómérceket) szinítő olvasztás alá vetünk. A nagy olvasztóban 40%-nál több krómot tartalmazó ferrokrómot nem igen sikerül gyártani. A terrenoirei gyár 25,3% króm, 57,43% vas, 13,2% mangán és 4,75% széntartalmu ferrokrómot gyárt. Ezt az anyagot a tégelyacél gyártásához használják. A ferrokróm fehér szinü, fémfényü, kristályos szövetü, igen kemény és rideg ötvény, mely savállóbb, mint a többi vasfajták. A szóban forgó vas-szén-ötvények és vegyületek gyártásához való ércelegyet aknás kemencében redukálják színvassá és karbonizálják nyers vassá. Nagy méreteik miatt ezeket a kemencéket nagy olvasztóknak nevezik. A nagy olvasztók főbb alkotó részeit és leginkább előforduló alakját a 4. ábrabeli vázrajz láttatja: A: az akna, B: a szénpoha, C: a nyugasztó tér, D: a tűzmedence, ab: torok, c és d: fúvókák, e: fenékkő, f: a vas- és g: a salaklecsapoló nyilás. Ezeket a fő részeket minden nagy olvasztóban megtalálhatjuk, azonban néha a szénpoha vagy a nyugasztó tér elmarad, jobban mondva egyik a másikba olvad, ugy hogy fő részként nem szerepel. A nagy olvasztók magassága 8-26 m. közt ingadozik. A faszénnel tüzeltek 8-13 m., a kőszénnel tüzeltek 13-16 m. és a kokszszal tüzeltek 16-26 m. magasak lehetnek. Egy tonna nyers vasnak 24 óra alatt való gyártására legalább is 13/4 m3 aknát kell számítanunk; rendesen 3-7,5 m3-t számítanak. Faszénolvasztók leggazdaságosabban dolgoznak, ha aknájuk férője 70 m3, a kokszolvasztók pedig ha 400 m3, azonban találunk 1000, sőt 1200 m3 férőjü olvasztókat is. A modern olvasztók tűzmedencéjét vizzel hűtik, melyet a falakra ráfecskendeznek.
Századunk derekáig általánosan el voltak terjedve az u. n. pilléres nagy olvasztók, melyeknek aknafalazatát rendszerint négy falazott pillér tartotta. Ilyen olvasztót láttat a 5. ábra. Az akna tűzálló f falát a vaskapcsokkal összetartott s közönséges téglákból részben a c pillérekre, részben pedig a d tartó vasakra felfalazott b burkoló fal veszi körül. E két fal között van a g g1-gyel jelzett bélésfal vagy kültorok, melyet az aknától és a burokfaltól üresen hagyott vagy hőszigetelő anyaggal kitöltött keskeny hézag választ el, hogy a falazatok könnyen kitágulhassanak és összehúzódhassanak, a meleget pedig visszatartsák. A burokfalban hagyott nyilások arra valók, hogy a falazat jól kiszáradhasson, ugyancsak erre a célra való az i alapzaton keresztirányban áthatoló a keresztcsatorna Az f falnak azt a részét, mely a nyugasztó tért határolja, k-val s azt, mely a tűzmedencét veszi körül, h-val jelöltük, ebbe a falba van beleillesztve az n fúvót védő fúvókas. A szóban forgó nagy olvasztónak a melle nyitott (előtés olvasztó), ugy hogy az olvadt vas a p előtekő v. mellkő, az m gátkő és az l fenékkő határolta gödörben összegyül s kimerhető. (Régebben igy öntöttek közvetetlenül a nagy olvasztóból). Az m gátkőben van a csaplyuk is, melynek agyagdugóját keresztül szúrják, ha a vasat le akarják ereszteni. Az olvasztó torkának koszorufalában hagyott q nyilásokon át vezetik el a nagy olvasztó gázait, mely esetben a torkot el kell zárni. Azt az olvasztót, melynek melle zárt, zárt mellünek nevezzük, megkülönböztetésül az előtés vagy nyilt mellü olvasztótól.
Újabban szabadon álló nagy olvasztókat használnak, melyeket alkalmazásuk első helye után skót olvasztónak neveznek. Ilyen modern olvasztót láttat a 6. ábra. Ennek d aknafala, a g oszlopokkal tartott c gyűrün áll és a b vaslapokkal van burkolva. Az i alapzaton áll a tűzmedence h- és a nyugasztó tér k fala. Az előbbibe torkollnak az o fúvók, melyekhez a fúvó levegő az a gyűrüből jut. A fenékkövet l, a torok körüli dobogót pedig e jelöli; ez utóbbit az olvasztóhoz támaszkodó konzolokkal v. szabadon álló oszlopokkal (f) tartják. Az aknába nyuló r. cső és az akna torkát koszoruzó s gyűrü a nagy olvasztó gázait felfogja és elvezeti; ugyancsak erre való az r cső tengelyében álló t cső is, mely a gázokat u csövein át a z szellentyüvel szabályozható x gázvezetékbe juttatja. A modern olvasztókon igen gyakori a 7. ábrában előtüntetett elrendezés. A falazaton nyugszik az u tölcsér, ezen pedig az y emeltyüre akasztott v henger, melynek kúpalaku belső fele lefelé van peremezve és a szilárd t felfogó cső vizzel megtöltött vályuszerü alsó részébe illik. A gáz ez utóbbiból a z tányérszellentyüvel szabályozott és x biztosító szellentyükkel felszerelt gázelvezető csőbe jut. Adagoláskor az elegyet illetőleg a tüzelőt az u tölcsér és a v henger közötti vályuba öntik, és ez utóbbinak felhúzásával az aknába hullatják. A v hengert nem minden gázfogón találjuk. A leirt szerkezeteket azt célozzák, hogy minél több gázt foghassanak fel, s az adagoláskor minél kevesebb legyen a gázveszteség.
A modern nagy olvasztókba a fúvólevegőt a 8. ábrában előtüntetett fúvócsövön vezetik be. Ez könyökalaku cső, melyet peremek segítségével a nagy olvasztót körülövező a gyűrühöz erősítenek. A könyök vizszintes szárának c csövét az m emelőszerkezettel a b csőre tolhatjuk, vizszintes g csövét pedig az l hajtó kerékkel forgatott fogaskerék mozgatta k fogasrúddal az e csőbe húzhatjuk. A fúvó levegő bevezetését a d fojtó szellentyüvel szabályozzuk, az olvasztóból visszacsapó gázokat pedig a visszacsapó h szellentyüvel fogjuk fel. Az i fúvóka a vizzel hűtött fúvókasba torkollik, mely rendszerint kúpalaku. Az olvasztás menetének megfigyelése céljából a fúvóka tengelyében van a szines üveggel vagy Máriaüveggel elzárt f nézőlyuk. A fúvókasok száma 1-7 között ingadozik, a fenéktől 0,4-0,8 m.-nyire állítvák, a tengelyük vizszintes. A kokszkemencék egy-egy fúvó kasának hűtésére óránkint 1,5 m3, a faszénolvasztókénak pedig 0,7 m3 viz kell. Hideg fúvószélhez nyitott kasokat használnak, hogy a fúvószél beragadta hideg küllevegő a fúvókast hűthesse. Hideg fúvószélhez kovácsvasból vagy vörösrézlemezből készített, meleg fúvószélhez vasból, rézből vagy foszforbronzból gyártott fúvókast használnak.
A nagy olvasztóból elszálló u. n. torokgázok még sok éghető alkotó részt, mintegy 25% szénoxidot tartalmaznak, miért is a torokgázokat kazánok fűtésére, ércek pörkölésére, de leginkább a fúvólevegő előmelegítésére használják; azonban előbb a gáztisztítón eresztik át, hogy a szálló portól és kátránytól megtisztuljon. A 9. ábra a leghasználtabb elrendezést láttatja. A nagy olvasztó torkától elvezetett gáz az a csövön át a bő b csőbe jut és d tölcsér mellett felszállva, a kisebb keresztmetszetü c csövön át a levegőhevítőhöz áramlik. Mivel az áramló gáz sebessége b csőben csökken, a por és egyéb piszok a maga tehetetlensége következtében lefelé repül és a b edény alját elzáró vizzel telt vályuba hull. Ide folyik a gázokból kivált kátrány is (lecsapódott könnyü szénhidrogének).
Régebben a léghevítőket fekvő vagy álló öntött vascsövekből állították össze; ezek az u. n. csöves léghevítők. A 10. ábra fekvő csöves léghevítőt láttat. Az ovális keresztmetszetü, élükre állított s hasonló keresztmetszszetü könyökkel összekötött csövek hosszukás négyszögü s belül tűzálló téglával burkolt kamarában fekszenek. A nagy olvasztó torok gázait szellentyüvel felszerelt csövön a rostélyhoz, innen pedig a tűztérbe vezetjük, hol levegővel keverődnek és elégnek. A keletkező égéstermékek a csövekhez áradnak s ezek áthevítése után a szellentyüvel felszerelt kéménybe szállanak. Mivel a legforróbb égéstermékek legalul vannak, a fúvólevegőt a felső csöveken vezetjük be és az alsó csöveken vezetjük el. A rostélyon szénnel is tüzelhetünk. A csöveket kiváló gondossággal kössük össze, mert a folytonos kiterjedés és összehúzódás miatt a könyököknél hézagok keletkeznek, melyeken át a fúvólevegő a kemencébe is árad. Kötőszerül vasragaszt használunk, melyet ecettel megnedvesített agyagból és vasreszelékből készítenek. A függőleges legforgatásu csöves léghevítők elrendezésének egyik módját a 11. ábra láttaja. Ebben a léghevítőben a nagy olvasztó torok gázait a rostély felett betorkolló csövön szintén a tűztérbe vezetjük, hol a rostély alatt bevezetett levegő égeti el. Az égéstermékek a tűzfészek boltozatán levő nyilásokon át a fűtőkamarába s innen a kürtőbe áradnak. A fúvólevegő a két vagy több részre osztott álló csövekben fel-le kanyarogván, átmelegszik s a mellső csövön át eltávolodik. A csövek alakja szintén elliptikus. A köralak nem jó, mert a legnagyobb keresztmetszet mellett a legkisebb fűtőfelszint adja. A fekvő csöveket az elliptikus keresztmetszet tartósabbá teszi. A hullámos és a bordás csöveket szintén ezen okból kedvelik. A csöves léghevítőkben a fúvólevegőt legfeljebb 300 C°-ra, két csövesléghevítő kapcsolásával pedig legfeljebb 500 C°-ra hevíthetjük. Erősebb hevítést érhetünk el a regeneráció elve szerint szerkesztett és tűzálló téglából épített léghevítőkben; ezeknek legelterjedtebb alakja a Withwell-féle kamarás léghevítő, melynek rajzát a 12. ábra láttatja. A Withwell-féle léghevítő tűzálló téglából szilárdan épített és vaslemezekkel burkolt hengeres fűtőkészülék, melynek belsejét közfalakkal négy osztályra és mindegyik osztályt több egymással közlekedő csatornára osztják, ugy hogy a levegő körülbelül 60 m.-nyi kigyózó utat tesz meg. A csatornafalakat a nagy olvasztó gázaival hevítjük fel, e célból a torokzárót a csővel kapcsoljuk össze. A gázok az öt szakaszra osztott b térbe áradnak, hová l csatornákon és k csöveken át friss levegőt vezetünk. A keletkező égéstermékek az első kamara felső szakaszából a második (c) kamarában lefelé, ebből a hat szakaszra osztott d kamarába jutván felfelé és végül a negyedik kamarába (f) lefelé áradnak. A második kamrában 30 és a harmadikban 34 merőleges csatorna van. Mivel a b kamarában minden gáz el nem éghet, más helyen is (a c d kamrák választó falának alján) vezetünk be levegőt. Az égéstermékek g szellengyüházon át jutnak a kürtőbe. Ha a fűtőkészülék elég izzó, a csatornát és a füstkivezető szellentyüt teljesen elzárjuk, a g szellentyü levegő-beeresztő c csövét és a meleg levegőt elvezető h cső i tolókáját pedig kinyitjuk. Ekkor a levegő a készülék bal oldalán beárad és jól felmelegedve, a h csövön át a nagy olvasztóhoz áramlik. A készülék tisztítására annak fedelén és a csatornák irányában elzárható nyilások vannak, a hamut és port pedig a k csöveken át húzzák ki. Minden nagy olvasztóhoz legalább két Withwellt építenek, hogy mig az egyik működik, a másikat hevíteni lehessen. A készülék tisztítása 1-11/2 órát kiván. A levegő 600 C°-r melegszik fel; minden óra után a szél és a gáz irányát változtatni kell. A szélmennyiség, melyet percenként az olvasztóba fúvatnak, rendszerint annyi köbméter, aminő a nagy olvasztó köbtartalma.
A kamarás léghevítőkkel egyenranguak a sejtes levegőhevítők, melyeknek legáltalánosabban használt alakját, a Cowper-féle léghevítőt a 13. ábra láttatja. A tűzálló téglából fölfalazott fűtőkészülék hengeres a tűzterébe c szellentyüházon át jutnak a nagy olvasztó torok gázai s a b nyiláson bevezetett levegővel keveredve, elégnek. Az égéstermékeket a készülék gömbös fedele a négyzetes keresztmetszerü e fűtőcsövekbe (mintegy 500 darab) tereli. Az e fűtőcsöveket készítik még hatszögletes (k), hosszukás négyszögü (l), köralaku (m) vagy ovális keresztmetszetüekre is. A szóban forgó csövekből az égéstermékek a g kamarába s innen a nyitott i tolókán és f szellentyün át a kéménynyel kapcsolatos füstcsatornába áradnak. Ha a készülék már elég izzó, a gázbevezető és a füstelvezető csatornákat zárják, a fúvólevegő csövét pedig megnyitják; most a levegő g-nél árad a készülékbe és jól átmelegedve, a tűzálló téglákkal bélelt h csövön a nagy olvasztóba árad. A nagy olvasztók felszerelési közé tartoznak még az anyagok (ércelegy, tüzelő stb.) felvonására való torokemelők is, melyeket vizzel, gőzzel v. sűrített levegővel (27. ábra) mozgatnak. Ha az elegyítő tér és a szénpajta a kohó torkával egy magasságban van, a torokemelő elmarad. A fúvólevegőt külön gépházban felállított hengeres fúvógépek segítségével hajtják közvetetlenül vagy léghevítők közbeiktatása esetén, ezeken át a nagy olvasztóba. A szél nyomása igen változik, azonban 17 mm. kéneső-oszlop magasságánál lejebbre és 50 mm. kéneső-oszlopnál magasabbra ritkán veszik; ami a medencében 5-10 mm. kénesőoszlop-nyomásnak felel meg.
A vasolvasztók üzeme.
A vasércek redukcióját közvetetlenül a szén és közvetve a szénoxid végzi. A szén szinítő hatása már 200 C°-nál kezdődik, 400 C°-nál 20-szor és 800-900 C°-nál 60-szor nagyobb, mint 200 C°-nál. A vegyi folyamatot az alábbi képlet láttatja: FeO (72 kg. vasoxidul) + C (12 kg. szén) = Fe (56 kg. szinvas) + CO (28 kg. szénoxid). Mivel 1 kg. vas kiredukálására a fenti képlet szerint 9/7 kg. vasoxidul kell, melynek kötő melege 1352 hőegység és 3/14 kg. szén, mely szénoxiddá égetve 530 hőegységet fejleszt, szükségünk van még (1352 - 530 =) 822 hőegység melegre. A szénoxid okozta vegyi folyamat a következő képlet szerint megy végbe: FeO (72 kg. vasoxidul) + CO (28 kg. szénoxid) = Fe (56 kg. szinvas) + Co2 (44 kg. szénsav). Mivel 1 kg. vas redukciójára kell 9/7 kg. vasoxidul, melynek kötő melege 1352 hőegység és 1/2 kg. szénoxid, mely szénsavvá égetve 1202 hőegységet fejleszt, szükségünk van még (1352 - 1202 =) 150 hőegységre. Némileg jobb az állapot, ha a vasoxidot, illetőleg vasoxiduloxidot szinítjük. A mondott okból a vasércek redukációjára mindig kell felesleges tüzelőanyag, hogy a szükséges vegyi folyamat létesülhessen. A nagy olvasztó legfelső részében, az aknában, mintegy 200 C° hőmérséklet uralkodik, ugy hogy itt a pörköléshez hasonló vegyfolyamat keletkezik. Az akna és szénpoha érintkező részein a hőmérséklet 400 C°-ra emelkedvén, kezdetét veszi a szinítés, mely a 800-1000 C° hőmérsékletü szénpohában (a szinítés övében) tovább folyik, ugy hogy az ércek a szénpoha alsó rétegeiben már teljesen átváltoznak szinvassá. Itt mintegy 1000 C° hőmérséklet uralkodik s kezdetét veszi a szenítés a szilárd szén, a cingázok és a szénhidrogének behatása következtében. A szenítés a nyugasztó térben megy végbe, melynek oldalait azért csinálják lejtősre, hogy a vasércek lecsúszását meglassítván, a szén felvételét előmozdítsák. A szenítés övének alsó részében legalább is oly nagy hőmérsékletnek kell uralkodni, hogy a szénnel ötvözött vas megömölhessen (legalább 1250 C°). Itt kezdődik az olvadás és égés öve, mely a fúvók szintájában (a fokuszban) éri el a hőmérséklet maximumát (faszénolvasztókban 1400-1800 C°, kokszolvasztókban 2000-2500 C°). A megömlött vas és salak a vasgyüjtőbe csepeg, hol az utóbbi az előbbit befedi s a fúvó levegő oxidáló hatásától megóvja. A salak legalább is kétszer, néha azonban 5-6-szor nagyobb férőjü a vasnál s javarészt szingulo- és biszilikátból áll. A földfémeket tartalmazó salak fehér vagy szürke szinü, a vasoxidult tartalmazó sötétzöld v. fekete. Fajsúlya 2,3-4,2 közt ingadozik. S szinguloszilikát nehezen olvad, hígan folyik, gyorsan merevedik, darabokra reped és szállá nem húzható, a biszilikát még nehezebben olvad, lassan merevedik, üvegszerü és szállá húzható. Az üvegszerü, szállá huzható salakból gyártják a salakgyapotot. Fehér vas keletkezik mangántartalmu, könnyen sziníthető, szeníthető és olvadó ércekből, ha a nagy olvasztó legforróbb részében (a fúvókasok zónájában) nem uralkodik sokkal nagyobb hőmérséklet, mint aminő a nyers vas olvadáspontja s ha a lecsapolt ömledéket gyorsan lehűtjük. Fontos az is, hogy nagy ércadagra kevesebb tüzelő jusson. Szürke nyers vas keletkezik akkor, ha a szénnel telített nyers vasat a fúvókasok zónájában igen felmelegítjük s lecsapolás útján lassan lehűtjük; gyártása dolgában fontos az is, hogy a tüzelő anyag több, az érc kevesebb és a salakkal egyetemben nehezen olvadó legyen. A tarka vas akkor keletkezik, ha szürke vas gyártásáról a fehér vas gyártására megyünk át, vagy megfordítva.
Az olvasztót jó járásunak mondjuk, ha a salakba sok vas nem megy át és ha azt a vasfajtát kapjuk, amelyet rendesen tüzelőanyagfogyasztás mellett kapni akarunk. A jó járásnak három nemét különböztetjük meg: a jó járásu hideg, a jó járásu heves és a jó járásu szabályos olvasztást. Ha nagy a salak vastartalma és nagy a szénfogyasztás is, nyers járásuvá lesz az olvasztás. Ez esetben a salak könnyen olvad meg, ugy hogy a lecsepegő vasat nem burkolja elég jól, a fúvólevegő oxidálja a vasmolekulákat, mire a keletkező vasoxidvegyületek egyesülnek a kovavassal és átmennek a salakba, miáltal az még hígfolyóbbá lesz. A kellőképen nem karbonizált vas a kemence falaira tapad, mert nem olvadhat meg, sőt a salakba átment vas redukálócik és ez is kovácsvaslerakódásokat okoz, csakhogy ezzel a redukcióval az a baj is jár, hogy a tűzmedence nagyon lehül (mert a redukciókor a vas meleget köt meg), ugy hogy a szén a lecsúszó adagokat nem tudja megolvasztani; az olvasztó lassanként besűl, s ha nem tudnak az adagok csökkentésével, esetleg forró fúvószéllel v. más úton-módon a bajon segíteni, az olvasztó működése megakad és a medencében keletkező medvét csak a tűzmedence kibontásával távolíthatják el, ami egyértelmü az olvasztó jó időre való beszüntetésével. Szintén nyers járásu lesz az olvasztás, ha a salak nehezen olvad meg és az érc már a redukción és karbonizáción is keresztül ment a nélkül, hogy a salak megolvadt volna; ekkor a burkolatlan olvadt vasmolekulákat a levegő oxidálja, mire a vasoxidok sziliciumvegyületei átmennek a salakba és a már említett üzemi zavarokat okozzák. A nyers járást a fekete szinü salakról, a fehéren izzó fúvókasok elsötétedő ormairól és csörrenve behatoló fúvó levegőről ismerhetjük fel. A nyers járást a legtöbb esetben a nedves és rosszul előkészített adagok, ezeknek hibás bedöntése és a rossz szerkezetü olvasztó okozzák.
A nagy olvasztók termelése jórészt nagyságuktól függ. A 10 m. magas prakfalvi faszénolvasztó átlag 21,000, a 12 m. magas hizsnyóvizi faszénolvasztó átlag 30,000, a 12,5 m. magas jászói faszénolvasztó 35,000, a 13,275 m. magas vörösvágási faszénolvasztó 38,000, a 13,4 m. magas bogsáni faszénolvasztó 48,000, a 17 m. magas resicai faszénolvasztó 94,000, a 15,2 m. magas kaláni koksz-faszénolvasztó 100,000 és a 18 m. magas vajdahunyadi kokszolvasztó átlag 400,000 q nyers vasat termel évenkint. A jászói faszénolvasztóból 35 m3 férő mellett naponkint 100-130, a vajdahunyadiból pedig 288 m3 férő mellett 1000 q nyers vasat csapolnak le. Vannak azonban külföldön még ennél is nagyobb munkabirásu olvasztók, igy a Rheinische Stahlwerke laari olvasztója naponkint 17,500 q nyers vasat termel. Naponkint mintegy háromszor eresztik le a vasolvasztóban összegyült nyers vasat. Az olvasztók élettartama mintegy 10 év.
A kovácsvas és gyártása.
Ha a nyers vasban levő karbont oxidáló hatásu anyagok segítségével és bizonyos fokig (0,01 v. 0,3%) kiégetjük és ha a tisztátalanító alkotó részeket, minő a szilicium (Si), mangán (Mn), kén (S) és foszfor (P) eltávolítjuk, ekkor a nem hegeszthető és nem nyujtható vas a melegben és hidegben nyujtható, jól forrasztható kovácsvassá változik, melynek a kénesőre vonatkoztatott elektromos vezetősége 0° C-nál 9,67; elektromos ellenállása 9,754 mikroohm és hőfokegyütthatója 0,48. A kovácsvas a legidomíthatóbb, de a legkevésbbé olvadó (1800-2250 C°) vasfajta. Szövetére nézve lehet ínas és szemcsés, az előbbi kisebb karbontartalomra és lágyságra, az utóbbi nagyobb karbontartalomra és keménységre vall s mig a szemcsés vas szilárdabb, addig az ínas vas szivósabb. Az ínas állapot nem mindig az illető vas természetes tulajdonsága. A szemcsés vas is átalakítható hengerléssel és kovácsolással ínas szövetüvé, csakhogy ezt a vasat hevítéssel újból szemcséssé változtathatjuk, mert a külbehatás a kényszerített helyzetben tartott szemcséket megszabadítja. Sokan azt állítják, hogy ily szöveti átalakulást okoz a rezgés is.
A kovácsvas minőségét a külsejéből, töréséből és mekanikai próbákból itélhetjük meg: A jó vas sima fölszinü és ha a henger, mely alól kikerült, nedves volt: kék szinü. Ha a törése sötétszürke és erős fényü, v. világos-szürke és gyenge fényü, ekkor jó a vas, ha azonban világos és erős fényü vagy sötét és gyenge fényü, ez rossz minőségre vall. A jó minőségü vas reszelőpora szálkás és finom, a foszforosé rövid, érdes és fehér. Az inas vas csak fehér izzásnál hegeszthető, miközben fehér sziporkákat vet ki; a szemcsés vasat már alacsonyabb hőmérsékletnél hegeszthetjük és sziporkái veresek. Ha az izzó inas vasat vizbe vetjük, lágyságát megtartja, a szemcsés vas keményebb lesz, szemcséi megfinomodnak, szine megvilágosodik. A jó kovácsvas mindennemü melegen történő mekanikai megmunkálás alá vethető: kilapíthatjuk, kihegyezhetjük, kiélezhetjük, vághatjuk, lyukaszthatjuk a nélkül, hogy selejtessé válnék. A kovácsvas minőségét a karbon és a rondítő anyagok mennyileges jelenléte és a megmunkálás tökéletes vagy tökéletlen volta befolyásolja. A puha inas vas karbontartalma 0,02 vagy 0,3%, a kemény acélminőségü finom szemcsés vasé (acélos vasé) 0,5% vagy még ennél is több. Ha a vasat kén v. réz rondítja el (0,5%-nál), tűztörékenynyé válik, azaz vörös izzásnál megmunkálva, szakadozik, élei csorbulnak és repedeznek. A foszfor-tartalmu vas hideg törésü, hajlítás, fúrás, reszelés, gyalulás, esztergályozás stb. következtében, sőt sokszor külső mekanikaibehatás nélkül is eltörik; azonban jól hegeszthető és nagy hőmérsékletnél jól kezelhető. Törése réteges és igen fényes pikkelyeket láttat. Hasonlóan hat a nikol, kobalt, arzén, antimon és az ón. Hideg törést okoz a hidegen való megmunkálás is; ekkor a vas finom szemcséjü és rideg lesz, azonban fehér izzó melegben megmunkálva jó vassá változik. Az agyonégett vas szintén hideg törésü, ennek durva pikkelyei és egyenlőtlenül szétosztott szemcséi vannak. Fehér izzó melegben nem javítható meg, azonban karbontartalmu anyagokkal izzítva vagy forró sóval telített oldatban lehűtve megjavítható. Ha a kovácsvas melegben és hidegben egyaránt porhanyó, nyujtani nehezen lehet, szilárdsága csekély, a törés felszinén pedig fénytelen szemcsékkel kevert ínas részek láthatók; ekkor redves törésünek mondjuk, ezt a szilicium, mangán, kalcium, aluminium nagy mértékü jelenléte okozza. Az u. n. kékes törés 250-350 C° között lép fel, midőn az izzó vasat hűtjük, illetőleg a hideg vasat izzítjuk. Midőn a vas hőmérséklete körülbelül a 300 C°-ot elérte, rideg lesz és könnyen eltörik. Vajjon a megmunkálás, a vas kémiai összetétele v. egyéb körülmény okozza-e ezt: kiderítve még nincsen, erre azonban kivált a kazánpléhek megválasztásakor igen nagy figyelemmel kell lennünk.
A kovácsvas a leglágyabb vasfajta, azonban megkeményíthető akár mekanikai, akár kémiai úton cémentálással. Mekanikai úton ugy, ha hidegen kalapáljuk vagy nyomással tömörítjük (p. hengerek vagy dróthúzó vasak segítségével). A keménységet, az összenyomott molekulák kényszerhelyzete okozza. Ilyen vas ridegebb, de szilárdabb, izzítva újra meglágyul. Kémiai úton (cémentálással) a kovácsvasat felszinének szénítésével és nitrogénítésével keményíthetjük meg; e célra legjobb a faszén, bőr, szaru, konyhasó, tengeri só, kéksavas káli v. sárga vérlúgsó, ezekből különféle keverékeket állítanak össze, melybe a vasat beágyazzák és zárt szekrényben izzítják. Azt a részt, melyet megkeményíteni nem akarnak, agyaggal kenik be. A kovácsvas szilárdsága igen változik. A kovácsolt és hengerelt rudaké cm2-ként 2250-6610, a pléheké 2150-4530, a kemény dróté 5620-13,415, a lágyított dróté 3395-5720 kg. A nyulás és kontrakció is igen változik, azonban az előbbi a 25-26%-ot, az utóbbi pedig a 68-70%-ot ritkán haladja meg. Igen érdekes az a tünemény, hogy a folyasztott vas szétszakításakor felvett diagrammokban az emelkedő görbe a szakítás határánál hirtelen behorpad. Ennek okául azt mondják, hogy a vasban levő karbon a szakítás alatt átalakul, miközben hőmérsékletváltozás lép fel, mely a vasat annyira megkeményíti, hogy hirtelen nagyobb ellenállást okoz. A kovácsvas tömöttsége 7,352-7,912 közt ingadozik, átlag 7,6, azonban ütéssel és nyomással egészen 8,0-ig emelkedhetik. Izzítva 200-400 C° között szinfuttatásokat mutat, világos-sárga, szalmasárga, narancssárga, viola, sötétviola, sötétkék, világoskék, zöld, világos-zöld, végre teljesen szintelen lesz, 525 C°-nál izzani kezd, 700 C°-nál sötétvörös szinü, 800 C°-nál kezdő, 900 C°-nál észrevehetőbb és 1000 C°-nál fehér izzó és 1900-2120 C°-nál megömlik. Mivel a kovácsvas igen magas hőmérsékletnél olvad, sűrün folyó és a benne felszörpölt gázok miatt hólyagos öntvényt ad, öntő célokra egymagában nem, hanem aluminiummal keverve mégis elég jól használható. Az aluminiumos kovácsvasat (0,05-0,1% aluminiummal) nevezik mitiszvas-nak.
A kovácsvas fehér izzó állapotában hegeszthető, ekkor gázfejlődés közben sziporkázik és elég vasoxiduloxiddá (pörölyreve, vaspor, cunder stb.). A kovácsvas hegesztése csak akkor sikerül, ha az érintkező felszinek fémtiszták. Ismeretes dolog, hogy csak azok a fémek hegeszthetők, melyek a szilárd és folyékony halmazállapot között megtésztásodnak. Ezek a vas, az arany és a platina. Platina és arany a kellő hőmérsékletnél okvetetlenül összeheged, mert nem oxidálódik; nem igy van ez a vassal, mely már a közönséges hőmérséklentél is rozsdát fog; mivel ez az oxidréteg nehezen ömleszthető meg, gátolja az összehegedést, ezért a rozsdaréteget kellő pillanatban távolítsuk el. Ha a simára reszelt felszineket egymásra fektetjük és a hegesztés helyén agyaggal bekenjük és igy izzítjuk, a két vasdarab egyesül a kalapácsütések alatt, azonban igen nehezítené a munkát, ha minden forrasztás előtt az illető felszineket tisztára kellene reszelni, ezért más módon távolítják el az oxidréteget. Behintik a forrasztandó felszineket kova- (kovasav-) homokkal és igy izzítják; ekkor a kovasav egyesül a vasoxidokkal és hígfolyós salakot alkot, mely az ütések alatt a két vas közül kifrecseg.
Száraz levegőn közönséges hőmérsékletnél, valamint levegő nélkül vizben a vas változatlan marad, de nedves levegőn és levegőt tartalmazó vizben csakhamar rozsdát fog, mely vasoxidhidrát-vegyület. Ha izzó vasra vizgőz hat, vasoxiduloxid keletkezik. A kovácsvas só- és kénsavban hidrogén, illetőleg hidrogén és szénhidrogén fejlesztése mellett oldódik. Oldja a hideg hígított salétromsav is gázfejlődés nélkül; nem oldódik a koncentrált kénsavban és salétromsavban. A kovácsvasat a gyártás szerint osztályozzuk. A hegesztett és folyasztott vagy folyt vas között az a különbség van, hogy az előbbinek gyártásakor a kovácsvasat pépes, az utóbbinak gyártásakor pedig folyékony halmazállapotban nyerjük.
A kovácsvas gyártása. A kovácsvasat közvetlenül az ércekből vagy közvetve a nyers vasból gyárthatjuk. A gyártás mind a két módja igen elterjedt. A) A természeti népek, nevezetesen Afrika, Ázsia és Dél-Amerika őslakosai, valamint a Csendes-oceán arkipelágusán lakó népek, sőt még a Balkán-félsziget és Finnország lakosai ma is közvetetlenül az ércekből gyártják a kovácsvasat, olyformán, hogy a faszénnel elegyített vasércet földbe ásott gödrökben vagy kis kemencékben redukálják kovácsvassá. A tűz élesztésére kézzel, lábbal vagy vizi erővel hajtott fúvókat használnak. A kemence alján összegyült szivacsszerü bucavasat kalapácsokkal tömörítik meg. A gyártásnak ez a módja (az u. n. buca-művelet) napról napra veszt jelentőségéből, mert költséges és szaporátlan, azonban el kell ismernünk, hogy a gyártott vas a legjobbak közé tartozik. Legújabban a kovácsvasnak közvetetlenül az ércekből való gyártására többféle módot eszeltek ki. Chenot (1851) a vasköveket az Appolt-féle kokszkemencékhez hasonló merőleges kamarákban szilárd szénnel s szénoxidgázzal szinítette s a nyert vasszivacsot porrá zúzván, ebből a vasrészeket mágnesekkel vonta ki. Gurlt (1857) a vasban bővelkedő s tiszta vasköveket regenerátor gáztüzeléssel kapcsolatos aknás kemencében olvasztotta meg. Siemens (1873) a vasköveket babszemnagyságu darabkákra töri és salakító anyaggal (mészszel) keverve, vörös izzásig hevített dobba teszi s 40 perc multával apró kőszenet (10 q-ra 2,5-3 q-t) at hozzá, mire a dob forgását gyorsítja, hogy a szinítés gyorsan állhasson be. Szinítés után a salakot lecsapolják és a vasrészecskékből 2-3 darab vaskenyeret gyúrnak. Blair a glenwoodi (Pittsburg) gyárban az igen gazdag és tiszta vasérceket külső és belső tüzeléssel felszerelt retortákban sziníti. Du Puy a Sligo Iron Works gyárában (Pittsburg) a szénporral és hozadékkal kevert érceket vashengerbe tölti és lángallóban redukálja. Otto Károly (1896) a vasérceket szintén zárt kemencében redukálja, még pedig bizonyos nyomás alatt s a szinítő térben keletkező gázokat a tüzelő térbe vezeti. Van a felsoroltakon kivül még igen sok eljárás, de egy sem praktikus, ugy hogy a kohászatnak ezt a fontos feladatát még megoldatlannak tarthatjuk.
B) A kovácsvas-gyártásnak ma is legolcsóbb módja az, ha a vasérceket előbb nyers vassá alakítjuk át s ebből vonunk el oxidáló anyagokkal (levegővel, vasoxiddal, vasoxidul-oxiddal stb.) annyi szenet, hogy kovácsvassá változik. A nyers vas átalakításának ezt a módját általában a vas frissítésének vagy finomításának nevezzük. A frissítésnek három módja van: frissítés friss tüzekben, frissítés kavarókban és frissítés konvertekben. Az első mód szerint a megömlesztett vascseppeket teszszük ki az oxidáló hatásu fúvó levegőnek, miközben a salak is érvényesíti befolyását és a faszén közvetetlenül érintkezik a vassal; a második mód szerint a vascseppeket, illetőleg a megömlesztett vasat folytonos kavarással érintkeztetjük a levegővel és a salakkal, azonban a vas és a tüzelő anyag egymással nem érintkezhetnek; a harmadik esetben a hígfolyó megömlött vasat nagy körtealaku edénybe (konverterbe) eresztjük és levegőt fúvatunk az ömledéken keresztül, mely mindvégig folyós marad s ha a kovácsvas elkészült, vasmintákba öntjük. Az első két mód adja a hegesztett, a harmadik a folyasztott vagy folyt vasat.
A kovácsvas gyártása friss tüzekben
1. A kovácsvas gyártása friss tüzekben (a tűzhelyfrissítés) ma már teljesen elvesztette jelentőségét, mert igen költséges, lassu- és kevés gyártmányt szolgáltat. Legfeljebb ott tarthatja fenn magát, ahol olcsó a faszén, mert ki kell emelnünk a gyártmány kitünő minőségét. A frisseléshez (friss tüzekben) a nyers vas minden fajtáját használhatjuk, ha tiszta és grafitban nem bővelkedik, ellenkező esetben előbb ezeket tisztítani, finomítani kell. Tüzelő szerül rendesen faszenet használnak, még pedig a friss tüz és a vas minősége szerint kemény vagy lágy faszenet. A kemény szén tömöttebb és nagyobb hőmérsékletet ád, de gyorsítja a vas megolvadását és a frissítés menetét; darabokra törve oly tömöttem rakódhatik le, hogy a fúvó levegő áthatolását megakadályozza. A frissítés folyamának elősegítése vagy módosítása, a vasveszteség csökkentése és a rondítók könnyebb eltávolítása céljából a tűzhelyfrissítés első és utolsó szakában friss salakot, homokot, agyagot és mészkövet adunk a vashoz.
A kovácsvas gyártása kavaró-kemencében
2. A kovácsvas gyártása kavaró-kemencében (az u. n. lángpestfrissítés) műfolyama egyezik a friss tüzek műfolyamával. A kavaráshoz legjobb a fehér és tarka vas. Sziliciumban és grafitban bővelkedő szürke vasat csak fehér vassal keverve használhatnak. A kavaró-kemencék szerkezete két fő csoportra osztható: a) olyanokra, melyekben szilárd tüzelő szert és b) olyanokra, melyekben gázalaku tüzelő szert használnak. A kavarókemencék jellemző tulajdonsága az, hogy külön tűzhelylyel és munkatérrel birnak, ugy hogy bennük bármily jó lángot adó tüzelőt használhatnak. Széntüzelésre berendezett kavaró metszetrajzát a 14. ábra láttatja. A tűzfészeknek Lr lépcsős rostélya van, melynek alsó négyszögletes tartó gerendáját vizzel hűtik. A tüzelő szert a T tölcséren hányják be és a tűz bolygatására az ajtóval elzárható t nyilás szolgál. A fejlődő égéstermékek a H1 tűzhíd felett levő N1 lánglyukon át áradnak az A munkaajtóval felszerelt M munkatérbe. A ajtón levő O nyilás a kavaró-horgok bedugására való. A munkatér jobb és bal oldalát a vizzel vagy levegővel hűtött GG öntöttvasgerendák határolják, a feneket pedig az 5-8 cm. vastag L öntött vaslapok alkotják, melyeket az U üregen betóduló hideg levegő hűt. Régente ezeket a táblákat is vizzel hűtötték, azonban a táblák elrepedése következtében veszedelmes robbanások történtek. Az öntött vaslapokon, melyek könnyen kicserélhetők legyenek, nyugszik a kemencék fészke (alagya) +>A, melyet a következőképen készítenek: a kemencét vörös izzásig megmelegítik, mire a vastáblákra nehezen olvadó salakot terítenek, ha ez megolvadt, a kemencét lehűtik, hogy a salak a vaslapokra fagyjon, erre könnyebben olvadó salakot dobnak és a hőmérsékletet ismét emelik, ha megolvadt ez az adag is, a kemencét újból lehűtik, hogy ez, a már könnyebben olvadó salakréteg, a nehezebben olvadóhoz tapadhasson. Ily módon a műveletet mindig könnyebben olvadó salakkal addig folytatják, mignem a fészek 125-150 mm. vastag nem lett (minden réteg 25 mm.). A felső réteg igen könnyen olvadó salak legyen, hogy az alantos rétegek közeit kitölthesse. Az első adag 200 kg. esztergahulladék lehet, hogy bővasu salak keletkezzék, csak ezután kezdik a rendes üzemet. A salakrétegeket még vizzel is hűtik, hogy szivósabbak legyenek. A tűzhíddal szemben van a füsthíd H2 és e felett a füstlyuk N2. E a kavarandó nyers vas előmelegítésére való u. n. előmelegítő tér, C pedig a füstcsatorna, illetőleg kémény, melynek aljára az elvonuló gázok jobb kihasználása céljából kazánt állítanak. A munkatér fedele boltozott, melynek hajlása annál nagyobb, minél oxidálóbb lángot óhajtanak; vastagsága 16-21 cm.
Hazánkban a jó kőszén és barnaszén híja miatt kiváló fontosságuakká lettek a gázkavarók, melyeknek rajzát a

15. és 16. ábrában adjuk. A kemence munkatere M a közönséges kavarók munkaterétől nem különbözik; ezt is vizzel hűtött C vasgerendák határolják és fenekét levegővel hűtött öntöttvaslapok alkotják. A munkaajtót A jelöli. A fő különbség a szél- és gázgenerátorok alkalmazásában áll. S illetőleg S1 a szél-, s G illetőleg G1 a gázgenerátor. Ezekhez a levegőt és a gázt a

17. ábrában előtüntetett szellentyüvel vezethetjük. Ezeket akként szerkesztvék, hogy az elhasznált égéstermékek útját is szabályozhatjuk. A generátorokból elszálló gázt G öntöttvascső vezeti a H szellentyüházhoz, melynek B ajtaja részben mint tisztító ajtó, részben pedig mint biztosító szellentyü szolgál, mert esetleges robbanásokkor kinyilik és a gázokat a szabadba ereszti. T tányérszellentyűvel szabályozzák a regenerátorokhoz vezetett gáz mennyiségét, F fojtó szelletyüvel pedig útjának irányát. A gáz átömölvén R rúddal és a K kézi kerékkel mozgatható tányérszellentyü résén, Gs öntöttvasszekrénybe árad, hol is F szellentyü a szekrény S1 részébe tereli, mire a Cg csatornán át a gázgenerátorba árad. Ugyanekkor a Ck csatornán át a kémény húzata az elhasznált égéstermékeket Gs szekrény S2 felébe tereli, honnan a Cg1 csatornába s végül a kéményen át a szabadba áradnak. Az E ellensúlylyal terhelt F fojtó szellentyüt c karral állíthatják a pontozott vonalakkal jelzett állásba. Ekkor a generátorgázok a Ck csatornán át jutnak a másik regenerátorhoz és az elhasznált égéstermékek Cg-ből Cg1-be s innen a kéménybe áradnak. A Gs szekrény tisztítására valók a levehető t fedők. A levegő beeresztésére olyan szellentyüházat használnak, melynek csak a Gs szekrénye van meg. A levegő a tányérszellentyü résén árad be és szintén fojó szellentyüvel szabályozható mind az útjának, mind az elhasznált gázok áradásának iránya. Visszatérve a

15-16. ábrára, megjegyezzük, hogy a gázszekrény a g, a szélszekrény pedig az s nyilásra jön. Tételezzük fel, hogy a felhevült G1 és S1 regenerátorokon a levegőt és a gázt vezetjük keresztül, ezek az n1z1 csatornákban összekveredvén, meggyulnak és a keletkező láng L1 lángylyukon csap az M munkaétrbe; itt az égés termékek melegük jó részét átadják a vasfürdőnek illetőleg salaknak és L2 lánglyukon át z2n2 csatornák megkerülésével B2 aknába és innen az S2G2 regenerátorokhoz áradnak s miután ezeket is felmelegítették, a szél- és gázszekrényen át a kéménybe jutnak. A z1z2 gödrök arra valók, hogy az elvonuló gázokkal tovaragadt salakcsomók és vassziporkák az n1, illetve n2 nyelvhez ütődve ide hulljanak, mert különben a regenerátor téglarácsát tömnék el. Ezekben a zsákokban összegyülő hulladékot külön ajtón át húzzák ki. Egy gázkavaróhoz rendesen két generátor kell. A kavaráshoz rendesen több (2-3-féle) nyers vasat használnak. Igy kevernek össze sötét-szürke, tarka és fehér vasat, sőt néha tükrös vasat is, mert ha csakis sötétszürke nyers vasat kavarnának, a kavarás igen sokáig tartana, mert a grafitot nehezen égethetjük el; ha pedig fehér vasat használunk, a kavarás oly rövid ideig tartana, hogy a vas rondítói kellő mértékben ki nem válhatnának, mert a fehér vas kötött karbontartalmát könnyn kiűzhetjük. Ezért elegyítik a két vasfajtát, hogy jó tulajdonságaik egyesítésével a károsokat ellensúlyozhassák. Az előbb említett ok miatt a szürke vasat nyers járásunak (rohgängig), a fehér vasat pedig gyors járásunak (gargängig) mondjuk. Egy adag súlya egy munkaajtó s kemencében 150-250 kg., kétajtós kemencében 300-350 kg.
Mielőtt a kemencét megindítjuk, kellőképen előkészítjük. Először a fészek (alagy) megrongált részeit tatarozzuk ki, ezután a készítendő gyártmány és a visszamaradt salak minőségéhez méren 10-20 lapát kavaró- és forrasztó-salakot, továbbá 44-6 lapát vasrevét vetünk be. Az előmelegített vasat a tűzrácson fejlődő gázok lassankint megömlesztik. A megömlesztés közben a vas fontosabb rondítói a mangán, kén és foszfor elsalakulnak vagy elégnek, ugyanez történik a sziliciummal is, mely a vas oxidvegyületeivel hígfolyó és oxidáló hatásu salakot alkot. E közben a vas karbontartalma átalakul, a grafitból amorf szén lesz, amit a kivett próbák törésfelszinének fehér szine és nagy keménysége legott elárul. Megjegyzendő, hogy a megömléskor a karbon nem ég el, sőt a próbák elemzése karbonszaporodást mutat, mert a rondítók jó része kiégett, de vas is salakult el. A kavarásnak ezt a szakaszát a megömlesztés v. a finomítás szakaszának nevezzük. A megömlött vas súlyosabb volta miatt a salak alatt helyezkedik el, ezért az ömledéket folytonosan kavargatni kell, hogy egymással és a levegővel érintkeztetve a karbont a szükséges mértékig kiégethessük. A kavarás időtartamát a kavaráshoz használt horgos vasak (horoglyák) számával fejezzük ki: fél óra 6, egy óra 12 friss horoglyán kiván. Ha lassu a kavarás folyamata: vasoxid vagy vasoxiduloxid beadagolásával, esetleg vizzel való lehűtéssel gyorsíthatjuk. A kavarás következtében fellépő heves oxidáció miatt sok szénoxidgáz keletkezik, mely erős forrásba hozza az ömledéket, olyannyira, hogy a salak a kemenceajtó alsó széleit eléri és ezen kifolyik. E közben a vas mindinkább pépesebb halmazállapotu lesz és fehér izzóvá válik. Midőn a munkás látja, hogy a vas legnagyobb része kovácsvassá változott, előbb erősen fűt, hogy a meglévő salakot hígfolyóbbá téve, a munkaajtó alatti nyiláson lecsapolhassa. A kavarásnk ezt a szakaszát a kavarás vagy forrás szakaszának nevezzük. Midőn a salakot lecsapolták és a vas védetlen maradt, a vasat nyársakkal zöcskölik, hogy részei idő előtt ne forradhassanak össze. E művelet közben az acélminőségü vasrészek is lassankint kovácsvassá változnak. Mivel a szemcsés vasnak több karbont kell tartalmaznia mint az ínas vasnak az előzőnek gyártásakor a láng inkább szinítő hatásu legyen, amit a húzat csökkentésével érünk el. 18-23 perc mulva a munkás már nem tudja megakadályozni a vasnak összeforradását, ezért felhagy a zöcskölésel és az összetapadt vasdarabokat átfekteti, hogy minden részük egyenletesen tüzesedjék át, illetőleg dekarbonizálódhasson. Szemcsés vasat 1-2-szer, az ínasat 2-3-szor fordítják át, mert ezen művelet közben is veszít a vas karbontartalmából. Kellő átforgatás után az egyes vasdarabokból 30-40 kg.-os darabokat formálnak, ezeket vasfogókkal kiveszik a kemencéből és gőzkalapácsok alatt tömörítik. A kivett spongyaszerü vasdarabokat vaskenyérnek, és a kavarásnak ezt a szakaszát, mely mintegy fél óráig tart, a készelés v. kenyérgyúrás szakaszának nevezzük. A vaskavarás a Siemens-Martin- és a Thomas-Gilchrist-féle eljárások feltalálása óta napról-napra veszít jelentőségéből, azonban aligha tűnik ugy el mint a tűzhelyfrissítés, mert a hegesztett vasnak, némely jó technikai tulajdonsága miatt, az iparban mindig meglesz a maga jelentősége. A lángpestekben való frissítésnek van még egy fontos módja: a Siemens-Martin-féle eljárás, azonban ezt csak az acélgyártásról szóló fejezetben tárgyaljuk.
3.Finomítás konverterekben, szélfrissítés. A kovácsvas-gyártásnak ez a módja újabban kiváló fontosságuvá lett, azonban erről is csak az acélgyártással kapcsolatban emlékezünk meg.
Az acél és gyártása.
Azt a kovácsolható vasat, mely bizonyos hőmérsékletig izzítva és ezután hirtelem lehűtve megkeményedik: acélnak, és a keményítés műveletét edzésnek nevezzük. A már nem edzhető kovácsvas karbontartalmát növelve és a még nem edzhető nyers vas karbontartalmát csökkentve, bizonyos határok között az edzhetőség is előtérbe lép. A két határpontot szorosan meg nem állapíthatjuk, ezért lefelé a kovácsvas és acél, felfelé pedig az acél és a nyers vas között szoros különbséget nem tehetünk. Általában 0,4%-on alul az edzhetőség, és 2,3%-on felül a kovácsolhatóság szünik meg, ugy hogy az acélt e két határ közé szoríthatjuk. Azonban a karbontartalom nemcsak az edzhetőség és kovácsolhatóság mértékét befolyásolja, a keménység is tőle függ. Minél több a kémiailag megkötött karbon, annál keményebb az acél. A karbontartalom a keménységen kivül még a szilárdság fokát is befolyásolja. Minél több a karbon, annál nagyobb a rugalmasság és a feltétlen szilárdság, de annál kisebb a nyujthatóság, vagy amint mondani szokás a szivósság. Tehát az acél szilárdabb, a kovácsvas pedig szivósabb. Az acél a leghomogénebb vasfaj. Törése finom szemcsés, kagylós, szürkés-fehér és selyemfényü. Az acéllal elkeverődött idegen alkotó részek a kovácsvasnál megbeszélt jelenségeket okozzák. A szénen kivül az acél műszaki tulajdonságaira más anyagok is nagy befolyással vannak. A foszfor az acél szilárdságát, de különösen a rugalmasságát növeli, azonban hideg törésüvé teszi az acélt. A kén az acél szilárdságát gyengíti, még pedig a vörös izzásnál, ezért a kéntartalmu acélt tűztörékenynek v. melegtörésünek nevezzük. A szilicium mind a melegben, mind a hidegben csorbítja az acél szilárdságát és rugalmasságát, különösen előtérbe lép káros hatása a fehér izzásnál, ezért a sziliciumtartalmu acélt izzón törékenynek nevezzük. Legjobb hatása van az acél szilárdságára a mangánnak, krómnak, wolframnak, molibdennek, nikolnak és a titánnak. A mangánt illetőleg az eddigi összes kisérletek arra vallanak, hogy 3%-on túli mangántartalom az cél szilárdságának kárára van. A szilárdságot illetőleg legjobb, ha 0,5-0,6% mangán mellett 0,95% szén van a vasban s a rugalmasságot illetőleg, ha a karbontartalom 0,29-0,43% és a mangántartalom 0,24-1,19 közt ingazdozik. Gautier kisérletei szerint az az acél, melyben 0,560 % szén s 2,008% mangán van, 89 kg. terhelést bir ki mm2-enkint, rugalmasságának határa pedig 48,7 kg. mm2-enkint. Megjegyezzük, hogy a mangántartalom az acél hegeszthetőségét és kovácsolhatóságát növeli. A króm szintén növeli az acél szilárdságát. 0,5% króm és 0,92% széntartalmu acél 86,9 kg. terhelés alatt szakadt, azonban készítettek 115-140 kg. szilárdságu krómacélt is. A krómnak még az a jó tulajdonsága is van, hogy igen megkeményíti az acélt. A 0,9% szén és 2,00% krómtartalmu acél keménységi foka 8. Mivel a krómacél jól hegeszthető és kovácsolható is, különösen oly szerszámok gyártására alkalmas, melyekkel igen kemény tárgyakat (l. Kérges öntvény, hol a Gruson-öntvényről is van szó) akarunk megmunkálni. A nikol szintén szilárdítja az acélt, noha kisebb mértékben mint az előbbiek, igy azt találták, hogy 1% nikol, 0,42% szén és 0,58% mangántartalmu acél rugalmassági határa 47,40, szilárdsága pedig 86,67 kg. mm2-enkint s e mellett szívós is, mert a 102 mm. hosszu rúd nyulása 18,7% és keresztmetszeti csökkenése 45,0%. A nikoltartalmu acél jól kovácsolható és hengerelhető 25% nikoltartalmon alul. Hegeszthetősége 1% nikolon túl, hidegen való megmunkálhatósága pedig 5% nikolon túl csökken. A keménység 20% nikoltartalomig növekszik. A titánacél jelentősége alárendeltebb. Az acél tömöttsége jórészt a széntartalomtól és a megmunkálástól függ; 1% karbontartalmu, acél-ingot tömöttsége 7,807, kihengerelve 7,826. Általában az acél tömöttsége 7,4-8,1 közt változik, átlag 7,7, azonban az edzett acél mindig könnyebb, mint az edzetlen, mert a gyors lehűtés miatt régi alakját fel nem veheti. Az acél olvadópontja a kovácsvas és a nyers vas között van és 1600-1900 C° között ingadozik; az olvadó pont, az izzónszilárdság és a hegeszthetőség között szoros összefüggés van. Minél nagyobb hőmérsékletnél olvad az acél, annál nagyobb az izzónszilárdsága vagy kovácsolhatósága és annál nagyobb a hegeszthetősége. Az acélnak e tulajdonságait a karboniumon kivül más anyagok is befolyásolják. Igy a nehezen olvadó króm és wolfram növeli az acél olvadó pontját, hasonló hatása van a mangánnak, nikolnak, kobaltnak, platinának és a molibdénnek is. Az acél önthetőségére legjobb hatással van az aluminium. A szilicium, kén, réz, arzén, antimon és ón izzóntörtést okoz. A foszfor szintén növeli az izzónszilárdságot, de egyébként káros hatásu (hideg törés). Az acélnak tűzben való rossz kezelése szintén káros tulajdonságokat okozhat. Az acélöntészetben az aluminium azért kiválóan fontos pótlék, mert az elegy olvadáspontja 300 C° -nál alacsonyabb és az ömledék egészen hígfolyó lesz, a gázokat pedig könnyen kiereszti, ugy hogy a legfinomabb formából is tömött, hólyagtalan és nagyobb szilárdságu öntést kapunk. Az acélfürdőhöz elégséges 0,3° /00-0,7° /00 aluminiumot, vagy 0,3%-0,7% 10%-os aluminiumacélt adatolni, hogy jó hatását érvényesítse; még több aluminium a szilárdságot növeli, ugy hogy 2° /00 aluminiumot tartalmazó öntött acél szilárdsága 83 kg. mm2-enkint és megnyulása 121/2%.
A nagyon megizzított acél durva szemcséssé és merevvé lesz. Minél nagyobb az acél karbon- és foszfortartalma, annál érzékenyebb a túlhevítés iránt. Ha a hevítés a szikrázásig történt, az acél megég, izzón törésü lesz, a benne levő megolvadt alkotó részek meggyengítik molekuláinak kohézióját. Ha az acélt a szükséges hőmérséklet és a levegő hozzájárulása mellett hosszabb ideig vagy gyakrabban hevítjük, karbontartalma részben kiég; az ilyen acélt megromlott acélnak nevezzük. Mind a megégett, mind a megromlott acél durva szemcsés törésü és különösen a megégett acél oly merev, hogy porrá is törhető. A túlhevített acélt a helyes hőmérsékletnél való átkovácsolással vagy edzéssel javíthatjuk meg, azonban eredeti jó tulajdonságait csak némileg nyeri vissza. Az edzéshez forró vizet vegyünk, de használható más rossz melegvezető folyadék is, ugymint szappanos viz, gyanták, zsírok és olajok keveréke. Használt oltószer még a következő: 3 súlyrész olvasztott kolofonium, melyhez lassu kevergetés között 2 sr. főtt lenolajat adunk, vagy 4 sr. faggyu, 4 sr. szurok, 3 sr. szalmiák és 1 sr. sárga vérlúgsó keveréke. A megromlott acélnak karbontartalmát kell a szükséges fokig emelnünk, hogy újból használhatóvá váljék, durva, szencsés szövetét pedig mekanikai megmunkálással változtatjuk át finom szemcséssé. A használt karbonizáló szerek a faszén és korom, továbbá az állati nitrogén- és karbontartalmu anyagok, nevezetesen a csont, bőr, szén, szaru- és körömforgácsok, hasonlóan hat a ferrociankálium is (kéksavas káli, sárga vérlúgsó). Az előzők izzítva szénre és nitrogénre, az utóbbi pedig ciánkáliumra, nitrogénre és szénsavra bomlik. Pótlékul használják még a gyantákat, az állati zsíradékokat, a sörélesztőt, a vizbe kevert lisztet, salétromot, konyhasót, üveget stb., melyek részben mint ragasztó, részben mint salakító anyagok szerepelnek.
Az acél legfontosabb tulajdonságai közé tartozik az edzhetőség. Az edző hőmérséklet a sötét és világos cseresznye-vörös között (700-800 C°) van. A jól edzett acél rugalmassági határa és feltétlen szilárdsága nagyobb mint az edzetlené, de nyujthatósága kisebb. Az edzés következtében az acél férője megnagyobbodik, fajsúlya pedig csökken. (1,005% karbontartalmu hengerelt acélrúd fajsúlya 7,826, sötétvörös izzásnál edzve 7,812, vörös izzásnál edzve 7,789, világos vörös izzásnál edzve 7,755, sárga izzásnál edzve 7,749, majdnem szikrázó fehér izzásnál edzve 7.,744). A régibb elmélet szerint az edzés következtében fellépő keménységet az okozza, hogy a külső rétegek erősen összehúzódnak és nyomják a belső rétegeket, melyek ellen nyomást fejtenek ki. A modern elmélet szerint az edzhetőség függ a karbidszéntartalomtól. Minden vasfajta edzhető, ha benne lassu lehűtéskor karbidszén keletkezik, azonban e szempontból az iparban csak azok a vasfajták fontosak, melyek széntartalma 0,6-2,3%; kevesebb szén jelenlétében nem lesz elég kemény az edzett tárgy, 2,3%-nál több szén jelenlétében pedig grafit keletkezik. Legnagyobb mennyiségben válik ki a karbidszén akkor, ha az acél összes széntartalma 1,5-2%. Gyors lehűtéskor a karbid-szénből lesz az edző szén, mely az acélnak az összes vasfajták megmunkálására alkalmas keménységet kölcsönzi.
Mivel a teljesen kemény acél nagyon merev, megeresztjük, azaz 220-230 C° -ig felhevítjük. Ez által nyujthatóbb és puhább lesz, tömöttsége pedig megnagyobbodik. Megeresztés közben az acél különféle szinfuttatásokat kap, melyeknek sorozat a következő:
világos sárga 220-230 C°Használják: eszterga- és gyaluló acélokra, kemény acél és kérges öntvény megmunkálásához. Véső acélra, simító kalapácsokra, pénzverő és sajtóbélyegekre és malom-talp-csapágyakra.
sötét sárga 240 C°Acél és öntött vas megmunkálására való eszterga- és gyalu-acélok és fúrók, lyuktágítók, marók, fémfürészek, nagy kovács-kézikalapácsok, malomkő-vésők stb. számára.
sárgásbarna 225 C°Csavarvágó pofák, malomtalp-csapok, kis kézikalapácsok és gyalukések számára.
barna-vörös 265 C°Csavarvágók, tekercsfúrók, csontvágó szerszámok, bőrlyukasztók és borotvák számára.
bibor-vörös 275 C°Esztergafúró és gyaluacélok és csavarvágók kovácsolására és rézre, favésők, hidegen lyukasztók, reszelővágók stb. számára.
violaszinü 285 C°Hidegen vésők acélra, fejező kalapácsok, kemény fára való kések és marók, kővésők és fúrók, domborító szerszámok, melegen lyukasztók, nyírókések, papirosvágó kések, tollkések, pontozók, facsavarmenet- és hordólyukfúrók, dohányvágó kések számára.
búzavirág-kék 295 C°Hideg vésők öntött vasra, meleg fémekre való domborítók, gyufagyaluk, fagyalu-kések, fafúrók, fejszék, balták, finom fürészek, idomító kések és marók vívópengék, tőrök, asztali kések, metsző bélyegek, kaszák stb. számára.
világos-kék 315 C°Hidegen vésők kovácsvasra, fafűrészek, sebészeti eszközök, vargaárak, rúgók számára.
szürke (tengerzöld) 330 C°Az u. n. szürke karintiai kaszák számára.
A legközönségesebb edző folyadék a hideg viz, azonban az álló viznél jobb a folyóviz, mert a viz árja a rosszul vezető meleg vizet és gőzöket elragadja; még jobb az alulról felbugyogó viz, mert egyenletesebben hat. Edzenek még vizsugárral és zuhanynyal; minél finomabb sugarakban és minél nagyobb nyomás alatt hat a viz az edzendő acélra, annál jobb. Legerősebb az edzés akkor, ha csak annyi vizpermeteg éri a tágyat, amennyi éppen gőzzé válhat, mert a gőz sok meleget köt meg. Ha a vizbe konyhasót, szalmiákot, salétomot vagy kénsavat teszünk (2-4 súlyszázalék), a viz melegvezetését, tehát edző képességét is növeljük. Ezért jobb a kútviz a folyóviznél, mert nagy a sótartalma. Kevésbbé edzenek az olajok, a zsíradékok és a halzsír, mig a kéneső igen gyorsan és egyenletesen hat, csakhogy ártalmas gőzöket fejleszt és drága. A levegő is alkalmas edző szer, ha a tárgyat gyorsan mozgatjuk. Sok apró tárgy edzésére meghatározott hőmérsékletnél olvadó ötvényeket is használnak. Ilyenek:
Ha a vizbe mésztejet, szappant, gummit, dextrint vagy borszeszt teszünk, edzőképessége megcsökken. Edzenek még nedves szénporban és homokban is. Legújabban olyan sajtóval is edzenek, melynek vasból való nyomó fejeiben hideg viz, meleg viz, olaj vagy gőz kering. A megeresztés oly lassan történjék, amint csak lehet, mert ekkor az acél belseje is átváltozik és az ilettő szerszám szívósabb lesz, de arra is gondoljunk, hogy a megmelegítés mindenütt egyenletes legyen. Legjobb az olyan lág, mely nem füstölög és nem világít, mert ekkor a futtatás-szineket legjobban megfigyelhetjük. Ilyen a borszesz és a gázláng, csakhogy ezek nagy tárgy edzésénél igen költségesek. Leginkáb faszéntűz felett, némelykor szénmedencén v. homokfürdőben eresztik meg az edzett tárgyakat.
Egy neme a megeresztésnek a leégetés (fürészlapoknál, mérőszalagoknál, puskazárrúgóknál használják). Az illető darabot gyengén megmelegítik és ezután olajjal vagy faggyuval bekenik, folytatólagos izzításkor a zsír meggyulad és lángjának melege a tárgyat a kivánt hőmérsékletig felhevíti. Megeresztéskor a kivánt szin előtt fellépő futtatásnál álljunk meg, mert az acélban felhalmozott meleg a szüksséges változást ugyis előidézi. A gyakorlatban azt tartják a legjobb acélnak, amely legkeményebb, ez azonban indokolatlan, mert a kemény acél nem minden célra alkalmas. Az acélt rendeltetése szerint válaszszuk meg, erre vonatkozólag a következő táblázatot tartsuk szem előtt:
karbontartalma
Wootz-acél1,34
Lapos reszelőkre való acél1,20
Esztergakésekre való acél1
Metsző szerszámokra való acél1
Metsző szerszámokra való közönséges acél0,90
Vágó szerszámokra való acél0,75
Pénzverő acél0,74
Kétszeresen finomított kévelt acél0,70
Forrasztásra való acél0,68
Kőfúrókra való acél0,64
Kőmüves-eszközökre való acél0,60
Beütő formákra való acél0,42
Az acél nem kovácsolható oly jól, mint a kovácsvas, mert nem tűri meg a magas hőmérsékletet; legfeljebb élénk vörös izzásig hevíthetjük, ily hőmérsékletnél össze is hegeszthető. Kovácsvasat és acélt is összehegeszthetünk, ha az előbbi fehéren izzik, az utóbbi pedig az élénk vörös melegnek megfelelő hőmérsékletre hevült. A friss, kavart vagy a kévelt acél a tégelyacélnál jobban heged, ami annak tudható be, hogy a vasmolekulák között valamelyes salakmennyiség visszamarad; ez a salak a hevítéskor keletkező vasoxiduloxidot felveszi és hígfolyó védő burkot alkot, mely a kovácsoláskor a hegesztendő részek közül kifrecseg. Ily higfolyó salakot alkot a póris, melyet használat előtt kristályvizének kiűzése céljából megolvasztunk, ezután lehűtünk és porrá törünk. Használnak hegesztő szereket is. Ha az összehegesztett kovácsvasat és acélrudat eltörjük, ezután a két darabot összehegesztjük, kinyujtjuk s ismét összetörjük, e művelet többszöri ismétlése után oly acélt kapunk, mely a kovácsvas szivósságát az acél szilárdságával egyesíti. Ezt az acélt dömöck- (damaszk) acélnak nevezzük. Ha nnek felszinét simára reszeljük és gyenge savval (hígított kénsav) maratjuk, hullámvonalakból álló rajzot kapunk (fodros acél), mert a lágyabb kovács vasrészeket a sav jobban kimarja, mint a keményebb acélrészeket. Hasonló rajzokat láttat a Wootz-acél is nikoltartalma miatt. (A Parry-acél szintén kovácsvasból készül). Az acél homogén volta miatt kitüően fényezhető s a savak és a nedves levegő hatását a kovácsvasnál jobban kiállja. Az acélt is épp ugy mint a kovácsvasat, a gyártás szerint osztályozzuk. A hegesztett és folyasztott acél között az a különbség, ami a hegesztett és folyasztott vas között van. Folyasztott acél a finomított acél is (melyet rendesen öntött acélnak nevezünk), mert a gyártás megköveteli a vasanyag folyékony állapotát.
Az acél gyártása. Az acél gyártását négy fő csoportra oszthatjuk: A) az acél gyártása közvetetlenül az ércekből, B) az acél gyártása a nyers vasból, C) az acél gyártása a kovácsvasból és D) az acél finomítása. A) Az acél gyártása közvetetlenül az ércekből, az u. n. buca-acél gyártása, a buca-vas gyártásához hasonló, ipari fontossága ma már alig van. B) Az acél gyártása a nyers vasból épp ugy mint a kovácsvas gyártása: 1. tűzhely, 2. lángpest és 3. szélfrissítéssel történhetik.
A friss acél gyártása
1. A friss acél gyártása. A friss acél gyártásához alkalmas a tükrös és a tarka vas, továbbá a faszénolvassztóban gyártott mangántartalmu világosszürke vas, szóval olyan nyers vasfajta, mely nyers járásu. Pótló szerül az acélfrissítőből kikerült mangánban bővelkedő nyers járásu salakot használják. Az acél frisstűz-szerkezete megegyezik a kovácsvas frisstűz-szerkezetével, csak a fenéktáblát helyettesíti samott-tégla vagy tűzálló homokkő. A fúvókas erősen lefelé hajlítják, mert a frisselt darabokat nem törik fel, hanem az egész művelet a salak alatt folyik. A gyártásnak ez a módja is elvesztette jelentőségét.
A kavart acél gyártása
2. A kavart acél gyártása. A kavart acél gyártásához szintén nyers járásu (mangánban bővelkedő) vas szükséges. A salak is nyers legyen és nagy mennyiségben használandó. A kemencét mélyebbre, a boltozatot pedig magasabbra vegyük, hogy a láng az olvadt tömeget ne érhesse. A műfolyamat hasonlít a szemcsés vas gyártásához, csakhogy az előirt óvó szabályokat szigorítani kell: 1. Az adag még kisebb, 1-1,5-2,5 métermázsa legyen. 2. A nyers vasat nem szabad előhevíteni, nehogy sok vasoxid és ebből a gyártást siettető élesztő salak keletkezzék. 3. Az adagot gyorsan ömleszszük meg. 4. Különösen kemény acél gyártásakor füstölgő (redukáló) láng mellett (a kémény szellentyüjét zárjuk) és salak alatt kavarjunk. 5. Midőn a fürdő szemcsésedni kezd, élesztő lánggal fűtünk, hogy a vasmolekulák összehegedhessenek (a kémény szellentyüjét nyitjuk). 6. Midőn a fürdő összeállt, újból redukáló lánggal tüzelünk, hogy a karbon kiégését a kenyérgyúrás alatt meggátolhassuk (a kémény szellentyüjét zárjuk).
A szélfrissítés
3. A szélfrissítés. A szélfrissítés veleje abban áll, hogy a megömlött nyers vason levegőt fuvatunk keresztül, mely annak széntartalmát a kivánt fokig kiégeti s a kész, de még folyékony acélt vasmintákba öntjük. Ezért nevezzük a terméket folyt vagy folyasztott acélnak. A szóban forgó művelet végrehajtására két mód van: a savas és a bázikus eljárás. Az előbbit Bessemer, az utóbbit pedig Thomas és Gilchrist angol kohászok találták fel.
A Bessemer-acél gyártása
a) A Bessemer-acél gyártása. A Bessemer-acél gyártásának veleje az, hogy a nyers vasat tüzelő szer teljes kizárásával alakítjuk át acéllá, még pedig akként, hogy a nyers vason levegőt fúvatunk keresztül. A művelethez sziliciumban bővelkedő szürke vasat (2-3% grafit s 1,5-2% sziliciumtartalmu u. n. Bessemer-nyersvasat) használnak, melyet közvetetlenül a nagy olvasztóból, vagy átömlesztve kupoló- esetleg lángalló-kemencékből eresztenek ki és öntenek át a művelet véghezvitelére szolgáló edénybe, melyet kovasav tartalmu anyaggal bélelnek ki. A gyártás folyamata szerint angol és svéd eljárást különböztethetünk meg, mivel az előzőt használják leginkább, csakis erről fogunk szólni. Az angol szélfrissítő v. konverter, melyet a

18. ábra metszetben, a

19. ábra pedig képben láttat, kazánpléhből készített és kovában bővelkedő homokkal bélelt körtealaku edény. Hogy a konverterbe a hígfolyó nyers vasat be- és a kész acélömledéket kiönthessük, forgatható csapokon kell nyugodnia. A jobboldali csap fogaskerékkel van felszerelve, melyet a viznyomásu h sajtó sugattyu-rúdjának folytatását alkotó fogasrúd mozgat. A fúvólevegőt rendszerint fekvő fúvó gépekkel nyomják a konverterbe, még pedig az f csövön keresztül, honnan az a g csőbe s ebből a d konverterfenékbe árad. A konverter fenekét öntött vasból készítik és ékekkel szilárdítják a konverterhez. Felső részét tűzálló homokból való b védő réteg burkolja, ez kúpalaku és beleszorítják a konverterbélésnek kúpalaku nyilásába. A fúvólevegő a kúpalaku c csévéken árad a fenék d kamarájából a konverter a terébe. Ezeket a csévéket alulról csavarokkal szorítják meg. A csévék szintén tűzálló agyagból valók, 1 cm. bőségü nyilásaiknak száma 5-7 között váltakozik. Kezdetben csak 3-5 tonnás chargeokra v. betétekre való konvertereket készítettek, ma azonban 12 tonnások is vannak. Leginkább a 6 tonnásokat használják, melyeknek 1,8 m. belső bőséget és 3,3-3,6 m. belső magasságot adnak. A bélés 250-300 és a fenék 400-550 mm. magas. Újabban egész kis Bessemer-konvertereket (400 kg. betétre) is használnak, de a gyakorlatban ez az eljárás (kis bessemerelés) nem vált be. A konverterbélés mintegy 100, a fenék pedig mintegy 14-40 fúvatást, v. a mint a kohász mondja: charge-ot áll ki. Midőn a konvertert töltés céljából megfordítjuk, a fúvólevegőt el kell zárni, különben az ömledéket kifújná. Erre kézzel állítható vagy önműködő szellentyüt használnak. A levegővezető csőbe a szélnyomás szabályozására szélüstöt iktatnak be. Midőn kész az acél, tűzálló anyaggal bélelt kovácsvas-üstbe eresztik. Az a üstöt tartó kar

(20. ábra) másik szabad végére állítható ellensúlyt tesznek, hogy a terhelés egyenletes legyen. Az üst és az ellensúly emelésére hidraulikus emelőt használnak. A d e hengerekben járó f dugattyu kúpalaku végére illesztik a kar kúpalaku h tokját, melyet i fogaskerékművel fordítanak meg. Az a öntőüstöt vaslemezből készítik és tűzálló anyaggal bélelik ki, fenekén van az acéllecsapoló nyilás, melyet a szintén tűzálló anyagból készített és a c emelőszerkezettel mozgatható b dugó zár el. Az üst fordítására való az +>l kézi kerék, mely kúpkerekekkel az m tengelyt, ez pedig végtelen csavarral és csavarkerékkel az a üstöt forgatja. Rendes üzemben legalább is két konverter kell, hogy amig az egyik dolgozik, a másikat javíthassák és a következő műveletre előkészíthessék. Működés közben a konverterek torka a kohó kéményének bő tölcsére felé fordul, ezt újabban vizzel hűtött vasszekrénynel bélelik ki, hogy a konverterből kihányt salaknak és vasnak, a kémény oldalához való tapadását megakadályozhassák. Legújabban a konvertereket bakokra állítják, az acélt pedig külön vasszekérre állított kokillákba (coquille) eresztik. Ez célszerübb elrendezés, mert az acéltuskók kiemelése az öntőházon kivül történvén, a kohó tiszta marad s a munkásokat a kiszedett acéltuskók és öntőminták nem zavarják. A kész acélt az öntőüstből az 50-75 mm. falvastagságu kör- v. tompított élü négyzet- v. téglánykeresztmetszetü, felül és alul nyitott csonka kúp- v. gúlaalaku öntöttvas-mintákba, a kokillába eresztik

(21-22. ábra). A C kikollát az A táblára helyezik és ehhez orsókkal vagy karajokkal szilárdítják meg, az acél kiöntése után pedig a B dugaszszal lefojtják. Hogy a kiöntött acél a fenéktáblát meg ne rongálhassa, az utóbbit könnyen kicserélhető tűzálló agyaglappal fedik be. Használat előtt ugyanezen okból a kokillákat grafittal kenik be. A B dugasz arra való, hogy a levegőt távol tartsák, ezért homokot is szórnak rá. A kokillák nagysága s alakja más-más lehet. Resicán kettős sinekhez 1500 mm. magas négyzetes, 300 mm. széles kokillát, egyszerü sinekhez 1000 mm. magas négyzetes, 200-230 mm. széles kokillát, tengelyekhez 1600 mm. magas négyzetes, 500-600 mm. széles kokillát, plehekhez 1000 mm. magas téglányalaku, 150-250 mm. széles kokillát, kerékövekhez 1000 mm. magas köralaku, 300-350 mm. átmérőjü kokillát használnak, melyeknek kónikussága 2%. Egy kokilla 60-100 öntést tart ki. A kisebb súlyu ingotokat rendszerint csoportonkint öntik. A kokillák és az ezekben levő acél kiemelésére hidraulikus darugépeket használnak. A hidraulikus gépekhez tartozó összes szellentyük forgató kerekei egy közös emeltebb helyen (a kormányon) vannak, ugy hogy a művezető az egész felett uralkodik, a gyártás minden szakaszát kezében tartja. A fúvógépek 80-108 (sőt 135 cm.) magas kénesőoszlopnak megfelelő nyomásu levegőt adjanak. A szélmennyiség percenként és 100 kg. vas után 60 m3 legyen. Egy konverter ellátására 250 lóerős gép szükséges. A magas nyomásu vizet felfogó akkumulátorokhoz külön szivattyugép kell, melyet az akkumulátor önműködőleg állít és indít meg.
A Bessemer-acél gyártásának műfolyama következő. A konvertert koksz- v. faszénporral gyenge fujtatás mellett a vörös izzásig felhevítjük, ha már eléggé meleg, a hamut és salakot kitakarítjuk és a konvertert dült helyzetbe hozván, az olvadt nyers vassal körülbelől egy harmadáig megtöltjük. A beöntés után a konvertert lassan, álló helyzetébe fordítjuk, miközben a fujtatás megkezdődik, még pedig oly erővel, hogy a folyó vas a fúvócsévékbe ne hatolhasson. A fujtatás megkezdésekor bágyadt fényü piszkos s rövid láng tódul ki a konverter torkán erős sistergés és dörömbölés között. Az ömledéken átfújt levegő szénsavvá égeti a vas grafittartalmát, azonban a szénsav nem száll el, hanem a sziliciummal találkozva, ezt kovasavvá oxidálja, a keletkező szénoxid pedig a vasnak egy atom szenet adván le, ismét szénsavvá alakul. Ily módon a szilicium rovására a vas összes grafittartalma amorf szénné változik át, miközben a vas rondító anyagai jórészt elégnek s a salakba mennek át, miért is ezt a szakasszt a finomítás v. a salakítás szakaszának nevezzük. Minél több a vas sziliciumtartalma, annál tovább tart ez a szakasz és körülbelül a műfolyam felére terjed. A szilicium gyors elégése következtében a fürdő hőmérséklete nagyban emelkedik s nemsokára megkezdődik az amorf szén elégése szénoxiddá. A konverterből fényesen világító láng tódul ki s az erős forrás következtében hatalmas salakcsomók repülnek a kémény falához, a konverter pedig erősen dübörög. Ezt a második szakaszt a frissítés vagy kitörés szakaszának nevezzük, mert a karbon legnagyobb része elég és a műfolyamat elementáris erővel folyik le. Időtartama a teljes műfolyam 1/3-át teszi ki. Midőn már a szén jó része kiégett, a láng hosszabb és világosabb lesz, benne ibolyaszinü csíkok mutatkoznak, melyeknek nagyságából a művezető megitélheti, hogy kész-e már az acél; nagyobb biztosság céljából salakpróbákat is vesznek. A konvertert kissé buktatják és vasnyársat dugnak bele, a salak rátapad a vasra. A salakkal borított vasrudat vizben lehűtik és a levert salak szinéből és szövetéből megitélik az acél jóságát. Ha a salak világos és összatartó, a frissítés még tökéletlen, ha hálószerü és sötét, a műfolyamat befejezettnek tekinthető. Az első esetben a fujtatást folytatják, mig egy újabb próba az acél jó minőségét nem igazolja be. A salakpróbával együtt merítőpróbát is vesznek. Az acélfürdőből egy öntőkanálra valót kimerítenek, ezt kokillába öntik és az ingotot (vastuskót) kikovácsolják, hajlítják és törik, hogy az acél minőségét teljes szabatossággal megitélhessék. A műfolyam megitélésére spektroszkópot is használnak, azonban a gyakorlott szemü művezető erre nem szorul. A műfolyamnak ezt a szakaszát, melyek készelés szakaszának nevezünk, sok esetben addig folytatják, mignem minden karbonium elégett. Midőn a láng, mely végül túlnyomóan kékké és ibolyaszinüvé lesz, megszünt, és helyette gáz áramlik ki a konverterből vassziporkákkal vegyesen, ez azt jelenti, hogy a fürdőből minden karbonium kiégett; ekkor buktatjuk a konvertert és annyi tükrös vasat adagolunk az ömledékhez, hogy a kivánt karbontartalmu acélt kaphassuk. Ebben az esetben a készelés szakaszát a széntelenítés vagy a dekarbonizálás szakasza helyettesíti és a negyedik szakasz lesz a készelés v. a. visszaszenítés szakasza. Az egész műfolyam 20-30 percig tart, a vasveszteség körülbelül 10-15%. Ha sok szilicium van a fürdőben, az acél igen forró lesz, amit a mangán elégésből származó barna füst jelez; ekkor az ömledéket acéldarabok (acélsinek) bedobásával hűtik le. Célszerü a művelet végén ferromangánt is beadagolni, hogy a fürdő vasoxidtartalmát elsalakíthassuk, de mivel mind az acéldarabok, mind a ferromangán az acél karbontartalmát módosítja, rövid ideig újból fúvatnak és ezen fúvatás után új salak- és vaspróbát vesznek. Midőn az acél már egészen jó, az öntőüstbe eresztik, ebből pedig a kokillákba folyatják. A Bessemer-acélt Tunner szerint hét osztályba és minden osztályt három alfajra osztják. Az előzőket római számokkal, az utóbbiakat pedig h (hart), e (eben = középkemény) és w (weich = puha) betükkel jelzik. Az acél keménységét az V. számig az eltöréshez szükséges kalapácsütések nagyságából, ezentúl a hajlításból itélik meg. Minél keményebb az acél, annál hamarább törik s minél lágyabb, annál jobban hajlik. A Vh acél alig hajlik, a Ve mintegy 30 fokig, az Vw majdnem 90 fokig hajlítható, a VIh mintegy 120 fokig hajlítható mig bereped. A VIIh 180 fokig halítva teljesen eltörik, a VII e csak bereped. Az I. számu acél 1,5, a II. számu 1,25, a IIIh 1,08, a IIIe 1,00, a IIIw 0,92, a IVh 0,83, a IVe 0,75, a IVw 0,67, az Vh 0,58, az Ve 0,50, az Vw 0,43, a VIh 0,36, a VIe 0,28, a VIw 0,22, a VIIh 0,16, a VIIe 0,12, a VIIw 0,05% szenet tartalmaz. Ez utóbbinak már kovácsvasfajták s a kereskedelembe folyt vagy folyasztott vas néven jutnak.
A Thomas-acél gyártása
b) A Thomas-acél gyártása. Oly nyers vasat, melyben foszfor is van, Bessemer eljárása szerint megtisztítani nem lehet, mert a konverter kovasavtartalmu bélése a foszforra teljesen hatástalan. Másként áll a dolog, ha a konvertert mész- és magnéziatartalmu anyagokkal béleljük ki, mert ezek a karbon teljes kiégetése után hatnak a foszforra. A művelet a következő: első rendben mészkövet adagolnak a konverterbe, mely a később beöntendő nyers van 14-16%-át teszi ki. A nyers vasban 1,5-3,0% foszfor, 0,3-0,75% szilicium és 4% mangán legyen. A nyers vas befolyasztása után a konvertert felállítják és a fúvatás megkezdődik. A nyers vasban levő karbon és a szilicium azonnal elég, mert a karbon jó része amorf alakban van jelen, a grafitot pedig a már ismertetett módon a szilicium alakítja át. Eközben a konverterből hatalmas láng tódul ki, mely csakhamar halaványodik, végre megszünik, ugy hogy körülbelül 10 perc multával a forrás és tisztítás szakasza befejezettnek tekinthető. A fényes lobogó láng megszünése jelzi, hogy a karbontartalom nagy része kiégett. A műfolyam előtt beadott égetett mész a keletkező foszforsavat bázikus salak alakjában köti meg s ig annak a vassal való redukcióját megakadályozza. A konverter béléséhez agyonégetett, tehát szénsavától és vizétől telesen megfosztott 1-5 mm. vastag szemekké őrölt dolomitot használunk, még pedig vizhíjas kátránynyal összekeverve; ez a keverék igen jó és tartós bélést szolgáltat. Jelenben a konverterbéléshez használatos normáldolomit vegyjele: CaCO3 + MgCO3, ebből 54,3% CaCO3 és 45,7% Mg CO3. A konverter szerkezete a Bessemer-üzemhez használttal egyezik, csak méreteiben tér el, mert a nagyobb mennyiségü salak miatt azonos chargeonkinti termelés esetén a bázikus konverter nagyobbra veendő. Például a hat-tonnás belseje 1,9-2 m. bő és 4 m. magas. Mivel a bázikus eljárással csak lágy acélt gyárthatnak, Darby ennek keményítése céljából az acél kiöntésekor tölcséren át kokszport ereszt az öntő üstbe. A reakció azonnali felforrásban nyilvánul. Az acél karbonizálódik és a kész terménynek az alkalmazott kokszpor súlyával arányos mennyiségü széntartalma lesz.
Az acél gyártása a kovácsvasból
C) Az acél gyártása a kovácsvasból. Ha a kovácsvasat nyers vassal egyetemben megömlesztjük és dezoxidáló salakkal a szükséges mértékig dekarbonizáljuk, vagy peddig ha a kovácsvasat szénporral egyetemben zárt üstökben hevítjük, szintén acél keletkezik; az elsőt Martin vagy Siemens-Martin folyasztott acélnak, az utóbbit cémentacélnak nevezzük. 1. A Martin-Siemens-acélt Siemens-féle regenerativ tüzelésü, savas v. bázikus bélésü Martin-kemencében készítjük. Legújabban a bázikus eljárás igen nagy tért hódított, mert igen homogén és tiszta gyártmányt szolgáltat. A resicai Martin-kemencék szerkezetét a

23. és 24. ábra, képét pedig a

25. ábra láttatja. M jelenti a tulajdonképeni pestet, melynek b-vel jelzett fészke bedöngölt dolomit-rétegből áll, az a-val jelzett rész pedig magnezia-téglafalazat. A pest boltozatát, valamint a gáz- és légcsatornákat dinasz-téglából falazzák. A P, N, P1 és N1-gyel jelzett Siemens-féle kamarákat csúcsosan fektetett dinasz-téglákkal rakják ki, melyeket felváltva (a Siemens-féle kavarók módjára) az e kamarákon átvonuló gázok melegítenek fel. Az olvadt acélt és salakot a kemence bal oldalán látható rövid csatornán eresztik az öntő, illetőleg salakszállító üstbe. A Martin-kemencéket igen öblösre készítik. Resicán van olyan is, melyben egyszerre 15,000 kg. acélt is készíthetnek.
Resicán a bázikus Siemens-Martin eljárásnak műfolyamata következő: Miután a pestet az éppen lecsapolt utolsó charge után a salaktól megtisztították és egyes megrongált helyeit bázikus anyaggal (dolomittal vagy magnezittal) kijavították, a csapoló nyilást dolomit-anyaggal elzárják és azonnal az új chargeot rakják be. A chargeok összetételét az anyagok kémiai analizálása alapján számítják ki és a nyert tapasztalatok után helyesbítik, mert minden egyes pestmenet más-más összetételt kiván. Átlag 50% nyers vasat és 50% vashulladékot és ócska vasat vesznek, mihez még 8-10% mészkő és 3% más adalék kerül. Ha vasérceket is használnak, ekkor a nyers vas mennyisége 75%-ot tesz, az érceké pedig 10%-ot. A charge egy részét e célra szerkesztett lapáttal, más részét pedig kézzel helyezik be. A mészkövet a charge fölé egyenletesen terítik ki, hogy azt a salak egyenletesen oldhassa fel. A feloldott mészkő a salakot bázikussá teszi, mert az oxidált foszfor foszforsavas mész alakjában csak igy köthető meg. A charge beolvasztása, a műfolyam viszonyai szerint, 3-6 órát kiván, ez idő alatt a sziliciumnak és foszfornak közel fele része a chargeból kiválik. Beolvasztás után a salakot eltávolítják, a szilicium, foszfor, mangán és szén pedig a fémfürdő folytonos és élénk felforrása mellett tovább válik ki, amit szükség esetében még vasoxidtartalmu agyagok (tiszta ércek, henger-reve stb.) hozzáadásával mozdítanak elő. Ha a charge a lágyság kivánt fokát elérte, melyet merítő próbákkal konstatálnak, ekkor a chargehoz ennek dezoxidációja céljából kis mennyiség ferromangánt adnak a pestbe és az ömledéket kellő melegen a készen tartott üstbe eresztik, ebből pedig a különböző ingot-formákba csapolják. Igen fontos a már említettük próbavétel, miért is a chargeot a próbavétel előtt jól összekeveredik. Próbának mintegy két kg. anyagot merítenek ki, ebből kis tuskót öntenek és ezt körülbelül 10-10 mm. oldalu rúddá kikovácsolják, mely utóbbit végre vörös izzó állapotban hideg vizben lehűtik. A rudat hajlító próbák alá vetik s ebbeli magatartásából itélik meg a charge keménységi fokát. A savas bélésü kemencék a munka terének 0,1-0,1 méter vastag fészkét kovasavtartalmu (92-94%) tűzálló homokból, falát pedig jó minőségü kovatéglából készítik. Mielőtt a kemencét működésbe hoznák, fehér izzásig előmelegítik, ezután beadják a szintén előmelegített vasadagot, ha ez megömlött, beadják a második vasadagot és igy tovább. Például az első 1200 kg. nyers vas és 1600 kg. acélhulladék 1 óra 30 perc után, a második betét 1600 kg. acélsinvég 1 óra 30 perc után, a harmadik betét 1600 kg. acélsínvég 2 óra után, a negyedik betét 1600 kg. acélsinvég. Az utolsó betét megömlése után a salakot széles kampóval lefölözik és az ömledéket vasnyárssal megkavarván, 10-20 perc mulva hosszu nyelü kanállal az első próbát veszik, ezt a kokillából való kivétele után vörösizzó állapotában kinyujtják és ha kihűlt, törésének felszinéből és hajlíthatóságából minőségét meghatározzák, egyidejüleg salakpróbát is vesznek. Ha a próba keményebb acélra vall, mint aminőt gyártani akarnak, kovácsvasat vagy acélt, ha pedig lágyabb, mint kellene, tükrös vasat adagolnak be s ennek megömlése után újabb próbát vesznek. Ha a próba a kivánt minőséget mutatja, 50-100 kg. ferromangánt adnak a kemencébe, hogy az acélfürdő fémoxidjait elsalakíthassák, ekkor új próbát vesznek, ha ez is a kivánt minőségü acélt mutatja, a fürdőt lecsapolják. Mivel a ferromangán karbontartalma szaporítja az ömledék karbontartalmát (50 kg. 1/2 számmal), ugy osztják be a munkát, hogy az acélt csak oly fokig dekarbonizálják, hogy a ferromangán hozzáadásával éppen a kivánt minőségü acélt kaphassák. Amint látjuk, a Martin-acél gyártása teljesen a kezünkben van. A gyártmány jósága nem egy-két perctől függ, mint ezt a Bessemer- és Thomas-acél gyártásánál láttuk, hanem nyujtható addig, mignem a próbák a kivánt eredményt mutatják. A Martin-acélgyártás műfolyama abban áll, hogy karbonban bővelkedő és szűkölködő vasfajták összeolvasztásával acélminőségü gyártmányt kapjunk, figyelembe véve természetesen azt a karbonveszteséget is, amely az adagok beolvasztásakor és a salak behatása következtében fellép. A leirt módon gyártják a folyasztott kovácsvasat is, csakhogy a dekarbonizálással még tovább mennek. A lángállókban gyártott folyasztott acélt felhasználják öntésre is, csakhogy ez esetben aluminiummal v. ferromangánsziliciummal kell az ömledéket megtisztogatni. Az elsőt rendesen az öntőüstbe teszik, az utóbbit pedig a művelet befejeztekor megömlesztett állapotában a kemencébe eresztik.
A cémentacél gyártása
2. A cémentacél gyártása. A cémentacélt szemcsés szövetü kovácsvasrúdakból gyártják akként, hogy 1100 C° hőmérsékletnél faszéndarabkák jelenlétében tartósan izzítják, még pedig a levegő teljes elzárása mellett. Rendesen 8 cm. széles és 1,8 cm. vastag rúdakat használnak. Legjobb a frisselt vas és a lombos fák szene, melyet 10-15 mm. vastagságu darabokká tördelnek. A szénnek 1/2-3/4 része friss, a többi használt legyen. A cémentacél gyártásához használt kemencék rajzát a

26. ábra,

27. ábra tünteti elő. A T tűzfészekben levő s rostélyra hányt tüzelő anyagból fejlődő égéstermékek c c csatornákba szállanak. Ezek a csatornák az a1 és a2 hosszukás négyszögletü vályukat veszik körül, ezekbe rakják a cémentálandó vasrúdakat. A b b nyilásokon egy-egy rúdat dugnak ki, hogy a folyamat előhaladását megitélhessék. Az égéstermékek a vályukat burkoló hengeres K köpenyeg n n nyilásain, valamint az e e csatornákon át jutnak az f kéménybe. A köpenyeg hátsó és mellső oldalán levő g g ajtók a vályuk telerakására és kiszedésére valók, a kemence üzeme alatt azonban el vannak zárva. A vályuk hossza rendszerint 3-8 m., magassága 0,9 m., szélessége 0,8 m. Ez arányok mellett 8000-9000 kg. vasat rakhatunk bele. A vályuk fenekére a vasrúdak berakása előtt homokot terítenek, hogy abban az esetben, ha a fűtés a vályut megrepesztené, legyen, ami a keletkező hézagot maga magától betapasztja. A homokrétegre 60 mm. vastag és kissé megnedvesített szénréteget terítenek, erre helyezik az első vasréteget, melyre 13 mm. vastag szénréteg terítendő és igy tovább. A legfelső szénréteg 16 cm. vastag legyen és tűzálló agyagréteggel fojtóan tapasztandó be. Ezután kezdetét veheti a tüzelés. Az első 24 órában előfűtik a kemencét és csak azután emelik a hőmérsékletet a rézolvadás pontjáig. 7-10 nap mulva a vas eléggé karbonizálódott, amit a kemencéből kivett próbarudakból itélhetünk meg. Ha jó az acél, a kemencét lassan lehűtik. A hűtés három napig is eltart. A kemencéből kivett cémentacél súlyosabb, mint a kovácsvas volt, szövet is más, a szemcsék kisebb-nagyobb lapokká változtak át, a rúdak felszine, de törése is hólyagossá lett (hólyagos acél). E hólyagok és a pikkelyek nagyságából itélik meg az acél karbontartalmát, mert minél nagyobbak a hólyagok, annál nagyobb a karbontartalom. A cémentálás közben az acél tisztul is, mert elveszti kén- és mangántartalmát, bár ennek árán a faszén hamujából foszfort és sziliciumot kap. A cémentálás veleje abban áll, hogy az izzó kovácsvasrúd az izzó szén és a széngázok behatása következtében karbonizálódik. Azt a cémentacélt, melynek törésén szines és koncentrikus gyűrük mutatkoznak, rózsás acélnak nevezik. Igen hires a dannemorai cément-acél (Svédország).
A finomított v. tégelyacél gyártása
D) A finomított v. tégelyacél gyártása. Mivel a leirt eljárások szerint gyártott acél nem elég homogén, sőt a cémentacél lyukacsos is, nem alkalmazhatók oly esetekben, midőn az egynemüség a fő feltétel, ezért finomítják őket. A cémentacél a felsoroltak között a legtisztább, karbonban leggazdagabb szerszámacél gyártására használják, mig a kavart és frisselt acélt a kevésbbé jó minőségühöz. A folyasztott acélgyártmányok közül leginkább a bázikus eljárással gyártott anyag jöhet szóba. Ha karbonban gazdagabb tégelyacélt akarnak gyártani, mint aminő a felhasznált nyers acél, széndarabkákat, ha pedig karbonban szegényebb tégelyacélt akarnak készíteni, kovácsvasdarabkákat tesznek a nyers acélhoz. A ferromangán, tükrös vas és a ferroszilicium hozzáadásával egynemübb acéltuskót kapunk, ha pedig igen kemény acélt akarunk gyártani, króm-, titán-, wolfram-, nikol- vagy molibdéntartalmu vasat is kevernek az anyagok közé. A tégelyeket 11-36 kg. férőségüekké készítik. Sheffleldben a 11-13 kg.-os tégely magassága 31,5 cm., falvastagsága felül 2-2,6 cm., alul 2,6-3,9 cm., és a talpé 5,2 cm., átmérője felül 17 cm. és alul 16 cm. A kisebbeket 6,804 kg. stourbridgei és 3,175 kg. staningtoni agyagból készítik, melyhez 0,453 kg. kokszport kevernek. A grafittégelyek összetétele 12% tűzálló agyag, 44% samott és 44% grafit, az agyagtégelyeké pedig 47,5% tűzálló agyag, 47,5% samott és 5% grafit. A tégelyek össztétele majdnem minden tégelyacélgyárban más és más. Egy tégelyből háromszornál többször ritkán öntenek. A tégelyeket a kellőképen előkészített nyers anyagokból vagy kézzel vagy géppel formálják, ezután megszárítják és az izzító kemencébe vörös izzásig felhevítik, ezután pedig az olvasztó kemencébe állítják és vastölcsér segítségével beletöltik a megömlesztendő keveréket. Ha megtelt, fedőt tesznek rá, hogy a láng ne érhesse az ömledéket. Sok esetben a tégelyeket megtöltik már akkor, mielőtt az izzító kemencébe állítanák. A regenerativ rendszerü olvasztó kemencét a

28-30. ábra láttatja. Az olvasztó térben mintegy 21 tégely áll, melyeket a regenerátorokba felmelegített gázzal hevítenek fel. Az olvasztás és a tégelyek ki- és berakása körülbelül négy órát kiván. Használnak még kokszszal fülő aknás kemencéket és szilárd tüzelővel fülő lángállókat is. A tárcsaalaku 2,6-3,3 cm. vastag tégely fedelén 3,5 cm. átmérőjü lyuk van, melyet kúpalaku dugóval zárnak le; ez a lyuk arra való, hogy ezen át a tégelybe dugott vasrúd segítségével az acél folyékonyságáról meggyőződjenek. Az első olvasztásokkor az acélkeverék a tégelyekből mindig vesz fel karbont, ugy hogy könnyebben olvad meg, sőt a tégelyből szilicium is megy át a vasba. Az olvasztás vége felé, mikor a hőmérséklet legnagyobb, az acél széntartalmának némi része oxidálódik. Fontos szerepet játszik a nyers anyag mangántartlma is, mert elősegíti a szilicium redukcióját és a tégelyből kiszabadult karbonnak az acélfürdő által való felvételét. Ha cémentacélból gyártják a tégelyacélt, akkor mindig valamivel nagyobb karbontartalmu nyers acélt tesznek a tégelybe, mint aminőt gyártani akarnak s a kivánt széntartalmat szénben szegényebb acélhulladék hozzáadásával érik el; azonban ha grafit- vagy széntégelyekben olvasztjuk a nyers acélt, tekintettel kell lenni arra is, hogy az ömledék a tégelyből 0,1%, sőt még ennél több szenet vehet fel. Ügyelnek arra is, hogy a tégelybe rakott nyers anyag rozsdás ne legyen, mert a rozsda a salakképzést, ez pedig az ömledék dekarbonizálását mozdítja elő. Pótlékanyagot akkor se használnak, ha tégelyacél nyers anyagát friss vagy kavart acél alkotja. Ha Martin-acél alkotja a nyers anyagot, ekkor tükrös vasat, ferromangánt, szemcsézett svédországi tarka vasat vagy bükkfaszenet adnak hozzá. Igy például 0,75% karbont tartalmazó Martin-acél 30 kg.-jához adnak 40 g. bükkfaszenet és 150-200 g. agyagot. Szokás a tégelyacéltükkrös vas, kovácsvas- és acélhulladék összeömlesztésével is készíteni. Például a 3-as számu (1,2% karbontartalmu) tégelyacélhoz vesznek 2,1 kg. tükrös vasat, 25 kg. szencsés kovácsvasat és 2,9 kg. 3-os sz. acélhulladékot. Ezekhez a keverékekhez adják a ferrokrómot, ferrowolframot stb., ha nagyobb keménységü acélt akarnak gyártani. A kokszszal fűlő tégelykemencék használata esetén a jól kiszárított tégelyt öblével lefelé fordítva beteszik a kemencébe s ha már vörös izzó, megfordítják, ráteszik a talpkőre és megtöltik. A tégelyek ily módon való megmelegítése és az acél olvasztása hat óráig tart. Ha gázkemencénk van, a tégelyeken hidegen töltik meg, az előmelegítőbe vörös izzásig felmelegítik s azután gázzal főlő kemencébe állítják. Az előmelegítők rendesen sík rácscsal felszerelt lángallók, melyben a tüzelést lassan fokozzák s vagy 10 óráig fentartják. E kemencék kihűlése is vagy 10 óráig tart. A gázkemencében való olvasztás a tégelyek beadásával és kiszedésével együtt négy óráig tart. Az ömledék mivoltáról ugy győződnek meg, hogy a kemence fedelét leemelik vagy a bolthajtás megfelelő nyilását kinyitják és a tégely fedőjének dugóját kiveszik, most a fedőnyiláson át vasrudat dugnak be; ha ez a rúd a fenékig megy le, ekkor az acél már megömlött, ha a kihúzott rúdra a salakon kivül vas is tapad, ekkor az ömledékben nyers részek is vannak. Az acél teljes folyékonyságát az ömledék felforrása jelzi. A tégelyben volt levegőnek, a salaknak és a tégelyanyag kovasavjának oxigénje a szénnel szénoxidot alkot, mely elszáll. A művelet vége felé jár, ha a tégelybe dugott vasrúdra csak salak tapad s ez (mely kezdetben fekete volt) világosabb szint láttat továbbá a forrás megszünik és a kivett vasrúd sziporkázik. Most a tégelyt egy ideig még a kemencében hagyják s csendes hevítés alá vetik (ölés, killing), hogy az acélfürdő forrása némileg megcsendesedjék és oxidjától megtisztulhasson, ezután a tégelyt a kosáremelővel vagy fogóval kiemelik a kemencéből, leteszik a földre, majd pedig kétkaru fogóval a kokillához viszik és tartalmát beleöntik. Öntéskor az egyik munkás vasrúddal visszatartja a salakot. A kokillába öntött acél kihűlésekor a tuskó felszinén 80-100 mm. mély tölcséralaku behorpadás keletkezik, ezt a selejtes részt a további megmunkálás előtt eltávolítják. Az acélnak ezt a káros tölcsérképződését itt-ott ugy ellensúlyozzák, hogy a kokillára tűzálló agyagból készített és lemezzel burkolt toldatot állítanak, melynek öble szűkebb, mint a kokilla torka. A tégelyacélt sok helyen feltalálója után Huntsman-acélnak is nevezik. Finomított acél a kévelt acél is, melyet friss-, kavart- vagy tégelyacélnak összehegesztésével és kikovácsolásával készítenek.
A hegesztés és nyujtás
A hegesztés és nyujtás. A friss tüzekből és kavaró kemencéből kivett vasat ipari célokra még nem használhatjuk fel laza szövete és nagy salaktartalma miatt, miért is a nyers terméket, az u. n. vaskenyeret, további megmunkálással tömörítik és megtisztítják. A kisebb vasgyárakban, hol tiszta faszénnel olvasztott nyers vasat dolgoznak föl, a vaskenyérből rendszerint kalapácsok (l. Kalapács) segítségével 150 mm. vastag és 380 mm. hosszu hatszegletü hasábot, az u. n. bucát készítik, melyből újabbi izzítás után négyszegletes keresztmetszetü bugavasat hengerelnek (l. Henger), melyet kellő hosszuságu darabokra vagdalván szét, árucikké dolgoznak fel. A kokszolvasztóban gyártott nyers vasból való vaskenyeret 15-20 mm. vastag és 75-125 mm. széles, lapos vasakká, az u. n. nyers lapkává (milbars) hengerlik ki. Mind a buca, mind a nyers lapka egyszer hegesztett vas; ha most akár az előbbit, akár az utóbbit egyedül vagy nyalábba kötve újból megizzítjuk és kihengereljük, kétszer hegesztett vasat kapunk. Ilyen a bugavas is. A nagyobb méretü szerkezeti vasakat nyalábokból (csomagokból) hengerlik ki, melyet különféle minőségü és alaku vasakból készítenek. A felső és alsó lapot rendesen nyers lapkából, ha pedig nagyobb szilárdság a cél, kétszer hegesztett vasból, sőt acélból is készítik (mint a régi sinek nyalábjait, melyeknek feje acélból, nyaka ínas és talpa szemcsés vasból volt.). A megfelelő súlyu s nagyjában a készítendő vasrúd keresztmetszetéhez simuló keresztmetszetü nyalábokat (csomag, pakéta) a forrasztó kemencébe teszik és forrasztó hőig felmelegítvén, a hengerek közé dugják és kihengerlik. A hegesztő kemencék hasonlók a kavaró kemencékhez, csak boltozatuk alacsonyabb és fészkük sekélyebb. Mivel nagyobb a rostélyfelszinük, annál nagyobb láng- és füstlyukat is kell készíteni. A nyalábok vasrúdját csak ugy egyesíthetjük tökéletesen, ha a felszinüket fedő rozsda- és reveréteget eltávolíthatjuk. Ilyen oldó szer a kovasav, mely a vasoxiddal könnyen folyó salakot alkot, azonban a forrasztás tartalma alatt a vasrészek felszine némiképen dekarbonizálódik, ami szintén hozzájárul a forrasztás műveletének sikeréhez. A folyasztott vasat és acélt nem kötik nyalábba, hanem az esetben, ha a hengermű a konverterek és Martin-pestek gyártmányait azon mód feldolgozhatja, a kokillából kiszedett még vörös izzó tuskót (ingotot) a kohószint alatt járó kocsira teszik és átvontatják a hengerműbe. A kocsival a hengermű alkalmas helyén, a kohószint alá telepített izzító kemence (soaking pits) előtt megállanak és a darugéppel leemelt ingotot a kemence egyik szabad nyilásába állítják s ha már elég izzó, kiemelik, a hengerműhöz szállítják és kihengerlik. Ha a hengermű lassabban dolgozik mint a konverterek és Martin-pestek, a tuskókat a kohó udvarán raktározzák és ha rájok kerül a sor, izzító kemencében a szükséges hőmérsékletig fölmelegítik. Hogyan lesz a nyalábból és turkóból félgyártmány: l. Hengerlés, Hengermű, Kalapács, Drót, Cső, Lemez, Bádog, Öntészet.
A vas története.
Közép- és Észak-Európában a vas ismeretét alighanem az árja népek terjesztették el, kik közül a kelták már Kr. e. 2000 évvel az Atlanti-tenger partjáig jutottak. Az európai népek közül a történelemben legelőször a görögök szerepelnek. Nálok kulturájok gyermekéveiben a vasnak a bronznál kisebb jelentősége lehetett, mert a fejldő vasipart a feniciai kereskedelem bronzárui nyügözték le. A trójai háboruban jobbára a bronzfegyvereket és eszközöket használták; a vasnak még nagy értéke volt, melyet jutalmul tűztek ki vagy váltságdíjul adtak, sőt csereárunak is használtak. Azonban az is kétségtelen, hogy a vas és az acél feldolgozása tekintetében igen sokat tanulhattak a chaliboktól. Ez a nép, melyről Homeros is megemlékezik, a Pontus környékén lakott és elsőrendü vasipart űzhetett. Országukat már Aischylos, aki Kr. e. 500 élt, a vas anyaországának nevezi; Aristoteles pedig leirja, hogy a vasérceket a folyó görgő kövei közül válogatják ki és egyszerü tűzhelyekben olvasztják meg s ha tisztább vasat akarnak készíteni, az érceket jól megmossák és pirimachus kővel keverik. Európa kulturájára nagy hatásuk volt az etruszkoknak is. Hogy ezek a vasat jól ismerhették, kitünik abból a leletből, melyet Gozzadini gróf 1853. Bologna közelében talált. A feltárt 200 őskori sírban a bronztárgyakon kivül vaskarperecek, gyűrük, fegyverek és szerszámok is voltak, melyeknek készítését Conestabil Kr e. 900-1000. esztendőre teszi. Igaz, hogy a tárgyak nem szorosan vett etruszk készítmények, de mindenestre oly néptől erednek, akik az etruszkok szomszédai voltak. Az etruszkok vasiparának fészke Elba (Aethalia vagy Ilva) szigetén volt s már Aristoteles (Kr. e. 340) megemlíti, hogy a gyártott vasat a szemben fekvő Populonia városában dolgozzák föl. Az etruszkok (300) és a púnok (264-202) legyőzése után Elba, Szárdinia és Korzika szigete, valamint a spanyol bányák a rómaiak birtokába jutottak. Ettől kezdve ők voltak az urak a hires etruszk és spanyol vasipari-telepeken. Populoniában vasat, Arretiumban paizsokat, sisakokat, nehéz és könnyü kopjákat, a spanyolországi Bilbilisben (ma Bubiera) és Turiassóban (a mai Tarragona) pedig könnyü acélkardokat készítettek. Az ő érdemük, hogy Krisztus születésekor már mindenütt a vas uralkodott. A bronz befejzvén kulturai hivatását, letünt a szinpadról. Plinius a legjobb európai vasnak a noricumit említi, azonban dicsérőleg szól a comói és a spanyol acélkészítményekről is.
Európának a Kárpátokon, Alpeseken és Pireneusokon túli részében a vasipar erősebb gyökereket a Kr. e. évezred közepén verhetett. Az ásatások igazolták, hogy ebben az időben Közép-Európában jellemző kultura volt, mely a vaskorszak (l. o.) útját egyengette. A középkorban Stíria volt Európa vasiparának legfontosabb helye. Ugy látszik, hogy itt alkalmazták legelőször a vasolvasztók fúvóinak mozgatására a vizi erőt, s ennek következtében már nagyobb kemencéket építettek, melyekben már öntővas is keletkezett. Ezen feltevésünket igazolja az, hogy a XV. sz. közepéről keltezett okiratokban a vasolvasztókat már Radwerk-nek (kerékmű) nevezték és az u. n. Plee- vagy Plahhäuser-ekben (fúvóházakban) Rauheisent (nyers vasat) készítettek. Kevesebb jelentősége volt Krajna és Tirol vasiparának, habár éppen Tirolnak a középkorban elsőrendü fémbányászata volt. Németországban a rajnavidéki, a wetzlari és az eisbergi salakgarmadák bizonyítják a középkor vasiparát, azonban a lorschi kolostornak okirataiból és a fuldai krónikákból is több vasolvasztó telep lételét mutathatjuk ki, weissenburgi Ottfried evangeliuma pedig a Majna völgyének vasiparáról tanuskodik. A középkor vége felé leginkább a bajor és a vesztfáliai vasolvasztók lettek hiressé. Igy a bajor Sulzbach és Amberg városok között 1387. Sulzbacher Hammer-Einigung címén 47 hámortulajdonos-egyesületet alakított. Vesztfáliában pedig Iserlohn, Altena, Lüdenscheid és Solingen tüntek ki. A hires «märkische Stahl» a Hanza-városok fontos kereskedelmi cikke volt. A középkorban a stíriai vasiparral csak a svédek vasipara versenyezhetett. Svédországot már a VII. sz.-ban «järnbäraland»-nak, a v

 

 

A témában további forrásokat talál az Arcanum Digitális Tudománytárban

ÉRDEKEL A TÖBBI TALÁLAT

Arcanum logo

Az Arcanum Adatbázis Kiadó Magyarország vezető tartalomszolgáltatója, 1989. január elsején kezdte meg működését. A cég kulturális tartalmak nagy tömegű digitalizálásával, adatbázisokba rendezésével és publikálásával foglalkozik. Alapítója és tulajdonosa, Biszak Sándor.

Rólunk Kapcsolat Sajtószoba

Languages