Доменные печи и кричные горны
Преимущества промышленного производства чугуна из железной руды, обусловленные высокой производительностью процесса, экономией древесного угля и возможностью утилизации в печах любых железных отходов, были очевидны уже в середине XVI в.
Однако для широкого распространения доменной плавки в качестве основного мануфактурного способа производства железных изделий необходимо было разработать технологию передела чугуна в ковкий металл. Такая технология была создана во второй половине XVI в. в Бельгии и получила название «фришевание», т.е. «оздоровление» (или очистка) чугуна. Фришевание быстро распространилось на предприятиях Англии, а затем Швеции и других европейских стран.
Сущность фришевания заключалась в окислении примесей чугуна в струе воздушного дутья в ходе плавления и стекания капель чугуна по древесному углю. При этом из чугуна последовательно удалялись кремний, марганец, фосфор и углерод. По мере удаления из металла углерода он переходил в тестообразное состояние, и в результате на поду печи формировалась крица с небольшим количеством шлака, источником которого служили окисленные примеси чугуна и зола древесного угля. Поэтому крицу тщательно проковывали.
Кричный горн для передела чугуна в сварочное железо
Фришевание осуществляли в кричных горнах, причем передел (переплавку) чугунов с низким содержанием примесей проводили в один этап. Если переделу подвергался металл с высоким содержанием примесных элементов, то первый горн, в котором получался высокоуглеродистый жидкий металл, назывался плавильным, а окончательное «оздоровление» чугуна проводили во втором – кричном – горне. Дутье прекращали после подъема поверхности тестообразного металла на уровень фурмы. После этого металл ломами собирали (накатывали) в одну - две крицы, которые затем извлекали из горна и проковывали. Масса крицы достигала 80–120 кг.
Схема производства и рециклинга железных изделий в XVI–XVII вв.
Полученный в процессе фришевания металл представлял собой ковкое железо с такими же свойствами, как и у железа, выплавленного в сыродутных горнах или домницах. Однако ввиду различия технологии получения ковкое железо, выплавленное из чугуна, получило название сварочного. С освоением фришевания сложилась основная технологическая цепочка мануфактурного производства изделий из железа, которая просуществовала до второй половины XIX в..
