Ocel - jeden z nejdůležitějších materiálů, které lidstvo vytvořilo. Díky svým jedinečným vlastnostem – pevnosti, pružnosti a odolnosti proti korozi – byla ocel široce používána v různých odvětvích: stavebnictví, letectví, strojírenství. Proces výroby oceli však nebyl vždy tak moderní a technologický.
Dlouho před vznikem moderních oceláren se výroba oceli prováděla ručně, pomocí jednoduchých nástrojů a technik. Jedním z nejstarších způsobů výroby oceli je Kovářská metoda. Spočíval v ohřevu železné rudy a jejím smíchání s dřevěným uhlím v kovárně pomocí kladiv a kováren. Postupně, díky zvýšení teploty a zlepšení kvality surovin, se výsledná ocel stala stále odolnější a odolnější vůči korozi.
Druhým historickým způsobem výroby oceli je doménová metoda. Byl vyvinut v 18.století a rychle se stal nejrozšířenější metodou výroby oceli v Evropě. Základem doménové metody bylo použití železné rudy, která se zahřívala ve speciálních pecích-domnách. Při zahřívání se železo rozpustilo v uhlíku a vytvořilo ocel. Doménová metoda byla na rozdíl od kovářské metody efektivnější a nákladově přijatelnější.
Metody výroby oceli ve starověku
Výroba oceli v dávných dobách byla složitý a řemeslný proces. Navzdory absenci moderních strojů a technologií měly starověké civilizace své způsoby, jak získat kvalitní ocel.
Jednou z nejznámějších metod výroby oceli ve starověku byla metoda přímé obnovy. Vycházel z použití dřevěného uhlí a železné rudy. Ruda spolu s uhlím byla umístěna ve speciálním kamnech, které se zahřívaly na vysokou teplotu. V důsledku toho došlo k přímé redukci oxidu železa obsaženého v rudě na kovové železo.
Další metodou výroby oceli ve starověku byla metoda kovářské výroby. Byl založen na smažení vysoce uhlíkového železa spolu s dřevěným uhlím. Smažení se vyrábělo v železné karoserii při vysoké teplotě. Výsledkem byla tvorba oceli s vysokým obsahem uhlíku.
Široce se také používala metoda válcování oceli. Spočívala v ohřevu železného obrobku na určitou teplotu a následném válcování na speciální válcovnu. Tato metoda umožnila získat ocel různých tvarů a velikostí.
Metody výroby oceli v dávných dobách vyžadovaly od řemeslníků velké zkušenosti a dovednosti. Díky těmto metodám však starověké civilizace dokázaly vytvořit robustní a spolehlivé kovové konstrukce, které obstály v testech v průběhu času.
Výroba vysoce uhlíkové oceli ve středověku
Ve středověku byl proces výroby vysoce uhlíkové oceli poměrně složitý a vyžadoval zvláštní pozornost a dovednosti. K tomu byly použity různé techniky a nástroje.
Jednou z nejběžnějších metod bylo použití martinovské taveniny. Při této metodě byly kusy železné rudy a uhlí umístěny do velké lopaty zvané Martinovská pec. Pec se pak zahřívala na vysokou teplotu, aby se obsah roztavil. Během procesu ohřevu se naběračka neustále míchala, aby se složky rovnoměrně promíchaly.
Dále, aby se odstranily nečistoty a přebytečný uhlík, byla výsledná roztavená hmota nalita do speciálních slévárenských forem. Odtud byly získané polotovary odeslány k dalšímu zpracování.
Ke zpracování oceli byly použity různé nástroje, jako jsou Kovářská kladiva a kovadliny. S jejich pomocí pracovníci kovárny dodávali polotovarům požadovaný tvar a velikost. Kováři také použili speciální techniku-kalení, které umožňuje dodat oceli extra pevnost a pružnost. Tento proces spočíval v zahřátí obrobku na určitou teplotu a následném prudkém ochlazení ve vodě nebo oleji.
Výroba vysoce uhlíkové oceli ve středověku tedy vyžadovala řemeslnou zručnost a pečlivou práci. Díky těmto technikám a nástrojům byla vytvořena odolná a spolehlivá ocel, která našla uplatnění v různých oblastech, včetně zbrojení a stavebnictví.
Vývoj výroby oceli v době osvícenství
V období osvícenství, které se táhlo od 17.do 18. století, došlo k významným změnám v průmyslu výroby oceli. Vědecké objevy a technologické inovace přispěly k vylepšení technik a nástrojů pro výrobu tohoto důležitého kovu.
Jedním z nejvýznamnějších objevů, které ovlivnily vývoj výroby oceli během osvícenství, byl vynález koksovny v 18.století. Koksovna nahradila dřevěné uhlí, které se dříve používalo při tavení oceli, a stala se efektivnějším a nákladově výhodnějším řešením. Koksovna umožnila těžit více železné rudy a vyrábět vysoce kvalitní ocel.
Dalším významným pokrokem ve výrobě oceli bylo otevření oddělení oceli od litiny, které provedl známý francouzský Metalurg Iron Troyet. Vyvinul metodu, která umožňovala použití vysoce kvalitního švédského železného uhlí při výrobě, a oddělil od něj litinu a poté vyráběl ocel. Tato metoda výrazně zvýšila kvalitu vyrobené oceli a stala se základem pro její další zdokonalení.
Vývoj technologií a nástrojů také silně ovlivnil výrobu oceli v době osvícenství. Zlepšily se mechanismy pro mletí a třídění rudy, mangaly byly nahrazeny účinnějšími kamny a byla zavedena parní kladiva pro zpracování kovů. Všechny tyto změny umožnily zvýšit výkon a kvalitu oceli a urychlit proces jejího zpracování.
Postupem času se díky rozvoji průmyslu a vědy stala výroba stále více mechanizovanou a zdokonalovanou. Techniky a nástroje vyvinuté a používané během osvícenství tvořily základ moderní výroby oceli a měly obrovský vliv na průmyslovou revoluci. Úspěchy těchto dob se staly výchozím bodem pro vývoj nových a dokonalejších výrobních metod oceli v následujících epochách.
Vývoj průmyslové výroby oceli v 19. století
V 19.století prošla průmyslová výroba oceli významnými změnami, které vedly k revoluci v metalurgickém průmyslu. Během této doby došlo k několika klíčovým technologickým průlomům, které výrazně zlepšily účinnost a kvalitu oceli a snížily její hodnotu.
Jedním z důležitých vynálezů v tomto období byl průmyslový martenovský způsob výroby oceli. Byl vyvinut v roce 1856 britským inženýrem Henrym Bessmerem a otevřel nové příležitosti pro hromadnou výrobu oceli. V tomto procesu se litina zahřívá ve velkých martenovských pecích a poté je doplněna vzduchem a rudou železem, aby se odstranil přebytečný uhlík a další nečistoty.
Dalším klíčovým bodem ve vývoji výroby oceli bylo zavedení procesu Bezmer-Müller v roce 1864. Tato metoda, pojmenovaná po jménech dvou německých inženýrů Carla Bezmera a Petera Müllera, umožňovala výrobu oceli s vysokou kvalitou a pevností a stala se základem pro hromadnou výrobu ocelových železničních kolejnic a dalších konstrukcí.
V tomto období došlo také k významnému pokroku v technikách zpracování oceli. V roce 1856 vynalezl americký inženýr William Kelly metodu pevnéhooxování oceli pomocí vodního proudu, což výrazně zvýšilo její tvrdost a pevnost. A v roce 1859 vynalezl anglický inženýr Henry Corbyn elektromagnetický válcovací stroj na ocel, což umožnilo výrazně zvýšit rychlost a účinnost procesu.
V důsledku těchto a dalších inovací se průmyslová výroba oceli v 19.století stala efektivnější, levnější a kvalitnější. To dalo impuls k rozvoji mnoha průmyslových odvětví založených na použití oceli, jako je strojírenství, stavba lodí a stavebnictví. Od té doby se ocel stala jedním z hlavních a nejdůležitějších materiálů v průmyslu.