maleable
mal-le-a-ble
adjetivo
1. Que puedan ser moldeados o formados, como por martilleo o presión: metal maleable.
2. Fácilmente controlado o influenciado:» Los británicos favoured habían favorecido al hermano que los golpeó como un hombre más amable, más maleable y más templado » (Paul Scott).
a. Capaz de adaptarse a las circunstancias cambiantes; adaptable: un líder maleable sin miedo a comprometerse.
b. Capaz de ser cambiado o ajustado para satisfacer necesidades particulares o variadas: los ritmos maleables del jazz.
En los años 1700 y 1800 comenzó una transformación en Gran Bretaña que creó el mundo moderno: la Revolución Industrial.
El material de la época era el hierro: en puentes, en máquinas, en las fábricas que albergaban las máquinas, en locomotoras y vías de ferrocarril. El hierro estaba por todas partes.
Y, sin embargo, no era un material nuevo, después de que la Edad de Hierro británica hubiera comenzado alrededor de los 800 a. C. Lo que cambió fue que se desarrollaron nuevos procesos para producir hierro en masa frente a una enorme demanda.
Desde finales de 1700 hasta la invención de procesos para producir acero en masa en la década de 1860, el hierro maleable fue el material preferido de los ingenieros estructurales.
El hierro maleable o forjado se había fabricado en cantidades relativamente pequeñas durante siglos, pero en 1784 un agente de la Marina inglesa llamado Henry Cort patentó una nueva forma de fabricarlo. El «Proceso de charcos» de Cort, que se basó en trabajos anteriores del maestro de hierro Peter Onions, transformó la ingeniería y permitió la fabricación de nuevas formas de puentes y otras estructuras.
Hierro fundido vs Hierro maleable
El hierro fundido se fabrica en un alto horno, a partir del cual el hierro fundido se funde en moldes. El hierro resultante tiene un alto contenido de carbono y una estructura cristalina que lo hace muy duro, pero también frágil, demasiado frágil para trabajar con un martillo o usarse en estructuras que necesitan flexionarse.
El Segundo Puente de Hierro, 1796. Construido en la desembocadura del vertedero del río en Sunderland, este puente fue construido de hierro fundido y empujó el material hasta sus límites con un vano de 73 metros. Si los ingenieros construyeran estructuras más grandes y versátiles, necesitarían hierro maleable, ¡y mucho!
Desde finales de la década de 1400 en adelante, el hierro maleable se fabricó en un proceso de dos etapas que implicó primero fabricar hierro fundido en un alto horno y luego refinarlo. Al principio, el refinado se hacía en una forja de galas en la que el arrabio se colocaba sobre una cama de carbón ardiente y luego se batía y trabajaba para eliminar las impurezas.
La necesidad de una nueva forma de fabricación de hierro maleable fue impulsada por la necesidad de grandes cantidades y también por el hecho de que la forja de adornos no funcionaba bien con el hierro fundido fabricado en los nuevos altos hornos de coque. Esto se debía a que el hierro fundido hecho con coque tenía un contenido de azufre más alto que el hecho con carbón vegetal y esto hacía que el hierro fuera frágil incluso cuando se calentaba.
El proceso de Pudding
Ilustración de un puddler y su horno con arrabio apilados a su lado de ‘La metalurgia del hierro’ de Thomas Turner, 1920. El hombre sostiene su ‘raddle’, una varilla de hierro larga con un gancho en el extremo para agitar la masa de hierro fundido. Tuvo que retirar la varilla regularmente y sumergirla en agua para evitar que se derritiera.
Pat Quinn pasó de ser un fundador a principios de 1900 a trabajar durante cuatro años como puddler en Coatbridge en los años anteriores a la Primera Guerra Mundial. Fue entrevistado en la década de 1980.
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El encharcamiento fue el primer proceso exitoso para fabricar hierro maleable a partir de arrabio sin usar carbón vegetal. A diferencia de las galas, el hierro no estaba en contacto directo con el combustible de un horno de charcos, solo con los gases calientes de éste. Esto ayudó a reducir la cantidad de impurezas en el hierro terminado. La reacción química básica fue la misma que en los adornos, pero el nuevo método fue más efectivo.
Diagrama de un horno de Charcos.
Antes de que pudiera usarse, el interior del horno de charcos tenía que calentarse suavemente y cubrirse con óxidos de hierro para protegerlo. Este fue llamado «desbarbado’.
Cargando un horno de charcos, 1916: este puddler está levantando un «cerdo» de hierro fundido listo para ponerlo en el horno.
Ilustración de arrabio después de haber sido puesto en el horno de charcos. De ‘La metalurgia del hierro’ de Thomas Turner, 1920.
Los charcos implicaban una gran habilidad, así como fuerza. Como lo expresa el historiador Richard Hayman en su libro ‘Ironmaking’ (2005), los charcos «eran una técnica, no una tecnología Whereas Mientras que el movimiento de un motor era predecible y repetible, el producto de un horno de charcos dependía de una variedad de factores, no menos importante la habilidad y el juicio del trabajador.»
Esto era importante, especialmente en ingeniería civil, donde se necesitaba un nivel de calidad constante. Una herrería maleable podría construir una reputación sobre la habilidad de su fuerza de trabajo, como cuando la empresa incipiente de David Colville & Sons ganó el contrato para producir herrería maleable para el segundo puente Tay tras el colapso del primero.
Los charcos eran generalmente hombres jóvenes, ya que el trabajo requería mucho esfuerzo físico. La producción de un horno de charcos se regía esencialmente por la cantidad de peso que un hombre podía levantar con una bola de hierro encharcado que generalmente pesaba alrededor de 5cwt (¡aproximadamente 250kg!). Los charcos a menudo tenían que jubilarse y encontrar otros trabajos debido a una lesión. Con frecuencia sufrían problemas oculares al mirar el horno ardiente.
Eliminar la bola de hierro encharcado del horno requirió una fuerza inmensa.
Cuando la bola de hierro encharcado se juzgaba lista, el puddler la levantaba del horno. Ahora el tizón se haría cargo, transfiriendo la carga al yunque de un ‘martillo de tizón’. Este era un martillo de vapor que golpeaba repetidamente la masa de hierro, expulsando pequeños trozos de escoria en forma de chispas. El resultado fue un trozo de hierro con menos impurezas y lo suficientemente plano como para pasar por un laminador.
La imagen de abajo muestra un martillo de tejas trabajando en la Waverley Works de Coatbridge en 1920, el último lugar en la’ Ciudad del Hierro ‘ en usar el proceso de encharcamiento.
Una vez que el hierro encharcado era lo suficientemente plano, se colocaba en un laminador para adelgazarlo hasta obtener una barra de hierro de espesor constante y con lados más lisos. El hierro caliente brillante se pasaba repetidamente a través de espacios cada vez más pequeños entre los rodillos de molino. El tamaño final dependería del uso previsto de la plancha. De nuevo, la imagen de abajo muestra las Obras de Waverley en 1920.
Ilustración de un tren de laminación. La plancha se corría primero a través de los rodillos de la mano izquierda, luego se pasaba lentamente a través de los huecos cada vez más pequeños hacia la derecha.
Ilustración de un molino de laminación de un libro de texto de 1916 sobre la fabricación de hierro y acero.
Una vista más cercana de un soporte de molino de 2 alturas que muestra los espacios de diferentes formas entre los rodillos. El mecanismo de tornillo en la parte superior eleva y baja el rodillo superior para variar la distancia entre los dos rodillos.
El charco llega a Escocia
A finales de la década de 1830 se abrieron herrajes maleables en North Lanarkshire en Calderbank y Dundyvan. Esto fue más de 50 años después de la invención de los charcos. Después de todo, Henry Cort había realizado demostraciones de su nuevo proceso en Edimburgo ya en 1784. Sin embargo, a principios de la década de 1830, Joseph Hall ideó una versión mejorada del proceso de charcos, llamada «charcos húmedos». La diferencia era que Hall cubría su horno con escoria tostada en lugar de hierro fundido. Además de acelerar todo el proceso, el encharcamiento húmedo era más compatible con el arrabio escocés.
Parte del revestimiento de un horno de charcos encontrado durante las excavaciones en el sitio de Moffat Upper Forge.
El cambio tecnológico también trajo consigo un cambio social. Al igual que la industria del arrabio había atraído trabajadores a North Lanarkshire desde Irlanda y las Tierras Altas de Escocia, la industria del hierro maleable también trajo inmigrantes. Los charcos habían comenzado en Inglaterra varias décadas antes, por lo que las áreas maleables de trabajo del hierro de ese país eran fuentes de mano de obra calificada.
En 1819, cuando Calderbank works enrolló las placas de hierro para el primer barco de hierro de Escocia, lo hizo utilizando hierro maleable importado. A mediados del siglo, Calderbank era uno de los mayores productores de países con 60 hornos de charcos.
Casas de trabajadores al lado de la fábrica de hierro de Dundyvan. La sección de hierro maleable es visible a la derecha. Las dos filas inferiores de casas se llaman «Plaza Inglesa», lo que refleja el origen de sus ocupantes.
Acero & el declive del hierro maleable
El acero es una aleación de hierro. Es más fuerte y ligero, propiedades ideales para ingeniería.
El acero se había fabricado en pequeñas cantidades durante siglos. También se hizo en Lanarkshire. Por ejemplo, a principios de 1800 Calderbank Forge hizo cubiertos de acero.
A mediados de la década de 1800 se produjeron cambios tecnológicos que harían posible la producción de acero a una escala que finalmente eclipsaría a la industria del hierro maleable. Dos formas competidoras de fabricar acero, el proceso Bessemer (el precursor de una forma en la que el acero se fabrica ampliamente hoy en día) y el proceso Siemens-Martin (o «hogar abierto») se convirtieron en dominantes.
En Escocia fue el proceso Siemens-Martin el que ganó el día. Esto se debió a que el arrabio escocés (con alto contenido de fósforo) se adaptaba mejor a este proceso, que era similar al proceso de charcos, excepto que la mezcla no necesitaba agitarse a mano para que los hornos pudieran hacerse mucho más grandes. Otra ventaja de este proceso es que utiliza chatarra y arrabio.
La época en que comenzó la producción de acero en masa en Escocia con la empresa de Acero de Escocia Hallside Works, seguida unos años más tarde por David Colville & Sons’ Dalzell Works vio crecer rápidamente el mercado del acero. El acero era inicialmente más caro que el hierro, pero sus ventajas en la construcción naval, la fabricación de calderas y las líneas ferroviarias hicieron que valiera la pena el gasto y, a medida que la producción aumentó, el precio bajó. Un momento clave llegó en 1876, cuando el Arquitecto Naval Jefe de la Royal Navy aprobó el uso de acero de chimenea abierta en los buques de la marina.
Sorprendentemente, pocas herrerías maleables fueron convertidas para hacer acero, sobre todo la Dalzell Works en Motherwell. A finales de 1800, el mercado de hierro maleable se contrajo rápidamente y la mayoría se cerró, incluida la primera fábrica de hierro de Motherwell en Milton.
Motherwell primera fundición en la foto durante la demolición en el año 1900.
Típico de la caída fue Calderbank, uno de los primeros Escocés de herrería de adoptar la creación de charcos. Cerró en 1887, pero solo tres años más tarde se abrió una nueva fábrica de acero en el mismo sitio. Otras herrerías sobrevivieron a medida que las operaciones de laminación para empresas siderúrgicas y los charcos continuaron en las fábricas de Waverley de Coatbridge hasta la década de 1950, la última de una industria que alguna vez fue enorme.