malleabile
mal-le-a-ble
aggettivo
1. Capace di essere modellato o formato, come martellando o pressione: un metallo malleabile.
2. Facilmente controllabile o influenzato: “Gli inglesi favoured avevano favorito il fratello che li colpiva come del tutto più amabile, un uomo più malleabile, più temperato” (Paul Scott).
a. In grado di adattarsi alle mutevoli circostanze; adattabile: un capo malleabile che non ha paura di scendere a compromessi.
b.In grado di essere modificato o regolato per soddisfare esigenze particolari o varie: i ritmi malleabili del jazz.
Nel 1700 e 1800 iniziò una trasformazione in Gran Bretagna che creò il mondo moderno: la rivoluzione industriale.
Il materiale dell’epoca era il ferro: nei ponti, nelle macchine, nelle fabbriche che ospitavano le macchine, nelle locomotive ferroviarie e nei binari ferroviari. Il ferro era ovunque.
Eppure non era un nuovo materiale, dopo che tutta l’età del ferro della Gran Bretagna era iniziata intorno all ‘ 800BCE. Ciò che è cambiato è che sono stati sviluppati nuovi processi per produrre in serie il ferro a fronte di un’enorme domanda.
Dalla fine del 1700 fino all’invenzione dei processi per produrre in serie l’acciaio nel 1860, il ferro malleabile era il materiale preferito degli ingegneri strutturali.
Malleabile, o ferro battuto era stato fatto in quantità relativamente piccole per secoli, ma nel 1784 un agente della Marina inglese di nome Henry Cort brevettato un nuovo modo per farlo. Il “processo di Puddling” di Cort, basato su precedenti lavori del maestro di ferro Peter Onions, trasformò l’ingegneria e permise di realizzare nuove forme di ponti e altre strutture.
Ghisa vs ghisa malleabile
La ghisa è prodotta in un altoforno, da cui il ferro fuso viene fuso in stampi. Il ferro risultante ha un alto contenuto di carbonio e una struttura cristallina che lo rende molto duro ma anche fragile, troppo fragile per lavorare con un martello o utilizzare in strutture che hanno bisogno di flettersi.
Il secondo ponte di ferro, 1796. Costruito alla foce del fiume Weir a Sunderland questo ponte è stato costruito in ghisa e ha spinto il materiale ai suoi limiti con una campata di 73 metri. Se gli ingegneri dovessero costruire strutture più grandi e versatili avrebbero bisogno di ferro malleabile – e un sacco di esso!
Dalla fine del 1400 in poi il ferro malleabile è stato prodotto in un processo a due fasi che ha coinvolto prima la produzione di ghisa in un altoforno e poi la raffinazione. In un primo momento la raffinazione veniva effettuata in una fucina in cui la ghisa veniva posata su un letto di carbone bruciato e poi battuta e lavorata per rimuovere le impurità.
La necessità di un nuovo modo di fare il ferro malleabile era determinata dalla necessità di maggiori quantità e anche dal fatto che la fucina di finery non funzionava bene con la ghisa prodotta nei nuovi altiforni a coke. Questo perché la ghisa prodotta con coke aveva un contenuto di zolfo superiore a quello prodotto con carbone e questo rendeva il ferro fragile anche quando riscaldato.
Il processo di Puddling
Illustrazione di un puddler e la sua fornace con ghisa impilati accanto ad esso da ‘La metallurgia del ferro’ di Thomas Turner, 1920. L’uomo sta tenendo il suo ‘raddle’, una lunga verga di ferro con un gancio all’estremità per mescolare la massa di ferro fuso. Ha dovuto ritirare l’asta regolarmente e dunk in acqua per evitare che si scioglie.
Pat Quinn passò dall’essere un fonditore nei primi anni del 1900 a lavorare per quattro anni come puddler a Coatbridge negli anni precedenti la prima guerra mondiale. È stato intervistato nel 1980.
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Il puddling è stato il primo processo di successo per la produzione di ferro malleabile dalla ghisa senza l’utilizzo di carbone. A differenza del Finery il ferro non era in contatto diretto con il combustibile di una fornace puddling, solo con i gas caldi da esso. Ciò ha contribuito a ridurre la quantità di impurità nel ferro finito. La reazione chimica di base era la stessa del finery, ma il nuovo metodo era più efficace.
Schema di una fornace di Puddling.
Prima di poter essere utilizzato, l’interno del forno di puddling doveva essere riscaldato delicatamente e rivestito con ossidi di ferro per proteggerlo. Questo è stato chiamato ‘fettling’.
Charging a puddling furnace, 1916: questo puddler sta sollevando un “maiale” in ghisa pronto per metterlo nel forno.
Illustrazione di ghisa dopo che è stato messo nel forno puddling. Da ‘La metallurgia del ferro’ di Thomas Turner, 1920.
Il puddling ha coinvolto una grande quantità di abilità e forza. Come lo storico Richard Hayman mette nel suo libro’ Ironmaking ‘ (2005), puddling “era una tecnica, non tecnologia Whereas Mentre il movimento di un motore era prevedibile e ripetibile, il prodotto di una fornace puddling dipendeva da una varietà di fattori, non ultimo l’abilità e il giudizio dell’operaio.”
Questo era importante, in particolare nell’ingegneria civile dove era necessario un livello costante di qualità. Una fabbrica di ferro malleabile potrebbe costruire una reputazione sull’abilità della sua forza lavoro, come quando la neonata ditta di David Colville & Sons vinse il contratto per produrre ferro malleabile per il secondo ponte Tay dopo il crollo del primo.
I puddler erano generalmente giovani uomini poiché il lavoro richiedeva molto sforzo fisico. La produzione di una fornace puddling era essenzialmente governata da quanto peso un uomo poteva sollevare con una palla di ferro puddled generalmente del peso di circa 5cwt (circa 250kg!). I puddler spesso dovevano andare in pensione e trovare altri lavori a causa di un infortunio. Spesso soffrivano di problemi agli occhi a fissare la fornace ardente.
Rimuovere la palla di ferro puddled dalla fornace ha richiesto una forza immensa.
Quando la palla di ferro puddled era giudicata pronta, il puddler la sollevava dal forno. Ora l’scandola prendeva il sopravvento, trasferendo il carico sull’incudine di un “martello di scandole”. Questo era un martello a vapore che colpiva ripetutamente la massa di ferro, forzando piccoli pezzi di scorie come scintille. Il risultato è stato un pezzo di ferro con meno impurità e abbastanza piatto da passare attraverso un laminatoio.
L’immagine qui sotto mostra un martello di scandole al lavoro presso Waverley Works di Coatbridge nel 1920, l’ultimo posto nel ‘Borgo di ferro’ ad utilizzare il processo di puddling.
Una volta che il ferro puddled era abbastanza piano sarebbe messo attraverso un laminatoio per assottigliarlo giù al ferro della barra di spessore costante e con i lati più regolari. Il ferro incandescente – caldo è stato ripetutamente passato attraverso spazi sempre più piccoli tra i rulli del mulino. La dimensione finale dipenderebbe dall’uso previsto del ferro. Ancora una volta, l’immagine qui sotto mostra le opere di Waverley nel 1920.
Illustrazione di un laminatoio. Il ferro sarebbe eseguito attraverso i rotoli mano sinistra prima, poi lentamente passato attraverso le lacune sempre più piccoli a destra.
Illustrazione di un laminatoio da un libro di testo del 1916 sulla produzione di ferro e acciaio.
Una visione più ravvicinata di un 2-high mill stand che mostra gli spazi di forma diversa tra i rulli. Il meccanismo a vite sulla parte superiore solleva e abbassa il rullo superiore per variare la distanza tra i due rulli.
Puddling arriva in Scozia
Alla fine del 1830 vide malleabile ferriere aperto nel Nord Lanarkshire a Calderbank e Dundyvan. Questo è stato più di 50 anni dopo l’invenzione del puddling. Dopo tutto, Henry Cort aveva tenuto dimostrazioni del suo nuovo processo a Edimburgo già nel 1784. Tuttavia, nei primi anni 1830 Joseph Hall si avvicinò con una versione migliorata del processo di puddling, chiamato ‘wet puddling’. La differenza era che Hall foderato la sua fornace con scorie arrostite piuttosto che ghisa. Oltre ad accelerare l’intero processo, il puddling bagnato era più compatibile con la ghisa scozzese.
Parte del rivestimento di un forno puddling trovato durante gli scavi sul sito di Moffat Upper Forge.
Il cambiamento tecnologico ha portato anche un cambiamento sociale. Proprio come l “industria della ghisa aveva attirato lavoratori a Nord Lanarkshire dall” Irlanda e le Highlands della Scozia così l ” industria del ferro malleabile anche portato immigrati. La puddling era iniziata in Inghilterra diversi decenni prima, quindi le aree di lavorazione del ferro malleabile di quel paese erano fonti di manodopera qualificata.
Nel 1819, quando la Calderbank works rotolò le piastre di ferro per la prima barca di ferro della Scozia, lo fece usando ferro malleabile importato. Entro la metà del secolo Calderbank era uno dei paesi più grandi produttori con 60 forni puddling.
Case dei lavoratori accanto alla Dundyvan Iron Works. La sezione di ferro malleabile è visibile sulla destra. Le due file inferiori di case sono chiamate ‘Piazza inglese’ che riflette l’origine dei loro occupanti.
Acciaio & il declino del ferro malleabile
L’acciaio è una lega di ferro. È più forte e più leggero, proprietà ideali per l’ingegneria.
L’acciaio era stato fatto in piccole quantità per secoli. E ‘ stato fatto nel Lanarkshire troppo. Ad esempio, nei primi anni del 1800 Calderbank Forge ha realizzato posate in acciaio.
La metà del 1800 vide cambiamenti tecnologici che avrebbero reso possibile la produzione di acciaio su una scala che alla fine avrebbe nano l’industria del ferro malleabile. Due modi concorrenti di fare l’acciaio, il processo di Bessemer (il precursore di un modo in cui l’acciaio è ampiamente fatto oggi) e il processo Siemens-Martin (o “focolare aperto”) è diventato dominante.
In Scozia è stato il processo Siemens-Martin a vincere la giornata. Questo perché la ghisa scozzese (essendo ad alto contenuto di fosforo) era più adatta a questo processo, che era simile al processo di puddling, tranne che la miscela non aveva bisogno di essere mescolata a mano in modo che i forni potessero essere resi molto più grandi. Un altro vantaggio di questo processo è che ha usato rottami di ferro e ghisa.
Il periodo in cui la produzione di acciaio di massa iniziò in Scozia con la Steel Company of Scotland’s Hallside Works, seguita pochi anni dopo da David Colville& La Dalzell Works di Sons vide il mercato dell’acciaio espandersi rapidamente. L’acciaio era inizialmente più costoso del ferro, ma i suoi vantaggi nella costruzione navale, nella produzione di caldaie e nelle linee ferroviarie ne valevano la pena e, man mano che la produzione aumentava, il prezzo scendeva. Un momento chiave arrivò nel 1876 quando il capo architetto navale della Royal Navy approvò l’uso dell’acciaio a focolare aperto nelle navi della marina.
Sorprendentemente poche ferriere malleabili sono state convertite per produrre acciaio, in particolare le fabbriche Dalzell a Motherwell. Verso la fine del 1800 il mercato del ferro malleabile si contrasse rapidamente e la maggior parte chiuse, inclusa la prima ferriera di Motherwell a Milton.
La prima ferriera di Motherwell raffigurata durante la demolizione nei primi anni del 1900.
Tipica del declino fu Calderbank, una delle prime ferriere scozzesi ad adottare il puddling. Chiuse nel 1887, ma solo tre anni dopo fu aperta una nuova acciaieria nello stesso sito. Altre ferriere sopravvissero mentre le operazioni di laminazione per le aziende siderurgiche e il puddling continuarono a Coatbridge Waverley Works negli anni ‘ 50, l’ultimo di un’industria un tempo enorme.