formbart
mal-le-a-ble
adjektiv
1. Kan formas eller formas, som genom hamring eller tryck: en formbar metall.
2. Lätt kontrollerad eller påverkad: ”britterna … hade gynnat brodern som slog dem som helt och hållet mer älskvärd, en mer formbar, mer tempererad man” (Paul Scott).
a. kan anpassa sig till förändrade omständigheter; anpassningsbar: en formbar ledare som inte är rädd för att kompromissa.
b. kan ändras eller justeras för att möta särskilda eller varierande behov: jazzens formbara rytmer.
på 1700-och 1800-talet började en omvandling i Storbritannien som skapade den moderna världen: den industriella revolutionen.
materialet i åldern var järn: i broar, i maskiner, i fabrikerna som rymde maskinerna, i järnvägslokomotiv och järnvägsspår. Järn fanns överallt.
och ändå var det inte ett nytt material, efter alla Storbritanniens järnålder hade börjat runt 800BCE. Det som förändrades var att nya processer utvecklades för att massproducera järn inför enorm efterfrågan.
från slutet av 1700-talet fram till uppfinningen av processer för att massproducera stål på 1860-talet var formbart järn det föredragna materialet för konstruktörer.smidbart eller smidesjärn hade gjorts i relativt små mängder i århundraden men i 1784 patenterade en engelsk Marinagent som heter Henry Cort ett nytt sätt att göra det. Corts ’Puddling Process’, som byggde på tidigare arbete av ironmaster Peter Onions förvandlade teknik och möjliggjorde nya former av broar och andra strukturer.
gjutjärn vs formbart järn
gjutjärn tillverkas i en masugn, från vilken smält järn gjuts i formar. Det resulterande järnet har en hög kolhalt och kristallstruktur som gör det mycket svårt men också sprött, för sprött att arbeta med en hammare eller använda i strukturer som behöver böjas.
den andra Järnbroen, 1796. Byggd vid mynningen av floden Weir i Sunderland byggdes denna bro av gjutjärn och drev materialet till dess gränser med en 73 meter spännvidd. Om ingenjörer skulle bygga större och mer mångsidiga strukturer skulle de behöva formbart järn-och mycket av det!
från slutet av 1400-talet och framåt gjordes formbart järn i en tvåstegsprocess som innebar att man först gjorde gjutjärn i en masugn och sedan förfinade det. Först gjordes raffineringen i en smedja där grisjärnet lades på en bädd av brinnande kol och sedan slogs och arbetade för att avlägsna föroreningar.
behovet av ett nytt sätt att tillverka smidbart järn drevs av behovet av större mängder och också av det faktum att grannsmeden inte fungerade bra med gjutjärn tillverkat i de nya kokseldade masugnarna. Detta berodde på att gjutjärn tillverkat med koks hade högre svavelhalt än det som gjordes med kol och detta gjorde järnet sprött även vid uppvärmning.
Puddlingsprocessen
Illustration av en puddlare och hans ugn med tackjärn staplade upp bredvid den från ’metallurgi av järn’ av Thomas Turner, 1920. Mannen håller sin ’raddle’, en lång järnstång med en krok på änden för att röra massan av smält järn. Han var tvungen att dra tillbaka staven regelbundet och dunk den i vatten för att förhindra att den smälter.
Pat Quinn gick från att vara en foundryman i början av 1900-talet till att arbeta i fyra år som puddlare i Coatbridge under åren före första världskriget. Han intervjuades på 1980-talet.
din webbläsare stöder inte ljudelementet.
Puddling var den första framgångsrika processen för att tillverka smidbart järn från tackjärn utan att använda kol. Till skillnad från i Grannlåtet var järnet inte i direkt kontakt med bränslet i en puddlande ugn, bara med de heta gaserna från den. Detta bidrog till att minska mängden föroreningar i det färdiga järnet. Den grundläggande kemiska reaktionen var densamma som i grannlåt men den nya metoden var effektivare.
Diagram över en Puddlingugn.
innan den kunde användas måste insidan av puddlingsugnen försiktigt värmas upp och beläggas med järnoxider för att skydda den. Detta kallades ’fettling’.
ladda en puddlingugn, 1916: denna puddlare lyfter en gjutjärnspig redo att lägga den i ugnen.
Illustration av tackjärn efter det har satts i puddling ugnen. Från ’metallurgi av järn’ av Thomas Turner, 1920.
Puddling involverade en hel del skicklighet, liksom styrka. Som historikern Richard Hayman uttrycker det i sin bok ”Ironmaking” (2005), puddling ” var en teknik, inte teknik… medan en Motors rörelse var förutsägbar och repeterbar, berodde produkten av en puddlingsugn på en mängd olika faktorer, inte minst arbetarens skicklighet och bedömning.”
detta var viktigt, särskilt inom anläggningsteknik där en jämn kvalitetsnivå behövdes. Ett formbart järnverk kunde bygga ett rykte på arbetskraftens skicklighet, som när David Colvilles nystartade företag & Sons vann kontraktet för att producera formbart järnverk för den andra Tay Bridge efter kollapsen av den första.
Puddlare var i allmänhet unga män eftersom arbetet krävde mycket fysisk ansträngning. Produktionen av en puddlingugn styrdes i huvudsak av hur mycket vikt en man kunde lyfta med en boll av puddlat järn som i allmänhet väger ca 5cwt (ca 250kg!). Puddlare fick ofta gå i pension och hitta andra jobb på grund av skada. De fick ofta ögonproblem från att stirra in i den flammande ugnen.
att ta bort bollen av puddlat järn från ugnen tog enorm styrka.
När bollen av puddlat järn bedömdes redo, skulle puddlaren lyfta den ur ugnen. Nu shingler skulle ta över, överföra lasten på städet av en ’shingling hammare’. Detta var en ånghammare som upprepade gånger basade järnmassan och tvingade ut små slagg som gnistor. Resultatet blev en klump av järn med färre föroreningar och platt nog att sätta igenom en valsverk.
bilden nedan visar en shinglinghammare på jobbet vid Coatbridge ’ s Waverley Works 1920, den sista platsen i ’Iron Burgh’ för att använda puddlingprocessen.
när det puddlade järnet var tillräckligt platt skulle det sättas genom ett valsverk för att tunna ner det till stångjärn med jämn tjocklek och med mjukare sidor. Det glödande heta järnet passerade upprepade gånger genom alltmer små luckor mellan kvarnrullar. Den färdiga storleken beror på järnets avsedda användning. Återigen visar bilden nedan Waverley-verken 1920.
Illustration av ett valsverk. Järnet skulle köras genom vänstervalsarna först och sedan långsamt passera genom de allt mindre luckorna till höger.
Illustration av ett valsverk från en lärobok från 1916 om att göra järn och stål.
en närmare bild av ett 2-högt kvarnstativ som visar de olika formade luckorna mellan rullarna. Skruvmekanismen på toppen höjer och sänker topprullen för att variera avståndet mellan de två rullarna.
Puddling anländer i Skottland
i slutet av 1830-talet såg smidbart järnverk Öppet i North Lanarkshire vid Calderbank och Dundyvan. Detta var mer än 50 år efter uppfinningen av puddling. När allt kommer omkring hade Henry Cort hållit demonstrationer av sin nya process i Edinburgh redan 1784. Men i början av 1830-talet kom Joseph Hall med en förbättrad version av puddlingprocessen, kallad ’våt puddling’. Skillnaden var att Hall fodrade sin ugn med rostad slagg snarare än gjutjärn. Förutom att påskynda hela processen var våt puddling mer kompatibel med Skotskt tackjärn.
en del av fodret på en puddlugn som hittades under utgrävningar på platsen för Moffat Upper Forge.
teknisk förändring medförde också social förändring. Precis som tackjärn industrin hade dragit arbetare till North Lanarkshire från Irland och högländerna i Skottland så smidbart järn industrin förde också invandrare. Puddling hade börjat i England flera decennier tidigare så de formbara järnbearbetningsområdena i landet var källor till kvalificerad arbetskraft.
1819 när Calderbank works rullade järnplattorna för Skottlands första järnbåt gjorde den det med importerat formbart järn. I mitten av århundradet Calderbank var en av de länder största producenterna med 60 puddling ugnar.
arbetarnas hus bredvid Dundyvan järnverk. Den formbara järnsektionen är synlig till höger. De två nedre raderna av hus kallas ’English Square’ som återspeglar deras invånares ursprung.
stål & nedgången av formbart järn
stål är en legering av järn. Det är starkare och lättare, idealiska egenskaper för teknik.
stål hade tillverkats i små mängder i århundraden. Det gjordes också i Lanarkshire. Till exempel, i början av 1800-talet gjorde Calderbank Forge stålbestick.
i mitten av 1800-talet såg tekniska förändringar som skulle göra produktionen av stål möjlig i en skala som så småningom skulle dvärga den formbara järnindustrin. Två konkurrerande sätt att tillverka stål, Bessemer-processen (föregångaren till ett sätt på vilket stål tillverkas allmänt idag) och Siemens-Martin (eller ’open-hearth’) – processen blev dominerande.
i Skottland var det Siemens-Martin-processen som vann dagen. Detta berodde på att Skotskt tackjärn (med hög fosfor) var bättre lämpat för denna process, vilket liknade puddlingsprocessen förutom att blandningen inte behövde omröras för hand så att Ugnar kunde göras mycket större. En annan fördel med denna process är att den använde skrotjärn såväl som tackjärn.
den tid då massstålproduktionen började i Skottland med Steel Company of Scotlands Hallside Works, följt några år senare av David Colville & Sons Dalzell Works såg marknaden för stål expandera snabbt. Stål var från början dyrare än järn men det är fördelar i varvsindustrin, boilermaking och järnvägslinjer gjorde det värt kostnaden och, som produktionen ökade så priset kom ner. Ett viktigt ögonblick kom 1876 när den främsta Sjöarkitekten för Royal Navy godkände användningen av öppen Eldstål i marinfartyg.
förvånansvärt få formbara järnverk omvandlades för att göra stål, särskilt Dalzell Works i Motherwell. Under slutet av 1800-talet minskade marknaden för formbart järn snabbt och majoriteten stängdes, inklusive Motherwells första järnverk i Milton.
Motherwells första järnverk avbildade under rivningen i början av 1900-talet.
typiskt för nedgången var Calderbank, ett av de första skotska järnverken som antog puddling. Det stängdes 1887 men bara tre år senare öppnade ett nytt stålverk på samma plats. Andra järnverk överlevde som rullande verksamhet för stålföretag och puddling fortsatte vid Coatbridge ’ s Waverley Works in på 1950-talet, den sista av en en gång enorm industri.