Studenci KN MSiS przeprowadzili eksperymentalny proces otrzymywania żelaza

Do wykonania broni, narzędzi i wielu innych przedmiotów potrzebne jest żelazo. Jednak jak pozyskiwano je w starożytności bez wielkich hut? Tę tajemnicę postanowili rozwikłać studenci Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej. W ramach grantu rektorskiego studenci i opiekun koła, dr inż. Paweł Drożdż, odtworzyli starożytny piec dymarski, a następnie przeprowadzili w nim proces produkcji żelaza. Nad tym jak wyglądały i jak działały tego typu piece studenci pracują od dawna. Grant umożliwił im finalizację projektu, który do tej pory istniał jedynie na papierze.

 

Na ziemiach polskich, zwłaszcza w rejonie Gór Świętokrzyskich, można znaleźć liczne ślady po piecach dymarskich, zwanych również dymarkami, które w czasach starożytnych służyły do produkcji żelaza z rud zawierających kilkanaście procent tego pierwiastka. Rozkwit technologii dymarskiej datuje się na okres od II wieku p.n.e. do V wieku n. e. Piece dymarskie swoim wyglądem przypominały kominy, a budowane były z gliny wymieszanej z trocinami i trawą. Wsadem do pieców były ruda żelaza oraz węgiel drzewny. Do dnia dzisiejszego zachowały się tylko tzw. kloce żużlowe, będące produktem ubocznym w procesie dymarskim. Ten długotrwały proces przebiegał w kilku etapach, które przybliża opiekun Koła MSS, dr inż. Paweł Drożdż i jeden z jego członków Mateusz Krawiec. - Na temat pieców dymarskich dysponujemy w tej chwili raczej przypuszczeniami, niż solidną, udokumentowaną wiedzą. Co jest tego przyczyną? W pracach wykopaliskowych znajdowano tylko efekt poprodukcyjny - mówi Mateusz Krawiec. Dymarki były jedynymi na świecie piecami, które po zakończeniu procesu, aby wyciągnąć łupkę żelaza, należało rozbić. Tym samym wiele szczegółów konstrukcyjnych pieca to wynik domysłów i przypuszczeń. Starożytni hutnicy nie zostawili wielu wskazówek, a o tym jak mogły wyglądać te hutnicze budowle wnioskujemy z archeologicznych pozostałości po nich.

 

Piec zrekonstruowany przez studentów stanął w jednej z hal technologicznych uczelni i - podobnie jak te starożytne - ulepiono go z cegieł i gliny. Mateusz Krawiec: - Po wyschnięciu pieca zainstalowaliśmy w nim czujniki do pomiaru temperatury i analizy gazów wylotowych powstających w czasie eksperymentu. W piecu rozpalono węgiel drzewny cały czas podnosząc temperaturę w środku, aż osiągnęła punkt krytyczny ponad 1200 stopni C. Następnie wsad uzupełniano na przemian warstwą rudy żelaza i warstwą węgla drzewnego. - W sumie w trakcie całego eksperymentu zasypywano ponad 60 warstw wsadu, to jest około 20 kg rudy i 30 kg węgla drzewnego - dodaje student. Podczas całego procesu studenci prowadzili pomiary i kontrolowali zarówno zmieniającą się temperaturę jak i skład spalin.

 

Dymarka odtworzona w AGH wyposażona była w specjalnie skonstruowaną dmuchawę, która tłoczyła powietrze do pieca. W starożytności powietrze było wprowadzane prawdopodobnie za pomocą miechów lub w sposób naturalny.

 

Po sześciu godzinach pracy nastąpił moment kulminacyjny - rozbicie pieca i wydobycie łupki żelaza. Jak podkreślali studenci jest to trudny i czasochłonny proces, nie zawsze kończący się otrzymaniem produktu finalnego. Tym razem jednak udało się uzyskać około 2 kg żelaza w postaci bryły, o nieregularnych kształtach. - Łupka żelaza będzie przekuta na okolicznościowe pamiątki związane z 85-leciem naszego Koła Naukowego - mówi dr inż. Paweł Drożdż. W maju, z okazji Dnia Hutnika, zaplanowano kolejny eksperyment. Tym razem studenci - bogatsi o doświadczenie i wiedzę zdobytą podczas styczniowego wytopu - planują pozyskać jeszcze więcej żelaza.  

 

Tekst: Anna Żmuda, Zdjęcia: Ewa Wielgosz

 

<iframe src="http://www.youtube.com/embed/zjmreAEiSYQ" frameborder="0" height="293" width="520"></iframe>