KURPIE / DAWNE PRZEMYSŁY / 54

Rekonstrukcja warsztatu i bilans surowca

Żelazo z bagna.
Przekrój i bilans mas.

Podmokłe łąki Puszczy Zielonej nad Omulwią dostarczały rudy darniowej, a las węgla drzewnego. Wytop w glinianej dymarce nie dawał płynnej stali — wymagał redukcji w fazie stałej, wyciągnięcia gąbczastej łupki i odrzucenia większości masy w postaci żużla oraz zgorzeliny.

Budowa i strefy pieca

Przekrój dymarki kotlinkowej

Schemat poglądowy
Śledź tor składnika w piecu:
Przekrój poprzeczny dymarki szybowej z kotlinką Poglądowy schemat pieca glinianego z podziałem na 4 etapy procesu, wlot dmuchu miechowego i kotlinkę żużlową w gruncie. POZIOM GRUNTU (KOTLINKA W ZIEMI) MIECH PARA H₂O GAZY REDUKUJĄCE ŁUPKA ŻUŻEL KOTLINKOWY

Górny szyb: wylot i suszenie wsadu

Górny odcinek szybu pieca

Ruda darniowa wsypywana z węglem drzewnym od góry pieca zawierała wilgoć. Wznoszące się gazy spalinowe odparowywały wodę i podgrzewały wsad opadający w głąb pieca.

Rola przygotowania surowca: Prażenie rudy przed załadunkiem pomagało usunąć część wilgoci i ułatwiało rozdrobnienie grud przed wsypaniem do szybu.
Aktywny tor: Wszystkie składniki. Wybierz filtr u góry przekroju, aby zobaczyć rolę żelaza, żużla, węgla lub wilgoci w tym etapie.

Kalkulator udziałów i strat

Rachunek udziałów wsadu

Rachunek udziałów

1. Parametry wsadu i redukcji

25 kg
Całkowita masa rudy wsypywanej do pieca.
16%
Woda odparowująca w górnej części pieca; nie wnosi metalu.
40%
Udział żelaza w suchej masie; reszta to związany tlen, iły i minerały.
1,4 kg/kg
Ilość węgla drzewnego na każdy kilogram rudy; źródło ciepła i gazów redukujących.

2. Przebieg redukcji i obróbki kowalskiej

52%
Część żelaza przechodząca w metal. Pozostałe Fe zostaje w związkach i żużlu.
35%
Udział żużla uwięzionego w porach wyjętej łupki (ograniczony do dostępnej masy mineralnej).
20%
Utlenianie powierzchniowe samego żelaza w palenisku kowalskim podczas nagrzewania i kucia.
Wartości fabryczne

3. Rachunek produktu i strat

Pula Fe w rudzie
8,4kg Fe
Surowa łupka z pieca
6,7kg
Czysta sztaba żelaza
3,5kg
Wydajność z rudy surowej
14,0%
Kaskada podziału masy wsadu (kg):
Ruda z bagna:
25,0
Wilgoć (para):
4,0
Żużel dymarski:
5,1
Łupka z pieca:
6,7
Czysty metal:
3,5
W tym rachunku: z 25,0 kg surowej rudy i 35,0 kg węgla drzewnego bilans wskazuje 3,5 kg czystego żelaza w gotowej sztabie.

Rozpoznanie fizyczne i surowiec

Materiały procesu dymarskiego

Materiały porównawcze
Brunatna, porowata bryła rudy darniowej trzymana w dłoniach na tle roślinności bagiennej
Ruda darniowa (surowiec porównawczy): Bryła wydobyta z Oploose Molenbeek koło Sint Anthonis w Holandii (fotografia porównawcza, nie znalezisko z Kurpi).
Fot. Rp22 · Wikimedia Commons · Licencja: CC BY 3.0 · bez modyfikacji.
Właściwości i rola materiałów w hutnictwie dymarskim
Materiał Cechy i postać Rola w procesie
Ruda darniowa Brunatne warstwy i grudy; obok związków żelaza zawiera materiał ilasty, muł i szczątki organiczne. Podstawowy surowiec z łąk i bagien. Wymagała suszenia lub prażenia przed załadunkiem do pieca.
Surowa łupka Porowata, gąbczasta masa zredukowanego żelaza z wtrąceniami ciekłego żużla w jamach. Bezpośredni produkt wyjęty z pieca. Nie była gotowym narzędziem; wymagała dalszej obróbki kowalskiej.
Żużel dymarski Produkt procesu metalurgicznego; ciemny, zeszklony spiek zawierający składniki mineralne i tlenki. Odpad gromadzący się w kotlince lub wyciskany na zewnątrz pieca; nie jest tym samym co metaliczna łupka.
Sztaba żelaza Zagęszczony, lity metal uzyskany po wielokrotnym zgrzaniu na gorąco. Półprodukt kowalski oczyszczony z wtrąceń żużla, gotowy do wykuwania siekier, noży czy okuć.

Źródła pisane i regionalne

Puszcza pracowała dla kuźni

Historia Kurpi
1416

Krzysztof Braun, za badaniami Elżbiety Kowalczyk-Heyman, opisuje nadanie Rudy Skrody rudnikowi Janowi z Przasnysza. Historia regionalnego hutnictwa zaczyna się wcześniej niż utrwalenie dzisiejszej tożsamości Kurpiów.

1567

Przywołany przez Brauna Atlas Historyczny Polski notuje kuźnice nad Omulwią, m.in. w Brodowych Łąkach i Olszewce. Rzeka była częścią zaplecza przemysłu, podobnie jak bagna dostarczające rudy i las dostarczający drewna.

Piec

Węgiel drzewny dawał ciepło i umożliwiał powstanie gazów redukujących. Redukcja odbiera związkom żelaza tlen. Uzyskana łupka wymagała dalszej obróbki: nie była gotowym narzędziem. Współczesne wytopy badawcze pomagają rozumieć ten proces, ale pojedynczy eksperyment nie odtwarza wszystkich kurpiowskich warsztatów.

Ekologia dawnego przemysłu

Ruda darniowa tworzy się na terenach podmokłych. Ma postać brunatnych warstw i grud, a obok związków żelaza zawiera materiał ilasty, muł i szczątki organiczne. To surowiec inny niż czysty metal.

Łupka to porowata masa żelaza z wtrąceniami żużla. Dalsza obróbka kowalska zagęszczała metal i usuwała część zanieczyszczeń.

Żużel to produkt procesu metalurgicznego, zawierający m.in. składniki mineralne i związki żelaza. Nie jest tym samym co metaliczna łupka.

Dokumentacja i metody

Źródła do dalszego czytania

Ochrona dziedzictwa i granice modelu: Mini-projekt edukacyjny. Strona nie podaje współrzędnych ani lokalizacji stanowisk archeologicznych i historycznych miejsc wydobycia, aby chronić je przed nielegalną eksploracją. Prezentowane obliczenia to jawny rachunek udziałów i strat masy na danych użytkownika, a nie pełny bilans chemiczny pieca ani archiwalny pomiar konkretnego historycznego wytopu.