Doba železná civilizace: kov mění svět

Díky železu byl primitivní kmenový systém nahrazen vznikající třídní společností, vznikem států a navázáním nových obchodních vztahů. Během rané doby železné vznikla slavná obchodní stezka Velká hedvábná stezka.

Ať to zní jakkoli neskutečně, vše začalo železem mimozemského původu… Ano, železo bylo nejprve vyrobeno z meteoritů. Takové železné zboží mělo vysoký obsah niklu. Později se k výrobě zboží začalo používat i pozemské železo.

Přestože výroba železa byla technologicky složitější a pracovně náročnější než výroba bronzu, doba železná suverénně předběhla dobu bronzovou, protože železo se v přírodě vyskytuje častěji než bronz. V době bronzové bylo mnoho kovových výrobků přepracováno na zbraně. Nedostatek cínu pro odlévání bronzu přiměl starověké ocelářezačít hledat alternativu. Široké využití železné rudy vedlo ke zdokonalení technologie výroby kovů. V době, kdy byl cín opět dostupný, bylo železo levnější, pevnější a lehčí a kované železo navždy nahradilo bronzové nástroje.

Jak se vyrábělo železo na úsvitu doby železné

Technologie výroby železa zahrnovala řadu operací k jeho redukci z rud a podle odborníků byla objevena ve druhém tisíciletí př. n. l. v Malé Asii.

K tomuto účelu se používaly bloomerské pece. Vzduch se do pecí vháněl pomocí měchů. Rané pece měly kuželovitý tvar a byly vysoké asi jeden metr. Ve spodní části pece byly vzduchové trysky, kterými se přiváděl vzduch ke spalování uhlí. Tím se v peci vytvořila velmi vysoká teplota, která umožnila roztavení vsazené směsi oxidů železa a hlušiny. V důsledku chemických reakcí se část oxidů spojila s hlušinou a vytvořila tavitelnou strusku, zatímco další část se zredukovala na železo a roztavila se na měkký porézní materiál zvaný výkvět. Poté starověcí oceláři rozbíjeli přední stěnu pece, aby vybrali železný výkvět. Na rozdíl od bronzu však kov v této podobě nebyl vhodný k odlévání do forem. Výkvět vypadal jako spékaná houba železa v podobě kovových zrn. Za tepla se výkvět koval, čímž se kov stal pevnějším a homogennějším. Z tohoto kovu se pak v kovárně vyráběly různé kovové výrobky. Kovář zahříval výkvět otevřeným plamenem a pomocí kladiva a kovadliny vytvářel kované kovové výrobky.

Jak doba železná ovlivnila vývoj civilizace

Dlouho před průmyslovou revolucí většina lidí v rané době železné chovala hospodářská zvířata a pracovala v zemědělství. Život se soustředil kolem vesnice, kde komunity obdělávaly půdu a ručně vyráběly předměty nezbytné pro život.

Výroba železných nástrojů pomohla usnadnit a zefektivnit zemědělské práce. Rolníci byli schopni obdělávat tvrdší půdu, což umožnilo pěstovat a kultivovat nové druhy rostlin. Totéž platilo pro chov dobytka. Efektivnější způsoby práce pomohly uvolnit čas.

Díky tomu, že lidé měli více času, mohli se nyní věnovat i jiným činnostem než zemědělství, například prodeji nebo obchodu s tím, co vypěstovali. Některé rodiny si začaly otevírat pekárny nebo šicí a kovářské dílny. Rozvoj kovářství zase podpořil rozvoj takových řemesel, jako je zpracování kůže, dřeva a kostí. Obchod v tomto období vzkvétal.

Rozvoj technologií zpracování železa

Technologie zpracování kovů se neustále a rychle rozvíjela. V té době vznikly svařované zbraně a damašská ocel a bloomeryho pece byly nahrazeny vyššími stuckofenovými pecemi. Koncem 13. století se tyto čtyři metry vysoké pece začaly používat i v moderní Evropě. Takové pece dokázaly vyrobit až 250 kg železa denně.

V polovině 15. století byly stuckofenské pece nahrazeny ještě vyššími blauofenskými pecemi vybavenými předehřevem vzduchu. Tyto pece však měly jednu velkou nevýhodu: vyšší teploty v Blauofenových pecích nejenže zvýšily výtěžnost železa z rudy, ale také zvýšily z 10 % na 30 % (ve srovnání se Stuckofenovou pecí) tvorbu zuhelnatělého „surového železa“, tj. železa, se kterým si v té době nevěděli rady. To bylo motivací ke zdokonalení technologie.

Dalším krokem ve vývoji metod zpracování železa byl vynález vysoké pece. Větší rozměry, stejně jako předehřívání a mechanický přívod vzduchu do vysoké pece, zajistily, že veškeré železo mohlo být přeměněno na horký kov. Pece byly provozovány nepřetržitě a dokázaly vyrobit až jeden a půl tuny žhavého kovu denně.

V 16. století se v Evropě prosadil metalurgický proces přeměny železa na žhavý kov a odstranění uhlíku ještě v kapalné formě, čímž se železo přeměnilo na ocel.

Později se v metalurgii začaly aktivně využívat technologie na bázi uhlí, koksování, pudlování a tryskání za tepla. V roce 1856 anglický vynálezce Henry Bessemer navrhl konvertor a patentoval svou technologii výroby oceli, která vešla ve známost jako Bessemerův proces. .

Ve 20. století začaly Bessemerovy konvertory aktivně nahrazovat otevřené pece. Ale i tyto pece zastaraly koncem století, kdy byly nahrazeny základním procesem kyslíkové pece. S nástupem silných elektráren jako zdrojů energie se v průmyslu rozšířila technologie výroby elektrické oceli pro výrobu neželezných i železných kovů.

V 21. století došlo k vlastním úpravám zpracování železa, které nás nutí přemýšlet nejen o přínosech, ale také o škodách, které hutnictví působí na životní prostředí. Jako nejperspektivnější z hlediska ochrany životního prostředí se dnes jeví proces využití vodíku pro přímou redukci železa z rudy. V další fázi procesu se ocel získává tavením částic železa v elektrických pecích s následným přidáním uhlíku.

Moderní inovativní procesy se stávají rozhodujícím faktorem pro to, aby si metalurgie udržela svou konkurenceschopnost na světovém trhu.

Za posledních několik století zlepšilo železo kvalitu života. Nejrychlejší růst zaznamenalo v dobách, kdy byly objeveny pokročilejší technologie zpracování. Úspěchy hutnictví v polovině 18. století vedly k rychlému rozvoji strojírenství a ke skutečné revoluci ve strojírenství.

Stejně jako doba železná před staletími změnila způsob života lidstva, je docela dobře možné, že rodící se čtvrtá průmyslová revoluce bude začátkem nové éry ve vývoji naší civilizace.