以下は
Cementation process - Wikipedia
の翻訳です。cementation process は意訳すれば浸炭工程ですが、訳しにくい箇所が出てくるので 直訳してセメント工程としています。このように呼ばれる理由は本文を読めばわかります。
セメント工程で直接生産されるものは気泡鋼 (blister steel) です。
鉄を浸炭させて鋼を作る方法は古来から知られており、ヨーロッパが最初というわけではない。 るつぼ鋼 によれば、例えばフェルガナ工程は鉄鉱石を「るつぼ」で浸炭させたようである (9 世紀 -- 12 世紀)。
セメント工程は鉄を炭素と結合させて鋼を作る時代遅れの技術である。 現代の製鋼法と違い、これでは鉄の炭素成分を増やすのである。 明らかに 17 世紀以前に開発されているようである。 1720 年に建設されたダーウェントコート製鋼炉 (Derwentcote Steel Furnace) はセメント溶鉱炉で、現存する最も初期のものである。 英国におけるもう一つの実例がシェフィールドの ドンカスター・ストリート (Doncaster Street) にある。
この工程は 1574 年にプラハで出版された論文に述べられている。 これは マクデブルク (Magdeburg) の Johann Nussbaum によって再発明され、 1601 年に ニュルンベルク (Nuremberg) で (共同出資者 (partner) と共に) 操業を開始した。 この工程は英国ではウィリアム・エリオット (William Ellyot) とマシアス・メイセイ (Mathias Meysey) によって 1614 年に特許が取られた。 当時は「発明」とは単に新しい産業や製品の導入に他ならず、あるいは単なる専売権であった。 彼らはまもなく特許をサー・バジル・ブルック (Sir Basil Brooke) に 譲り渡したようである。しかし、彼は 1619 年に特許を放棄せざるを得なかった。 特許には鋼の輸入を禁止する条項があり、これは望ましいものではなかった。 というのは、彼は必要とされる良質の鋼を供給できなかったからである。
ブルックの溶鉱炉は コールブルックデールにおける 彼の領地であるマデレイ[1] (Madeley) にあったのであろう。 彼の領地はイングランド内戦[2] (English Civil War) の前に存在しており、 ここでは 2 基のセメント工程の溶鉱炉が発掘されている。 彼は恐らくフォレスト・オブ・ディーン[3] (Forest of Dean) の板鉄を使用した。 フォレスト・オブ・ディーンでは 2 期にわたり、国王の製鉄所を営む上での共同出資者 (partner) であった。 1631 年までに認識されていたことは、スウェーデンの鉄が最もよい原料であることであり、 当時も、その後も、とりわけ特別の刻印 (ブランド) が良く、ウスタビー (Österby)[4] の 「2 つ丸」 (そう呼ばれたのは 「○○」の印) と Leufsta (現在のレウヴスタ (Lövsta)[5]) の「丸 L」(丸の中に L がある) が よかった。とちらもルイ・ド・ギア (Louis de Geer) とその子孫が所有したものであった。 これらはスウェーデンでワロン工程 (Walloon process) と呼ばれる鉄の精製をした 最初の製鉄所の 1 つであり、 英国で オアグラウンド鉄 (Oregrounds iron) として知られるものがここで製造されたのである。 名前の由来はストックフォルムの北のウレグルンド (Öregrund) に由来している。 この町の背後に大半の製鉄所があった。鉄鉱石は元をたどればダンネモラ鉱山 (Dannemora mine) から産出されたものである。
Google マップを「大きな地図で見る」にすると、行政区としてのフォレスト・オブ・ディーン (Forest of Dean District) が赤く囲まれて表示される。 行政区としてのフォレスト・オブ・ディーンの下半分が本来のフォレスト・オブ・ディーンである。
3 番目の絵は シモンズ ヤット岩 (Symonds Yat Rock) から北方のロス・オン・ワイ (Ross-on-Wye, ワイ川沿いのロス) の 方向を見た光景 (Forest of Dean - Wikipedia の写真)。 Symonds Yat Rock は「大きな地図で見る」にして探すとすぐに見つかります。 観光の名所なようです。
グロスタシャー
FORVO (発音が聞けますが、登録されている単語が少ない)
Lövstabrukの領域の Google マップ。地図上に Lövstabruk が表示されていませんが、 左の方に地名が表示されています。Google マップの Lövstabrukの領域 の下の方に Österbybruk が同時に見え、 右の方に Öregrund (ウレグルンド) が見えます。少し拡大すると Österbybruk の左に Dannemora (ダンネモラ) が見えます。
スウェーデンで木炭高炉があった場所は、森林の中の孤立した町であったようです。
工程は錬鉄と木炭で始まる。 1 個ないしはそれ以上の長い石の容器 (pot) を溶鉱炉内で使用する。 典型的には、 シェフィールド (Sheffield) では各々 14 フィート× 4 フィート で 3.5 フィートの深さがあった。 板鉄と木炭が交互に積み重ねられ、 耐火性の物質で容器あるいは「かんおけ」を機密にした。 幾つかの業者は粉末の木炭、スス、鉱物塩 (mineral salt) を混ぜたものを使用した。 これはセメント粉 (cement powder) を呼ばれ、これが工程の名の由来である。 より大きな工場では 16 トンまでの鉄が毎回処理されていた。
板鉄の厚さに依存して、容器は一週間あるいはそれ以上の期間、下から加熱された。 板鉄は定期的に検査され、正しい条件に達した時に、 加熱が停止され、容器は冷えるまで放置された。これにはおよそ 14 日必要であった。 鉄は木炭の炭素により、重さで 1% を少々越えるくらいに増え、 均質でない気泡鋼 (blister steel) の板となったのである。
これらの板は短くされ、たばねて、加熱され、 プレスあるいはローラーで処理されて剪断鋼 (shear steel) となった。 場合によっては、細かくして「るつぼ炉」でフラックス[1]と共に溶融されて「るつぼ鋼」 あるいは「鋳造鋼」となった。これは 1740 年代に ベンジャミン・ハンツマンにより考案されたものである。
近代初期には銅と亜鉛の合金である真鍮は通常はセメント工程で製造された。 この場合には金属の銅は亜鉛の鉱石であるカラミン[1] (calamine) と共に加熱された。これに関してはカラミン真鍮を参照のこと。