enfoque cultural
En consideración a este último punto, la masa o lupia de
hierro permanece en el hogar del horno justo bajo la nariz
de la tobera y, después de la extracción del horno, tenía
que ser forjada a unos 1,200 °C hasta agotar la mayoría de
la escoria y cerrar soldando los espacios vacíos.
Por otro lado,, se nota que la fundición y uso del cobre y
hierro en China siguió un patrón considerablemente diferente y bastante tardío al de occidente. El cobre fundido
y el bronce aparecieron 1,500 años mas tarde en China
que en el cercano oriente, y el primer hierro fue aparentemente un arrabio hecho alrededor del 600 al 500 A.
C. Obviamente, los chinos no inventaron la fundición de
hierro o hierro fundido, pero ellos tuvieron la agudeza para
vaciar hierro fundido accidentalmente en los moldes de
arcilla utilizados en sus prácticas de fundición de bronce.
Entonces, durante 200 o 300 años, ellos aprendieron
cómo calentar o tratar el duro arrabio de hierro fundido
en hornos cerámicos para hacerlo maleable. El hierro fue
reemplazando al bronce rápidamente alrededor del año
800 A. C. Hornos de tazón y tipo cuba, de 300 a 500
mm de diámetro interior con una sola tobera, vinieron a
ser ampliamente utilizados. Se les suministraba aire por
fuelles operados manualmente por fuerza humana.
A través de la antigüedad, las velocidades espaciales, las cuales son una medida de la razón de generación
y flujo de calor en un horno , estuvieron bajas, entre los
6 m/minuto de los más pequeños u hornos pobremente
aislados y los 4 m / minuto en los más grandes u hornos
con buen aislamiento. Las velocidades de tobera eran de
15 a 20 m / segundo para una sola tobera, típicamente
de 25 mm de diámetro interior. El consumo de carbón
variaba de cerca de 4 a 8 kg / kg de lupia o tocho, dependiendo de la velocidad de pérdida de calor.
Una cresta de esta tecnología metalúrgica para fundición de hierro parece que se alcanzó con el auge del
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Imperio Romano algunos siglos A. C. Los hornos permanecieron pequeños en promedio ya que solo la fuerza
humana estaba disponible como energía mecánica para
operar los fuelles y martillos para forja. Cuando un ejército necesitaba ser provisto con armas, los trabajadores
operaban campos enteros de pequeños hornos, cuyos
remanentes aún permanecen esparcidos a través de Europa desde el Mar del Norte hasta el Mar Negro, limitado
a lo largo de la línea que definía el extremo oriental de la
dominación Romana (4).
Durante la edad oscura, cerca de 1000 D. C., la producción de hierro de forja continuó, principalmente para
fabricación de armas, utilizando la gran red existente de
hornos y de experimentados forjadores. La producción
accidental de hierro fundido continuó inevitablemente
con desperdicios de carbón, tiempo y mano de obra. Esta
situación se cambia radicalmente por la aparición en Europa de la habilidad de decarburizar el hierro fundido en
una lupia o tocho con bajo contenido de carbón casi idéntico a uno producido por el proceso en taller de refinado o
simplemente por “refinación”.
El refinamiento puede ser efectuado en varias maneras, partiendo del hierro como una barra, o lingotillo, o fundido. Buenas descripciones son dadas en Percy (5), pero
un método común era fundir el final de una barra de hierro
fundido o lingotillo a una temperatura cercana a los 1,600°
C que existe a unos pocos centímetros de la nariz de una
tobera en un hogar lleno de carbón. Una masa semisólida de hierro es formada y puede ser manipulada con una
barra en una lupia o tocho, la cual puede ser sacada para
forjarse. La escoria es periódicamente extraída y reciclada al horno de fundición para recuperación del hierro.
Los herreros de Europa, quienes operaban hornos de
lupias para producción directa de lupias o tochos de hierro sabían como evitar el hacer hierro colado al mantener
la relación de carbón a mineral al mínimo y necesario para
endurecer la lupia o tocho especificado. Pero, cuando el
hierro colado era requerido, para refinarlo, la relación de
carbón a mineral era simplemente incrementada a tres o
cuatro veces la requerida para producir una lupia o tocho
dúctil. Esto típicamente duplicaba la recuperación de hierro