เหล็กหลอม
โดย:
SD
[IP: 85.204.78.xxx]
เมื่อ: 2023-07-12 21:12:15
นั่นคือแนวคิดทั้งหมดที่อยู่เบื้องหลัง "โบราณคดีเชิงทดลอง" และการทดลองที่ Dan Jeffery กำลังดำเนินการกับเตาหลอมดอกไม้บาน "การทดลองช่วยให้เราสามารถทดสอบทฤษฎีเกี่ยวกับวิธีที่เราคิดว่ากระบวนการทางเทคโนโลยีทำงานในสมัยโบราณ" เจฟฟรี นักศึกษาปริญญาเอกสาขาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์กล่าว "และบ่อยครั้งนักโบราณคดีเชิงทดลองแสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้ไม่ได้ผลตามที่เราคิด" ในกรณีนี้ เจฟเฟอรีกำลังศึกษาเตาหลอมดอกไม้ที่ใช้ทำเหล็กและเหล็กกล้าในยุโรปและสหรัฐอเมริกาจนถึงประมาณ 200 ปีที่แล้ว เตาเผาเหล่านี้ยังมีประวัติศาสตร์อันยาวนานในหลายวัฒนธรรม ย้อนกลับไปกว่า 2,000 ปี เจฟฟรี่กล่าวว่า "เช่นเดียวกับเทคโนโลยีโบราณหลายๆ อย่าง มันถูกมองว่าเป็นเทคโนโลยีที่เรียบง่าย" "แต่ความพยายามที่จะสร้างมันขึ้นมาใหม่ได้พิสูจน์แล้วว่ามันไม่ง่ายอย่างที่ใครๆ อยากจะเชื่อ จนถึงตอนนี้ เราได้ทำการหลอมแยกเป็น 2 เตาด้วยเตาหลอมดอกไม้บาน และไม่ประสบความสำเร็จอย่างมาก" เหล็กจากเตาเผาดอกไม้ถูกนำมาใช้ในญี่ปุ่น ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาของยุโรป โรมโบราณ แอฟริกา และสถานที่อื่นๆ อีกมากมายเพื่อผลิตเหล็กและเหล็กกล้าสำหรับเกราะ ดาบ แม่กุญแจ เครื่องมือ และของใช้ในครัวเรือนอื่นๆ อีกหลายร้อยรายการ เจฟเฟอรีกล่าวว่า "ธาตุเหล็กเป็นส่วนสำคัญและเป็นพื้นฐานสำคัญของการดำรงอยู่ของมนุษย์มาหลายศตวรรษ "การทำความเข้าใจวิธีการผลิตเหล็กและการมีแนวคิดที่ชัดเจนเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องใช้ในการทำเช่นนั้น และการจำลองกระบวนการนั้นในปัจจุบันมีความสำคัญจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์และของมนุษย์" เทคโนโลยีทำงานอย่างไร เตาเผา Bloomery หลอมเหล็กในกระบวนการลดขนาดโดยตรง โดยที่เหล็กจะไม่กลายเป็นของเหลว หากเตาหลอมร้อนเกินไปและของเหลวที่เป็นเหล็กจะจับคาร์บอนจำนวนมากและกลายเป็นเหล็กหล่อ ซึ่งเปราะเกินกว่าจะผลิตเป็นเครื่องมือ ดาบ และวัตถุอื่นๆ ที่ต้องใช้โลหะที่มีความยืดหยุ่นมากกว่า เหล็กสมัยใหม่ส่วนใหญ่ผลิตโดยกระบวนการทางอ้อมซึ่งเหล็กหล่อจะทำขึ้นก่อน จากนั้นเหล็กหล่อจะถูกทำให้ร้อนเป็นครั้งที่สองและคาร์บอนจะถูกขับออกไป "เรากำลังพยายามหาปริมาณลักษณะการทำงานของเตาหลอมบลูมอรี่" เจฟเฟอรีกล่าว "มันเป็นงานที่น่าสนใจและยากจริงๆ เพราะมีตัวแปรมากมายในการออกแบบการไหลของอากาศ ถ่านที่ใช้ วัสดุเตา แหล่งแร่เหล็กดั้งเดิม และการก่อสร้างเตา" เตาเผาจะผลิต "ดอกไม้บาน" ซึ่งเปรียบเสมือนฟองน้ำขนาดใหญ่ โดยมีโครงข่ายของช่องที่เต็มไปด้วยแก้วไหลผ่าน เหล็กได้ยึดติดกันอย่างหลวมๆ เหลือแต่แก้วที่เกิดจากสิ่งเจือปนในแร่เหล็ก การมีอัตราส่วนแก้วต่อเหล็กที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ หากแร่ดั้งเดิมมีธาตุเหล็กมากเกินไป เตาเผาจะไม่ผลิตตะกรันแก้วจนกว่าเหล็กจะถูกทำให้ร้อนเกินจุดหลอมเหลวและผลิตเหล็กหล่อ ถ้าเตาเย็นเกินไปหรือมีเหล็กไม่เพียงพอ เหล็กจะทำหน้าที่เป็นฟลักซ์และบานส่วนใหญ่จะเป็นแก้ว หลังจากที่บานออกแล้ว ช่างตีเหล็กจะเริ่มทำงานในขณะที่ยังร้อนอยู่ โดยตอกซ้ำแล้วซ้ำอีกเพื่อเปลี่ยนรูปร่างเพื่อไล่กระจกออก เหลือแต่เหล็ก ด้วยการจัดการเพียงเล็กน้อย เหล็กก็เพียงพอสำหรับเครื่องมือ แม้ว่ามันอาจแตกหักง่ายที่การรวมกระจกขนาดใหญ่ทำให้อ่อนแอ ด้วยการใช้ค้อน การขึ้นรูป และการให้ความร้อนหลายครั้ง บุปผาสามารถขึ้นรูปเป็นเหล็กกล้าอย่างดี เช่น ดาบอินซามูไร เป็นต้น ความล้มเหลวเป็นส่วนหนึ่งของการผสมผสาน การผลิตบุปผาที่อุดมด้วยธาตุเหล็กไม่ใช่เรื่องง่าย แม้แต่การถลุงแร่ระยะยาวก็ยังประสบความล้มเหลว เจฟฟรี่ตั้งข้อสังเกต ตัว อย่าง เช่น ชาว โรมัน โบราณ ผลิต เหล็ก หล่อ เป็น ครั้ง คราว ซึ่ง พวก เขา ถือ ว่า ไม่ มี ค่า. “เรามีแนวคิดบางอย่างเกี่ยวกับสิ่งที่ทำลงไป แต่การที่จะทำมันได้สำเร็จจากมุมมองของการควบคุมและยังคงพยายามใช้วัสดุโบราณนั้นเป็นสิ่งที่ท้าทายกว่าเล็กน้อย” เจฟเฟอรีกล่าว กระบวนการเริ่มต้นเมื่อ Tom Mclane ช่างตีเหล็กในท้องถิ่นดึงแม่ เหล็กหลอม ผ่าน Tucson wash เพื่อรวบรวมทรายแมกนีไทต์ จากนั้น Jeffery, Mclane และคนอื่นๆ ก็อุ่นแร่ในเตาด้วยถ่านเมสไควต์ ผลที่ได้คือดอกไม้ที่มีธาตุเหล็กน้อยมาก เจฟฟรีคิดว่าแมกนีไทต์มีธาตุเหล็กและหนาแน่นเกินไป แร่เหล็กส่วนใหญ่ที่ใช้ในเตาเผาดอกไม้บานของยุโรปโบราณ (เตาเผาที่เจฟเฟอรีสใช้ในงานของเขา) มาจากสภาพแวดล้อมที่ลุ่มและมีรูพรุนมาก ไม่เหมือนแมกนีไทต์ที่หนาแน่น เจฟเฟอรียังวางแผนที่จะเพิ่มไม้เนื้ออ่อนลงในเมสกีตเพื่อปรับเปลี่ยนอุณหภูมิของเตาเผาในการทดลองในอนาคต "เหล็กมักถูกเรียกว่า 'โลหะประชาธิปไตย' เพราะมันมีอยู่ทั่วไป" เขากล่าว "ในขณะที่ทองแดงหายากมากและไม่ได้แจกจ่ายให้กับทุกคน เมื่อเทคโนโลยีการถลุงเหล็กเข้ามา ทุกคนก็เข้าถึงโลหะได้" ดังนั้นการทำความเข้าใจวิธีการผลิตโลหะนี้จึงมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของวัฒนธรรมโบราณ ติดต่อกับอดีต แม้ว่าคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญและเฉพาะเจาะจงจะไม่เกี่ยวข้องกับเจฟฟรี่เชื่อว่าการทำซ้ำเทคโนโลยีโบราณอาจมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจในอดีต เจฟเฟอรีกล่าวว่า "เราได้ร่วมงานกับผู้คนจำนวนมากในแผนกวัสดุศาสตร์ ซึ่งอาจจะไม่เคยมีประสบการณ์เกี่ยวกับเทคโนโลยีโบราณมาก่อน และเข้าใจดีถึงสิ่งที่เกี่ยวข้องในการทำเช่นนี้" เจฟเฟอรีกล่าว "นักเรียนที่มาและเห็นเตาหลอมกำลังทำงานมีโอกาสที่จะสูบลม ดูไฟ และสัมผัสความร้อน พวกเขาได้แนวคิดบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการทำสิ่งนี้และเรียนรู้เกี่ยวกับแง่มุมหนึ่งของสิ่งที่ช่วยให้เราเป็นเราในทุกวันนี้ "ตอนนี้พวกเขาสามารถเชื่อมโยงกับประวัติศาสตร์ในแบบที่พวกเขาไม่เคยทำมาก่อนหากพวกเขาเพิ่งอ่านเรื่องนี้และไม่ได้สัมผัสกับมัน" เจฟเฟอรีสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีด้านภาษาศาสตร์ และปริญญาโทด้านวิทยาศาสตร์โบราณคดี เขามาที่โปรแกรมวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ของ UA เพราะ "ฉันตัดสินใจว่าฉันต้องการภูมิหลังทางวิทยาศาสตร์ที่ดีกว่าและหนักกว่านั้นมาก ขณะที่ฉันกำลังเดินไปตามเส้นทางโบราณคดี" เขากล่าว งานวิจัยของ Jeffery เป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิทยาศาสตร์การอนุรักษ์มรดกของ UA นักเรียนในโปรแกรมนี้เรียนรู้ที่จะรักษาเสถียรภาพ อนุรักษ์ และทำความเข้าใจวัตถุโบราณและวิธีการสร้างและใช้งานวัตถุโบราณให้ดีขึ้น หลักสูตรที่ผสมผสานระหว่างวิศวกรรมศาสตร์ มานุษยวิทยา ประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรม และประวัติศาสตร์ศิลปะ มีความสำคัญอย่างยิ่งในปัจจุบัน เนื่องจากการเชื่อมโยงทางวัตถุจำนวนมากกับอดีตของเรากำลังสลายตัว ในขณะที่เทคโนโลยีโบราณที่สร้างสิ่งเหล่านี้กำลังหายไป
- ความคิดเห็น
- Facebook Comments
