فرآیند ورز

فرآیند ورز (Wrought Iron)

فرآیند تولید آلیاژی چِقِرمه و چَکُش‌خوار، معروف به آهن ورزیده. مستلزم کار یدی فراوان است و از این‌رو، تولید آهن ورزیده در مقیاس زیاد امکان‌پذیر نیست. کورۀ ورزدادنِ آهن در گذشته سقف قوسی کوتاه و آتش‌دانی گود داشت که فلز خام را در آن می‌ریختند. این آتشدان را دیواری از محفظۀ احتراق جدا می‌کرد. شعله از روی دیوار می‌گذشت و به سقف قوسی کوره برخورد می‌کرد و روی محتویات آتش‌دان منعکس می‌شد. پس از آن‌که کوره نسبتاً گرم می‌شد، ورزکار یا متصدی کوره آتش‌دان و دیوار‌‌های کوره را با خمیری از اکسیدِ آهن، معمولاً کانۀ هِماتیت، اندود می‌کرد و سپس، حدود 270 کیلوگرم چدنِ خام در کوره بارگیری می‌کرد و درِ کوره را می‌بست. پس از گذشت حدود 30 دقیقه، چدن ذوب می‌شد و ورزکار مقدار بیشتری اکسید آهن یا پوستۀ نورد به بار می‌افزود و با میلۀ آهنی خمیده‌ای اکسید را به داخل چدنِ مذاب می‌راند. سیلیسیوم و بخش عمدۀ مَنگَنِزِ چدن اکسید‌شده و بخشی از گوگرد و فسفر حذف می‌شد. سپس، دمای کوره را اندکی افزایش می‌دادند تا کربن شروع به سوختن کند و به‌صورت گاز‌‌های اکسید کربن متصاعد شود. بر‌اثر متصاعدشدن گاز، سَرباره پُف می‌کرد و سطحِ بار بالا می‌آمد. با سوختن کربن، نقطۀ ذوبِ آلیاژ بالا می‌رفت و بار شکل خمیری می‌گرفت و سرانجام به سطح اولیه باز می‌گشت. ورزکار ضمن افزایش خلوص، فلز مذاب را هم می‌زد تا ترکیب آن یکنواخت شود و ذرات به خوبی به‌هم بچسبند. تودۀ خمیری و اسفنجی حاصل به گلوله‌‌ها یا چونه‌‌‌هایی به وزن 80 تا 90 کیلوگرم تقسیم می‌شد. سپس، چونه‌‌ها را از کوره بیرون می‌کشیدند و زیرِ دستگاهی قرار می‌دادند که با اعمال فشار بخش عمدۀ سربارۀ سیلیسی باقیمانده را از بار خارج می‌کرد و دانه‌‌‌های آهن خالص را به‌هم می‌چسباند. پس از آن، آهن را به‌صورت قطعات تخت می‌بریدند و روی هم می‌چیدند و آن‌ها را تا دمای جوشکاری گرم و از طریق نَوَردکاری به قطعات یکپارچه تبدیل می‌کردند. امروزه برای تولیدِ آهن ورزیده از فولاد مذاب تولیدشده در کُنوِرتُر بِسمِر و سربارۀ مذاب استفاده می‌کنند. سربارۀ مذاب را با ذوب کردن سنگ آهن، پوستۀ نورد، و ماسه در کورۀ اجاق‌باز تولید می‌کنند. سربارۀ مذاب را در پاتیل و در دمایی چند‌صد درجه پایین‌تر از دمای ذوب آهن نگه می‌دارند. هنگامی‌که آهنِ مذاب، که مقدار فراوانی گاز در آن حل شده است، در پاتیل حاوی سرباره تخلیه شود، تقریباً درجا منجمد می‌شود و گازِ محلول را آزاد می‌کند. نیروی ناشی از حرکتِ گاز در تودۀ فلز آن را به قطعات کوچک می‌شکند و چون چگالی فلز از سرباره بیشتر است، این قطعات به تهِ پاتیل می‌روند و به‌صورت تود‌‌ه‌ای اسفنجی به‌هم می‌چسبند. این توده شبیه به چونه‌‌‌های تولیدی در کورۀ ورزکاری است. تودۀ اسفنجی را پس از تخلیۀ سرباره از پاتیل بیرون می‌آورند و به‌شیوۀ قدیم آن را می‌فشارند و نورد می‌کنند. امروزه، تقریباً در همۀ موارد، فولادِ کم‌کربن با هزینۀ تولید کمتر و کیفیت یکنواخت‌تر جانشین آهن ورزیده شده است.