Sammanfattning, iakttagelser och kommentarer.
Försöket har varit mycket lärorikt. Vi har fått svar på många frågor rörande rekonstruktionen av Lapphyttans masugn. Om man enbart skulle uttrycka resultatet i producerat järntonnage, så skulle det bli ganska nedslående.
Kvantiteten tillvarataget metalliskt järn uppgår till ca 15 kg, resten har följt med slaggen ut i oxiderad form. Att det inte är lätt att producera järn i en fullskalemodell av en medeltida masugn torde stå helt klart för alla som varit engagerade i detta arbete.
Vi hade en vecka på oss att genomföra experimentet. Detta visar sig vara i minsta laget. Bättre hade varit att kunna köra ugnen i två veckor. I förväg hade vi låtit analysera malmerna, som fanns tillgängliga. Av dessa var det två som var färdigrostade och bokade. Det var Klackbergs- resp. Kolningsbergsmalm. Genom kontroll av malmens icke-metalliska innehåll bedömdes Kolningsbergsmalmen såsom engående, medan det till Klackbergsmalmen skulle behöva tillsättas både lite kalk och lite kvarts. Målsättningen var att slaggen skulle ha en likvidustemperatur ej högre än 1300C.
Erfarenheterna från körningen i november 1994 resulterade bl a i ett antal förslag till modifieringar av ugnen. Några av förslagen var av den arten att de skulle ha inneburit mycket omfattande arbeten och har därför fått anstå till senare tillfälle. Bl a har forman endast konats i sin yttersta del. Förslaget om höjning av ugnen med 80 - 100 cm har inte genomförts.
Före den egentliga starten av ugnen hade dock en del förberedelser gjorts. Följande förändringar av ugnen hade utförts:
Ombyggnad av pipans översta del.
Genom strypning av den översta delen av pipan förhindras effektivt att luft läcker ned och bränner kol ovanifrån.
Modifiering av forman.
Syftet med ändringen var att bättre kunna styra luftflödet till stället. Ändringen blev dock för liten genom att avståndet mellan inner- och ytterdelen är för stort i förhållande till hålets tvärsnitt.
Luftkanal under stället.
Denna förändring skulle med största sannolikhet visat sig fungera ifall värmningen av stället fungerat. Detta faller tillbaka på att blästern inte kunde tillföras stället på ett adekvat sätt.
Den 27 juli påbörjades torkeldning med ved, som pågick fram till den 10 augusti, då ugnen fylldes med kol. Veckan före start sprack en av de bärande stenblocken i utslagsbröstet. För att förhindra en kollaps, då temperaturen inom kort skulle öka ytterligare i denna del av ugnen, insattes en avlastande stålram. Tvärsprickor, utgående från den ursprungliga uppstod mot slutet av veckan. Efter avslutad blåsning kan vi se att denna stålram var nödvändig.
Grovkristallin sten som granit så nära ugnens hetta är inte ett bra materialval.
Bättre hade varit att även denna del gjorts av ställsten dvs glimmerskiffer.
Söndagen den 11 augusti kl 17 var ugnen färdig att köras igång, utslagsöppningen stängdes, ugnen fylldes med kol och den malmades med 1 skyffel Kolningsbergsmalm. En bälg, som skulle försörja ugnen med bläster, hade monterats. Den togs i drift omedelbart. Vid start var ugnstemperaturen otillräcklig. Några fler dagar med enbart kol i ugnen hade varit att föredra. Detta skulle dock ha tärt på kolförrådet, som beräknats räcka till en veckas körning. Under veckan tillköptes 5 m3 kol, då det såg ut som lagret inte skulle förslå.
Efter ett par dagar nådde vi dock en acceptabel temperaturfördelning i hela masugnspipan.
Trots stora ansträngningar, med bl a inläggning av en formplåt, lyckades vi inte få temperaturen i stället till rätt nivå under hela veckan. På tisdagkvällen försökte vi montera en andra bälg bredvid den första. Syftet var att öka blästern och därmed temperaturen. Med detta arrangemang blev det dock omöjligt att komma åt att rensa i stället. Bälg nr två avlägsnades efter några timmar. För att med bälg kunna öka blästern, bör den göras dubbelverkande. Under den sista dagen gjorde vi förgäves ett försök att med hjälp av blåsmaskinen Hugin, en modifierad dammsugare med motoreffekt på 850 W, höja temperaturen i stället. Den högsta uppmätta temperaturen vid ställbotten var 930C, vilket troligen var resultatet av att nedfallen slagg kom i beröring med termoelementet. Övriga mätningar vid ställbotten låg mellan 650 och 750C.
Under körningens tredje dygn började vi få problem med alltför mycket slagg. Eftersom slaggmängderna inte stod i proportion till de uppsatta malmmängderna drogs slutsatsen att delar av ugnsväggen lossnade och smälte ned. En undersökning av murbruket som använts för klining (25 % lera + 75 % sand) visade sig ha en smälttemperatur på omkring 1000C. Orsaken till detta är att den använda sanden innehåller 30 - 40 % kalifältspat (mikroklin).
Flera på varandra följande hängningar orsakade timslånga driftsavbrott under tiden som vi arbetade med att rensa bort den stelnade slaggen. Vid ett par tillfällen tvingades vi tillgripa bergborr för att lyckas.
Förklaringen till att temperaturen i stället aldrig gick att höja till rätt nivå är den felaktigt riktade blästern. Formans nuvarande konstruktion bestämmer riktningen, som nästan alltid blir något snett uppåtriktad, genom att slagg rinner ner efter väggen, stelnar och bygger på formans nedre del. Ständig rensning gav inte någon påtaglig förbättring. I bästa fall har luftströmmen in i ugnen varit horisontell. Förslag till en omkonstruktion, som ansluter till Swedenborg och Garney ges nedan.
Redan i början av veckan kunde man misstänka att en hängning fanns lite högre upp i ugnen. För att utröna detta skaffades en 5 m lång armeringsstång, som fördes ner i ugnen från kransen. Det gick med denna undersökning inte att fastställa om någon hängning verkligen fanns. Efter nedblåsning kan vi dock kontatera en sådan hängning. På det sluttande planet ovanför stället, snett emot forman sitter en rejäl "propp" av sammansmält slagg och malmklumpar. På det sluttande planet ovanför forman har en ganska stor mängd material bränts ur. Detta ger förklaringen till att så rikligt med halvsmälta stenfragment följt med ut i det ymniga slaggflödet.
De mindre mängder järn som producerats är av mycket varierande slag. Grått tackjärn (4,3 % C), vitt tackjärn (3,8 % C), lågkolhaltigt järn (< 0.05 % C) och "stål" med en kolhalt av 0, 40 %. Det tackjärn som analyserats har flutit ned mot ställbotten och stelnat. Övrigt järn har legat högre upp och i den mån som det inte oxiderats i den syrerika blästern, har det färskats.
Om vi lyckas komma tillrätta med temperaturen i stället är jag helt övertygad om att vi i denna ugn kommer att producera ett mycket bra tackjärn.
Förslag till omkonstruktion av forman.
Nuvarande konstruktion.
Ändrad konstruktion.
Fagersta 96-08-23
Bengt Högrelius
tf masmästare