Huta żelaza Onehunga
Huta żelaza Onehunga była operacją wytapiania i walcowania żelaza z epoki kolonialnej w Onehunga , w porcie Manukau (obecnie przedmieście Auckland w Nowej Zelandii). Kiedyś uważano ją za największą hutę żelaza na półkuli południowej. Jest to znaczące, zarówno jako pierwsza na dużą skalę próba eksploatacji piasku żelaznego Nowej Zelandii poprzez bezpośrednią redukcję , jak i jako prekursor nowoczesnego przemysłu stalowego Nowej Zelandii .
Huta znajdowała się w sąsiedztwie pierwotnej stacji kolejowej Onehunga . Funkcjonował - ale nie w sposób ciągły - od 1883 do około 1895 roku. Około 1903 roku został częściowo zburzony, ale jego ceglany komin i niektóre inne konstrukcje stały jeszcze pod koniec lat 60. XX wieku.
.jpg)
Kontekst historyczny
Zasoby żelaza i piasku w Nowej Zelandii
Ogromne złoża piasku żelaznego występują na ponad 480 kilometrach wybrzeża Wyspy Północnej od portu Kaipara do Whanganui . Te złoża żelaza i piasku są bogate w mineralny tytanomagnetyt , który powstaje w postaci kryształów w skałach wulkanicznych. Gdy skała ulega erozji, rzeki niosą ciężkie ziarna tytanomagnetytu na wybrzeże. Prądy, wiatry i fale przemieszczają minerały wzdłuż linii brzegowej, skupiając je w ciemnych piaskach na dnie morskim, na plażach i na wydmach.
Kapitan James Cook był prawdopodobnie pierwszym Europejczykiem, który zarejestrował „czarne piaski” Wyspy Północnej Nowej Zelandii podczas swojej pierwszej podróży dookoła Nowej Zelandii w latach 1769–70. W 1839 roku Ernst Dieffenbach , zatrudniony przez Kompanię Nowozelandzką do opisywania zasobów naturalnych Nowej Zelandii, zauważył „czarny tytaniczny żelazny piasek” na plażach wzdłuż wybrzeża Taranaki .
Wcześniejsze wytapianie piasku żelaznego
Wytapianie piasku żelazowo-piaskowego prowadzone jest z powodzeniem w Japonii od wieków. Metoda japońska jest rodzajem wytapiania z bezpośrednią redukcją. Wytapianie odbywało się w piecu tatarskim . Ten proces jest powolny i wytwarza tylko małe partie metalu (znanego jako Tamahagane ), który jest używany do produkcji wysokiej jakości broni stalowej.
Chociaż piaski żelaza w Nowej Zelandii są obecnie wytapiane na skalę komercyjną, minęło wiele lat i wiele nieudanych prób, zanim opracowano udany proces, który mógłby wytapiać tytanomagnetytowy piasek żelazowy w komercyjnie opłacalnych ilościach. Przed założeniem huty żelaza Onehunga podejmowano inne próby wytapiania nowozelandzkich piasków żelaznych, ale tylko „częściowy sukces osiągnięto przez wytapianie w piecach cegieł utworzonych z rudy z wapienną gliną i materią węglową” . Najbardziej godnym uwagi z tych wcześniejszych przedsięwzięć była nowozelandzka firma Titanic Steel and Iron Company, na czele której stał Edward Smith i wzniósł wielki piec w Te Henui niedaleko New Plymouth .
Próby wytapiania piasku żelaznego w wielkich piecach — konwencjonalnymi metodami używanymi do innych rud żelaza — nie powiodły się z dwóch głównych powodów; drobne ziarna piasku blokowały przepływ gorącego powietrza przez piec – coś, co można było do pewnego stopnia przezwyciężyć, wiążąc piasek w „cegły”, jak wspomniano powyżej – a węgiel z koksu w połączeniu z tytanem w piasku żelaznym do wytwarzają grubą pastowatą warstwę związków, które zatykają otwory kranowe używane do odprowadzania stopionego żelaza i żużla.
Historia
Pierwszy okres działalności 1883–1887
Johna Chambersa
To potencjał do eksploatacji złóż piasku żelaznego w pobliżu głów portu Manukau doprowadził do powstania huty żelaza Onehunga.
John Chambers odwiedził Anglię i Amerykę w 1876 roku, próbując bezskutecznie zainteresować hutników żelaznym piaskiem, ale podczas pobytu w Ameryce zdał sobie sprawę z procesu, w którym, jak twierdzono, można wytwarzać kute żelazo z żelaznego piasku. Chambers i Amerykanin Guy H. Gardner z Nowego Jorku wspólnie zakupili nowozelandzkie prawa patentowe do projektu pieca opatentowanego w 1873 r. przez Joela Wilsona z Dover w stanie New Jersey .
Wilson świadczył usługi Williama Henry'ego Jonesa, który przyjechał do Nowej Zelandii, aby nadzorować prace. Pełnowymiarowy piec wykorzystujący ten projekt został wzniesiony w Onehunga w 1882 r. Ten pierwszy piec został ukończony na początku lutego 1883 r. Publiczna demonstracja działania pieca i wytapiania piasku żelaznego miała miejsce na początku lutego 1883 r. Pierwsze kęsy kutego żelaza wytopione z piasku żelaznego zostały wykonane 27 lutego 1883 r.
Nowa Zelandia Iron and Steel Company (ograniczona)
Początkowy sukces doprowadził do powstania firmy New Zealand Iron and Steel Company (Limited), aby rozszerzyć działalność. Firma miała kapitał w wysokości 200 000 funtów, na który składało się 40 000 udziałów po 5 funtów każdy. Z tych akcji tylko 9 103 zostało sprzedanych publicznie, co dało wpłacony kapitał w wysokości 45 515 funtów.
Zakupiono teren, na którym wzniesiono eksperymentalny piec, 5 akrów po południowo-wschodniej stronie stacji kolejowej Onehunga. Ta ziemia miała pierzeję wodną do portu - umożliwiającą wyładunek surowca w zakładach - oraz połączenie kolejowe. Obfite zapasy słodkiej wody można było uzyskać ze źródeł Onehunga. Wydzierżawiono - skąd miał być pozyskiwany żelazny piasek - ponad 6,5 mil plaży ( niektóre na South Head, a niektóre na North Head w porcie Manukau ) i 1000 akrów ziemi na North Head.
Zaplanowano postawienie dziesięciu nowych pieców i zamówiono walcownię.
Proces Wilsona do wytapiania żelaza i piasku
Proces wytapiania oparto na metodzie bezpośredniej redukcji ; żelazo-piasek zmieszany z drobnym węglem był podgrzewany do czerwoności w retortach iw ten sposób redukowany do „żelaza gąbczastego”, które następnie „ ubijano ” i przetwarzano w celu wytworzenia kutego żelaza . Projekt pieca Joela Wilsona był genialny, z trzema różnymi procesami - „odtlenianiem” (bezpośrednia redukcja), „zbijaniem w kulki” i „kałużą” - odbywającymi się w różnych częściach tej samej konstrukcji pieca i opalanych przez ten sam ruszt.
Piasek żelazowy najpierw przemyto, a następnie zatężono magnetycznie w celu usunięcia piasku krzemionkowego.
Mieszaninę stężonego piasku żelazowego i środka redukującego (miał węglowy) załadowano do jednej z wielu retort pieca hutniczego, gdzie mieszanina ta przebywała około 24 godzin, podczas których była ogrzewana spalinami z puddingu. piec. — Liczne retorty w każdym piecu umożliwiły zasadniczo proces „okresowy”. działać mniej lub bardziej w sposób ciągły, kolejna genialna cecha projektu Wilsona. — Kiedy otwierano zasuwę w podstawie jakiejkolwiek retorty, lepka masa gorącego, zredukowanego piasku żelaznego była przenoszona (grawitacyjnie) do „kulującego się” ' sekcja pieca; tutaj był podgrzewany przez około pół godziny - ponownie za pomocą gazów spalinowych z pieca - aż powstała kula „gąbczastego żelaza” o średnicy około 18 cali. Kula ta została następnie przetoczona do sekcji pieca, w której tworzy się kałuże. Konwencjonalny dziewiętnastowieczny proces wytapiania żelaza następnie miało miejsce, w wyniku czego powstał kawałek kałuży żelaza w kształcie kuli. Kula z kałuży została następnie usunięta z pieca, a następnie została przetworzona konwencjonalnymi dziewiętnastowiecznymi technikami wytwarzania żelaza - gontem w celu wytworzenia kutego żelaza i walcowaniem na gorąco w celu wytworzenia prętów z kutego żelaza.
Trudności i pierwsze zamknięcie
Poleganie na umiejętnościach i wiedzy amerykańskiego kierownika Williama Henry'ego Jonesa stało się poważnym problemem, gdy w grudniu 1883 roku postawiono mu zarzut usiłowania zabójstwa. Jones został skazany na 14 lat więzienia w kwietniu 1884 roku.
Po uwięzieniu Jonesa firma zatrudniła trzech innych hutników - dwóch później odeszło z powodu złego stanu zdrowia - ale żaden z nich nie był w stanie powtórzyć zakresu udanej operacji, jaką osiągnął Jones. Niepełna redukcja piasku żelazowego spowodowała, że otrzymane żelazo zawierało w swojej strukturze ziarna częściowo zredukowanego piasku żelazowego, przez co żelazo stało się twarde lub kruche.
Dwa z dziesięciu planowanych nowych pieców działały do maja 1885 r. Te nowe piece były opalane gazem, przy czym gaz produkowany przez producentów gazu Wilsona okazał się problemem. Jakość gazu była początkowo dobra, ale zanim piec osiągnął odpowiednią temperaturę, albo ciepło opadło, albo nastąpiły eksplozje, które zatrzymały pracę. Tych trudności nigdy nie udało się przezwyciężyć.
Chambers miał później twierdzić, że koszt produkcji był zbyt wysoki i wynosił 9 funtów za tonę.
Fabryce udało się kontynuować działalność, ale do listopada 1886 r. Firma miała zobowiązania w wysokości 20 000 funtów, a cały opłacony kapitał został wydany. Akcjonariusze nie byli chętni do wniesienia większego kapitału. Majątek przejął wierzyciel hipoteczny i do marca 1887 r. fabryka została zamknięta.
Drugi okres działalności 1887–1890
Firma Huta żelaza Onehunga
Właścicielami prac byli teraz Thomas i Samuel Morrin, którzy posiadali duże posiadłości ziemskie w regionie Waikato . Przedsięwzięcie było teraz znane jako Onehunga Ironworks Company.
Kiedy prace zostały zamknięte, maszyny do walcowania zostały zakupione przez New Zealand Iron and Steel Company, ale nie zostały zbudowane i uruchomione. Wydaje się, że była też pewna ilość kutego żelaza, które nie zostało jeszcze zwinięte w pręty.
Enoch Hughes, ekspansja i wielki piec
Z pierwotnym kierownikiem, Williamem Henry Jonesem - i jego wiedzą na temat wytopu żelaza i piasku - wciąż w więzieniu, Enoch Hughes objął stanowisko kierownika Onehunga Ironworks 22 sierpnia 1887 r., Zabierając ze sobą kilku doświadczonych pracowników z Australii.
Hughes przybył do Nowej Zelandii z wieloletnim doświadczeniem w przemyśle żelaznym — w Anglii i Australii — ale w Australii miał burzliwą karierę. Hughes niedawno opuścił hutę Eskbank Ironworks w Lithgow w zjadliwych okolicznościach i obwiniano go za wady wielkiego pieca w Fitzroy Iron Works w Mittagong , który wzniósł będąc tam kierownikiem robót w latach 1863–1864. Jednak Hughes miał udokumentowane doświadczenie we wznoszeniu i ustawianiu walcowni żelaza - zbudował pierwszą walcownię żelaza w Australii, która rozpoczęła działalność w czerwcu 1860 r. - i właśnie w tej roli został po raz pierwszy zaangażowany w Onehunga.
Hughes początkowo miał kontrakt z właścicielami na wzniesienie walcowni prętów i wyprodukowanie 120 ton prętów żelaznych w ciągu czterech miesięcy. Do końca marca 1888 r. Ponownie otwarta huta żelaza Onehunga wyprodukowała co najmniej 400 ton prętów, używając złomu żelaznego i kutego żelaza, które były już dostępne w zakładach. Hughes prowadził Onehunga działa jako „spółdzielnia” ze swoimi pracownikami, co robił wcześniej podczas swojego pobytu w Lithgow.
Do listopada 1888 r. Zakład wyprodukował 2000 ton prętów żelaznych, ale lokalny popyt na pręty był niewystarczający. Następnie właściciele zamówili walcarkę do blachy i inny sprzęt do produkcji blachy falistej — pierwszą tego typu fabrykę w Nowej Zelandii. Pod koniec czerwca 1889 r. przybywali wykwalifikowani robotnicy z Pensylwanii, aby obsługiwać blacharnię i rozpocząć produkcję blachy falistej.
Hughes miał wielkie zaufanie do własnych umiejętności, w tym do przezwyciężenia zniechęcających problemów związanych z wytapianiem żelaznych piasków. Jego zainteresowanie tym sięgało co najmniej 1868 roku.
Pierwotny plan zakładał zmieszanie piasku żelaznego z rudą hematytu (z Kamo koło Whangarei ) i przetopienie tej mieszaniny. Później, w 1887 r., Zmieniło się to na wytwarzanie prętów żelaznych przy użyciu żelaza ze złomu żelaznego z 20% domieszką piasku żelaznego. Hughes wyraził całkowitą pewność, że mógłby opłacalnie wytapiać żelazne piaski, ale wydaje się, że robił to tylko eksperymentalnie i na małą skalę. W czerwcu 1889 roku powiedział, że prace wykonały żelazo w całości z żelazistego piasku, aw marcu 1890 roku takie żelazo zdobyło nagrody pierwszej klasy na wystawie w Dunedin. Wydaje się, że stanowisko Hughesa w sprawie technologii wytapiania żelaza i piasku było takie, że bezpośrednia redukcja nie zadziałałaby na komercyjnie opłacalną skalę i tylko wielki piec - wytwarzający surówkę - mógłby odnieść sukces. Hughes widział rozwiązanie polegające na zmieszaniu piasku żelaznego z innym materiałem, takim jak hematytu lub gliny.
W lipcu 1889 r. W Onehunga budowano wielki piec o nominalnej wydajności 120 ton żelaza tygodniowo. Wielki piec miał 45 stóp wysokości, 16 stóp średnicy zewnętrznej i 11 stóp przy największej średnicy wewnętrznej. Piec był konstrukcją z gorącym podmuchem. Była wciągarka parowa do podnoszenia materiału na szczyt pieca, gdzie znajdowała się platforma o średnicy 26 stóp. Silnik wybuchowy o mocy 40 koni mechanicznych i inne części pieca pochodziły z innego (nieudanego) zakładu wytapiania żelaza i piasku, nowozelandzkiej firmy Titanic Steel and Iron Company, kierowanej przez Edwarda Smitha, która wzniosła wielki piec w Te Henui w pobliżu Nowego Jorku . Plymouth . Były też dwa kotły i pompy wodne, aby chłodzić dysze .
Wielki piec wyprodukował swoją pierwszą surówkę w lipcu 1890 r. Wydaje się, że żelazo zostało wykonane z konwencjonalnej rudy żelaza, a nie z piasku żelaznego. Jednak na początku września 1890 r. „pozwolono” piecowi ostygnąć, podobno z powodu niewystarczającej ilości węgla, spowodowanej problemami przemysłowymi w kopalniach. Ale w rzeczywistości Hughes zbudował piec, który nie mógł osiągnąć swojego celu — wytapiania piasku żelaznego. Hughes powinien był zdawać sobie sprawę z wcześniejszego niepowodzenia długiej, wcześniejszej próby w New Plymouth, ale mógł wyciągnąć błędne wnioski z częściowego sukcesu w produkcji surówki; wynik był do przewidzenia.
Pod koniec października 1890 roku Hughes opowiadał się za wzniesieniem kolejnego wielkiego pieca w Kamo niedaleko Whangarei , gdzie w pobliżu znajdowało się złoże rudy żelaza hematytu z węglem i wapieniem. Oświadczał publicznie, że Onehunga nie będzie w stanie konkurować z pracami w Kamo. Bez wątpienia jego publiczne stanowisko zirytowałoby właścicieli huty żelaza Onehunga, którzy niedawno poparli uśpiony obecnie wielki piec Onehunga. W grudniu 1890 roku Hughes został zwolniony przez Onehunga i pozwał firmę, a nieco później próbował zbyć w niej swoje udziały. Następnie wrócił do Australii,
Ostatnie lata (1891–1895)
W 1891 roku Onehunga Works była znacznie większym zakładem niż przed zarządzaniem Enocha Hughesa - nawet przed wzniesieniem wielkiego pieca uważano, że jest to największa huta żelaza na półkuli południowej - ale nie była już wytapianiem rudy żelaza, nie mówiąc już o żelaznym piasku.
Inne operacje były kontynuowane w 1891 r., Ale były przedmiotem kłopotów przemysłowych, ponieważ kluczowi „kałużeni” robotnicy rozpoczęli strajk w celu uzyskania wyższych płac. Thomas J. Heskett został kierownikiem i przeprowadził próbne wytapianie 300 ton rudy żelaza limonitu z Onekaka w Golden Bay na Wyspie Południowej . Ta ruda i pobliskie złoża węgla stały się później zasobami wykorzystywanymi przez Onekaka Ironworks, założoną przez wnuka Hesketta, Johna Hesketta, która działała w latach 1924-1935 przy użyciu konwencjonalnej technologii wielkopiecowej.
W czerwcu 1892 r. fabryka została ponownie otwarta i ponownie miała na celu wytapianie piasku żelaznego i wygranie w ten sposób rządowej premii. Wysiłki te obejmowały Edwarda Smitha jako konsultanta. Do sierpnia 1893 r. Wypłacono premię, ale krytycy twierdzili, że niewiele, jeśli w ogóle, żelazo nadające się do sprzedaży zostało wytopione z lokalnych rud; jeden opisujący wysiłki jako „eksperyment z blaszanym garnkiem” .
W styczniu 1894 r. fabryka została zamknięta, a jej pracownicy zwolnieni, tylko po to, by ponownie otworzyć ją z nową siłą roboczą z Lithgow - z których niektórzy pracowali wcześniej w Onehunga - która zamierzała prowadzić zakład jako „spółdzielnia”. Robotnicy z Eskbank Ironworks w Lithgow opuścili tę fabrykę w 1894 roku z błogosławieństwem swojego pracodawcy, Williama Sandforda , bo brakowało zamówień. To Sandford jako pierwszy zwrócił się z zapytaniem do właścicieli zakładów Onehunga, próbując znaleźć pracę dla swojej bezczynnej siły roboczej. Wygląda na to, że ludzie z Lithgow utrzymywali się z walcowania złomu w pręty w Onehunga, ale były trudności ze zdobyciem wystarczającej ilości złomu i praca była wykonywana tylko w niepełnym wymiarze godzin. Przynajmniej część z tych mężczyzn wróciła do Lithgow, gdzie poprawiły się perspektywy pracy.
Wydaje się, że do sierpnia 1895 r. Huta żelaza Onehunga została zamknięta, jak się wydaje, po raz ostatni.
Upadek i wyburzenie
Auckland_Libraries_Heritage_Collections_1334-20-8.jpg)
Zakłady zostały sprzedane w 1899 r., a intencją kupującego było przeniesienie walcowni do Wellington . W 1903 r. odbyła się aukcja sprzętu, żelaza i materiałów budowlanych – sprzedano tylko część – i wydaje się, że w tym czasie zakład mógł zostać częściowo rozebrany.
W latach czterdziestych XX wieku teren starej huty zajmowała firma Duroid Products (New Zealand) Limited.
Ceglany komin i niektóre konstrukcje huty Onehunga nadal stały pod koniec lat 60. XX wieku, ale po starej hucie nie ma teraz śladu.
Dziedzictwo
w latach pięćdziesiątych Departament Badań Naukowych i Przemysłowych nie opracował komercyjnie opłacalnego procesu - obecnie będącego podstawą nowoczesnego przemysłu stalowego Nowej Zelandii .
Podobnie jak pierwotny proces stosowany w Onehunga w latach 1883-1887, współczesny proces wykorzystuje bezpośrednią redukcję mieszanki żelaza z piaskiem i węglem, ale powstałe „żelazo gąbczaste” jest teraz topione w elektrycznym piecu łukowym w celu wytworzenia stopionej surówki żelaza, która jest następnie przekształcony w stal za pomocą konwencjonalnych środków.