https://www.yaklai.com/featured

ต้นกำเนิดการผลิตเหล็กกล้าด้วยกระบวนการ ‘ซีเมนส์’

เหล็กหล่อมีปริมาณคาร์บอนสูงและเหล็กบริสุทธิ์แทบจะไม่มีปริมาณคาร์บอนอยู่เลย แต่ในขณะที่เหล็กกล้าจะต้องมีปริมาณคาร์บอนอยู่หากจะให้มีคุณลักษณะตามที่ต้องการ ประมาณศตวรรษที่ 5 ชาวจีนได้พัฒนากระบวนการ ‘การหลอมร่วม’ (co-fusion) ที่นำเหล็กหล่อและเหล็กบริสุทธิ์มาหลอมรวมกันเพื่อให้เกิดเป็น ‘บางสิ่งบางอย่างระหว่างนั้น’ ซึ่งก็คือเหล็กกล้า กระบวนการนี้โดยหลักการแล้วก็คือกระบวนการผลิตเหล็กกล้าที่เรียกว่ากระบวนการมาร์ตินและซีเมนส์ ในปี 1863 แม้ว่าจะมีการทำมาก่อนหน้านั้นแล้วถึง 1,400 ปี

กระบวนการดังกล่าวเริ่มแพร่หลายในศตวรรษที่ 6 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่เรามีคำบรรยายของชาวจีนเกี่ยวกับกระบวนการนี้ และยังสร้างดาบจาก ‘เหล็กข้ามคืน’ วิธีการก็คือ การอบเหล็กหล่อที่บริสุทธิ์ที่สุด ซ้อนทับแท่งโลหะนิ่มของเหล็กบริสุทธิ์ จนกระทั่งผ่านไปหลายวันหลายคืนทั้งหมดจึงกลายเป็นเหล็กกล้า

นอกจากนี้ยังมีอีกบันทึกหนึ่งปรากฏในศตวรรษที่ 7 ในหนังสือ Newly Reorganized Pharmacopoeia ปี 659 โดยมีใจความว่า ‘เหล็กกล้าสร้างขึ้นโดยการผสมเหล็กหล่อดิบและเหล็กนิ่มเนื้อบริสุทธิ์เข้าด้วยกันและให้ผ่านความร้อน เหล็กกล้านี้ใช้สำหรับทำดาบและเคียว’ และในศตวรรษที่ 11 บอกไว้ว่า ‘การผสมของดิบและของนิ่ม (ซึ่งก็คือเหล็กหล่อและเหล็กบริสุทธิ์) เข้าด้วยกัน จะได้โลหะสำหรับทำคมและปลายดาบและกระบี่ โลหะนี้เรียกว่าเหล็กกล้า’

วิธีในการผลิตเหล็กกล้าจะเริ่มจากการตีเหล็กบริสุทธิ์จนเป็นแผ่นบางหรือสะเก็ดกว้างประมาณนิ้วมือ และยาวมากกว่าหนึ่งนิ้วครึ่ง จากนั้นอัดรวมกันไว้ในแผ่นเหล็กบริสุทธิ์ และกดทับให้แน่นด้วยชิ้นเหล็กหล่อที่อยู่ด้านบน บุเตาหลอมทั้งเตาด้วยโคลนหรือดินเหนียว จากนั้นเดินเครื่องเป่าลมลูกสูบขนาดใหญ่และเมื่อไฟลุกจนได้ความร้อนพอเหมาะแล้ว เหล็กหล่อก็จะแปรสภาพหรือหลอมละลาย และหยดจนชุ่มทะลุลงในเหล็กบริสุทธิ์ เมื่อเหล็กทั้งสองหลอมรวมกันดี จึงนำออกมาตี จากนั้นนำกลับเข้าไปให้ความร้อนและนำออกมาตีอีก ทำแบบนี้ซ้ำๆ กันหลายเที่ยว

ในยุคของเรามีการทดลองเลียนแบบเทคนิคการผลิตเหล็กกล้าของชาวจีนโบราณกันที่โรงเหล็กในเมืองคอร์บี ประเทศอังกฤษ การทดลองประสบผลสำเร็จเป็นอย่างดี ได้ออกมาเป็นเหล็กกล้าเนื้อสม่ำเสมอ ที่มีการกระจายตัวของคาร์บอนจากเหล็กหล่อและเหล็กบริสุทธิ์อย่างแท้จริง

ขอบคุณข้อมูลจาก : หนังสือต้นกำเนิด 100 สิ่งแรกของโลก