Historia ciągarstwa

W historii ludzkości odkrycie pierwszego metalu uwarunkowało stopniowy rozwój i postęp życia gospodarczego i politycznego. Bez metali nie do pomyślenia byłaby cywilizacja współczesna, bez nich człowiek nie osiągnąłby tych zdobyczy we wszystkich niemal dziedzinach, które znamionują czasy dzisiejsze. Według Riskarda miedź została zredukowana po raz pierwszy ok. roku 3500 p. n. e. i odtąd zaczął się tak zwany okres miedzi i brązu. Żelazo zaczęto wytwarzać w starożytności z rud tlenkowych ok. 1200 roku p. n. e. i ono zadecydowało o tempie rozwoju cywilizacji. Z badań archeologów wynika, że w starożytnej Asyrii i Babilonie używano drutu na ozdoby i przedmioty użytkowe. Z opisów znajdujących się w Biblii i z historii narodu izraelskiego wiemy, że dostojnicy i kapłani ubierali się w szaty przetykane złotymi nićmi, które są przecież niczym innym jak bardzo cienkim drutem. J. Bramswell (1926) podaje w "The History of the Iron and Steel Manufactures Association", że w Południowej Afryce, w ruinach starożytnego osiedla założonego przez ludność pochodzenia fenickiego odnaleziono małe muzeum, w którym znaleziono zbiór różnych narzędzi rzemieślniczych, pochodzących z roku 100 p. n. e. Znaleziono między innymi płytę metalową z otworkami stożkowymi, która służyła do ciągnienia drutu.

 

 

Encyklopedia Britannica wspomina o znalezieniu drutu brązowego pochodzącego sprzed 2000 lat, którego powierzchnia świadczy o tym, że był on ciągniony, a nie kuty. Znane są również odłamki przedmiotów wykonanych z drutu wyrabianego prawdopodobnie z mosiądzu, które znaleziono na terytorium ZSRR; zalicza się je do wyrobów pochodzących z okresu między II a I wiekiem p. n. e. Inne wykopaliska archeologiczne świadczą, że ciągnienie metali nieżelaznych było rozpowszechnione na Rusi już w X wieku naszej ery. Zachowany z tych czasów drut ma ok. 4 m długości; świadczy to również o prawdopodobnej mechanizacji procesu, gdyż ręczne ciągnienie grubego drutu o takiej długości jest niemożliwe. Począwszy od X wieku rzemieślnicy Kijowa, Nowogrodu, Czernihowa i innych ruskich miast, a od wieku XI również rzemieślnicy wiejscy wyrabiali znaczne ilości drutu z metali nieżelaznych; zużywano go na własne potrzeby, a także sprzedawano innym państwom. Dóhner wnioskuje na podstawie badań, że w starożytności wyrabiano drut przez ręczne odkuwanie płaskiej sztabki metalowej i dzielenie jej przecinakiem na pręty o przekroju kwadratowym. Nie udało się ustalić, czy pręty te były potem ciągnione przez prymitywne ciągadło (płyta z otworami stożkowymi), czy też wyciągano je ręcznie metodą kucia swobodnego.

 

Niektórzy badacze twierdzą, że ciągadło znalazło zastosowanie dopiero w XII wieku, inni jednak są zdania, że narzędzia tego używano już znacznie wcześniej. Jeżeli oprzemy się na wypowiedziach cytowanego wyżej Bramswella, należy przyjąć wcześniejsze, niż w XII w., stosowanie ciągadeł. Ponieważ jednak nie znaleziono innych wykopalisk, które by potwierdziły przypuszczenie, że ciągadła używali już Fenicjanie, przyjmuje się wiek XII jako graniczny między okresem ręcznego odkuwania a ciągnieniem drutu metalowego przez otwór. Z roku 1003 pochodzi prawdopodobnie wiadomość, że niejaki Osemund ze Szwecji założył w Cesarstwie Niemieckim zakład, w którym produkowano pewne ilości drutu stalowego. Sposób wytwarzania drutu w tym okresie polegał na przekuwaniu gorących brył ciastowatego żelaza zanieczyszczonego żużlem na płytki, dzielone później na pręty o przekroju kwadratowym i znów przekuwane na pręty okrągłe. W roku 1100 ukazał się opis ciągnienia drutu przez płytę ciągarską z otworami stożkowymi. Dla zmiękczenia utwardzonego przeciąganiem drutu stosowano wyżarzanie w otwartych paleniskach opalanych węglem drzewnym. Skrobaniem za pomocą kamieni o ostrych krawędziach usuwano zgorzelinę, a następnie wygładzano piaskiem powierzchnię drutu przed ciągnieniem. Druty średnicy 1,5 - 2 mm ciągnione z bardzo miękkiej stali służyły głównie do wyrobu koszulek pancernych (kolczug). W związku z tym, że kolczugi i koszule druciane były główną częścią uzbrojenia ówczesnych rycerzy w latach 1000 - 1100 i dalszych wzrastało coraz bardziej zapotrzebowanie na drut stalowy. Następuje rozwój druciarstwa i wówczas prawdopodobnie wynaleziono ciągadło. Za przełomowe dla rozwoju druciarstwa można więc przyjąć wieki XI i XII, ze względu na wprowadzenie ciągnienia zamiast odkuwania drutu. W miarę rozwoju ciągarstwa starano się zastąpić żmudną i ciężką pracę ludzkich rąk urządzeniami mechanicznymi. Na początku XIV w., lub nieco wcześniej wprowadzono napęd urządzeń ciągarskich kołem wodnym (najpierw w Niemczech, a nieco później w Anglii). Urządzenia takie opisuje Biringuccio (rys. 1), a podobna rycina (rys. 2) pochodzi z Miejskiej Biblioteki w Norymberdze. Do wykorbionego wału napędzanego przez koło wodne jest przymocowany sznur, którego drugi koniec jest połączony z kleszczami; człowiek siedzący na huśtawce ciągnie nimi drut przez płytę z otworkami stożkowymi. Tak pracowali norymberscy ciągacze w XV i XVI stuleciu i sposób ten przetrwał wieki. W fabryce drutu w Gliwicach ciągnięto drut w ten sposób jeszcze w 1910 r., lecz koło wodne zastąpiono maszyną parową. Rysunek 2 przedstawia mnicha na "huśtawce" przeciągającego gruby drut przez ciągadło deskowe. Zawieszenie huśtawki i ręce mnicha tworzą tu pewnego rodzaju dźwignią, która zmniejsza wysiłek ciągacza. Ciągniony w ten sposób drut miał na powierzchni nacięcia, które według obecnych wymagań dyskwalifikowałyby go zupełnie pod względem jakości.

 

Do połowy XVII w. ciągniono druty tylko ze stali niskowęglowej, wytwarzanej początkowo w procesie dymarskim, a później fryszerskim. Środki smarujące, ułatwiające ciągnienie, nie były znane. Stąd też przeróbka stali fryszerskiej (żelaza o znacznej zawartości węgla otrzymanego we fryszerce) po przekuciu i dalszym ciągnieniu na druty była niemożliwa. Jak w wielu wynalazkach, tak i tu przypadek przysłużył się rozwiązaniu zagadnienia. W 1675 r. Jan Gerdes z Altony, po wielokrotnych i nieudanych próbach ciągnienia stali, swój zły humor irytację skierował na oporne ciągadło, zraszając je po prostu uryną. Okazało się, że uryna podziałała smarująco i drut udało się przeciągnąć. Jeszcze około połowy XIX wieku posługiwano się w Altonie tym osobliwym środkiem smarującym przy ciągnieniu drutu stalowego. Kobiety i dzieci, donoszące mężom i ojcom pracującym w ciągarni pożywienie w porze obiadowej, obowiązane były dostarczać naczynia napełnione uryną i skrzętnie przechowywany "środek smarujący" używano powszechnie przy ciągnieniu. Cienkie druty przeciągano przez ciągadło umieszczone miedzy dwoma kołowrotkami. Sposób ten znany był prawdopodobnie już w XII i XIII wieku naszej ery. Na rycinie z 1527 r. (rvs. 3) przechowywanej w Miejskiej Bibliotece w Norymberdze przedstawiony jest "Leiren-Zieher" (prawdopodobnie ciągacz strun muzycznych) i technologia wyrobu drutu cienkiego. Drut rozwijano z jednego bębna i nawijano na drugi bęben. Do obracania bębna ciągnącego służyła ręczna korbka. Znacznym postępem w rozwoju ciągarstwa było zastosowanie koła wodnego i wykorzystanie energii spadającej wody do napędu prymitywnych ciągarek. Próby te przypadają na pierwszą połowę XIV wieku. Mechanizacji ciągnienia drutu w średniowieczu towarzyszą jednocześnie zmiany w dotychczasowym sposobie wytwarzania odkuwek w postaci grubych, okrągłych prętów kutych pod młotem. Zamiast nich zaczęto odkuwać płaskowniki o wymiarach ok. 25 X 7 mm2, długości ok. 3 m. Dzielono je następnie przecinakiem na dwa lub trzy paski i przekuwano na gorąco na dość cienkie pręty okrągłe. Przerób takich prętów na druty ciągnieniem był już znacznie ułatwiony. Na początku XVIII wieku w fabrykach uralskich carskiej Rosji pracowało już 16 ciągarek, włączonych w obieg napędu wodnego. Największa ciągarnia tych lat mieściła się. w jekaterynburskiej fabryce wyrobów żelaznych. Oprzyrządowanie zakładu składało się z młota, dziesięciu ciągarek poziomych i jednej ciągarki bębnowej. Na parterze zakładu umieszczony był młot, kotlinka do wyżarzania drutu i wał napędowy połączony z kołem wodnym (rys. 4), a na piętrze ciągarki (rys. 5) Wyjściowym materiałem do produkcji drutu były bochny fryszerskie, które przekuwano na gorąco na okrągłe pręty, a te z kolei przeciągano na druty o średnicy 8 - 9 mm, na poziomych ciągarkach zaopatrzonych w kleszcze (rys. 6). Druty o średnicy 2 - 2,5 mm ciągnione na ciągarce bębnowej.