Na tuto stránku průběžně zaznamenávám poznatky k pecím na výrobu železa. Zatím tato stránka nemá jasnou koncepci, časem to snad zlepším.

Nejlepší popis výroby železa i konstrukce a principu pece jsem našel na webu Staré huti v Moravském krasu

Jedna z fotek nadzemní šachtové pece se zahloubenou nístějí:

1. tavbu připravte v dostatečném předstihu, opatřete si kvalitní hematitovou rudu nadrcenou na velikost 5-8mm, zdroj vzduchu schopný dodávat minimálně 0,75 dm3/s/dm2 vzduchu (vztaženo na průřez pece v úrovni dyšen - tento požadavek splní patrně většina vysavačů), 8 kg dřevěného uhlí na každý dm2 průřezu pece, uhlí nadrťte na rozměr 2-4 cm
2. pec postavte minimálně dva dny před datem tavby, pracovní otvor ať má dostatečnou velikost, která vám umožní manipulaci s velkými struskovými slitky, v opačném případě pec po první tavbě rozbijete
3. věnujte dostatečnou pozornost tvarování vnitřního tvaru pece, nejmenší průměry šachty nevolte menší než 150 mm, šachta se zužuje směrem vzhůru, výmaz musí být hladký
4. den před vlastní tavbou uspořádejte pražení rudy v postavené peci, předsušenou pec rozdmýchejte, naplňte uhlím a dále přisazujte rudu a uhlí v poměru 2:1 při stálém dmýchání, po zpracování cca 2 kg/dm2 (průřezu pece) rudy zakryjte kychtový otvor a ukončete dmýchání
5. v den tavby z pece vyberte vypraženou rudu 
6. proveďte nutné opravy
7. naplňte pec do úrovně dyšny dřevěným uhlím, na něm rozdělejte oheň nebo lépe přeneste žhavé uhlíky a pec zazděte a zahajte dmýchání
8. naplňte pec uhlím až po kychtu a po celou tavbu  přisazujte veškeré suroviny po malých dávkách tak, aby pec zůstala stále plná
9. první část tavby je předehřev pece, přisazujte pouze dřevěné uhlí
10. dmýchání udržujte na takové intenzitě, aby spotřeba paliva byla cca 0,7 - 0,8 kg/h/dm2 průřezu pece
11. po vznícení kychtových plynů můžete přisazovat vypraženou rudu v poměru ruda : uhlí - 1:1
12. po ukončení vsázek (po zpracování minimálně 1,2 kg/dm2 průřezu pece rudy) přisaďte asi 2/3 obsahu pece dřevěného uhlí
13. ukončete dmýchání a plnou pec uzavřete i na kychtě
14. pec rozeberte nejdříve 12 hodin po ukončení dmýchání
15. struskové slitky rozbijte a vyseparujte kusy vyredukovaného železa
16. vše dokumentujte a veďte tavební protokol, výsledky publikujte nebo sdělte Technickému muzeu v Brně.

Princip výroby surového železa - z chemického hlediska
http://xantina.hyperlink.cz/vyr_zeleza.html

Železo se vyrábí ze železných rud v hutích. Železné rudy obsahují převážně tyto nerosty: magnetovec (Fe3O4), krevel (Fe2O3), hnědel (Fe2O3 . n H2O) a ocelek (FeCO3). Mimo nerosty obsahují rudy příměsi - hlušinu.

Při výrobě železa reagují oxidy železa s oxidem uhelnatým (CO) a uhlíkem ve vysoké peci (schéma dole). Vysoká pec se nepřetržitě automaticky plní vrstvami koksu, železné rudy a vápence. Do spodní části pece se vhání předehřátý vzduch. Spalováním koksu se v dolní části vysoké pece dosahuje teploty 1700 až 1900°C.

Rovnice nejdůležitějších chemických reakcí, které probíhají ve vysoké peci, jsou uvedeny na obrázku.

Vzniklé železo je nejprve pevné. Při větších teplotách se obohacuje uhlíkem, a tím se zmenšuje jeho teplota tání. Při této teplotě vzniká z hlušiny a vápence kapalná struska, která chrání kapalné železo na jeho povrchu před reakcí se vzdušným kyslíkem.

Struska i roztavené železo se z vysoké pece vypouštějí zvlášť, přibližně každé dvě hodiny. Hutníci mluví o odpichu železa a strusky. Vysoká pec tak pracuje nepřetržitě několik let. Surové železo - litina obsahuje různé příměsi: uhlík, křemík, fosfor, mangan a další prvky. Vyznačuje se velkou pevností a stálostí na vzduchu, je však křehké a není kujné. Ze surového železa se odlévají např. potrubí, topná tělesa, kotle.


Jednoduché schéma:

http://cs.wikipedia.org/wiki/
Vysoká pec je typově pec šachtová vysoká 25 - 40 m. Profil pece je přizpůsoben technologii provozu a měnícímu se objemu vsázky. Skládá se z kuželovité, k základně se rozšiřující vlastní šachty, která v místě největšího objemu vsázky se mění v zarážce (která slouží zadržení celé náplně v peci) v komolý kužel opačný, který se zužuje k základně (viz obr). Šachta je tvořena silnými ocelovými pláty, vyzděnými ohnivzdornou vyzdívkou a je zvenčí chlazena tekoucí vodou nebo pomocí litinových a měděných chladnic jimiž proudí voda a jsou umístěny mezi pancířem pece a žáruvzdornou vyzdívkou.

Na horním konci šachty je umístěna sazebna sloužící pro doplňování materiálu pro výrobu železa - vsázky. Plnící otvor je uzavřen dvojitým kuželovým sazebním (kychtovým) uzávěrem. Tento umožňuje jednak zavážení pece vsázkovým materiálem a jednak jej utěsňuje tak, že je možno odvádět vysokopecní plyn do plynojemu na ohřev dmychaného větru. Existuje taky tzv. BZS (bezzvonová sazebna) tvořená dvěma materiálovými komorami. Nad nimi je umístěna pojízdná násypka určující, která mat. komora se bude plnit. V komoře se nacházejí horní a dolní klapový uzávěr a tzv. segmentový uzávěr určující rychlost vysypávání komory. Pod komorami se pak vsázka sype do otočného rozdělovače, který sype vsázku do předem daných „kružnic“. Přibližně ve výši zarážky se nachází kruhové potrubí rozdělovače větru. Předehřátý vzduch (vítr) je odsud přiváděn pomocí dmyšen (také forem, píšťal) do tavícího prostoru vysoké pece. Na nejnižší rovině nístěje (dna pece) je umístěn výtok roztaveného železa tzv. odpichový otvor. Nad odpichovým otvorem pro surové železo je výtokový otvor strusky. Struska je potom dále zpracovávána přímo u vysoké pece.


Jednoduché schéma:

NEROSTNÉ SUROVINY V 13.-16.STOLETÍ V ZÁPADNÍ A STŘEDNÍ EVROPĚ
ing. Martina Hřibová, PhD.

Malé jámové pece jsou nahrazovány šachtovými pecemi hliněnými nebo kamennými s dmýcháním měchem.

Železná huť – kusová pec (dýmačka – kamená mimo spodní část z hlíny) jejíž měchy byly poháněny vodním kolem vyhřívačka, šmelcovna, buchar, puchýrna. V té době už byl znám hamr na rozkovávání vyrobené hroudy železa. Do pece se nasypala rozdrcená ruda a uhlí. Teplota v nístěji dosahovala 1300°C (RP:tedy na dnešní poměry nízká teplota, proto železo nemohlo vytékat), tavný pochod trval 8-12 hodin a výsledkem byla těstovitá hrouda a tekutá struska. Železná hrouda se vylamovala v nístěji železným sochorem a vytahovala řetězem a velkými kleštěmi. Z vylomené hroudy se otloukla struska dřevěnými kladivy a vytlačila se z ní kováním struska uvízlá uvnitř hroudy. Následovalo žhavení v nístějových výhních – vyhřívačkách, po němž následovalo kování, kterým došlo k homogenizaci hroudy. Hrouda se rozdělovala na menší kusy, které se po vyhřátí v kovářské výhni - šmelcovna vykovávaly kladivem na základní kusy. Hamr – kladivo této doby, byl poháněný vodním kolem. Výroba železného zboží – základním vykovávaným tvarem byl šín – ploché železo a štáf – tyčové železo. Běžným kovářským zbožím byly sekyry, kleště, kladiva, pily, sekáčky, motyky, lopaty, radlice, kosy, srpy, hřebíky, pánve, kotlíky,.. – tzv. bílé dílo. Černé dílo - kování vozů a koní. Kováři se specializovali – pilaři, lopatáři, dráteníci, hřebičníci,…Kováři také vyráběli umělecké výtvory – mříže, kování na nábytek, zámky, klepadla,..

Výrobní vztahy – huť zaměstnávala dýmače s pomocníkem, šmelcíře s pomocníkem, hamerníka s pomocníkem, puchýře, konštýře, který lil vodu na železo, nádeníka a vozky na dovážení rudy a uhlí. Uhlí se pálilo v milířích a uhlíři byli placeni podle košů napáleného uhlí. O hospodaření s uhlím při huti se staral kulšitr. Železářský podnikatel dostával zpravidla železárnu v léno od pozemkového majitele za určitou roční činži placenou zpravidla v penězích i v železe. K železárně patřila i menší hospodářství, právo dolovat rudu, právo na stavební dřevo, povolení k užívání vodní síly, právo na mlýn a někdy i na vaření piva pro hutní zaměstnance.