De metallurgie: De rol van moderne smeden

Het werk van de smederij heeft de eeuwen doorstaan en mythen gevormd. In alle tijden en in alle beschavingen hebben de erfgenamen van Hephaestus dankzij hun onwrikbare vakmanschap de metalen bewerkt die het meest gehard zijn van het menselijke tijdperk. Generatie na generatie heeft dit voorouderlijke vakgebied zich ontwikkeld met de steeds belangrijkere behoeften aan metaal in onze moderne wereld. We gaan daarom vandaag de verschillende aspecten van de metallurgie verkennen die gebruik maken van de talenten van degenen die de raadsels van het staal hebben veroverd.

Inhoudsopgave:

• Voorouderlijke ambachtsman
• Smeedkunst
• Gieterij
• Ijzer- en staalindustrie
• Koperslagerij
• Metaalbewerking

De activiteit van de smid is even oud als de ontdekking zelf van de unieke eigenschappen van metaal, meer dan 7000 jaar geleden. Eerst door het hameren van koper en goud gevonden in natuurlijke staat, vervolgens door het metaal te beginnen bewerken nadat het op hoge temperatuur was gebracht sinds de oudheid. De eerste bronslegeringen brachten het tijdperk van dezelfde naam voort dat zich uitstrekte van ongeveer -2500 tot -1000. Dit werd opgevolgd door de ijzertijd met smelting van materialen bij steeds hogere temperaturen dankzij de lage ovens die later zouden evolueren tot hoogovens met hun eerste gietijzergietsels. Doorheen deze perioden bewerkt de smid de zeven primordiale metalen die goud, koper, lood, zilver, tin, kwik en ijzer zijn. Het beeld van deze ambachtsman is er onlosmakelijk verbonden met zijn gebruik van de hamer en het aambeeld, ware emblemen van de smederijwerkplaats.

Het werk van de smid heeft evenveel bijgedragen aan het vervaardigen van gereedschap voor het volk als aan het samenstellen van wapenlegenden. Hij zal de tijdperken begeleiden door de beginselen van de moderne metallurgie te leiden. De massaproductie van staal ontstond tijdens de industriële revolutie met zijn vooruitgang in de technieken van metaalbewerking. Tegenwoordig zijn de verschillende sectoren van de metallurgie directe afstammelingen en op grote schaal van de hamerslagen die werden toegediend naar gelang van de menselijke geschiedenis.

De smid werkt hoofdzakelijk in het gebouw. Hij kan ambachtsman of arbeider zijn en realiseert architecturale objecten in smeedijzer waaronder meubilair, roosters, trapleuningen of deurscharnieren. Wanneer hij zijn stukken handmatig produceert, zonder hulp van industriële processen, krijgt hij de titel van kunstsmid. De specialiteit van de smeedkunst die zich bezighoudt met ornamentatie is die van de bladwerkers. De periode van het einde van de 19e en het begin van de 20e eeuw, met de art nouveau stijl, zagen de goudsmeedwerken van smeden uit deze sector bloeien in steden zoals Parijs, Nancy, Berlijn of Praag.

De smid bewerkt typisch staal, de legering van ijzer en koolstof, dit warm of koud. In zijn ambachtelijke vorm gebruikt hij, net als de smid, hamer en aambeeld om decoratieve objecten en andere diverse gereedschappen te maken. Op landelijk niveau zijn de traditionele smid of de hoefsmid degenen die de tradities van de smeedmethoden het dichtst laten voortbestaan. Hij is het best uitgerust met beschermende handschoenen, aangepaste veiligheidsschoenen, evenals gepaste kleding en kledingstukken.

De smid draagt zowel bij aan de restauratie van gesmede elementen van historische monumenten, als aan de uitwerking van nieuwe stukken in het milieu van de bouw. Het industriële smeedwerk dankt zijn vooruitgang aan de evolutie van de gieterij.

Dit domein bestaat uit het gieten van metalen of gesmolten legeringen in een mal zodat het de vorm van het gewenste object aanneemt terwijl de noodzaak om het materiaal later te herbewerken wordt vermeden. De verschillende technieken hangen af van het type gebruikte legering of het type gewenste eindstukken. Door deze veelzijdigheid dekt de gieterij brede sectoren van de industrie voor serieproductie van de automobiel tot de luchtvaart, via industriële uitrusting of behandelingsmateriaal.

De gieterij kan betrekking hebben op ijzerhoudende metalen (gietijzer, staal), non-ferro (koper, zink) of de lichte legeringen (aluminium). Naast de industriële sector kan men er ook de kunstgieterij of de klokkengietery onderscheiden. De eerste voor de verschillende bronzen sculpturen of in kunstgietijzer en de tweede waar de klokkengieter en meester-heiligenmakers (voor de klokken van religieuze gebouwen) werken.

De beroepen van de gieterij vloeien voort uit de verschillende technieken die worden ingezet voor de uitwerking van de stukken. De vormer, de kernmaker (voor de holle delen van de stukken), de modelmaker en de mallenmaker zijn degenen die belast zijn met het vervaardigen van de mal die in staat is om zijn vorm te geven aan de gietijzergietsel. De gieter bereidt de smelting van het metaal in de oven voor voor de gietsel. De uitklopper breekt de mallen om de gegoten en afgekoelde stukken te extraheren. De ontbramer, de stralenwerker en de zandstraler in de afwerkingswerkplaats zijn degenen die de laatste afwerkingen aanbrengen om de stukken te reinigen voordat ze de verschillende kwaliteitscontroles ondergaan. Voor de werkzaamheden van de gieterij en de directe hantering van gesmolten metaal met spatrisico's, is het raadzaam om zich uit te rusten met beschermingsvisier, adequate handschoenen en HRO veiligheidsschoenen die beschermen tegen contactwarmte.

De term komt uit het oude Grieks en betekent "werkplaats van de smid". Deze sector onderscheidt binnen de metallurgie het werk van ijzer en van zijn legeringen. De imposante fabrieken voortgekomen uit de industriële revolutie produceerden tot het midden van de 20e eeuw bijna de gehele wereldproductie van staal. Het hoofdbestanddeel van deze fabrieken is het gebruik van de kolossale hoogovens. Deze genereren het gietijzer voortkomend uit de smelting van ijzer geladen met koolstof, door het gebruik van cokes voor de verbranding.

Een andere productiemethode werd populair in de tweede helft van de 20e eeuw met de elektrische boogovens. Deze gebruiken de thermische energie van de elektrische boog die wordt opgewekt tussen koolstofelektroden en het metaal, dat dan zijn smelttemperatuur kan bereiken. Sinds de jaren 1980 delen deze twee ontwerpscholen de wereldwijde staalproductie, een derde voor de elektrische staalfabrieken en twee derde voor de vuurkathedralen. Vanwege de hitte en de spatrisico's die door dergelijke apparaten worden veroorzaakt, moeten operators zich dienovereenkomstig schoeisel aantrekken en zich beschermen .

De producten van de ijzer- en staalindustrie onderscheiden zich door de platte of lange types. De platte producten betreffen de dikke platen (dienend voor scheepsbouw, het gebouw, kunstwerken of ketelmakerij) en de dunne platen (voor de behoeften van de automobiel, huishoudelijke apparaten of verpakking). De lange producten verenigen de staven of nog de profielen met bepaalde vormen (spoorweg, balken).

Deze tak omvat het werk van metalen in de vorm van platen, buizen of profielen. Dit behelst de realisatie van uitrustingen bestemd voor zowel industrieën van alle types als de luchtvaart, de automobiel of nog het gebouw. Oorspronkelijk een handwerk verkregen door kloppen of hameren, heeft de opkomst van machines een serieproductie mogelijk gemaakt van de elementen die nodig zijn voor de betrokken sectoren.

Men kan er verschillende specialisaties onderscheiden gecategoriseerd volgens de dikte van de materialen die getransformeerd moeten worden. De blikslagerij en de lichte ketelmakerij bewerken witblik, koper, messing en alle metalen dunner dan 1 mm. De plaatbewerking behandelt metalen van 1 tot 3 mm voor carrosserieën van de automobiel, de luchtvaart of de schoorsteenmakerij. De middelzware ketelmakerij betreft de reservoirs, tanks en alle apparaten met diktes van 10 tot 50 mm. Van 50 mm tot 500 mm, de zware ketelmakerij (of grote ketelmakerij) impliceert uitrustingen die bestand moeten zijn tegen druk of warmte zoals de offshore structuren, de bruggen of de kernreactoren.

De koperslagerij, de ambachtelijke tak van de ketelmakerij, zet haar werk voort door de tijd heen. De koperslagers van het kopertijdperk tot vandaag, via de periode van de art nouveau, hebben hun sporen achtergelaten op de talloze gebruiksvoorwerpen en decoratieve objecten.

De metaalbewerkers in de bouwsector werken met de metalen geleverd door de metallurgie voor de metalen constructies van het gebouw. Men onderscheidt er verschillende afzonderlijke beroepen. De metaalbewerker-slotenmaker die sloten, sluitingsmechanismen, trappen, leuningen en andere bouwelementen ontwerpt en vervaardigt. De metaalconstructeur die verantwoordelijk is voor de grote metalen structuren van het geraamte tot het skelet van gebouwen. De Eiffeltoren is het vlaggenschipsymbool van de prestaties van dit vakgebied. De metalen schrijnwerkerij betreft dan weer de onderdelen (van staal, inox of aluminium) die gebruikt worden bij de uitwerking van gevels, ramen, serres, deuren, veranda's of scheidingswanden. De schrijnwerker van deze sector kan de naam "kleermaker van het gebouw" dragen. Men vindt ook in de metaalbewerking de smeedkunst die hierboven al gedetailleerd werd beschreven.

Men kan ook het laswerk opnemen dat zowel in de bouw als in de renovatie voorkomt. De lasser voert de processen uit voor het samenstellen van metalen. Zijn oorsprong is net zo oud als het metaaltijdperk. Het lassen gebeurde daar in de smederij door hameren van warme stukken om ze te amalgameren. De komst van de elektrische boog heeft de evolutie van het lassen gestimuleerd, dat niet heeft opgehouden vooruitgang te kennen zoals de processen door plasma of door laser. De lasser in de nabijheid van de hitte en de vonken tijdens zijn werk moet beschermende kleding dragen, brillen die speciaal voor deze activiteit zijn ontworpen evenals schoenen die beschermen tegen spatrisico's.

De wetenschap van metalen die de metallurgie omvat, zet een breed scala van competenties en beroepen in die beantwoorden aan even uitgebreide vragen van de verschillende industriële sectoren van de moderne wereld. Van de voorouderlijke hamerslagen tot de vlammende harten van de hoogovens, het temmen en de bewerking van ijzer blijven belangrijke pijlers en onmisbare elementen van onze beschaving.