Wielki piec
Najdawniejszych wytopów żelaza z rudy ( początek II wieku p.n.e.) dokonywano w
dymarkach.
Pierwsze dymarki były po prostu niewielkimi dołkami wkopanymi w ziemi i wyłożonymi
gliną. Rudę przetapiano w nich z węglem drzewnym. Najstarsze ośrodki hutnicze
powstały prawdopodobnie w Indiach. Na ziemiach polskich duże ilości żelaza wytapiano w
dymarkach w I wieku n.e. w okolicach Krakowa i Górach Świętokrzyskich.
Z czasem zaczęto budować dymarki nadziemne, a dla ułatwienia wytopu stosować
nadmuch powietrza. Początkowo był to nadmuch naturalny - w nadziemnych dymarkach
robiono otwory od strony, z której najczęściej wiały wiatry. Póz
niej do wydmuchiwania
powietrza zastosowano ręcznie poruszane miechy. W XIII wieku znane już były miechy
napędzane kołem wodnym. Wprowadzenie takich miechów pozwoliło na znaczne
zwiększenie rozmiarów dymarek. W XIV wieku we Flandrii wzniesiono dymarki tak
wysokie, że uzyskały one nazwę wielkich pieców.
W Polsce pierwszy wielki piec zbudowali włoscy hutnicy z Bergamo bracia Cacciowie, w
okolicach Bobrzy i Samsonowa (Kielecczyzna). Rozpoczął on pracę około1613 roku.
Coraz liczniejsze wielkie piece zużywały coraz więcej węgla drzewnego i zaczęło brakować
tego produktu. Rozwiązaniem sprawy okazało się użycie uzyskiwanego z węgla
kamiennego koksu. Nastąpiło to w roku 1735. Pierwszy na ziemiach polskich wielki piec
opalany koksem uruchomiono w Gliwicach w 1796 roku. Miał on 40,5 metrów
sześciennych objętości, a jego wydajność wynosiła około 7,5 tony surówki na tydzień.
Surówkę taką można póz
niej wykorzystać do produkcji stali.
Dalsze udoskonalenie wielkiego pieca polegało na zastosowaniu w roku 1829 przez
Szkota Jamesa Neilsona podgrzewania dmuchu, wykorzystaniu do podgrzewania dmuchu
gazu wielkopiecowego, wprowadzeniu urządzeń zasypowych. Równocześnie stale rosły
wymiary wielkiego pieca, dzisiaj osiągają już one objętość 5000 metrów sześciennych i
wysokość 30 - piętrowego budynku.
Aby stopić żelazo, lub wytopić je z bogatej w tlenki żelaza skały, potrzebna jest
temperatura powyżej 1600 stopni Celsjusza, dlatego wielkie piece hutnicze wyłożone są
ognioodporną cegłą. Po mniej więcej trzech latach (przy średniej produkcji 7000 ton
żelaza dziennie), wyłożenie pieca trzeba wymienić.