Топене на камък. Точка на топене на камък

Добре познатият "плотове" казва на посетителите си, че планините на Иран, Турция и Гърция са " мрамор, разтопен от бомбардировките на VCC - великата космическа цивилизация".
Там са интересни снимки от пътувания в Иран, Турция и Гърция, но, изглежда, там няма химици.
И аз уважавам химията отдалече, но има големи съмнения относно "топенето на мраморни планини".

Но много неща не са ясни как се правят, като се пропускат скоби топене на мрамор.

# Behistun_Inscription

Силиконова лава

Най-характерно за вулканите на Тихоокеанския огнен пръстен. Обикновено е много вискозен и понякога замръзва в устата на вулкана дори преди края на изригването, като по този начин го спира. Запушен вулкан може да набъбне донякъде и след това изригването се възобновява, като правило, със силна експлозия. Средният дебит на такава лава е няколко метра на ден, а температурата е 800-900 ° C. Съдържа 53-62% силициев диоксид (силициев диоксид). Ако съдържанието му достигне 65%, тогава лавата става много вискозна и бавна. Горещата лава е тъмна или черно-червена на цвят. Втвърдената силициева лава може да образува черно вулканично стъкло. Такова стъкло се получава, когато стопилката се охлади бързо, без да има време

Мрамор(старогръцки μάρμαρος – „бял ​​или лъскав камък“) е метаморфна скала, състояща се само от калцит CaCO3. Доломитните мрамори се образуват по време на прекристализацията на CaMg (CO3) 2 доломит.
Образуването на мрамор е резултат от така наречения процес на метаморфизъм: под влияние на определени физикохимични условия структурата на варовика (утаечна скала от органичен произход) се променя и в резултат на това се ражда мраморът.
В строителната практика "мрамор" се нарича метаморфни скали със средна твърдост, които се полират ( мрамор, мраморен варовик , плътен доломит, карбонатбрекчии и карбонатни конгломерати).

Досега думата „мрамор“ се използва за обозначаване на различни породи, които са сходни една с друга. Строителите наричат ​​мрамор всеки издръжлив, полиран варовик. Понякога подобна порода се бърка с мрамор. серпентинит... Истинският мрамор на лека фрактура прилича на захар.

Относно добива на мрамор в Иран, да, те добиват:
Имаме удоволствието да ви представим нашата корпорация "Omarani Yazdbaf" - известна каменодобивна корпорация. Нашата компания добива оникс (светло зелен, бял), мрамор (кремаво, оранжево, червено, розово, жълто) и травертин (шоколад, кафяв)
---
Общо взето нищо не е ясно - кой се е изкачил на планината и защо е избил релефа в планината.

Базалтът е камък. Базалтът е твърд камък - така може да изглежда на външен човек, който за първи път посети Сикачи-Алян, гледайки известните петроглифни рисунки, изобразени върху огромни камъни.

Но след като проучи въпроса доста, се оказа, че базалтът може да бъде много различен. Има и базалтов туф - който не е толкова твърд. Още през 2012 г. лично направих експеримент за начертаване на един от камъните, разположени далеч от самия комплекс. С леко заточено парче камък успях да направя жлеб на камъка с ширина около 1 см и дълбок половин сантиметър само за няколко минути! И това е известната твърдост на базалта? Да, на брега има много силни представители, но те са в малцинство. И се оказва, че легендата, че камъните „едно време са били меки”, е несъстоятелна. Все пак камъните вече са меки!

Спомням си, че дълго време се лутах сред тях, без да разбирам откъде идват странните ивици по върховете на паветата, сякаш са изрязани с мелници в различни посоки, или са нарязани по тях дъски. Всичко се оказа просто и стана ясно, когато се оказа, че камъните са меки. Просто местните рибари често връзват лодките си с дебела метална тел, която със значителни вълни от вода непрекъснато се трие в камъка, в крайна сметка го смила и създава канали. Прост проводник!

Оказва се, че всеки рибар от миналото, седящ дълго време на брега, би могъл да издълбае лицата на Сикачи-Алян едно след друго - просто от скука, от нищо да прави. Може би разбирането, че базалтовият камък на брега на Амур изобщо не е твърд, е първият необичаен резултат от изследванията. Но все пак статията не е за това...

По-рано вече публикувахме снимка на камък, намерен на същото място, в Сикачи-Алян, върху който е останала необичайна следа, сякаш върху него са нарисувани пръсти, ако камъкът е мек или например няколко пъти с пръчка. В областта няма нищо подобно на този екземпляр.

Това породи мистерия. Да не кажа, че имах нетърпение да го реша, но се чудех дали един камък може да бъде наистина мек? И сега, след известно време, вече ме очаква втори, направо шок, когато в началото думата "Базалит" (топлоизолатор от базалт) започна да ми реже ушите - и след опита изведнъж научих, че точката на топене на базалта беше само 1300 - 1400 градуса. Тези. дори под точката на топене на желязото! Преди това винаги ми се струваше, че топлината за топене на всеки камък трябва да бъде поне 3 хиляди градуса, но се оказа, че не е така.

С други думи, всеки сериозен пожар в района на Сикачи-Алян лесно би могъл да омекоти тези камъни до състояние на полутвърда лава. И тогава лесно можете да си представите как скоро след пожара човек може да отиде до такъв камък и да нарисува нещо твърдо, керамично или желязо върху него (дървото бързо ще се запали от докосване на такава разтопена лава).

Няколко дузини шамотни тухли, вентилатор и въглища - това е всичко, което е необходимо, за да се получи температура на топене до една и половина хиляди градуса, според връзката по-долу:

Според текста на горната тема, такъв леко сложен дизайн е напълно достатъчен, за да стопи алуминия много бързо. Но според автора по време на процеса той е разтопил и стоманения тигел, в който е бил този алуминий. И това вече е температура над 1400 градуса, която е необходима за топенето на базалт.

Така че в близко бъдеще, веднага щом намеря шамотна (огнеупорна) тухла и глина, няколко шепи въглища и се сдобия с керамичен или друг тигел, ще се опитам да построя подобна конструкция. Вече обещаха да ми дадат охладител за впръскване на въздух.

P.S. — Защо е необходимо това? - ти питаш. И ще отговоря: „Още не се познавам“. Но има известно усещане, че ако е възможно базалтът да се стопи при такива условия, това ще създаде нова верига от мисли за това как са могли да бъдат създадени някои от рисунките в Сикачи-Алян. И като цяло ще помогне да се погледне от другата страна на живота на предшествениците от Купидон.

И освен всичко друго - просто интересно.

P.S.2 И още нещо... О, да. Примери като тези са добър начин да разберем как нашето мислене понякога е стереотипно. Може би някой няма да се съгласи с мен, но преди няколко години имах ясна представа, че всеки базалт е много твърд камък. А самият камък е практически невъзможно да се стопи априори. Мисленето се променя...

Всеки знае, че изригването на вулкан е ужасно природно явление. Лавата отнема хиляди хора, поглъща всички живи същества, превръщайки ги в пепел. Почти невъзможно е да избягаш от нея. Топенето на камъка ви позволява да получите лава у дома!

youtube

Поради това не се препоръчва да се строят жилища в близост до вулкани. Дори и да са изчезнали, те могат да оживеят всеки момент и тогава неприятностите не могат да бъдат избегнати. Но хората не гледат на предупрежденията от хидрометеорологични центрове и продължават да трупат празни пространства.

Лавата е нажежена маса, вискозна на вид, която се появява от силикатни камъни под въздействието на огромни температури и изригва от вулкани.

Каналът King of Random реши да покаже на своите абонати как да превърнат обикновените камъни в лава у дома. За тези цели те използваха топене и най-новите технологии.

Момчетата от канала получиха писмо. Те заслужено оцениха идеята и решиха да я осъществят. Кралете на случайността не се страхуват от трудностите и са готови да приемат всяко предизвикателство.

Кралят на произволното е предложил два начина за превръщане на камъни в лава. Първият метод беше загряване на естествения материал в пещ, а вторият - загряване на камъка чрез външно въздействие на специално устройство, наподобяващо заваръчна машина.

В резултат на първия метод камъните се стопиха, но бързо станаха твърди и чупливи. Но с втория метод момчетата успяха да постигнат желания резултат. Температурата на топене на камъните е различна. Зависи от тяхната химическа природа.

Гледайте интересно и информативно видео! Определено никога не сте виждали нещо подобно! Вълнуващ филм. Приятно гледане и приятен ден!

Толкова за сегашното ви възпитание “, каза Янечек назидателно. - И ако понякога кажете нещо на сина си, той отговаря: „Ти, татко, не разбираш това, сега има други времена, различна ера ... В крайна сметка, костното оръжие, казва той, не е последното дума: някой ден материал." Е, знаете ли, това е твърде много: някой виждал ли е материал, по-здрав от камък, дърво или кост! Въпреки че си глупава жена, трябва да признаеш: какво... какво... е, че надхвърля всякакви граници.

Карел Чапек. За падането на морала (от колекцията "Апокрифи")

Сега просто не можем да си представим живота си без метали. Толкова сме свикнали с тях, че поне подсъзнателно се съпротивляваме - и в това сме като героя от праисторическата епоха, цитиран по-горе - на всякакви опити да се заменят металите с нещо ново, по-изгодно. Ние сме добре наясно с трудността в някои индустрии да си проправят път по-леки, по-издръжливи и по-евтини материали. Хабитът е железен корсет, но дори и да беше от пластмаса, пак щеше да е по-удобно. Ние обаче прескочихме няколко хилядолетия. Първите потребители на метала дори не подозираха, че бъдещите поколения ще поставят своето откритие наравно с най-забележителните етапи по пътя на икономическото и технологичното развитие - с появата на селското стопанство и индустриалната революция от 19-ти век.

Откритието вероятно е станало - както понякога се случва - в резултат на някаква неуспешна операция. Е, например, така: праисторически фермер трябваше да попълни запасите от каменни плочи и брадви. От купчината заготовки, които лежаха в краката му, той избираше камък по камък и с изкусни движения отбиваше една след друга плоча. И тогава в ръцете му падна някакъв лъскав ъглов камък, от който, колкото и да удряше по него, не се отдели нито една плоча. Нещо повече, колкото по-усърдно удряше това безформено парче суровина, толкова повече започваше да прилича на торта, която в крайна сметка можеше да се мачка, усуква, издърпва по дължина и да се разточва в най-удивителни форми. Така хората за първи път се запознаха със свойствата на цветните метали - мед, злато, сребро, електрон. При изработката на първите, много прости накити, оръжия и инструменти им била достатъчна най-разпространената техника от каменната ера – удар. Но тези предмети бяха меки, лесно счупени и тъпи. В тази форма те не биха могли да застрашат господството на камъка. И освен това металите в чиста форма, поддаващи се на обработка на камък в студено състояние, са изключително редки в природата. И въпреки това те харесаха новия камък, така че експериментираха с него, комбинираха техники за обработка, поставяха експерименти, мислеха. Естествено, те трябваше да понесат много неуспехи и отне много време, преди да успеят да открият истината. При високи температури (те добре знаеха последствията от изпичането на керамика) камъкът (който днес наричаме мед) се превръщаше в течно вещество, което приема формата на всякаква форма. Инструментите могат да имат много остър режещ ръб, който също може да бъде заточен. Счупеният инструмент не трябваше да се изхвърля - достатъчно беше да се разтопи и да се излее отново във формата. Тогава стигнали до откритието, че медта може да се получи чрез изпичане на различни руди, които се срещат много по-често и в по-голям обем от чистите метали. Разбира се, те не разпознаха на пръв поглед метала, скрит в рудата, но тези вкаменелости несъмнено ги привличаха с пъстрия си цвят. И когато след дълга поредица от произволни и по-късно умишлени количествени експерименти, откриването на бронза, твърда златна сплав от мед и калай, беше добавено към това, господството на камъка, продължило милиони години, се разклати в самата му основа.

В Централна Европа медните изделия се появяват за първи път в изолирани случаи в края на неолита, малко по-често се срещат в енеолита. Въпреки това, вече по-рано, през седмото - петото хилядолетие пр.н.е. д., по-развитият Близък изток започва да получава мед чрез топене на подходящи за тази цел оксид (куприт), карбонат (малахит), а по-късно и сулфидни руди (меден пирит). Най-простото било топенето на оксидни руди, получени от изветрени медни находища. Такива руди са възможни при температура 700-800 градуса. възстановяване до чиста мед:

Cu 2 O + CO → 2Cu + CO 2

Когато древните леярски работници добавят калай към този продукт (спомнете си египетската рецепта), се появява сплав, която далеч надминава медта по своите свойства. Вече половин процент калай увеличава твърдостта на сплавта четири пъти, 10 процента - осем пъти. В същото време точката на топене на бронза намалява, например при 13 процента калай с почти 300 ° C. Портите се отвориха към нова ера! Зад тях вече не срещаме онова старо хомогенно общество, в което всички правеха почти всичко. Производството на предмет от метал беше предшествано от дълго пътуване - търсене на рудни находища, добив на руда, топене в топилни ями или пещи, леене в калъпи; всичко това изискваше цял набор от специални знания и умения. Следователно сред занаятчиите диференциацията започва от специалности: миньори, металурзи, леярски работници и накрая търговци, чиято професия е необходима за останалите и следователно високо ценена от тях. Не всеки би могъл успешно да се занимава с цялата гама от толкова сложни дейности. Съвременните експериментатори също се сблъскват с много неуспехи и трудности, когато се опитват да повторят някои от технологичните методи на праисторическите металурзи и леярски работници.

Сергей Семенов открива с помощта на трацеологичния метод и експериментално потвърждава факта, че в зората на бронзовата епоха хората са използвали много груби каменни оръдия от гранит, диорит и диабаз под формата на мотики, тояги, наковални и трошачки за добиване и раздробяване на руди.

Експериментаторите тестваха топенето на малахитова руда в малко задълбочено огнище без използване на въздушен взрив. Изсушили ковачницата и я покрили с каменни плочи по такъв начин, че се появила кръгла амбразура с вътрешен диаметър около един метър. От въглен, който се използвал като гориво, в ковачницата била направена конусообразна конструкция, в средата на която била поставена руда. След няколко часа горене, когато температурата на открития пламък достигна 600–700 ° C, малахитът се стопи до състояние на меден оксид, тоест не се образува метална мед. Подобен резултат беше постигнат и при следващия опит, когато вместо малахит беше използван куприт. Причината за повредата по всяка вероятност беше излишният въздух в пещта. Нов тест с малахит, покрит с обърнат керамичен съд (целият процес протича по същия начин, както в предишните случаи), завърши с гъбеста мед. Експериментаторите са получили малко количество твърда мед само когато малахитовата руда е била смачкана преди топенето. Подобни опити са проведени в Австрия, чиито алпийски руди са били от голямо значение за праисторическа Европа. Експериментаторите обаче вкарват въздух в пещта, поради което достигат температура от 1100 ° C, което намалява оксидите до метална мед.

В един от експериментите експериментаторите са използвали да отлеят половината от бронзов сърп от оригиналната каменна форма, запазена от находките край Цюрихското езеро, за което е направена двойна страна. И двете части на формата бяха изсушени при 150°C и бронзът се излива при 1150°C. Формата остана непокътната и отливката беше добра. Тогава решават да пробват вече бронзовата двулистна калъпа за брадва, открита във Франция. Изсушена е старателно при 150°C. След това се запълва с бронз при температура 1150 ° C. Получи се продукт с отлично качество. В същото време не са открити и най-малки повреди на бронзовата форма, което е най-важният резултат от експеримента. Факт е, че преди експеримента някои изследователи изразиха мнението, че горещият метал по всяка вероятност ще се комбинира с материала на матрицата.

При производството на предмети с по-сложна конфигурация древните леярски работници са използвали техниката на леене при загуба на матрица. Те намазали восъчния модел с глина. При изпичане на глината восъкът изтича и след това бронзът е заменен. При изваждането на бронзовата отливка обаче се наложи калъпите да бъдат счупени, така че не е било необходимо да се разчита на повторното й използване. Експериментаторите разработиха този метод, изхождайки от технологичните инструкции от 16 век за производството на златни и сребърни камбани. По време на експериментите те заменят златото с мед, за да тестват едновременно възможността за замяна на благородни метали с конвенционални. Точката на топене на златото е 1063 ° C, медта - 1083 ° C. За проба е избрана отливката на медна камбана от мястото на първото хилядолетие преди Христа. NS Формата е направена от смес от глина и въглен, а моделът е от пчелен восък. От смес от глина и смлян дървени въглища се прави малка сърцевина и в нея се поставя малко камъче – сърцевината на камбана. Восъкът беше нанесен около сърцевината на тънък слой, равен на дебелината на стената на бъдещата отливка, и беше прикрепен восъчен пръстен, за да се оформи висулката на бъдещата камбана. Върху пръстена е прикрепен восъчен отвор с форма на дръжка, така че да служи като бункер за разтопен метал при изливане, втвърдяване и свиване на метала в отливката. Във восъчната черупка на дъното на камбаната се изрязва дупка, така че формова смес от глина, въглен и восък да запълни дупката и да фиксира позицията на сърцевината след разтопяването на восъка и по време на леенето. Увитата форма в горната част беше прободена с няколко сламки, които по-късно или бяха изгорени, или просто отстранени. Горещият въздух излизаше от формата по време на леенето през появилите се отвори. Целият модел беше покрит с няколко слоя смляна глина и въглен и изсушен в продължение на два дни. След това отново се покрива със слой въглища и глина (за здравина на формата) и над ушката се прикрепя фуниевиден бункер за пълнене от същата формираща смес. Шефът беше прикрепен леко наклонено, така че матрицата беше излята в наклонено състояние. Това трябваше да осигури безпрепятствено протичане на разтопената метла по долната част на предната й страна, докато от противоположната страна трябваше да се осъществява изтичането на въздух, изместен от метала, докато цялата матрица бъде напълно запълнена с разтопен метал. Преди топенето, фрагменти от медна руда бяха хвърлени в бункер, покрит с капак. След изсушаване матрицата се поставя в пещ, оборудвана с течащ канал. Печката се пълни с четири и половина килограма дървени въглища и се нагрява до температура от 1200 ° C. Восъчният модел и восъчната бучка се стопиха и изпариха, медта се стопи и чашите се отлеят във калъп, където образуваха метална камбана. След това външната "риза" е счупена, металният бос е свален, а глинената сърцевина, която е образувала кухата част на камбаната, е издълбана - остава само камъче.

Артър Пич проведе цяла серия от експерименти, посветени на преследването на бронз: производството на тел, спирала, лист, плътен пръстен и профилен прът. Натрупаният опит е използван от него при изработката на реплики на усуканите бронзови пръстени от културата Дурин, датиращи от ранната желязна епоха. Той прави общо седемнадесет реплики, всяка от които предоставя описание на археологическия оригинал, списък на използваните инструменти и приспособления, анализ на материалния състав и накрая обяснение на отделните операции и указание за продължителност на технологичния процес. Най-малко време е отделено на реплика номер две - дванадесет часа. Най-великият - шестдесет часа - поиска реплика номер четиринадесет.

През бронзовата епоха започват постепенно да се появяват неудобствата, свързани с производството, преди всичко ограничената наличност на суровини в природата и изчерпването на известните по това време находища. Това със сигурност беше една от причините хората да търсят нов метал, който да отговори на постоянно нарастващите нужди. Желязото отговаряше на тези изисквания. Отначало съдбата му приличаше на съдбата на медта. Първото желязо, от метеорен произход, или получено случайно, се появява още през третото и второто хилядолетие пр.н.е. NS в Източното Средиземноморие. Преди повече от три хилядолетия металургичните пещи започнаха да работят в Западна Азия, Анадола и Гърция. Те се появяват у нас в епохата на Халщат, но окончателно се вкореняват едва в епохата на Латене.

Сред суровините, използвани в древния бизнес за топене на желязо (оксиди, карбонати, силикати). Най-разпространени бяха оксидите: хематит или железен блясък, лимонит или кафява желязна руда, смес от железни хидроксиди и магнетит, които могат да бъдат редуцирани с голяма трудност.

Редукцията на желязото започва при около 500 ° C. Вероятно сега се чудите защо желязото влезе в употреба векове или хилядолетия по-късно от медта и бронза. Това се дължи на условията на неговото производство по това време. При температури, достигнати от първите металурзи в техните ковачници и пещи (около 1100 ° C), желязото никога не преминава в течно състояние (това изисква най-малко 1500 ° C), а се натрупва под формата на тестена маса, която се заварява при благоприятни условия в троха, напоена с шлака и остатъци от горими материали. С тази технология пренебрежимо малко количество въглерод беше прехвърлено от дървени въглища към желязо - около един процент, така че той беше мек и коварен дори в студено състояние. Изделия от такова желязо не достигат твърдостта на бронза. Точките лесно се огъват и бързо се затъпяват. Това беше така нареченото директно, директно производство на желязо. Остава до 17 век. Вярно е, че в някои праисторически и ранносредновековни пещи е било възможно да се получи желязо с по-високо ниво на въглеродно съдържание, тоест вид стомана. Едва от 17-ти век започват да се използват пещи, където се произвежда желязо в течно състояние и с високо съдържание на въглерод, тоест твърдо и крехко, от което се отлива слитък. За да се получи стомана, беше необходимо високовъглеродното желязо да стане ковко чрез премахване на част от съдържащия се въглерод. Следователно този метод се нарича непряко производство на желязо. Но праисторическите ковачи също разширяват опита си чрез експерименти. Те открили, че чрез нагряване на желязо в ковачница, когато температурата на дървените въглища достигне 800–900 ° C, могат да се получат продукти с много по-добри свойства. Факт е, че върху повърхността им се образува тънък слой с по-високо съдържание на въглерод, което придава на обекта качеството на нисковъглеродна стомана. Твърдостта на желязото се увеличава, когато принципът на втвърдяването е открит и неговите предимства започват да се използват.

Вероятно най-ранният експеримент в изучаването на древната металургия е поръчан от граф Вурмбранд преди около сто години. Неговите металургични работници са използвали дървени въглища, печена руда в обикновена ковачница с диаметър един и половина метра, а в процеса на топене подобряват условията на горене чрез слабо впръскване на въздух. Двадесет и шест часа по-късно те получиха приблизително двадесет процента желязо, от което изковаха различни предмети. Сравнително наскоро топенето на желязна руда в подобно устройство беше извършено от британски експериментатори. Те реконструирали обикновена ковачница за топене по подобие на ковачница, открита на древен римски обект. Оригиналната ковачница е с диаметър 120 см и дълбочина 45 см. Преди топенето британски изследователи изпичат рудата в окисляваща атмосфера при температура от 800°C. След запалването на дървените въглища към ковачницата постепенно се добавяли нови пластове руда и дървени въглища. По време на експеримента е използвано изкуствено издухване с копие. Отне около четири часа, докато един слой руда, редуциран с въглероден оксид, проникне в дъното. Работната температура се повиши до 1100 ° C и желязото се натрупва близо до отвора на фурмата. Добивът по време на процеса на топене е 20 процента. От 1,8 кг руда се получава 0,34 кг желязо.

Експериментите на Жил през 1957 г. откриват поредица от експерименти, посветени на намаляването на рудата в различни видове шахтови пещи. Още в първите експерименти Джоузеф Вилхелм Жил доказа, че праисторическа шахтова пещ може да работи успешно, използвайки естественото движение на въздуха по подветрените склонове. По време на едно от тестовете той записва температура от 1280 до 1420 ° C в центъра на пещта и 250 ° C в пространството на решетката. Резултатът от топенето е 17,4 кг желязо, тоест 11,5%: зарядът се състои от 152 кг кафява желязна руда и железен блясък и 207 кг въглен.

В Дания, особено в Лейра, са извършени много опитни нагрявания в реплики на пещи от римската епоха. Оказа се, че едно успешно топене може да произведе 15 кг желязо. За това датчаните трябваше да използват 132 кг блатна руда и 150 кг дървени въглища, които се получават при изгаряне на един кубичен метър. м твърда дървесина. Топенето продължи около 24 часа.

В Полша се провеждат систематични експерименти във връзка с изследването на обширната област за производство на желязо, открита в планините Swietokrzyskie. Процъфтява в късната римска епоха (трети до четвърти век сл. Хр.). Само от 1955 до 1966 г. археолозите изследват 95 металургични комплекса с повече от 4 хиляди пещи за топене на желязо в планините Swietokrzyskie. Археологът Казмеж Беленин смята, че общият брой на подобни комплекси в този район е 4 хиляди с 300 хиляди печки. Обемът на тяхното производство може да достигне 4 хиляди тона желязо с пазарно качество. Това е огромна фигура, която няма аналози в праисторическия свят.

Произходът на гореспоменатото желязотопилно производство датира от късния Латен (миналия век пр. н. е.) и ранния римски период, когато непосредствено в центъра на селището са разположени металургични комплекси с десет или двадесет пещи. Техните продукти отговаряха само на местни, много ограничени нужди. Започвайки от средноримския период, производството на желязо започва да се организира в природата, което достига най-големия си възход през III-IV век. Пещите са били разположени под формата на две правоъгълни отделения, разделени от дрейф за обслужващ персонал. Във всяко от отделенията пещите бяха групирани в две, три и дори четири. Така в един комплекс имаше няколко десетки печки, но нямаше редки изключения и селища със сто или дори двеста печки. Хипотезата за съществуването на износ на желязо през този период се потвърждава не само от броя на металургичните пещи с висока производителност, но и от множеството находки на съкровища с хиляди римски монети. През периода на миграцията и в ранното средновековие производството отново пада до ниво, което отговаря на местните нужди.

Предпоставка за възникването на такова масово металургично производство през римската епоха са били достатъчните запаси от дървесина и руда. Металурзите са използвали кафява желязна руда, хематит и железен шпат. Те добивали някои руди по обичайния метод за добив, за което свидетелства например мината Сташиц със система от шахти, шахти и с остатъци от облицовка и инструменти, датиращи от римската епоха. Те обаче не пренебрегнаха и блатната руда. Използвани са печки с дълбоко огнище и издигната шахта, която е трябвало да се счупи при изваждане на желязната гъба (скара).

От 1956 г. във Вентокшиските планини се провеждат експерименти, които реконструират производствения процес: добив на руда при пожари (за отстраняване на влагата, обогатяване и частично изгаряне на вредни примеси, като сяра); получаване на дървени въглища чрез изгаряне на дървени въглища в купчини; изграждане на пещ и изсушаване на стените й; изгаряне на пещта и директно топене; разработване на шахта на рудника и изкоп на желязната чаша; изковаване на желязна чаша.

През 1960 г. е открит Музеят на древната металургия на един от най-известните обекти (Нова Сбупия), в близост до който от 1967 г. насам през септември всяка година на широката публика се демонстрира технологията на праисторическата металургия. Тази демонстрация започва с доставката на руда от мина до металургичен комплекс, в който се помещават топилни на желязо на различни нива. Тук рудата се раздробява с чукове и се суши. Сушенето и обогатяването на рудата се извършва в съоръжения за печене. Такова устройство е под формата на купчина, образувана от слоеве дърва за огрев, изместени от руда. Купчината се запалва едновременно от всички страни. След изгаряне изсушената, изпечена и обогатена руда се натрупва, откъдето се взима за товарене. В близост до комплекса има и работно място на миньори, което показва производството на дървени въглища - полагане и изграждане на стек, изгаряне, демонтаж на стек, транспортиране на въглища до открит склад, смилане и накрая използването им в пещ. Следва загряване на пещта, монтаж и полагане на силфона. Персоналът на комплекса се състои от десет работници - миньори, металурзи, въглищари и помощни работници, които топят и същевременно подготвят втората пещ за експеримента. Топенето продължава с изваждането на желязната гъба от огнището, като първо трябва да се разбие мината.

През 1960 г. полски и чешки специалисти обединяват усилията си и започват съвместно да провеждат металургични експерименти. Те построиха две редукционни пещи по римски образци. Едната е аналогична на типа печка от Свентокшиските планини, втората съответства на археологическа находка в Лоденице (Чехия). За топене са използвани хематитова руда и букови въглища в съотношение едно към едно и половина и едно към едно и слаб въздушен взрив. Въздушният поток, температурата и редуциращите газове бяха систематично наблюдавани и измервани. По време на експеримент върху аналог на полска пещ, която имаше задълбочена под и различни надстройки на шахти - високи 13, 27 и 43 см, учените установиха, че процесът на топене се концентрира в гърлата на двете срещуположни фурми, където се намират подвижна шлака и гъбесто желязо (от 13 до 23 процента желязо и само около един процент метално желязо в капчици в долната шлака). Температурата в близост до фурмите достига 1220–1240 ° C.

Процесът протича по подобен начин по време на експериментите в пещта Lodenitz; само външният вид на шлаковите и железните образувания беше различен. Температурата в близост до копието беше 1360 ° C. И в тази реплика се получи железен кристал със следи от карбуризация. На гърлата на фурмите винаги се е образувал железен бокал, докато по-леката шлака изтича през порите й в дъното на слоя въглен. Ефективността и в двата случая не надвишава 17–20 процента.

По-нататъшните експерименти са насочени към изясняване на нивото на славянското металургично производство през 8 век, чиито останки са запазени в комплексите, открити в Елеховице край Уников в Моравия. Това беше преди всичко за определяне дали е възможно да се направи стомана в такива пещи. По отношение на добива на желязо и ефективността на пещта, това е от вторичен интерес, тъй като многобройните измервания, извършени по време на експеримента, оказват неблагоприятно влияние върху процеса на топене.

Фурните от типа Желеховицки са забележителни устройства с гениален дизайн. Тяхната форма направи възможно извършването на висококачествено пълнене с пълнеж. Експериментите показват, че металурзите, когато топят, могат сами да произвеждат дървени въглища. Горивото трябваше да се вкарва в пещта на малки порции, в противен случай имаше опасност от блокиране на тесния отвор на шахтата точно над огнището на пещта. Нискотопимите железни руди притежаваха неоспоримо предимство, но пещите от типа Желеховицки успяха да възстановят както хематит, така и магнетит. Предварителното изпичане на рудата не беше трудно и по всяка вероятност беше изгодно във всеки случай. Сантиметровият размер на рудните буци беше оптимален.

Пълнежът образува топящ се конус в огнището на пещта, а след това излятият материал се транспортира автоматично до кухината зад копието, където се образува епицентърът на ужилването, в който продуктът е защитен от повторно окисление чрез принудителен въздух.

Важен параметър е обемът на въздуха, инжектиран в пещта. Ако няма достатъчно издухване, температурата е твърде ниска. По-голям обем въздух води до значителна загуба на желязо, което преминава в шлаката. Оптималният обем на издухания въздух е 250–280 литра в минута за пещ Желеховице.

Освен това експериментаторите открили, че при определени условия е възможно дори в примитивни индивидуални пещи да се получи високовъглеродна стомана и следователно няма нужда от последващо въглеродизиране. По време на експерименти в комплекса Желеховицки, археолозите отбелязаха факта, че всички пещи са оборудвани с мивка зад копието. Те хипотетично са взели това пространство като камера за нагряване и въглеродяване на песъчинките, които се натрупват там веднага след топенето. Те тестваха хипотезата си в реплика на пещта в Желеховице. След шестчасово топене на хематитова руда от въглища, крицата се нагрява в редуцираща среда в задната кухина на пещта. Температурата в камерата е 1300 ° C. Продуктът се изважда от фурната на червен и бял огън. Шлаката изтича през порите на гъбестата желязна маса. Продуктът съдържаше въглеродно желязо заедно с чисто желязо.

По време на Новгородската археологическа експедиция през 1961 и 1962 г. е извършено експериментално топене на желязо в копие на древна руска надземна шахтна пещ от X-XIII век, добре известна както от археологически, така и от етнографски източници. Като се има предвид факта, че изсушаването на пещта от глина - а именно оригиналите са направени от нея - ще отнеме няколко седмици, експериментаторите са използвали глинени блокове при производството й. Пролуките между тях бяха запълнени с глина и пясъчна грес. Вътрешността на пещите беше покрита с приблизително сантиметър слой глина и пясък. Печката имаше цилиндрична форма с диаметър 105 см и височина 80 см. В центъра на цилиндъра беше поставена шейсетсантиметрова пещ. Диаметърът на горния отвор беше 20 см, огнището - 30 см. В долната част на пещта експериментаторите направиха отвор с размери 25x20 см, който служи за инжектиране на въздух и изхвърляне на шлака. Контролът върху режима вътре в пещта се осъществяваше чрез два диоптъра в стената, през които бяха въведени части от измервателната апаратура. Продухването е извършено по най-новия начин - електродвигател, чиято мощност е приведена в съответствие с параметрите, постигнати чрез коване на маншони. Двадесет сантиметровото копие отново беше копие на стария тип, направено от смес от глина и пясък. Пясъкът изсъхна три дни при нормални метеорологични условия.

За топене са използвали предимно блатна руда с много високо съдържание на желязо (около 77 процента), а в два случая и хипергенна руда, която е натрошена до размера на орех. Преди пълненето рудата е изсушена, като част от нея дори е изгорена за около половин час на огън. Топенето започва с нагряване на пещта със сухи борови трупи с естествена тяга за два часа. След това почистиха пещта и я покриха с тънък слой въглищен прах и натрошени въглища. Последва монтирането на копието и намазването на всички пукнатини с глина. Продухването започна, когато шахтата беше напълно запълнена с въглен през отвора за дим. Пет до десет минути по-късно боровите въглища се запалиха и след половин час една трета от тях изгоряха. Празното пространство, образувано в горната част на мината, беше запълнено със заряд, който се състоеше от въглища и руда. Когато зарядът се уталожи, към получената празнота беше добавена друга част. Бяха проведени общо седемнадесет експериментални забега.

От пълнежа, който се състои от 7 кг руда и 6 кг дървени въглища, са получени 1,4 кг гъбесто желязо (20 процента) и 2,55 кг шлака (36,5 процента). Масата на дървените въглища в нито една от горещите не надвишава масата на рудата. Стопянията, извършени при по-високи температури, произвеждат по-малко желязо. Факт е, че при по-високи температури в шлаката преминава повече желязо. В допълнение към температурния режим, точността на избора на оптималния момент за изтичане на шлаката оказва сериозно влияние върху качеството и ефективността на топенето. При твърде ранно или, обратно, твърде късно изхвърляне, шлаката абсорбира железните оксиди и това доведе до по-малък обем на производството. При високо съдържание на железни оксиди шлаката става вискозна и следователно изтича по-зле и се отървава от гъбестото желязо.

Значението на новгородските опити е особено голямо, тъй като при някои от тях се отделя шлака. Топенето продължи от 90 до 120 минути. В този тип пещи е било възможно да се преработят до 25 кг руда в един цикъл и да се получат повече от 5 кг желязо. Редуцираното гъбено желязо се отлага не директно на дъното на пещта, а малко по-високо. Получаването на метален чугун от този продукт беше допълнителна независима и сложна операция, свързана с ново отопление. И тези експерименти потвърдиха хипотезата, че при определени условия се получава карбуризация на желязо в конвенционални редуциращи пещи, тоест се получава необработена стомана. В редукционните пещи, където процесът протича без изпускане на шлака, се получава конгломерат, който се състои от гъбено желязо (горна част), шлака (долна част) и остатъци от въглища. Отделянето на гъбестото желязо от шлаката обикновено се извършва механично.

Напоследък археолозите откриха в Моравския карст, в района на град Бланско, много следи от древна металургична дейност - ями за пещи, фрагменти, стени, фурми, буци - датиращи от 10 век. В модел на една от пещите с джобно огнище беше проведен експеримент, който показа, че в такова устройство може да се произвежда и въглеродна стомана и че гъбестото желязо се синтерува на нивото на копието и следователно не може да бъде намерено под шлаковите слитъци.

Камъкът - гранит, варовик, мрамор, диабаз, базалт - отдавна се използва от човека като строителен материал. Какво вдъхнови хората с идеята за топене на камък? Какви са характеристиките на стопения камък?

По отношение на киселинната устойчивост, разтопеният камък не отстъпва на порцелана. Дори в кипящи киселини, които разтварят всякакви метали в продължение на няколко часа, а понякога дори и минути, каменната отливка не се разрушава. Устойчивостта на разтопен камък е много по-висока от тази на металите, материалът не подлежи на "стареене", не е запознат с "умора". Трудни и люти студове. И като центробежно отлят, той има още по-висока производителност.

Предимствата на стопения камък включват простотата на технологията за неговото производство. Загребете скалата с багерна кофа, заредете я и я занесете във фурните. Не малко значение е и фактът, че за получаване на какъвто и да е метал е необходимо да се преработи много повече "руда", отколкото металът я напуска. При обработката на камък отпадъците са не повече от десет процента.

За съжаление е крехка. Но силата се увеличава, ако е подсилена с метал. Освен това разтопеният камък е чувствителен към внезапни температурни промени. Допустимите към момента норми в течна среда са 100, във въздушна среда - 250 градуса. Работи се за получаване на топлоустойчиви видове отливки. Вече има формулировки, които могат да издържат на температурни спадове от 500 и дори 600 градуса.

Дори при липса на дефицит за метал, използването на леене на камък ще бъде просто необходимо. Ето един от безбройните примери. Производството на торове като суперфосфат преди е било много загрижено за специалистите. Металните остриета на бъркалките не издържаха дълго на влиянието на агресивна среда. И същите остриета, изработени от разтопен камък, се оказаха почти двадесет пъти по-здрави. Като цяло леенето на камък е най-търсено сред химиците. И не без основание. Спестява хиляди тонове силно оскъдно олово, като значително удължава експлоатационния живот на оборудването. Например в Кузнецкия металургичен завод баните за мариноване, облицовани с каменни плочки, служат в продължение на шест години, докато оловната облицовка се сменя след шест месеца.

Замяната на метални тръби с тръби от лят камък също има значителни икономически ползи. В рудопреработвателния завод в Кривой рог металният тръбопровод за транспортиране на руда служи най-много шест месеца, а тръбите от разтопен камък - осем пъти по-дълго. Чугунени тави за хидравлично отстраняване на пепел в ТЕЦ се провалят за 9-12 месеца. Каменните тръби могат да издържат 20 или 30 години.