Topljivi kamen. Točka topljenja kamena
Poznati "pultovi" govore svojim posjetiteljima da su planine Irana, Turske i Grčke " mramor otopljen bombardiranjem VCC - velike kozmičke civilizacije".
Zanimljive su tamo fotografije putovanja Iranom, Turskom i Grčkom, ali, čini se, tamo nema kemičara.
I ja izdaleka poštujem kemiju, ali postoje velike sumnje oko "otopljenja mramornih planina".
No mnoge stvari nisu jasne kako se to radi, izostavljajući zagrade taljenje mramora.
# Behistun_Inscription
Silikonska lava
Najtipičnije za vulkane Pacifičkog vatrenog prstena. Obično je vrlo viskozan i ponekad se smrzne u ustima vulkana čak i prije kraja erupcije, čime ga zaustavlja. Vulkan s plutom može nabubriti, a zatim se erupcija nastavlja, u pravilu, silovitom eksplozijom. Prosječna brzina protoka takve lave je nekoliko metara dnevno, a temperatura je 800-900 ° C. Sadrži 53-62% silicijevog dioksida (silicijev dioksid). Ako njegov sadržaj dosegne 65%, lava postaje vrlo viskozna i spora. Vruća lava je tamne ili crno-crvene boje. Očvršćene silicijske lave mogu oblikovati crno vulkansko staklo. Takvo staklo se dobiva kada se talina brzo ohladi, a da nema vremena za to
Nastanak mramora posljedica je takozvanog procesa metamorfizma: pod utjecajem određenih fizikalno-kemijskih uvjeta mijenja se struktura vapnenca (sedimentna stijena organskog podrijetla), pa se kao rezultat toga rađa mramor.
U građevinskoj praksi "mramor" se naziva metamorfna stijena srednje tvrdoće koja zahtijeva poliranje ( mramor, mramorni vapnenac , gusti dolomit, karbonat breče i karbonatni konglomerati).
Do sada se riječ `mramor 'koristila za označavanje različitih pasmina koje su međusobno slične. Graditelji mramor nazivaju bilo kojim izdržljivim, poliranim vapnencem. Ponekad se slična pasmina zamijeni za mramor. serpentinit... Pravi mramor na laganom lomu podsjeća na šećer.
O vađenju mramora u Iranu, da, miniraju:
Zadovoljstvo nam je predstaviti našu korporaciju "Omarani Yazdbaf" - renomiranu korporaciju za vađenje kamena. Naša tvrtka rudari oniks (svijetlozeleni, bijeli), mramor (krem, narančasti, crveni, ružičasti, žuti) i travertin (čokoladni, smeđi)
---
Općenito, ništa nije jasno - tko se popeo na planinu i zašto je srušio reljef u planini.
Bazalt je kamen. Bazalt je tvrdi kamen - tako se može činiti autsajderu koji je prvi posjetio Sikachi-Alyan, gledajući poznate crteže petroglifa prikazane na ogromnim gromadama.
No, nakon što je dosta proučio to pitanje, pokazalo se da bazalt može biti vrlo različit. Tu je i bazaltni tuf – koji nije tako tvrd. Osobno sam još 2012. godine proveo eksperiment crtanja jednog od kamena koji se nalazi daleko od samog kompleksa. Blago naoštrenim komadom kamena uspio sam u samo par minuta napraviti utor na stijeni širine oko 1 cm i dubine pola centimetra! A ovo je poznata tvrdoća bazalta? Da, na obali postoje vrlo jaki predstavnici, ali oni su u manjini. I pokazalo se da je legenda da je kamenje "nekad bilo mekano" neodrživa. Uostalom, kamenje je sada mekano!
Sjećam se da sam dugo lutao među njima, ne shvaćajući otkud čudne pruge na vrhovima kaldrme, kao da su ih brusevima rezali u raznim smjerovima, ili su na njima piljene daske. Sve se pokazalo jednostavnim i postalo je jasno kada se pokazalo da je kamenje mekano. Samo što lokalni ribari često vežu svoje čamce debelom metalnom žicom, koja uz značajne valove vode stalno trlja o kamen, na kraju ga brušeći i stvarajući utore. Jednostavna žica!
Ispostavilo se da bi svaki prošli ribar, koji je dugo sjedio na obali, mogao izdubiti lica Sikachi -Alyan, jedno za drugim - samo iz dosade, iz ničega što treba učiniti. Možda je shvaćanje da bazaltni kamen na obalama Amura uopće nije čvrst bio prvi neobičan rezultat istraživanja. Ali članak ipak nije o tome ...
Ranije smo već objavili fotografiju kamena pronađenog na istom mjestu, u Sikachi-Alyanu, na kojem je ostao neobičan trag, kao da ga je prstima ucrtano ako je gromada mekana, ili recimo nekoliko puta štapom . Ne postoji ništa poput ovoga u okrugu.
To je dovelo do misterije. Da ne kažem da sam želio to riješiti, ali pitao sam se može li kamen biti stvarno mekan? A sada, nakon nekog vremena, čekao me već drugi, čisti šok, kada mi je isprva riječ "Basalit" (toplinski izolator od bazalta) počela rezati uši - a nakon suđenja odjednom sam saznao da je točka taljenja bazalta bila samo 1300 - 1400 stupnjeva. Oni. čak i ispod tališta željeza! Prije toga mi se uvijek činilo da bi toplina za taljenje bilo kojeg kamena trebala biti najmanje 3 tisuće stupnjeva, no pokazalo se da to nije slučaj.
Drugim riječima, svaki ozbiljniji požar na području Sikachi-Alyan mogao bi lako omekšati ovo kamenje do stanja polutvrde lave. I tada možete lako zamisliti kako je, ubrzo nakon požara, osoba mogla prići takvom kamenu i preko njega nacrtati nešto čvrsto, keramičko ili željezno (drvo će se brzo zapaliti dodirom takve rastopljene lave).
Nekoliko desetaka šamotnih cigli, puhalo zraka i ugljen - to je sve što je potrebno za postizanje temperature taljenja do tisuću i pol stupnjeva, prema poveznici ispod:
Prema tekstu gornje teme, takav pomalo lukav dizajn sasvim je dovoljan za vrlo brzo taljenje aluminija. No, prema autoru, pritom je otopio i čelični lončić u kojem se nalazio ovaj aluminij. A ovo je već temperatura iznad 1400 stupnjeva, što je potrebno za taljenje bazalta.
Tako da ću u skoroj budućnosti, čim pronađem šamotnu (vatrostalnu) ciglu i glinu, par šaka ugljena i nabavim keramički ili neki drugi lončić, pokušati napraviti sličnu konstrukciju. Već su mi obećali dati hladnjak za ubrizgavanje zraka.
p.s. "Zašto je to potrebno?" - pitaš. A ja ću odgovoriti: "Još ne znam sebe". No, postoji određeni osjećaj da će, ako je moguće rastopiti bazalt u takvim uvjetima, to stvoriti novi lanac razmišljanja o tome kako su neki od crteža u Sikachi-Alyanu mogli nastati. I općenito će pomoći da se s druge strane pogleda život preteča iz Kupida.
I pored svega ostalog - samo zanimljivo.
P.S.2. I još nešto ... O da. Ovakvi primjeri dobar su način da shvatite kako je naše razmišljanje ponekad stereotipno. Možda se netko neće složiti sa mnom, ali prije nekoliko godina imao sam jasnu ideju da je svaki bazalt vrlo tvrd kamen. A sam kamen praktički je nemoguće apriorno otopiti. Razmišljanje se mijenja...
Svi znaju da je vulkanska erupcija užasan prirodni fenomen. Lava oduzima tisuće ljudi, upija sva živa bića, pretvarajući ih u pepeo. Gotovo je nemoguće pobjeći od nje. Otapanje kamena omogućuje vam da dobijete lavu kod kuće!
youtubeStoga se ne preporučuje gradnja kuća u blizini vulkana. Čak i ako su izumrli, svakog trenutka mogu oživjeti i tada se nevolje ne mogu izbjeći. No, ljudi ne gledaju upozorenja iz hidrometeoroloških centara i nastavljaju stvarati prazne prostore.
Lava je užarena masa, viskoznog izgleda, koja nastaje iz silikatnog kamenja pod utjecajem ogromnih temperatura i izbija iz vulkana.
Kanal King of Random odlučio je svojim pretplatnicima pokazati kako kod kuće pretvoriti obično kamenje u lavu. U te svrhe koristili su se taljenje i najnovija tehnologija.
Dečki s kanala dobili su pismo. Zasluženo su cijenili ideju i odlučili je oživjeti. Kraljevi slučajnosti ne boje se poteškoća i spremni su prihvatiti svaki izazov.
Kralj slučajnosti predložio je dva načina pretvaranja kamenja u lavu. Prva metoda bila je zagrijavanje prirodnog materijala u peći, a druga je zagrijavanje kamena pomoću vanjskog utjecaja posebnog uređaja nalik aparatu za zavarivanje.
Kao rezultat prve metode, kamenje se otopilo, ali je brzo postalo tvrdo i lomljivo. Ali s drugom metodom, dečki su uspjeli postići željeni rezultat. Temperatura taljenja kamenja je različita. Ovisi o njihovoj kemijskoj prirodi.
Pogledajte zanimljiv i informativan video! Ovako nešto definitivno niste vidjeli! Uzbudljiv film. Uživajte u gledanju i ugodan dan!
Toliko o vašem trenutnom odgoju ”, rekao je Yanechek poučno. - A ako ponekad svom sinu kažete nešto, on vam odgovori: "Ti, tata, ne razumiješ ovo, sada postoje druga vremena, drugo doba ... Uostalom, koštano oružje, kaže, nije posljednje riječ: jednog dana materijal." Pa, znate, ovo je previše: je li itko vidio materijal jači od kamena, drveta ili kosti! Iako si glupa žena, moraš priznati: što... što... pa da to prelazi sve granice.
Karel Chapek. O padu morala (iz zbirke "Apokrifa")
Sada jednostavno ne možemo zamisliti svoj život bez metala. Toliko smo navikli na njih da se barem podsvjesno opiremo - a u tome smo poput heroja pretpovijesnog doba koji je gore citiran - svakom pokušaju zamjene metala nečim novim, isplativijim. Dobro smo svjesni poteškoća u nekim industrijama koje stvaraju lakši, izdržljiviji i jeftiniji materijal. Habit je željezni korzet, ali i da je od plastike, ipak bi bio udobniji. Međutim, preskočili smo nekoliko tisućljeća. Prvi potrošači metala nisu ni slutili da će buduće generacije svoje otkriće staviti u rang s najistaknutijim prekretnicama na putu gospodarskog i tehnološkog razvoja - s pojavom poljoprivrede i industrijskom revolucijom u 19. stoljeću.
Otkriće se vjerojatno dogodilo - kako to ponekad biva - kao rezultat neke neuspješne operacije. Pa, na primjer, ovako: pretpovijesni seljak trebao je napuniti zalihu kamenih ploča i sjekira. Od gomile praznina koje su mu ležale pod nogama, birao je kamen po kamen i vještim pokretima odbijao jednu ploču za drugom. A onda mu je u ruke pao neki sjajni kutni kamen od kojeg se, koliko god udario po njemu, nije odvojila niti jedna ploča. Štoviše, što je marljivije tukao po tom bezobličnom komadu sirovine, to je više počeo nalikovati na tortu, koja se na kraju mogla zgužvati, uvijati, povlačiti u dužinu i valjati u najnevjerojatnije oblike. Tako su se ljudi prvi put upoznali sa svojstvima obojenih metala - bakra, zlata, srebra, elektrona. U izradi prvog, vrlo jednostavnog nakita, oružja i oruđa, bila im je dovoljna najraširenija tehnika kamenog doba - udarac. Ali ti su predmeti bili mekani, lako se lomili i dosadni. U ovom obliku nisu mogli ugroziti dominaciju kamena. Osim toga, metali u svom čistom obliku, podložni obradi kamena u hladnom stanju, iznimno su rijetki u prirodi. Pa ipak, svidio im se novi kamen, pa su eksperimentirali s njim, kombinirali tehnike obrade, postavljali pokuse, razmišljali. Naravno, morali su pretrpjeti mnoge neuspjehe, a trebalo je jako puno vremena prije nego što su uspjeli otkriti istinu. Na visokim temperaturama (dobro su poznavale njegove posljedice nakon pečenja keramike) kamen (koji danas nazivamo bakar) pretvorio se u tekuću tvar koja je poprimila bilo koji oblik. Alati bi mogli imati vrlo oštar rezni rub koji bi se također mogao naoštriti. Polomljeni alat nije morao biti bačen - bilo je dovoljno otopiti ga i ponovno uliti u kalup. Tada su došli do otkrića da se bakar može dobiti prženjem raznih ruda, koje se nalaze mnogo češće i u većem volumenu od čistih metala. Naravno, na prvi pogled nisu prepoznali metal skriven u rudi, no ti su ih fosili nesumnjivo privukli svojom šarenom bojom. A kada je, nakon dugog niza nasumičnih i kasnijih namjernih kvantitativnih eksperimenata, tome dodano otkriće bronce, čvrste zlatne legure bakra i kositra, dominacija kamena, koja je trajala milijunima godina, bila je poljuljana. sam njegov temelj.
U srednjoj Europi bakreni se proizvodi prvi put u izoliranim slučajevima pojavljuju krajem neolitika, nešto češće u eneolitiku. Međutim, već ranije, u sedmom - petom tisućljeću pr. e., razvijeniji Bliski istok počeo je dobivati bakar topljenjem pogodnih za tu svrhu oksida (kuprit), karbonatnih (malahit), a kasnije i sulfidnih ruda (bakreni pirit). Najjednostavnije je bilo taljenje oksidnih ruda dobivenih iz istrošenih naslaga bakra. Takve rude moguće su na temperaturi od 700-800 stupnjeva. preraditi u čisti bakar:
Cu 2 O + CO → 2Cu + CO 2
Kad su drevni ljevaonici ovom proizvodu dodali kositar (sjetite se egipatskog recepta), nastala je legura koja je svojim svojstvima daleko nadmašila bakar. Već pola posto kositra povećava tvrdoću legure četiri puta, 10 posto - osam puta. Istodobno se talište bronce smanjuje, na primjer pri 13 posto kositra za gotovo 300 ° C. Vrata su se otvorila u novu eru! Iza njih više ne susrećemo to staro homogeno društvo u kojem su svi radili gotovo sve. Izradi predmeta od metala prethodio je dug put - potraga za rudnim nalazištima, vađenje rude, taljenje u topionicama ili pećima, lijevanje u kalupe; sve je to zahtijevalo čitav niz posebnih znanja i vještina. Stoga među obrtnicima diferencijacija počinje po specijalnostima: rudarima, metalurzima, ljevaonicama i naposljetku trgovcima, čije je zanimanje ostalo neophodno i stoga ih visoko cijene. Nisu se svi mogli uspješno uključiti u cijeli niz tako složenih aktivnosti. Suvremeni eksperimentatori također su se suočili s mnogim neuspjesima i poteškoćama kada su pokušali ponoviti neke od tehnoloških metoda prapovijesnih metalurga i ljevaonica.
Sergej Semenov otkrio je transeološkom metodom i eksperimentalno potvrdio činjenicu da su u zoru brončanog doba ljudi koristili vrlo grubo kameno oruđe od granita, diorita i dijabaza u obliku motika, toljaga, nakovnja i drobilica za vađenje i drobljenje ruda.
Eksperimentatori su testirali taljenje malahitne rude u malom produbljenom ognjištu bez upotrebe zračnog mlaza. Osušili su kovačnicu i prekrili je kamenim pločama na takav način da se pojavila okrugla ambalaža s unutarnjim promjerom od oko jednog metra. Od drvenog ugljena, koji se koristio kao gorivo, u kovačnici je napravljena konstrukcija u obliku konusa, u čiju je sredinu postavljena ruda. Nakon nekoliko sati gorenja, kada je temperatura otvorenog plamena dosegla 600–700 ° C, malahit se otopio do stanja oksidnog bakra, odnosno nije nastao metalni bakar. Sličan rezultat postignut je i u sljedećem pokušaju, kada je umjesto malahita korišten kuprit. Razlog kvara je po svoj prilici bio višak zraka u kovačnici. Novi test s malahitom, prekriven obrnutom keramičkom posudom (cijeli proces tekao je na isti način kao i u prethodnim slučajevima), završio je sa spužvastim bakrom. Eksperimentatori su dobili malu količinu čvrstog bakra tek kada je malahitna ruda zdrobljena prije taljenja. Slični pokusi provedeni su u Austriji čije su alpske rude bile od velike važnosti za pretpovijesnu Europu. Međutim, eksperimentatori su ubacili zrak u peć, zbog čega su postigli temperaturu od 1100 ° C, što je reduciralo okside u metalni bakar.
U jednom od pokusa eksperimentatori su koristili lijevanje brončanog srpa polovice izvornog kamenog oblika sačuvanog iz nalaza u blizini Zürichskog jezera, za što je napravljena parna strana. Oba dijela kalupa sušena su na 150 ° C, a bronca izlivena na 1150 ° C. Kalup je ostao netaknut i lijevanje je bilo dobro. Tada su odlučili isprobati već brončani dvolisni kalup za sjekiru, pronađen u Francuskoj. Temeljito se suši na 150 ° C. Zatim je napunjena broncom na temperaturi od 1150 ° C. Dobiven je proizvod izvrsne kvalitete. Istodobno, na brončanom obliku nisu pronađena ni najmanja oštećenja, što je bio najvažniji rezultat pokusa. Činjenica je da su prije eksperimenta neki istraživači izrazili mišljenje da će se vrući metal, po svoj prilici, spojiti s materijalom kalupa.
U izradi predmeta složenije konfiguracije, drevni ljevaonici koristili su tehniku lijevanja bez kalupa. Model od voska premazali su glinom. Kada se pekla glina, vosak je istjecao, a zatim je zamijenjena bronca. Međutim, vađenjem brončanog odljeva, kalupi su se morali razbiti, pa se nije bilo potrebe oslanjati na njegovu ponovnu uporabu. Eksperimentatori su razradili ovu metodu, polazeći od tehnoloških uputa iz 16. stoljeća za izradu zlatnih i srebrnih zvona. Tijekom pokusa zlato su zamijenili bakrom kako bi istovremeno testirali mogućnost zamjene plemenitih metala konvencionalnim. Talište zlata je 1063 ° C, bakra - 1083 ° C. Za uzorak je odabrano lijevanje bakrenog zvona s mjesta prvog tisućljeća prije Krista. NS. Kalup je napravljen od mješavine gline i drvenog ugljena, a model od pčelinjeg voska. Od mješavine gline i mljevenog drvenog ugljena napravljena je mala jezgra i u nju se stavljao mali kamenčić – srce zvona. Vosak je nanesen oko jezgre u tankom sloju jednakom debljini stijenke budućeg odljeva, a voštani prsten je pričvršćen kako bi oblikovao privjesak budućeg zvona. Iznad prstena je pričvršćen voštani otvor u obliku ručke tako da je služio kao lijevak za rastopljeni metal tijekom izlijevanja, skrućivanja i skupljanja metala u lijevanju. U voštanoj ljusci na dnu zvona izrezana je rupa kako bi mješavina gline, ugljena i voska za oblikovanje ispunila rupu i popravila položaj jezgre nakon topljenja voska i tijekom lijevanja. Omotani oblik na vrhu probušen je s nekoliko slamki, koje su kasnije ili spaljene ili jednostavno uklonjene. Vrući zrak je izlazio iz kalupa tijekom lijevanja kroz rupe koje su se pojavile. Cijeli je model prekriven s nekoliko slojeva mljevene gline i drvenog ugljena i sušen dva dana. Zatim je ponovno prekriven slojem ugljena i gline (za čvrstoću oblika), a lijevak u obliku lijevka iz iste smjese za oblikovanje pričvršćen je iznad ušice. Šefica je pričvršćena blago ukoso tako da je kalup izliven u kosom stanju. To je trebalo osigurati nesmetan protok rastopljene metle duž donjeg dijela njezine prednje strane, dok bi se na suprotnoj strani trebao odvijati odljev zraka istisnutog metalom sve dok se cijeli kalup potpuno ne napuni rastopljenim metalom. Prije taljenja u bunker prekriven poklopcem bacani su ulomci bakrene rude. Nakon sušenja, kalup je stavljen u pećnicu opremljenu kanalom za propuh. Peć je napunjena s četiri i pol kilograma drvenog ugljena i zagrijana na temperaturu od 1200 ° C. Voštani model i voštana gruda su se otopili i isparili, bakar se otopio i čaše su se ukalupile u kalup, gdje su formirale metalno zvono. Zatim je razbijena vanjska "košulja", uklonjena metalna šupljina, a glinena jezgra, koja je činila šuplji dio zvona, iskopana - ostao je samo kamenčić.
Arthur Pitch je proveo čitav niz eksperimenata posvećenih lovljenju bronce: proizvodnju žice, spirale, lima, čvrstog prstena i profilne šipke. Stečeno iskustvo koristio je u izradi replika upletenih brončanih prstenova kulture Durin, koji datiraju iz mlađeg željeznog doba. Ukupno je izradio sedamnaest replika, od kojih je svaku dostavio s opisom arheološkog originala, popisom upotrijebljenih alata i uređaja, analizom sastava materijala i na kraju objašnjenjem pojedinih operacija i naznakom trajanje tehnološkog procesa. Najmanje je vremena potrošeno na repliku broj dva - dvanaest sati. Najveći - šezdeset sati - tražio je repliku broj četrnaest.
Tijekom brončanog doba počele su se postupno pojavljivati neugodnosti povezane s proizvodnjom, prvenstveno ograničena dostupnost sirovina u prirodi i iscrpljivanje do tada poznatih naslaga. To je zasigurno bio jedan od razloga zašto su ljudi tražili novi metal koji bi mogao zadovoljiti sve veće potrebe. Željezo je ispunilo ove zahtjeve. U početku je njegova sudbina nalikovala sudbini bakra. Prvo željezo, meteorskog podrijetla, ili stečeno slučajno, pojavilo se već u trećem i drugom tisućljeću prije Krista. NS. u istočnom Sredozemlju. Prije više od tri tisućljeća metalurške peći su počele raditi u zapadnoj Aziji, Anadoliji i Grčkoj. Kod nas su se pojavili u halštatsko doba, ali su se konačno ukorijenili tek u doba La Tenea.
Među sirovinama koje su se koristile u drevnom topljenju željeza (oksidi, karbonati, silikati). Najrasprostranjeniji su bili oksidi: hematit, ili željezni sjaj, limonit ili smeđa željezna ruda, mješavina željeznih hidroksida i magnetita, koji se teško mogu reducirati.
Redukcija željeza počinje već na oko 500°C. Vjerojatno se sada pitate zašto je željezo u upotrebu ušlo stoljećima ili tisućljećima kasnije od bakra i bronce. To je zbog uvjeta njegove proizvodnje u to vrijeme. Na temperaturama koje su dosegli prvi metalurzi u svojim kovačnicama i pećima (oko 1100 ° C), željezo nikada nije prešlo u tekuće stanje (za to je potrebno najmanje 1500 ° C), već se nakupljalo u obliku tijestovite mase, koja je zavarena pod povoljnim uvjetima u mrvicu natopljenu troskom i ostacima zapaljivih materijala. Ovom tehnologijom je zanemariva količina ugljika prešla u željezo iz drvenog ugljena – oko jedan posto, pa je bilo mekano i kovati se i u hladnom stanju. Predmeti od takvog željeza nisu dosegli tvrdoću bronce. Bodovi su se lako savijali i brzo su dosadni. To je bila takozvana izravna, izravna proizvodnja željeza. Ostao je do 17. stoljeća. Istina, u nekim prapovijesnim i ranosrednjovjekovnim pećima bilo je moguće dobiti željezo s većim udjelom ugljika, odnosno svojevrsni čelik. Tek od 17. stoljeća počele su se koristiti peći, gdje se željezo proizvodilo u tekućem stanju i s visokim udjelom ugljika, odnosno tvrdo i krto, iz kojeg se lijevao ingot. Za dobivanje čelika bilo je potrebno željezo s visokim udjelom ugljika učiniti podatnim uklanjanjem dijela sadržanog ugljika. Stoga se ova metoda naziva neizravna proizvodnja željeza. No, prapovijesni kovači također su proširili svoja iskustva pokusima. Otkrili su da se zagrijavanjem željeza u kovačnici kada temperatura ugljena dosegne 800–900 ° C mogu dobiti proizvodi s mnogo boljim svojstvima. Činjenica je da se na njihovoj površini stvara tanki sloj s većim udjelom ugljika, što objektu daje kvalitetu niskougljičnog čelika. Tvrdoća željeza se povećala kada je otkriven princip stvrdnjavanja i počele se koristiti njegove prednosti.
Vjerojatno najraniji eksperiment u proučavanju antičke metalurgije naručio je grof Wurmbrand prije stotinjak godina. Njegovi metalurški radnici koristili su ugljen, pečenu rudu u jednostavnoj kovačnici promjera jedan i pol metra, a u procesu taljenja poboljšali su uvjete izgaranja slabim ubrizgavanjem zraka. Dvadeset i šest sati kasnije dobili su otprilike dvadeset posto željeza od kojeg su kovali razne predmete. Relativno nedavno, taljenje željezne rude u sličnom uređaju proveli su britanski eksperimentatori. Rekonstruirali su jednostavnu kovačnicu za taljenje nalik na kovačnicu otkrivenu na starom rimskom nalazištu. Izvorna kovačnica imala je promjer 120 cm i dubinu 45 cm. Prije taljenja britanski su istraživači rudu ispekli u oksidirajućoj atmosferi na temperaturi od 800 ° C. Nakon što je ugljen bio zapaljen, u kovačnicu su se postupno dodavali novi slojevi rude i drvenog ugljena. Tijekom pokusa korišteno je umjetno puhanje kopljem. Trebalo je oko četiri sata da jedan sloj rude reducirane ugljikovim monoksidom prodre u dno. Radna temperatura je porasla do 1100 ° C, a željezo se nakupilo u blizini ušća tujere. Prinos tijekom procesa taljenja bio je 20 posto. Od 1,8 kg rude dobiveno je 0,34 kg željeza.
Gillesovi pokusi 1957. otvorili su niz eksperimenata posvećenih redukciji rude u raznim vrstama osovinskih peći. Već u prvim pokusima Joseph Wilhelm Gilles dokazao je da je pretpovijesna šahtna peć mogla uspješno raditi koristeći prirodno kretanje zraka na zavjetrinama. Tijekom jednog od ispitivanja zabilježio je temperature od 1280 do 1420 ° C u središtu peći, te 250 ° C u prostoru rešetke. Rezultat taljenja bio je 17,4 kg željeza, odnosno 11,5 posto: punjenje se sastojalo od 152 kg smeđe željezne rude i sjaja željeza i 207 kg drvenog ugljena.
Mnoge iskusne topline u replikama peći iz rimskog doba provedene su u Danskoj, posebno u Leiri. Pokazalo se da se jednim uspješnim topljenjem može proizvesti 15 kg željeza. Za to su Danci morali upotrijebiti 132 kg močvarne rude i 150 kg drvenog ugljena, koji je dobiven spaljivanjem jednog kubika. m tvrdog drva. Topljenje je trajalo oko 24 sata.
U Poljskoj se provode sustavni pokusi u vezi s proučavanjem golemog područja proizvodnje željeza otkrivenog u gorju Swietokrzyskie. Procvat je doživio u kasnorimsko doba (treće do četvrto stoljeće nove ere). Samo od 1955. do 1966. arheolozi su istražili 95 metalurških kompleksa s više od 4 tisuće peći za taljenje željeza u Swietokrzyskie planinama. Arheolog Kazmezh Belenin smatra da je ukupan broj takvih kompleksa na ovom području 4 tisuće s 300 tisuća peći. Obim njihove proizvodnje mogao bi doseći 4 tisuće tona željeza tržišne kvalitete. Ovo je ogromna figura koja nema analoga u prapovijesnom svijetu.
Podrijetlo spomenute proizvodnje taljenja željeza datira iz kasnog La Tenea (prošlo stoljeće prije Krista) i ranog rimskog razdoblja, kada su se metalurški kompleksi s deset ili dvadeset peći nalazili izravno u središtu naselja. Njihovi proizvodi zadovoljavali su samo lokalne, vrlo ograničene potrebe. Počevši od srednjorimskog razdoblja, proizvodnja željeza se počela organizirati u prirodi, a najveći uspon dosegnula je u III-IV stoljeću. Peći su bile smještene u obliku dva pravokutna odjeljka, odvojena pomakom za osoblje za održavanje. U svakom odjeljku peći su bile grupirane u dva, tri, pa čak i četiri. Tako je u jednom kompleksu bilo nekoliko desetaka peći, ali nije bilo rijetkih izuzetaka i naselja sa stotinjak ili čak dvjesto peći. Hipotezu o postojanju izvoza željeza u tom razdoblju potvrđuje ne samo broj metalurških peći s visokom produktivnošću, već i brojni nalazi blaga s tisućama rimskih novčića. Tijekom razdoblja migracije i ranog srednjeg vijeka, proizvodnja je ponovno pala na razinu koja je zadovoljavala lokalne potrebe.
Preduvjet za nastanak tako masivne metalurške proizvodnje u rimsko doba bile su dovoljne zalihe drva i rude. Metalurzi su koristili smeđu željeznu rudu, hematit i željezni spar. Kopali su neke rude uobičajenom rudarskom metodom, o čemu svjedoči, na primjer, rudnik Stashits sa sustavom rudarskih vratila, utora i s ostacima obloga i alata koji datiraju iz rimskog doba. No, nisu prezirali ni močvarnu rudu. Korištene su peći s dubokim ognjištem i povišenim oknom, koje se moralo razbiti prilikom skidanja željezne spužve (roštilja).
Od 1956. na planinama więtokrzyskie provode se pokusi koji rekonstruiraju proizvodni proces: vađenje rude na požarima (za uklanjanje vlage, obogaćivanje i djelomično izgaranje štetnih nečistoća, poput sumpora); primanje drvenog ugljena spaljivanjem drvenog ugljena u hrpe; izgradnja peći i sušenje njezinih zidova; loženje peći i izravno taljenje; razvoj okna rudnika i iskop željezne čaše; kovanje željeznog pehara.
Godine 1960. otvoren je Muzej antičke metalurgije na jednom od najpoznatijih lokaliteta (Nova Sbupia), u blizini kojeg se od 1967. godine u rujnu svake godine široj javnosti demonstrira tehnologija pretpovijesne metalurgije. Ova demonstracija započinje isporukom rude iz rudnika u metalurški kompleks u kojem se nalaze topionice željeza na različitim razinama. Ovdje se ruda drobi čekićima i suši. Sušenje i obogaćivanje rude odvija se u postrojenjima za prženje. Takav uređaj je u obliku hrpe, formiranog od slojeva drva za ogrjev, pomaknutih rudom. Snop se pali istovremeno sa svih strana. Nakon izgaranja osušena, pečena i obogaćena ruda se gomila, odakle se uzima za utovar. U blizini kompleksa nalazi se i radno mjesto rudara, koje prikazuje proizvodnju drvenog ugljena - polaganje i postavljanje skladišta, spaljivanje, demontažu skladišta, transport ugljena do otvorenog skladišta, mljevenje i konačno korištenje u peći. Nakon toga slijedi zagrijavanje peći, ugradnja i polaganje mijeha. Osoblje kompleksa čini deset radnika - rudara, metalurga, ugljenokopa i pomoćnih radnika, koji tope i ujedno pripremaju drugu peć za pokus. Topljenje se nastavlja uklanjanjem željezne spužve s ognjišta, a minu se prvo mora razbiti.
1960. poljski i češki stručnjaci udružili su snage i počeli zajednički provoditi metalurške pokuse. Izgradili su dvije redukcijske peći po rimskim uzorima. Jedna je bila analogna vrsti peći sa planina Swietokrzyskie, druga je odgovarala arheološkom nalazu u Lodenicama (Češka). Za taljenje korištena je ruda hematita i bukov ugljen u omjeru jedan prema jedan i pol i jedan prema jedan i slab zračni udar. Protok zraka, temperatura i reducirajući plinovi sustavno su praćeni i mjereni. Tijekom eksperimenta na analogu poljske peći, koja je imala produbljene i različite nadgradnje vratila - različite visine 13, 27 i 43 cm, znanstvenici su otkrili da se proces taljenja koncentrirao na vratovima obje suprotne tujere, gdje su se nalazili pokretna troska i spužvasto željezo (od 13 do 23 posto željeza i samo oko jedan posto metalnog željeza u kapljicama u donjoj troski). Temperatura u blizini tujera dosegla je 1220-1240 ° C.
Na sličan se način proces odvijao tijekom pokusa u pećnici Lodenitz; samo je oblik troske i željeznih formacija bio drugačiji. Temperatura u blizini koplja bila je 1360°C. I u ovoj je replici dobiven kristal željeza s tragovima karburizacije. Željezni pehar uvijek je nastajao na vratovima tujera, dok je svjetlija troska kroz pore potekla na dno sloja ugljena. Učinkovitost u oba slučaja nije prelazila 17–20 posto.
Daljnji pokusi bili su usmjereni na razjašnjenje razine slavenske metalurške proizvodnje u 8. stoljeću, čiji su ostaci sačuvani u kompleksima otkrivenim u Elehovicama kod Unikova u Moravskoj. Prvenstveno se radilo o utvrđivanju je li moguće napraviti čelik u takvim pećima. S obzirom na prinos željeza i učinkovitost peći, to je bilo od sekundarnog interesa, budući da su brojna mjerenja provedena tijekom pokusa nepovoljno utjecala na proces taljenja.
Peći tipa Zhelechovitsky izvanredne su naprave genijalnog dizajna. Njihov oblik omogućio je visokokvalitetno punjenje punjenjem. Eksperimenti su pokazali da prilikom taljenja metalurzi mogu sami proizvoditi drveni ugljen. Gorivo se moralo stavljati u peć u malim obrocima, u protivnom je postojala opasnost od začepljenja uskog otvora na vratilu tik iznad ognjišta peći. Željezne rude niskog taljenja imale su neospornu prednost, ali peći tipa Zhelekhovytsky uspjele su oporaviti i hematit i magnetit. Predpečenje rude nije bilo teško i, po svoj prilici, u svakom je slučaju bilo isplativo. Centimetarska veličina grudica rude bila je optimalna.
Punjenje je tvorilo stožac za taljenje u ognjištu peći, a materijal koji je zatim izliven zatim se automatski transportirao u šupljinu iza koplja, gdje je nastao epicentar uboda, u kojem je proizvod zaštićen od ponovne oksidacije pomoću prisilni zrak.
Važan parametar je volumen zraka koji se ubrizgava u peć. Ako nema dovoljno puhanja, temperatura je preniska. Veći volumen zraka dovodi do značajnog gubitka željeza koje prelazi u trosku. Optimalni volumen upuhanog zraka bio je 250-280 litara u minuti za peć elechovice.
Nadalje, eksperimentatori su otkrili da je pod određenim uvjetima moguće, čak iu primitivnim pojedinačnim pećima, dobiti čelik s visokim udjelom ugljika i stoga nema potrebe za naknadnom karburizacijom. Tijekom pokusa u kompleksu Zhelekhovitsky, arheolozi su primijetili činjenicu da su sve peći opremljene sudoperom iza koplja. Hipotetski su ovaj prostor uzeli kao komoru za zagrijavanje i naugljičenje kore koja se tu nakupila odmah nakon topljenja. Svoju su hipotezu testirali u replici peći Zhelechovice. Nakon šest sati topljenja rude hematita iz ugljena, kritsa se zagrijala u redukcijskom okruženju u stražnjoj šupljini peći. Temperatura komore bila je 1300°C. Proizvod je izvađen iz pećnice pod crveno -bijelom vatrom. Zgura je tekla kroz pore spužvaste željezne mase. Proizvod je sadržavao karburizirano željezo zajedno s čistim željezom.
Tijekom novgorodske arheološke ekspedicije 1961. i 1962. godine provedeno je eksperimentalno taljenje željeza u replici drevne ruske nadzemne šahtne peći X-XIII stoljeća, dobro poznate i iz arheoloških i iz etnografskih izvora. S obzirom na to da bi sušenje peći od gline - naime, od nje su izrađeni originali - trajalo nekoliko tjedana, eksperimentatori su u njezinoj izradi koristili glinene blokove. Praznine između njih ispunjene su glinom i pijeskom. Unutrašnjost peći bila je obložena približno centimetarskim slojem gline i pijeska. Peć je imala cilindrični oblik promjera 105 cm i visine 80 cm. Peć od šezdeset centimetara postavljena je u središte cilindra. Promjer gornje rupe bio je 20 cm, ognjišta - 30 cm. U donjem dijelu peći eksperimentatori su napravili rupu veličine 25x20 cm, koja je služila za ubrizgavanje zraka i ispuštanje troske. Kontrola režima unutar peći vršila se kroz dvije dioptrije u zidu kroz koje su uvedeni dijelovi mjerne opreme. Puhanje je izvedeno na najnoviji način - elektromotor, čija je snaga dovedena u skladu s parametrima postignutim kovanjem mijehova. Koplje od dvadeset centimetara ponovno je bila replika starog tipa, napravljena od mješavine gline i pijeska. Pijesak se u normalnim vremenskim uvjetima sušio tri dana.
Za taljenje koristili su se uglavnom močvarna ruda s vrlo visokim udjelom željeza (oko 77 posto), a u dva slučaja i hipergenska ruda koja je usitnjena do veličine oraha. Prije punjenja ruda se sušila, a dio je čak i spaljivan oko pola sata na vatri. Topljenje je započelo grijanjem peći sa suhim borovim trupcima s prirodnim propuhom dva sata. Zatim su očistili peć i prekrili je tankim slojem ugljene prašine i usitnjenog ugljena. Slijedila je ugradnja koplja i premazivanje svih pukotina glinom. Puhanje je započelo kad je vratilo potpuno napunjeno ugljenom kroz otvor za dim. Pet do deset minuta kasnije borov ugljen se zapalio, a nakon pola sata izgorjela je trećina. Prazan prostor formiran u gornjem dijelu rudnika ispunjen je nabojem koji se sastojao od ugljena i rude. Kad se pristojba podmirila, nastali je praznina dodana još jedan dio. Ukupno je provedeno sedamnaest eksperimentalnih zagrijavanja.
Od ispune, koja se sastojala od 7 kg rude i 6 kg drvenog ugljena, dobiveno je 1,4 kg spužvastog željeza (20 posto) i 2,55 kg troske (36,5 posto). Masa drvenog ugljena ni na jednoj toplini nije prelazila masu rude. Otapanja provedena na višim temperaturama proizvela su manje željeza. Činjenica je da je pri višim temperaturama više željeza prešlo u trosku. Osim temperaturnog režima, točnost odabira optimalnog momenta za točenje troske imala je ozbiljan utjecaj na kvalitetu i učinkovitost taljenja. S preranim ili, obrnuto, prekasnim ispuštanjem, troska je apsorbirala željezne okside, što je dovelo do manjeg volumena proizvodnje. S visokim sadržajem željeznih oksida, troska je postala viskozna i stoga je gore istjecala i riješila se spužvastog željeza.
Značaj novgorodskih pokusa posebno je velik jer se tijekom nekih od njih oslobađala troska. Otapanje je trajalo od 90 do 120 minuta. U ovoj vrsti peći bilo je moguće obraditi do 25 kg rude u jednom ciklusu i dobiti više od 5 kg željeza. Reducirano spužvasto željezo nije se taložilo izravno na dnu peći, već nešto više. Dobivanje metalnog lijevanog željeza iz ovog proizvoda bila je daljnja samostalna i složena operacija povezana s novim grijanjem. I ovi su pokusi potvrdili hipotezu da se pod određenim uvjetima u konvencionalnim redukcijskim pećima događa karburizacija željeza, odnosno dobiva se sirovi čelik. U redukcijskim pećima, gdje je proces tekao bez točenja troske, dobiven je konglomerat koji se sastojao od spužvastog željeza (gornji dio), troske (donji dio) i ostataka ugljena. Odvajanje spužvastog željeza od troske obično se vršilo mehanički.
Nedavno su arheolozi na moravskom kršu, na području grada Blanskog, otkrili mnoge tragove drevne metalurške djelatnosti - jame u pećima, ulomke, zidove, pregrade, grudve - koje datiraju iz 10. stoljeća. Na modelu jedne od peći s džepnim ložištem proveden je pokus koji je pokazao da se u takvom uređaju može proizvesti i naugljenični čelik te da se spužvasto željezo sinterira na razini koplja te se stoga ne može naći ispod ingota troske.
Kamen - granit, vapnenac, mramor, dijabaz, bazalt - čovjek je dugo koristio kao građevinski materijal. Što je nadahnulo ljude s idejom otapanja kamena? Koje su karakteristike topljenog kamena?
Što se tiče otpornosti na kiseline, stopljeni kamen nije lošiji od porculana. Čak i u kipućim kiselinama, koje otapaju bilo koji metal nekoliko sati, a ponekad čak i minuta, kameni lijev se ne uništava. Otpornost na habanje staljenog kamena mnogo je veća od otpornosti metala, materijal ne podliježe "starenju", nije poznat "zamor". Teški i ljuti mrazevi. A što je centrifugalno lijevano, ima još veće performanse.
Prednosti topljenog kamena uključuju jednostavnost tehnologije njegove proizvodnje. Iskopajte stijenu kašikom bagera, napunite je i donesite u pećnice. Nije mala važnost činjenica da je za dobivanje bilo kojeg metala potrebno preraditi mnogo više "rude" nego što je metal napusti. Prilikom prerade kamena, otpad nema više od deset posto.
Nažalost, krhka je. No, čvrstoća se povećava ako je ojačana metalom. Osim toga, stopljeni kamen osjetljiv je na nagle promjene temperature. Trenutno dopuštene norme u tekućem mediju su 100, u zračnom mediju - 250 stupnjeva. U tijeku je rad na dobivanju vrsta odljevaka otpornih na toplinu. Već postoje formulacije koje mogu izdržati pad temperature od 500 pa čak i 600 stupnjeva.
Čak i u nedostatku manjka za metal, upotreba lijevanja kamena bit će jednostavno neophodna. Evo jednog od bezbroj primjera. Proizvodnja gnojiva kao što je superfosfat nekada je bila velika briga stručnjaka. Metalne oštrice miješalica dugo nisu izdržale utjecaj agresivnog okruženja. I iste oštrice od stopljenog kamena pokazale su se gotovo dvadeset puta jače. Općenito, lijevanje kamena je među kemičarima najveća potražnja. I ne bez razloga. Štedi tisuće tona vrlo oskudnog olova, značajno produžujući vijek trajanja opreme. Na primjer, u Kuznetskom metalurškom pogonu kupke za kiseljenje obložene pločicama za lijevanje kamena služe šest godina, dok je olovna obloga promijenjena nakon šest mjeseci.
Zamjena metalnih cijevi cijevima od lijevanog kamena također ima značajne ekonomske koristi. U tvornici za preradu rude Krivoy Rog metalni cjevovod za transport rude služio je najviše šest mjeseci, a cijevi od rastaljenog kamena - osam puta duže. Ladice od lijevanog željeza za hidrauličko uklanjanje pepela u termoelektranama ne uspiju za 9-12 mjeseci. Cijevi od lijevanog kamena mogu trajati 20 ili 30 godina.
Po nalogu vašeg srca
Newtonovi zakoni kretanja ukratko
Točka topljenja kamena