Kamen - granit, vapnenac, mramor, dijabaz, bazalt - čovjek je dugo koristio kao građevinski materijal. Što je inspiriralo ljude na ideju topljenja kamena? Koje su karakteristike taljenog kamena?

Što se tiče otpornosti na kiseline, topljeni kamen nije inferioran porculanu. 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 taljenog kamena mnogo je veća od otpornosti metala, materijal nije podložan "starenju", "umor" mu nije poznat. Teški i ljuti mrazevi. A što je centrifugalno lijevano, ima još veće performanse.

Prednosti topljenog kamena uključuju jednostavnost tehnologije njegove proizvodnje. Bagerskom kantom zagrabite kamen, natovarite ga i odnesite u pećnice. Nemale važnosti je i činjenica da je za dobivanje bilo kojeg metala potrebno preraditi mnogo više "rude" nego što metal iz nje izlazi. Prilikom obrade kamena otpada ne više od deset posto.

Nažalost, krhka je. Ali snaga se povećava ako je ojačana metalom. Osim toga, stopljeni kamen je osjetljiv 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 nisu dugo izdržale utjecaj agresivnog okruženja. A iste oštrice od topljenog kamena pokazale su se gotovo dvadeset puta jačim. Općenito, lijevanje kamena je u najvećoj potražnji među kemičarima. I to ne bez razloga. Štedi tisuće tona vrlo oskudnog olova, značajno produžujući vijek trajanja opreme. Na primjer, u metalurškoj tvornici Kuznetsk, kupke za kiseljenje obložene pločicama za lijevanje kamena služe šest godina, dok se olovna obloga mijenja nakon šest mjeseci.

Zamjena metalnih cijevi cijevima od lijevanog kamena također ima značajne ekonomske prednosti. U pogonu za preradu rude Krivoy Rog metalni cjevovod za transport rude služio je najviše šest mjeseci, a cijevi od rastaljenog kamena - osam puta duže. Posude od lijevanog željeza za hidrauličko uklanjanje pepela u termoelektranama otkazuju za 9-12 mjeseci. Cijevi od lijevanog kamena mogu trajati 20 ili 30 godina.

Čuveni "pulti" svojim posjetiteljima govori da su planine Irana, Turske i Grčke " mramor otopljen bombardiranjem VCC - velike kozmičke civilizacije".
Zanimljive su tamo fotografije putovanja po Iranu, Turskoj i Grčkoj, ali, čini se, tamo nema kemičara.
I ja izdaleka poštujem kemiju, ali postoje velike sumnje oko "otopljenja mramornih planina".

Ali mnoge stvari nisu jasne kako se rade, izostavljajući zagrade taljenje mramora.

# Behistun_Natpis

Silikonska lava

Najtipičnije za vulkane Pacifičkog vatrenog prstena. Obično je vrlo viskozna i ponekad se smrzne u ustima vulkana i prije kraja erupcije, čime ga zaustavlja. Začepljeni vulkan može donekle nabujati, a zatim se erupcija nastavlja, u pravilu, snažnom eksplozijom. Prosječna brzina protoka takve lave je nekoliko metara dnevno, a temperatura je 800-900 ° C. Sadrži 53-62% silicijevog dioksida (silicijev dioksid). Ako njezin sadržaj dosegne 65%, tada lava postaje vrlo viskozna i spora. Vruća lava je tamne ili crno-crvene boje. Stvrdnute silikonske lave mogu formirati crno vulkansko staklo. Takvo staklo se dobiva kada se talina brzo ohladi, a da nema vremena za to

Mramor(starogrčki μάρμαρος - "bijeli ili sjajni kamen") je metamorfna stijena koja se sastoji samo od kalcita CaCO3. Dolomitni mramori nastaju tijekom prekristalizacije CaMg (CO3) 2 dolomita.
Nastanak mramora rezultat je takozvanog procesa metamorfizma: pod utjecajem određenih fizikalno-kemijskih uvjeta mijenja se struktura vapnenca (sedimentne stijene organskog podrijetla) i kao rezultat toga nastaje mramor.
U građevinskoj praksi "mramor" se naziva metamorfnim stijenama srednje tvrdoće, koje se poliraju ( mramor, mramorirani vapnenac , gusti dolomit, karbonat breče i karbonatni konglomerati).

Do sada se riječ `mramor` koristi za označavanje različitih pasmina koje su međusobno slične. Graditelji mramorom nazivaju svaki izdržljiv, polirani vapnenac. Ponekad se slična pasmina zamijeni za mramor. serpentinit... Pravi mramor na laganom lomu podsjeća na šećer.

O vađenju mramora u Iranu, da, kopaju:
Zadovoljstvo nam je predstaviti našu korporaciju "Omarani Yazdbaf" - renomiranu korporaciju za rudarenje 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.

Toliko o vašem sadašnjem odgoju - poučno je rekao Yanechek. - A ako ponekad nešto kažete svom sinu, on odgovara: "Ti, tata, ne razumiješ ovo, sada su druga vremena, druga era ... Uostalom, koštano oružje, kaže, nije posljednje riječ: jednog dana materijal”. Pa znaš, ovo je previše: je li netko vidio materijal jači od kamena, drveta ili kosti! Iako ste glupa žena, morate priznati: što ... što ... pa da to prelazi sve granice.

Karel Čapek. 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 gore citiranog heroja pretpovijesne ere - bilo kakvim pokušajima 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: prapovijesni farmer trebao je nadopuniti zalihe kamenih ploča i sjekira. Od gomile prazna koja je ležala pred njegovim nogama, birao je kamen po kamen i vještim pokretima otkucavao jednu ploču za drugom. A onda mu je u ruke pao nekakav sjajni uglati kamen s kojeg se, koliko god udario po njemu, nije odlijepila ni jedna ploča. Štoviše, što je marljivije tapkao po tom bezobličnom komadu sirovine, to je više počeo nalikovati na kolač, koji se na kraju mogao 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 tupi. 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. A ipak im se svidio novi kamen, pa su eksperimentirali s njim, kombinirali tehnike obrade, postavljali eksperimente, 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 poznavali posljedice pečenja keramike) kamen (koji danas nazivamo bakrom) pretvarao se u tekuću tvar koja je poprimila oblik bilo kojeg oblika. Alati bi mogli imati vrlo oštar rezni rub koji se također može naoštriti. Polomljeni instrument nije se morao baciti – bilo je dovoljno rastopiti ga i ponovno izliti u kalup. Tada su došli do otkrića da se bakar može dobiti pečenjem raznih ruda, koje se nalaze mnogo češće i u većem volumenu od čistih metala. Naravno, metal skriven u rudi nisu na prvi pogled prepoznali, ali su ih ovi fosili nesumnjivo privukli svojom šarolikom bojom. A kada je, nakon dugog niza nasumičnih i kasnijih namjernih kvantitativnih eksperimenata, ovome dodano otkriće bronce, čvrste zlatne legure bakra i kositra, dominacija kamena, koja je trajala milijunima godina, bila je uzdrmana. vrlo temelj.

U srednjoj Europi bakreni se proizvodi prvi put u izoliranim slučajevima pojavljuju krajem neolitika, nešto češće u eneolitu. Međutim, već ranije, u sedmom - petom tisućljeću pr. e., razvijeniji Bliski istok počeo je dobivati ​​bakar topljenjem pogodnih za tu svrhu oksidnih (kuprit), karbonatnih (malahit), a kasnije i sulfidnih ruda (bakreni pirit). Najjednostavnije je bilo taljenje oksidnih ruda dobivenih iz istrošenih nalazišta bakra. Takve su rude moguće na temperaturi od 700-800 stupnjeva. povratiti u čisti bakar:

Cu 2 O + CO → 2Cu + CO 2

Kada su drevni ljevaonici ovom proizvodu dodali kositar (sjetite se egipatskog recepta), nastala je legura koja je po 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 kod 13 posto kositra za gotovo 300 °C. Vrata su se otvorila u novu eru! Iza njih više ne susrećemo ono staro homogeno društvo u kojem su svi radili gotovo sve. Izradi predmeta od metala prethodilo je dugo putovanje - potraga za nalazištima rude, iskopavanje rude, taljenje u talionicama 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 od njih vrlo cijenjeno. Nije se svatko mogao uspješno baviti cijelim nizom tako složenih aktivnosti. Suvremeni eksperimentatori također su se suočili s brojnim neuspjesima i poteškoćama kada su pokušali ponoviti neke od tehnoloških metoda pretpovijesnih metalurga i ljevaoca.

Sergej Semenov otkrio je tragološkom metodom i eksperimentalno potvrdio činjenicu da su ljudi u zoru brončanog doba koristili vrlo grubo kameno oruđe od granita, diorita i dijabaza u obliku motika, toljaga, nakovnja i drobilica za kopanje i drobljenje ruda.

Eksperimentatori su testirali taljenje malahitne rude u malom produbljenom ognjištu bez upotrebe zračnog mlazovanja. Osušili su kovačnicu i pokrili je kamenim pločama na način da se pojavio okrugli udubljenje s unutarnjim promjerom oko jednog metra. Od drvenog ugljena, koji se koristio kao gorivo, u kovačnici je napravljena konusna konstrukcija u čiju se sredinu stavljala ruda. Nakon nekoliko sati gorenja, kada je temperatura otvorenog plamena dosegnula 600-700 ° C, malahit se otopio do stanja bakrenog oksida, 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 prekrivenim preokrenutom keramičkom posudom (cijeli se proces odvijao na isti način kao i u prethodnim slučajevima), dajući na kraju spužvasti bakar. 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 izlili brončani srp polovicu izvornog kamenog oblika, sačuvanog iz nalaza u blizini Zürichskog jezera, za koji je napravljena parna strana. Oba dijela kalupa su sušena na 150°C, a bronca izlivena na 1150°C. Kalup je ostao netaknut, a odljevak je bio dobar. Tada su odlučili isprobati već brončani dvolisni kalup za sjekiru, pronađen u Francuskoj. Temeljito je osušen 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 je glina pečena, vosak je istjecao, a zatim je zamijenjena bronca. No, vađenjem brončanog odljeva, kalupi su se morali razbiti, pa se nije bilo potrebe oslanjati na njegovu ponovnu uporabu. Eksperimentatori su ovu metodu razradili 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 odabran odljev bakrenog zvona s lokaliteta iz 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 se nanosio oko jezgre u tankom sloju jednakom debljini stijenke budućeg odljevka, a voštani prsten je bio pričvršćen za privjesak budućeg zvona. Preko prstena je bila pričvršćena voštana glavčina u obliku ručke koja je služila kao spremnik za rastopljeni metal tijekom izlijevanja, skrućivanja i skupljanja metala u odljevku. U voštanoj ljusci na dnu zvona izrezana je rupa kako bi kalupna mješavina gline, drvenog ugljena i voska ispunila rupu i fiksirala položaj jezgre nakon topljenja voska i tijekom lijevanja. Zamotani 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 (radi čvrstoće oblika) te je iznad ušice pričvršćen lijevkasti lijevak za punjenje iz iste smjese za oblikovanje. Šefica je bila pričvršćena blago ukoso tako da je kalup izliven u kosom stanju. Time se osiguralo nesmetano strujanje rastaljene metle duž donjeg dijela njezine prednje strane, dok bi se na suprotnoj strani trebao odvijati istjecanje zraka istisnutog metalom dok se cijeli kalup potpuno ne napuni rastopljenim metalom. Prije taljenja, krhotine bakrene rude bacane su u bunker pokriven poklopcem. Nakon sušenja, kalup je stavljen u pećnicu opremljenu kanalom za propuh. Peć je napunjena sa 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 oblikovale u kalup, gdje su formirale metalno zvono. Tada je razbijena vanjska "košulja", uklonjena je metalna bočica, a glinena jezgra, koja je činila šuplji dio zvona, izdubljena - 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 iskoristio je u izradi replika tordiranih brončanih prstenova durinske kulture, iz ranog 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 na trajanje tehnološkog procesa. Najmanje vremena utrošeno je na repliku broj dva - dvanaest sati. Najduža - šezdeset sati - zahtijevala je repliku broj četrnaest.

Tijekom brončanog doba postupno su se počele pojavljivati ​​neugodnosti vezane uz proizvodnju, prvenstveno ograničena dostupnost sirovina u prirodi i iscrpljivanje do tada poznatih naslaga. To je svakako bio jedan od razloga zašto su ljudi tražili novi metal koji bi mogao zadovoljiti sve veće potrebe. Željezo je ispunjavalo ove zahtjeve. Isprva je njegova sudbina nalikovala sudbini bakra. Prvo željezo, podrijetla od meteorita, ili dobiveno slučajno, pojavilo se već u trećem i drugom tisućljeću prije Krista. NS. u istočnom Mediteranu. 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 se koriste u drevnom poslu taljenja željeza (oksidi, karbonati, silikati). Najčešći oksidi bili su: hematit, ili željezni sjaj, limonit ili smeđa željezna ruda, mješavina željeznih hidroksida i magnetita, koja se teško može reducirati.

Redukcija željeza počinje već na oko 500°C. Vjerojatno se sada pitate zašto je željezo ušlo u upotrebu stoljećima ili tisućljećima kasnije od bakra i bronce. To je zbog uvjeta njegove proizvodnje u to vrijeme. Na temperaturama koje su dostigli prvi metalurzi u svojim kovačnicama i pećima (oko 1100 °C), željezo nikada nije prelazilo u tekuće stanje (za to je potrebno najmanje 1500 °C), već se nakupljalo u obliku tijestaste mase koja je zavarena pod povoljnim uvjetima u cvrčak natopljen troskom i ostacima zapaljivih materijala. Ovom tehnologijom je zanemariva količina ugljika, oko jedan posto, prešla u željezo iz drvenog ugljena, pa je i u hladnom stanju bilo mekano i kovati se. Predmeti od takvog željeza nisu dostizali tvrdoću bronce. Točke su se lako savijale i brzo su tupile. 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 većom razinom 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. Da bi se dobio čelik, bilo je potrebno željezo s visokim udjelom ugljika učiniti kovnim uklanjanjem dijela sadržanog ugljika. Stoga se ova metoda naziva neizravna proizvodnja željeza. Ali prapovijesni kovači također su proširili svoja iskustva kroz pokuse. Utvrdili su da se zagrijavanjem željeza u kovačnici kada temperatura drvenog ugljena dosegne 800–900 °C, mogu dobiti proizvodi s mnogo boljim svojstvima. Činjenica je da se na njihovoj površini stvara tanak sloj s većim udjelom ugljika, što predmetu daje kvalitetu niskougljičnog čelika. Tvrdoća željeza se povećala kada je otkriven princip stvrdnjavanja i počele se koristiti njegove prednosti.

Vjerojatno najraniji pokus u proučavanju antičke metalurgije naručio je grof Wurmbrand prije stotinjak godina. Njegovi metalurški radnici koristili su drveni ugljen i pečenu rudu u jednostavnoj kovačnici promjera jedan i pol metar, a u procesu taljenja su slabim ubrizgavanjem zraka poboljšali uvjete izgaranja. Dvadeset i šest sati kasnije dobili su otprilike dvadeset posto željeza od kojeg su se kovali razni predmeti. Relativno nedavno, taljenje željezne rude u sličnom uređaju proveli su britanski eksperimentatori. Rekonstruirali su jednostavnu talionicu nalik kovačnici otkrivenoj na starorimskom lokalitetu. Originalna kovačnica imala je promjer od 120 cm i dubinu od 45 cm. Prije topljenja, britanski istraživači su pržili rudu u oksidirajućoj atmosferi na temperaturi od 800 °C. Nakon paljenja drvenog ugljena, u kovačnicu su se postupno dodavali novi slojevi rude i drvenog ugljena. Tijekom pokusa korišteno je umjetno puhanje kopljem. Bilo je potrebno oko četiri sata da jedan sloj rude reducirane ugljičnim monoksidom prodre na 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. godine otvorili su niz eksperimenata posvećenih redukciji rude u raznim vrstama osovinskih peći. Joseph Wilhelm Gilles je već u prvim pokusima dokazao da je prapovijesna peć s oknom mogla uspješno raditi koristeći prirodno kretanje zraka na padinama u zavjetrini. Tijekom jednog od testova zabilježio je temperaturu od 1280 do 1420 °C u središtu peći i 250 °C u prostoru rešetke. Rezultat taljenja je 17,4 kg željeza, odnosno 11,5 posto: šarža se sastojala od 152 kg smeđe željezne rude i željeznog sjaja i 207 kg drvenog ugljena.

Mnoga iskusna grijanja u replikama peći iz rimskog doba provedena su u Danskoj, posebno u Leiri. Pokazalo se da se jednim uspješnim topljenjem može proizvesti 15 kg željeza. Za to su Danci morali utrošiti 132 kg barske rude i 150 kg drvenog ugljena, koji se dobivao spaljivanjem jednog kubičnog metra. m tvrdog drveta. Otapanje 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 planinama Swietokrzyskie. 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.

Počeci spomenute proizvodnje željeza sežu u kasni La Tene (prošlo stoljeće prije Krista) i rano rimsko razdoblje, kada su metalurški kompleksi s deset ili dvadeset peći bili smješteni neposredno u središtu naselja. Njihovi proizvodi zadovoljavali su samo lokalne, vrlo ograničene potrebe. Počevši od srednjorimskog razdoblja, proizvodnja željeza počinje se organizirati u prirodi, a najveći uspon doživjela je u III-IV stoljeću. Peći su bile smještene u obliku dva pravokutna odjeljka, odvojena nanosom za osoblje za održavanje. U svakom od odjeljaka peći su bile grupirane u dvije, 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 rimskog novca. Tijekom razdoblja seobe stanovništva i u ranom srednjem vijeku 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 špart. Neke su rude iskopavali uobičajenom metodom rudarenja, o čemu svjedoči, primjerice, rudnik Stašic sa sustavom rudničkih okana, otvora i s ostacima obloga i oruđa još 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 (griza).

Od 1956. u gorju więtokrzyskie provode se pokusi koji rekonstruiraju proizvodni proces: vađenje rude na požarima (za uklanjanje vlage, obogaćivanje i djelomično izgaranje štetnih nečistoća, kao što je sumpor); primanje drvenog ugljena spaljivanjem drvenog ugljena u hrpe; izgradnja peći i sušenje njezinih zidova; paljenje peći i direktno 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. u rujnu svake godine javnosti demonstrira tehnologija pretpovijesne metalurgije. Ova demonstracija počinje isporukom rude iz rudnika u metalurški kompleks u kojem se nalaze talionice željeza na različitim razinama. Ovdje se ruda drobi čekićima i suši. Sušenje i obogaćivanje rude odvija se u pržionicama. Takav uređaj je u obliku hrpe koju čine slojevi drva za ogrjev, pomaknuti rudom. Stog se zapali u isto vrijeme sa svih strana. Nakon izgaranja, osušena, pržena i obogaćena ruda se gomila, odakle se odvozi na 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 rudnik se prvo mora razbiti.

1960. poljski i češki stručnjaci udružili su snage i počeli zajednički provoditi metalurške eksperimente. Izgradili su dvije redukcijske peći po rimskim uzorima. Jedna je bila analogna tipu peći sa Swietokrzyskie planina, druga je odgovarala arheološkom nalazu u Lodenicama (Češka). Za taljenje je korištena hematitna ruda i bukov ugljen u omjeru jedan prema jedan i pol i jedan prema jedan i slab zračni udar. Protok zraka, temperatura i redukcijski plinovi sustavno su praćeni i mjereni. Tijekom pokusa na analogu poljske peći, koja je imala produbljenu donju i različite nadgradnje osovine - visine 13, 27 i 43 cm, znanstvenici su otkrili da je proces taljenja koncentriran na vratovima oba suprotna tuyera, gdje se kreće šljaka i spužvasta 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 replici dobiven je željezni kristal s tragovima karburizacije. Željezni pehar uvijek je nastajao na vratovima tujera, dok je lakša troska kroz njegove pore tekla u dno sloja drvenog 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. Prije svega se radilo o utvrđivanju je li moguće napraviti čelik u takvim pećima. Što se tiče prinosa željeza i učinkovitosti peći, to je bilo od sekundarnog interesa, jer su brojna mjerenja provedena tijekom pokusa negativno utjecala na proces taljenja.

Pećnice tipa Zhelechovitsky su izvanredni uređaji genijalnog dizajna. Njihov oblik omogućio je izvođenje visokokvalitetnog punjenja punjenjem. Eksperimenti su pokazali da pri taljenju metalurzi mogu sami proizvoditi drveni ugljen. Gorivo se moralo stavljati u peć u malim obrocima, inače je postojala opasnost od začepljenja uskog otvora u blizini ložišta. Željezne rude niskog taljenja imale su neospornu prednost, ali peći tipa Zhelekhovitsky uspjele su oporaviti i hematit i magnetit. Prethodno pečenje rude nije bilo teško i, po svoj prilici, bilo je isplativo u svakom slučaju. Centimetarska veličina grudica rude bila je optimalna.

Punjenje je formiralo talilni stožac u ložištu peći, a materijal koji je potom izliven automatski se transportirao u šupljinu iza koplja, gdje je nastao epicentar uboda, u kojem je proizvod zaštićen od reoksidacije 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 Zhelechovice.

Nadalje, eksperimentatori su otkrili da je pod određenim uvjetima moguće dobiti čelik s visokim udjelom ugljika čak iu primitivnim pojedinačnim pećima i stoga nema potrebe za naknadnom karburizacijom. Tijekom eksperimenata 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 griza, koji se tu nakupio odmah nakon topljenja. Testirali su ovu hipotezu u replici peći Želečovice. Nakon šest sati taljenja hematitne rude iz ugljena, kritsa je zagrijana u redukcijskom okruženju u stražnjoj šupljini peći. Temperatura komore bila je 1300°C. Proizvod je izvađen iz pećnice na crvenoj i bijeloj toplini. Troska je tekla kroz pore spužvaste željezne mase. Proizvod je sadržavao karburizirano željezo zajedno s čistim željezom.

Tijekom Novgorodske arheološke ekspedicije 1961. i 1962. godine, eksperimentalno taljenje željeza provedeno je u replici drevne ruske nadzemne peći iz X-XIII stoljeća, dobro poznate i iz arheoloških i iz etnografskih izvora. S obzirom na činjenicu 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 bile su ispunjene glinom i pijeskom. Unutrašnjost peći bila je premazana približno centimetarskim slojem gline i pijeska. Peć je imala cilindrični oblik promjera 105 cm i visine 80 cm. U središte cilindra postavljena je peć od šezdeset centimetara. 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. Koplja 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 topljenje su uglavnom koristili barsku rudu s vrlo visokim udjelom željeza (oko 77 posto), a u dva slučaja i hipergensku rudu koja je usitnjena do veličine oraha. Prije utovara ruda je osušena, a dio je čak i spaljen oko pola sata na vatri. Taljenje je započelo zagrijavanjem peći sa suhim borovim cjepanicama s prirodnim propuhom tijekom dva sata. Zatim su očistili peć i prekrili je tankim slojem ugljene prašine i zdrobljenog ugljena. Slijedila je ugradnja tujere i premazivanje svih pukotina glinom. Puhanje je počelo kada se okno potpuno napunilo ugljenom kroz dimnu rupu. Pet do deset minuta kasnije zapalio se borov ugljen, a pola sata kasnije izgorjela je trećina. Prazan prostor koji je nastao u gornjem dijelu rudnika bio je ispunjen nabojom, koji se sastojao od ugljena i rude. Kada se naboj slegnuo, u nastalu prazninu dodan je još jedan dio. Ukupno je provedeno sedamnaest pokusnih trčanja.

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 u jednoj od vrućina nije prelazila masu rude. Taline provedene na višim temperaturama proizvele su manje željeza. Činjenica je da je pri višim temperaturama više željeza prelazilo u trosku. Osim temperaturnog režima, na kvalitetu i učinkovitost taljenja ozbiljno je utjecala točnost izbora optimalnog trenutka za točenje troske. Preranim ili, obrnuto, prekasnim točenjem, troska je apsorbirala željezne okside, a to je dovelo do manjeg prinosa proizvodnje. S visokim sadržajem željeznih oksida, troska je postala viskozna i zbog toga 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 taloženo 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 pokusi potvrdili su hipotezu da se u određenim uvjetima željezo ugljičiva u konvencionalnim redukcijskim pećima, odnosno dobiva se sirovi čelik. U redukcijskim pećima, gdje se proces odvijao bez ispuštanja troske, dobivao se konglomerat koji se sastojao od spužvastog željeza (gornji dio), troske (donji dio) i ostataka ugljena. Odvajanje spužvastog željeza od troske obično se provodilo mehanički.

Nedavno su arheolozi otkrili na Moravskom kršu, u blizini mjesta Blansko, mnoge tragove drevne metalurške djelatnosti - peći, krhotine, zidove, tujere, grude - koji datiraju iz 10. stoljeća. Na modelu jedne od ložišnih peći proveden je pokus koji je pokazao da se u takvom uređaju može proizvoditi 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 inspiriralo ljude na ideju topljenja kamena? Koje su karakteristike taljenog kamena?

Što se tiče otpornosti na kiseline, topljeni kamen nije inferioran porculanu. 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 topljenog kamena znatno je veća od otpornosti metala, materijal nije podložan "starenju9raquo", nije mu poznat umor9raquo. Teški i ljuti mrazevi. A što je centrifugalno lijevano, ima još veće performanse.

Prednosti topljenog kamena uključuju jednostavnost tehnologije njegove proizvodnje. Bagerskom kantom zagrabite kamen, natovarite ga i odnesite u pećnice. Jednako je važna i činjenica da je za dobivanje bilo kojeg metala potrebno obraditi mnogo više "ore9raquo" nego što metal napusti. Prilikom obrade kamena otpada ne više od deset posto.

Nažalost, krhka je. Ali snaga se povećava ako je ojačana metalom. Osim toga, stopljeni kamen je osjetljiv 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 nisu dugo izdržale utjecaj agresivnog okruženja. A iste oštrice od topljenog kamena pokazale su se gotovo dvadeset puta jačim. Općenito, lijevanje kamena je u najvećoj potražnji među kemičarima. I to ne bez razloga. Štedi tisuće tona vrlo oskudnog olova, značajno produžujući vijek trajanja opreme. Na primjer, u metalurškoj tvornici Kuznetsk, kupke za kiseljenje obložene pločicama za lijevanje kamena služe šest godina, dok se olovna obloga mijenja nakon šest mjeseci.

Zamjena metalnih cijevi cijevima od lijevanog kamena također ima značajne ekonomske prednosti. U pogonu za preradu rude Krivoy Rog metalni cjevovod za transport rude služio je najviše šest mjeseci, a cijevi od rastaljenog kamena - osam puta duže. Posude od lijevanog željeza za hidrauličko uklanjanje pepela u termoelektranama otkazuju za 9-12 mjeseci. Cijevi od lijevanog kamena mogu trajati 20 ili 30 godina.

1975 Centralni komitet Komsomola Ed. "mlada garda"
2009. "Eureka! 9raquo;

16. Proizvodnja metala. Kada se kamen topi?

Toliko o vašem sadašnjem odgoju - poučno je rekao Yanechek. - A ako ponekad nešto kažete svom sinu, on odgovara: "Ti, tata, ne razumiješ ovo, sada su druga vremena, druga era ... Uostalom, koštano oružje, kaže, nije posljednje riječ: jednog dana materijal”. Pa znaš, ovo je previše: je li netko vidio materijal jači od kamena, drveta ili kosti! Iako ste glupa žena, morate priznati: što ... što ... pa da to prelazi sve granice.

Karel Čapek. 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 gore citiranog heroja pretpovijesne ere - bilo kakvim pokušajima 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: prapovijesni farmer trebao je nadopuniti zalihe kamenih ploča i sjekira. Od gomile prazna koja je ležala pred njegovim nogama, birao je kamen po kamen i vještim pokretima otkucavao jednu ploču za drugom. A onda mu je u ruke pao nekakav sjajni uglati kamen s kojeg se, koliko god udario po njemu, nije odlijepila ni jedna ploča. Štoviše, što je marljivije tapkao po tom bezobličnom komadu sirovine, to je više počeo nalikovati na kolač, koji se na kraju mogao 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 tupi. 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. A ipak im se svidio novi kamen, pa su eksperimentirali s njim, kombinirali tehnike obrade, postavljali eksperimente, 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 poznavali posljedice pečenja keramike) kamen (koji danas nazivamo bakrom) pretvarao se u tekuću tvar koja je poprimila oblik bilo kojeg oblika. Alati bi mogli imati vrlo oštar rezni rub koji se također može naoštriti. Polomljeni instrument nije se morao baciti – bilo je dovoljno rastopiti ga i ponovno izliti u kalup. Tada su došli do otkrića da se bakar može dobiti pečenjem raznih ruda, koje se nalaze mnogo češće i u većem volumenu od čistih metala. Naravno, metal skriven u rudi nisu na prvi pogled prepoznali, ali su ih ovi fosili nesumnjivo privukli svojom šarolikom bojom. A kada je, nakon dugog niza nasumičnih i kasnijih namjernih kvantitativnih eksperimenata, ovome dodano otkriće bronce, čvrste zlatne legure bakra i kositra, dominacija kamena, koja je trajala milijunima godina, bila je uzdrmana. vrlo temelj.

U srednjoj Europi bakreni se proizvodi prvi put u izoliranim slučajevima pojavljuju krajem neolitika, nešto češće u eneolitu. Međutim, već ranije, u sedmom - petom tisućljeću pr. NS. razvijeniji Bliski istok počeo je dobivati ​​bakar topljenjem pogodnih oksidnih (kuprit), karbonatnih (malahit), a kasnije i sulfidnih ruda (bakreni pirit). Najjednostavnije je bilo taljenje oksidnih ruda dobivenih iz istrošenih nalazišta bakra. Takve su rude moguće na temperaturi od 700-800 stupnjeva. povratiti u čisti bakar:

Cu 2 O + CO U 2Cu + CO 2

Kada su drevni ljevaonici ovom proizvodu dodali kositar (sjetite se egipatskog recepta), nastala je legura koja je po 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 kod 13 posto kositra za gotovo 300 °C. Vrata su se otvorila u novu eru! Iza njih više ne susrećemo ono staro homogeno društvo u kojem su svi radili gotovo sve. Izradi predmeta od metala prethodilo je dugo putovanje - potraga za nalazištima rude, iskopavanje rude, taljenje u talionicama 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 od njih vrlo cijenjeno. Nije se svatko mogao uspješno baviti cijelim nizom tako složenih aktivnosti. Suvremeni eksperimentatori također su se suočili s brojnim neuspjesima i poteškoćama kada su pokušali ponoviti neke od tehnoloških metoda pretpovijesnih metalurga i ljevaoca.

Sergej Semenov otkrio je tragološkom metodom i eksperimentalno potvrdio činjenicu da su ljudi u zoru brončanog doba koristili vrlo grubo kameno oruđe od granita, diorita i dijabaza u obliku motika, toljaga, nakovnja i drobilica za kopanje i drobljenje ruda.

Eksperimentatori su testirali taljenje malahitne rude u malom produbljenom ognjištu bez upotrebe zračnog mlazovanja. Osušili su kovačnicu i pokrili je kamenim pločama na način da se pojavio okrugli udubljenje s unutarnjim promjerom oko jednog metra. Od drvenog ugljena, koji se koristio kao gorivo, u kovačnici je napravljena konusna konstrukcija u čiju se sredinu stavljala ruda. Nakon nekoliko sati gorenja, kada je temperatura otvorenog plamena dosegnula 600-700 ° C, malahit se otopio do stanja bakrenog oksida, 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 prekrivenim preokrenutom keramičkom posudom (cijeli se proces odvijao na isti način kao i u prethodnim slučajevima), dajući na kraju spužvasti bakar. 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 izlili brončani srp polovicu izvornog kamenog oblika, sačuvanog iz nalaza u blizini Zürichskog jezera, za koji je napravljena parna strana. Oba dijela kalupa su sušena na 150°C, a bronca izlivena na 1150°C. Kalup je ostao netaknut, a odljevak je bio dobar. Tada su odlučili isprobati već brončani dvolisni kalup za sjekiru, pronađen u Francuskoj. Temeljito je osušen 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 je glina pečena, vosak je istjecao, a zatim je zamijenjena bronca. No, vađenjem brončanog odljeva, kalupi su se morali razbiti, pa se nije bilo potrebe oslanjati na njegovu ponovnu uporabu. Eksperimentatori su ovu metodu razradili 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 odabran odljev bakrenog zvona s lokaliteta iz 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 se nanosio oko jezgre u tankom sloju jednakom debljini stijenke budućeg odljevka, a voštani prsten je bio pričvršćen za privjesak budućeg zvona. Preko prstena je bila pričvršćena voštana glavčina u obliku ručke koja je služila kao spremnik za rastopljeni metal tijekom izlijevanja, skrućivanja i skupljanja metala u odljevku. U voštanoj ljusci na dnu zvona izrezana je rupa kako bi kalupna mješavina gline, drvenog ugljena i voska ispunila rupu i fiksirala položaj jezgre nakon topljenja voska i tijekom lijevanja. Zamotani 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 (radi čvrstoće oblika) te je iznad ušice pričvršćen lijevkasti lijevak za punjenje iz iste smjese za oblikovanje. Šefica je bila pričvršćena blago ukoso tako da je kalup izliven u kosom stanju. Time se osiguralo nesmetano strujanje rastaljene metle duž donjeg dijela njezine prednje strane, dok bi se na suprotnoj strani trebao odvijati istjecanje zraka istisnutog metalom dok se cijeli kalup potpuno ne napuni rastopljenim metalom. Prije taljenja, krhotine bakrene rude bacane su u bunker pokriven poklopcem. Nakon sušenja, kalup je stavljen u pećnicu opremljenu kanalom za propuh. Peć je napunjena sa 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 oblikovale u kalup, gdje su formirale metalno zvono. Tada je razbijena vanjska "košulja", uklonjena je metalna bočica, a glinena jezgra, koja je činila šuplji dio zvona, izdubljena - 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 iskoristio je u izradi replika tordiranih brončanih prstenova durinske kulture, iz ranog 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 na trajanje tehnološkog procesa. Najmanje vremena utrošeno je na repliku broj dva - dvanaest sati. Najduža - šezdeset sati - zahtijevala je repliku broj četrnaest.

Tijekom brončanog doba postupno su se počele pojavljivati ​​neugodnosti vezane uz proizvodnju, prvenstveno ograničena dostupnost sirovina u prirodi i iscrpljivanje do tada poznatih naslaga. To je svakako bio jedan od razloga zašto su ljudi tražili novi metal koji bi mogao zadovoljiti sve veće potrebe. Željezo je ispunjavalo ove zahtjeve. Isprva je njegova sudbina nalikovala sudbini bakra. Prvo željezo, podrijetla od meteorita, ili dobiveno slučajno, pojavilo se već u trećem i drugom tisućljeću prije Krista. NS. u istočnom Mediteranu. 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 se koriste u drevnom poslu taljenja željeza (oksidi, karbonati, silikati). Najčešći oksidi bili su: hematit, ili željezni sjaj, limonit ili smeđa željezna ruda, mješavina željeznih hidroksida i magnetita, koja se teško može reducirati.

Redukcija željeza počinje već na oko 500°C. Vjerojatno se sada pitate zašto je željezo ušlo u upotrebu stoljećima ili tisućljećima kasnije od bakra i bronce. To je zbog uvjeta njegove proizvodnje u to vrijeme. Na temperaturama koje su dostigli prvi metalurzi u svojim kovačnicama i pećima (oko 1100 °C), željezo nikada nije prelazilo u tekuće stanje (za to je potrebno najmanje 1500 °C), već se nakupljalo u obliku tijestaste mase koja je zavarena pod povoljnim uvjetima u cvrčak natopljen troskom i ostacima zapaljivih materijala. Ovom tehnologijom je zanemariva količina ugljika, oko jedan posto, prešla u željezo iz drvenog ugljena, pa je i u hladnom stanju bilo mekano i kovati se. Predmeti od takvog željeza nisu dostizali tvrdoću bronce. Točke su se lako savijale i brzo su tupile. 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 većom razinom 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. Da bi se dobio čelik, bilo je potrebno željezo s visokim udjelom ugljika učiniti kovnim uklanjanjem dijela sadržanog ugljika. Stoga se ova metoda naziva neizravna proizvodnja željeza. Ali prapovijesni kovači također su proširili svoja iskustva kroz pokuse. Utvrdili su da se zagrijavanjem željeza u kovačnici kada temperatura drvenog ugljena dosegne 800–900 °C, mogu dobiti proizvodi s mnogo boljim svojstvima. Činjenica je da se na njihovoj površini stvara tanak sloj s većim udjelom ugljika, što predmetu daje kvalitetu niskougljičnog čelika. Tvrdoća željeza se povećala kada je otkriven princip stvrdnjavanja i počele se koristiti njegove prednosti.

Vjerojatno najraniji pokus u proučavanju antičke metalurgije naručio je grof Wurmbrand prije stotinjak godina. Njegovi metalurški radnici koristili su drveni ugljen i pečenu rudu u jednostavnoj kovačnici promjera jedan i pol metar, a u procesu taljenja su slabim ubrizgavanjem zraka poboljšali uvjete izgaranja. Dvadeset i šest sati kasnije dobili su otprilike dvadeset posto željeza od kojeg su se kovali razni predmeti. Relativno nedavno, taljenje željezne rude u sličnom uređaju proveli su britanski eksperimentatori. Rekonstruirali su jednostavnu talionicu nalik kovačnici otkrivenoj na starorimskom lokalitetu. Originalna kovačnica imala je promjer od 120 cm i dubinu od 45 cm. Prije topljenja, britanski istraživači su pržili rudu u oksidirajućoj atmosferi na temperaturi od 800 °C. Nakon paljenja drvenog ugljena, u kovačnicu su se postupno dodavali novi slojevi rude i drvenog ugljena. Tijekom pokusa korišteno je umjetno puhanje kopljem. Bilo je potrebno oko četiri sata da jedan sloj rude reducirane ugljičnim monoksidom prodre na 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. godine otvorili su niz eksperimenata posvećenih redukciji rude u raznim vrstama osovinskih peći. Joseph Wilhelm Gilles je već u prvim pokusima dokazao da je prapovijesna peć s oknom mogla uspješno raditi koristeći prirodno kretanje zraka na padinama u zavjetrini. Tijekom jednog od testova zabilježio je temperaturu od 1280 do 1420 °C u središtu peći i 250 °C u prostoru rešetke. Rezultat taljenja je 17,4 kg željeza, odnosno 11,5 posto: šarža se sastojala od 152 kg smeđe željezne rude i željeznog sjaja i 207 kg drvenog ugljena.

Mnoga iskusna grijanja u replikama peći iz rimskog doba provedena su u Danskoj, posebno u Leiri. Pokazalo se da se jednim uspješnim topljenjem može proizvesti 15 kg željeza. Za to su Danci morali utrošiti 132 kg barske rude i 150 kg drvenog ugljena, koji se dobivao spaljivanjem jednog kubičnog metra. m tvrdog drveta. Otapanje 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 planinama Swietokrzyskie. 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.

Počeci spomenute proizvodnje željeza sežu u kasni La Tene (prošlo stoljeće prije Krista) i rano rimsko razdoblje, kada su metalurški kompleksi s deset ili dvadeset peći bili smješteni neposredno u središtu naselja. Njihovi proizvodi zadovoljavali su samo lokalne, vrlo ograničene potrebe. Počevši od srednjorimskog razdoblja, proizvodnja željeza počinje se organizirati u prirodi, a najveći uspon doživjela je u III-IV stoljeću. Peći su bile smještene u obliku dva pravokutna odjeljka, odvojena nanosom za osoblje za održavanje. U svakom od odjeljaka peći su bile grupirane u dvije, 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 rimskog novca. Tijekom razdoblja seobe stanovništva i u ranom srednjem vijeku 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 špart. Neke su rude iskopavali uobičajenom metodom rudarenja, o čemu svjedoči, primjerice, rudnik Stašic sa sustavom rudničkih okana, otvora i s ostacima obloga i oruđa još 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 (griza).

Od 1956. u gorju więtokrzyskie provode se pokusi koji rekonstruiraju proizvodni proces: vađenje rude na požarima (za uklanjanje vlage, obogaćivanje i djelomično izgaranje štetnih nečistoća, kao što je sumpor); primanje drvenog ugljena spaljivanjem drvenog ugljena u hrpe; izgradnja peći i sušenje njezinih zidova; paljenje peći i direktno 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. u rujnu svake godine javnosti demonstrira tehnologija pretpovijesne metalurgije. Ova demonstracija počinje isporukom rude iz rudnika u metalurški kompleks u kojem se nalaze talionice željeza na različitim razinama. Ovdje se ruda drobi čekićima i suši. Sušenje i obogaćivanje rude odvija se u pržionicama. Takav uređaj je u obliku hrpe koju čine slojevi drva za ogrjev, pomaknuti rudom. Stog se zapali u isto vrijeme sa svih strana. Nakon izgaranja, osušena, pržena i obogaćena ruda se gomila, odakle se odvozi na 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 rudnik se prvo mora razbiti.

1960. poljski i češki stručnjaci udružili su snage i počeli zajednički provoditi metalurške eksperimente. Izgradili su dvije redukcijske peći po rimskim uzorima. Jedna je bila analogna tipu peći sa Swietokrzyskie planina, druga je odgovarala arheološkom nalazu u Lodenicama (Češka). Za taljenje je korištena hematitna ruda i bukov ugljen u omjeru jedan prema jedan i pol i jedan prema jedan i slab zračni udar. Protok zraka, temperatura i redukcijski plinovi sustavno su praćeni i mjereni. Tijekom pokusa na analogu poljske peći, koja je imala produbljenu donju i različite nadgradnje osovine - visine 13, 27 i 43 cm, znanstvenici su otkrili da je proces taljenja koncentriran na vratovima oba suprotna tuyera, gdje se kreće šljaka i spužvasta 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 replici dobiven je željezni kristal s tragovima karburizacije. Željezni pehar uvijek je nastajao na vratovima tujera, dok je lakša troska kroz njegove pore tekla u dno sloja drvenog 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. Prije svega se radilo o utvrđivanju je li moguće napraviti čelik u takvim pećima. Što se tiče prinosa željeza i učinkovitosti peći, to je bilo od sekundarnog interesa, jer su brojna mjerenja provedena tijekom pokusa negativno utjecala na proces taljenja.

Pećnice tipa Zhelechovitsky su izvanredni uređaji genijalnog dizajna. Njihov oblik omogućio je izvođenje visokokvalitetnog punjenja punjenjem. Eksperimenti su pokazali da pri taljenju metalurzi mogu sami proizvoditi drveni ugljen. Gorivo se moralo stavljati u peć u malim obrocima, inače je postojala opasnost od začepljenja uskog otvora u blizini ložišta. Željezne rude niskog taljenja imale su neospornu prednost, ali peći tipa Zhelekhovitsky uspjele su oporaviti i hematit i magnetit. Prethodno pečenje rude nije bilo teško i, po svoj prilici, bilo je isplativo u svakom slučaju. Centimetarska veličina grudica rude bila je optimalna.

Punjenje je formiralo talilni stožac u ložištu peći, a materijal koji je potom izliven automatski se transportirao u šupljinu iza koplja, gdje je nastao epicentar uboda, u kojem je proizvod zaštićen od reoksidacije 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 Zhelechovice.

Nadalje, eksperimentatori su otkrili da je pod određenim uvjetima moguće dobiti čelik s visokim udjelom ugljika čak iu primitivnim pojedinačnim pećima i stoga nema potrebe za naknadnom karburizacijom. Tijekom eksperimenata 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 griza, koji se tu nakupio odmah nakon topljenja. Testirali su ovu hipotezu u replici peći Želečovice. Nakon šest sati taljenja hematitne rude iz ugljena, kritsa je zagrijana u redukcijskom okruženju u stražnjoj šupljini peći. Temperatura komore bila je 1300°C. Proizvod je izvađen iz pećnice na crvenoj i bijeloj toplini. Troska je tekla kroz pore spužvaste željezne mase. Proizvod je sadržavao karburizirano željezo zajedno s čistim željezom.

Tijekom Novgorodske arheološke ekspedicije 1961. i 1962. godine, eksperimentalno taljenje željeza provedeno je u replici drevne ruske nadzemne peći iz X-XIII stoljeća, dobro poznate i iz arheoloških i iz etnografskih izvora. S obzirom na činjenicu 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 bile su ispunjene glinom i pijeskom. Unutrašnjost peći bila je premazana približno centimetarskim slojem gline i pijeska. Peć je imala cilindrični oblik promjera 105 cm i visine 80 cm. U središte cilindra postavljena je peć od šezdeset centimetara. 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. Koplja 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 topljenje su uglavnom koristili barsku rudu s vrlo visokim udjelom željeza (oko 77 posto), a u dva slučaja i hipergensku rudu koja je usitnjena do veličine oraha. Prije utovara ruda je osušena, a dio je čak i spaljen oko pola sata na vatri. Taljenje je započelo zagrijavanjem peći sa suhim borovim cjepanicama s prirodnim propuhom tijekom dva sata. Zatim su očistili peć i prekrili je tankim slojem ugljene prašine i zdrobljenog ugljena. Slijedila je ugradnja tujere i premazivanje svih pukotina glinom. Puhanje je počelo kada se okno potpuno napunilo ugljenom kroz dimnu rupu. Pet do deset minuta kasnije zapalio se borov ugljen, a pola sata kasnije izgorjela je trećina. Prazan prostor koji je nastao u gornjem dijelu rudnika bio je ispunjen nabojom, koji se sastojao od ugljena i rude. Kada se naboj slegnuo, u nastalu prazninu dodan je još jedan dio. Ukupno je provedeno sedamnaest pokusnih trčanja.

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 u jednoj od vrućina nije prelazila masu rude. Taline provedene na višim temperaturama proizvele su manje željeza. Činjenica je da je pri višim temperaturama više željeza prelazilo u trosku. Osim temperaturnog režima, na kvalitetu i učinkovitost taljenja ozbiljno je utjecala točnost izbora optimalnog trenutka za točenje troske. Preranim ili, obrnuto, prekasnim točenjem, troska je apsorbirala željezne okside, a to je dovelo do manjeg prinosa proizvodnje. S visokim sadržajem željeznih oksida, troska je postala viskozna i zbog toga 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 taloženo 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 pokusi potvrdili su hipotezu da se u određenim uvjetima željezo ugljičiva u konvencionalnim redukcijskim pećima, odnosno dobiva se sirovi čelik. U redukcijskim pećima, gdje se proces odvijao bez ispuštanja troske, dobivao se konglomerat koji se sastojao od spužvastog željeza (gornji dio), troske (donji dio) i ostataka ugljena. Odvajanje spužvastog željeza od troske obično se provodilo mehanički.

Nedavno su arheolozi otkrili na Moravskom kršu, u blizini mjesta Blansko, mnoge tragove drevne metalurške djelatnosti - peći, krhotine, zidove, tujere, grude - koji datiraju iz 10. stoljeća. Na modelu jedne od ložišnih peći proveden je pokus koji je pokazao da se u takvom uređaju može proizvoditi i naugljenični čelik te da se spužvasto željezo sinterira na razini koplja te se stoga ne može naći ispod ingota troske.

Topljenje opsadnih stijena, sinteriranje kamena (kalcija).

Pozdrav, misao je sljedeća: imamo puno opsadnog kamena, može li se rastopiti, a zatim, po principu 3D printera, podići zidove zgrada od monolitnog kamena.

Kako ja razumijem, površinski kamen se uglavnom sastoji od opsadnih stijena mrtvih organizama, t.j. kalcija. To bi trebalo biti prilično niskog taljenja od 580 stupnjeva koje je Google predložio, ako se otopite na takvoj temperaturi, tada će se većina sedimentnih stijena otopiti i dobiti plastičnu masu poput cementne kaše.

Recite mi da se to može realizirati i da li je moja ideja uopće stvarna?

To znači dostupnost besplatne energije.

#7 tvv385

Guglajte "petralgiju" - stara prilično ukopana tema, slična "metalurgiji".

Zašto ne rade? I sama sam iznenađena - mjerilo je isto - zabava je vjerojatno zaboravila naručiti)

# 8 Filozof kemičar

filozof kemičar

Postoji opsadno topništvo, a stijene se nazivaju sedimentne. Sedimentne stijene nisu topive jer njihove glavne komponente su silikati, svi su obično vatrostalni. Sedimentni karbonati se uopće ne tope, već se razgrađuju. Bazalt i slične stijene se tope, ali njihova točka taljenja počinje od 900 ° C.

Bazalt je također silikat.

Prosječni kemijski sastav bazalta prema P. Dalyju (%): SiO2 - 4 &, 06; TiO2 - 1,36; Al2O3 - 15,70; Fe2O3 5,38; FeO - 6,37; MgO 6,17; CaO - 8, Na2O - 3,11; K2O 1,52; MnO 0,31; P2O5 0,45; H2O - 1,62.

a od nje se uspješno izrađuje vata za toplinsku izolaciju.

# 9 aversun

Bazalt je također silikat.

I tko se s tim može raspravljati, samo je bazalt glavna stijena, zapravo, to je skrutnuta (i često afirna) talina s temperaturom kristalizacije od 900-950 ° C. Sedimentne stijene su sastavljene od zbroja pojedinačnih minerala ili fragmenata intruzivnih stijena. Pješčenjaci (aljevci, muljci itd.) često sadrže znatan udio kvarca i stoga su prilično vatrostalni. Gline su također često vatrostalne. Stoga se ove stijene obično ne koriste za lijevanje kamena.

# 10 TreeLoys

Može li se mramor otopiti?

Poznati "pulti9 govori svojim posjetiteljima da su planine Irana, Turske i Grčke “ mramor otopljen bombardiranjem VCC - velike kozmičke civilizacije «.
Zanimljive su tamo fotografije putovanja po Iranu, Turskoj i Grčkoj, ali, čini se, tamo nema kemičara.
I ja izdaleka poštujem kemiju, ali, eto, postoje velike dvojbe oko "otopljenja mramornih planina".

Ali mnoge stvari nisu jasne kako se rade, izostavljajući zagrade taljenje mramora.

Lijevanje bazalta i dijabaza je široko rasprostranjeno u industriji.

Štoviše, ovo je samo lijevanje u doslovnom smislu riječi, a ne mješavina kamenog praha s ljepilom, grubo govoreći.

“Taljenjem raznih stijena, zatim izlijevanjem taline u kalupe i hlađenjem dobivamo građevinske proizvode visoke kemijske otpornosti, čvrstoće i tvrdoće. Kao sirovina za proizvodnju proizvoda za lijevanje kamena obično se koriste magmatske stijene - dijabazi i bazalti. Što se tiče kemijskog sastava, ove stijene su prilično konstantne i omogućuju dobivanje proizvoda visoke gustoće, otpornosti u agresivnim okruženjima i povećane otpornosti na abraziju. Predmeti od dijabaza i bazalta tamne su boje zbog prisutnosti tamno obojenih minerala u njima. Za dobivanje proizvoda od lijevanog kamena svijetle boje, kao sirovine koriste se kvarcni pijesak, dolomit, kreda i mramor. Da bi se snizila temperatura taljenja punjenja i izbjeljivao sastav taline, u punjenje se uvode fluorit i cinkov oksid.

Taljenje dijabaza i bazalta najčešće se provodi u pećima za kupanje na temperaturi od 1400-1500. C. Gotova talina iz peći za kupanje ulazi u lonac za lijevanje i hladi se na temperaturu od oko 1250. C. Hlađenje taline prije lijevanja u kalupe potrebno je kako bi se formirala pravilna struktura proizvoda i smanjile deformacije skupljanja. Talina se zatim ulijeva u zemljane ili metalne kalupe ili kalupe od silikatnih materijala i postupno se hladi. Kada se odljevak od kamena ohladi, u kalupima unutar proizvoda nastaju štetna naprezanja, koja povećavaju lomljivost. Kako bi se smanjila unutarnja naprezanja i formirala kristalna struktura, proizvodi se obično žare u tunelskim ili komornim pećima na temperaturi od 800-900°C. C. Nakon žarenja, gotovi proizvodi se dostavljaju u skladište.

Proizvodi od kamenog lijevanja proizvode se u obliku ravnih i zakrivljenih pločica, dijelova oluka, cijevi, okova itd. Površina proizvoda praktički nije podložna mehaničkoj obradi zbog svoje visoke tvrdoće. Apsorpcija vode je zanemariva. Otpornost na toplinu 150-200. C. Visoka kemijska otpornost proizvoda za lijevanje kamena (otpornost na kiselinu 99-100%) omogućuje im uspješnu primjenu u kemijskim postrojenjima za podove, ugradnju odvodnih kanala, kao materijal za oblaganje; visoka otpornost na habanje omogućuje korištenje ovih proizvoda za oblaganje kugličnih mlinova i drugih uređaja gdje se javljaju velike abrazivne sile.

I da li kod "Stoleshnikov9 problem s ispravnom definicijom minerala, jer ako ono što on naziva "mramor9 uopće ne "mramor9 nego" granit9 - onda se topi, sudeći po replici znalca na istom forumu.

Ne sipaju, već češće peku. Ovako je tehnološki lakše.

Granit je prilično heterogen i ima različite točke taljenja svojih sastavnih dijelova.

Temperatura taljenja granita procjenjuje se na 950-1300°C, što nije puno za suvremene tehnološke mogućnosti. Granit se topi na relativno niskim temperaturama, s izuzetkom nekih oksida vatrostalnih elemenata koji čine njegov sastav, što određuje granularnu strukturu granita.

U principu, možete i baciti u granit, ako postavite takav cilj.

Po temperaturama nuklearne eksplozije i utjecaju na kamenje

Tijekom legendarne eksplozije "Ivana9 50 MT (50 000 000 tona TNT. Eq.) Kamenje je isparilo.

Vysoat "gljiva9 - 64 km.

Polumjer "jezgre" (temperatura preko milijun trava) je 4,5 km.

Šteta udarnim valom - 400 km. iz centra.

Svjetlosni impuls (udar) - 270 km.

S otoka nad kojim je naboj dignut u zrak, došlo je čak i "lizano9quot"; kameno "klizalište9".

Bila je to najelegantnija eksplozija koju je čovjek napravio ikada.

Ali tada su htjeli dignuti u zrak ne 50 MT, već svih 100 MT.
—
Istočnoiranske planine su sastavljene od sedimentnih stijena, granitoida i lave

sedimentne stijene se dijele na :

klastični (terigeni) (vidi pješčenjak, breča, siltstone)

kemogeni (vidi boksit, laterit, kamena sol, dolomit)

organogeni (vidi koraljni vapnenci, dijatomiti, treset, ugljen)

mješoviti, na primjer, vulkansko-sedimentni (vidi vulkanski tuf)

Granit(talijanski granito. od lat. granum- zrno) - magmatska duboka stijena kiselog sastava. normalan raspon alkalnosti. Sastoji se od kvarca. plagioklasa. kalijev feldspat i liskun - biotit i/ili muskovit. Graniti su vrlo rasprostranjeni u kontinentalnoj kori. Efuzijski analozi granita su rioliti. Gustoća granita - 2600 kg / m³, tlačna čvrstoća do 300 MPa
Talište 1215-1260 °C;
u prisutnosti vode i tlaka, talište se značajno smanjuje - do 650 ° C

Glavna vrsta lave koja izbija iz plašta. karakteristično za vulkane oceanskog štita. Pola je silicij dioksid. polovica - aluminijevih oksida. žlijezda. magnezija i drugih metala.
Ima visoku temperaturu (1200-1300 ° C).
Tokovi bazaltne lave su tanki (metri) i dugi (desetke kilometara).
Boja vruće lave je žuta ili žutocrvena.

Napola se sastoji od natrijevih i kalijevih karbonata.
To je najhladnija i najtekućija lava, širi se poput vode. Temperatura karbonatne lave je samo 510-600 ° C.
Boja vruće lave je crna ili tamno smeđa, međutim, kako se hladi, postaje svjetlija, a nakon nekoliko mjeseci postaje gotovo bijela.
Učvršćene karbonatne lave su meke i krhke, lako se otapaju u vodi.
Karbonatna lava teče samo iz vulkana Oldoinyo Lengai u Tanzaniji.

Najtipičnije za vulkane Pacifičkog vatrenog prstena. Obično je vrlo viskozna i ponekad se smrzne u ustima vulkana i prije kraja erupcije, čime ga zaustavlja. Začepljeni vulkan može donekle nabujati, a zatim se erupcija nastavlja, u pravilu, snažnom eksplozijom. Prosječna brzina protoka takve lave je nekoliko metara dnevno, a temperatura je 800-900 ° C. Sadrži 53-62% silicijevog dioksida (silicijev dioksid). Ako njezin sadržaj dosegne 65%, tada lava postaje vrlo viskozna i spora. Vruća lava je tamne ili crno-crvene boje. Stvrdnute silikonske lave mogu formirati crno vulkansko staklo. Takvo staklo se dobiva kada se talina brzo ohladi, a da nema vremena za to

Mramor(starogrčki μά9rho; 9mu; 9alpha; 9rho; 9omicron; 9sigmaf; - "bijeli ili sjajni kamen") je metamorfna stijena koja se sastoji samo od kalcita CaCO3. Dolomitni mramori nastaju tijekom prekristalizacije CaMg (CO3) 2 dolomita.
Nastanak mramora rezultat je takozvanog procesa metamorfizma: pod utjecajem određenih fizikalno-kemijskih uvjeta mijenja se struktura vapnenca (sedimentne stijene organskog podrijetla) i kao rezultat toga nastaje mramor.
U građevinskoj praksi, "mramor9raquo; nazivaju se metamorfne stijene srednje tvrdoće, koje su polirane ( mramor,mramorirani vapnenac. gusti dolomit, karbonatne breče i karbonatni konglomerati).

O vađenju mramora u Iranu, da, kopaju:
Zadovoljstvo nam je predstaviti našu korporaciju "Omarani Yazdbaf" - renomiranu korporaciju za rudarenje 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.

Temperatura i značajke procesa taljenja dijamanata

Dijamant je dragi kamen. ali su njegova svojstva fizičari cijenili tek u 16. stoljeću. To je unatoč činjenici da je kamen pronađen nekoliko stoljeća ranije. Naravno, da bi se procijenio puni značaj minerala, bilo je potrebno mnogo eksperimenata. Dali su podatke o tvrdoći kamena, talištu dijamanta, kao i drugim fizičkim karakteristikama. Ali od tada se kamen koristi ne samo kao lijep pribor, već i u industrijske svrhe.

Procjena je provedena u posebnim laboratorijima. I kao rezultat toga, otkriven je kemijski sastav dijamanta. strukturu njegove kristalne rešetke, a također je otkrio nekoliko fenomena.

Eksperimenti s talištem

Kao što znate, kristalna rešetka tvari ima oblik tetraedra s kovalentnim vezama između ugljikovih atoma. Moguće je da je upravo ta struktura uzrokovala nekoliko otkrića vezanih uz taljenje dijamanta.

Mineralne enciklopedije daju stope taljenja dijamanata od 3700-4000 stupnjeva Celzija. Ali to nije sasvim točna informacija, budući da ne podliježu općeprihvaćenim obrascima. Konkretno, tijekom taljenja su pronađeni sljedeći učinci:

• Koristeći visoke temperature (2000 stupnjeva Celzija bez kisika), dijamant se može pretvoriti u grafit. Štoviše, daljnje ponašanje ove tvari s porastom temperature prkosi logičnom objašnjenju. Ali proces u suprotnom smjeru nemoguće je provesti. U ekstremnim slučajevima možete dobiti sintetički kamen, čija će se kristalna rešetka razlikovati od prirodnih dijamanata.
• Ako se kamen zagrije na temperaturu od 850-1000 stupnjeva Celzija, pretvara se u ugljični dioksid, odnosno nestaje bez traga. Takav su eksperiment 1694. godine izveli istraživači iz Italije Targioni i Averani, pokušavajući rastopiti kamenje i spojiti ga u jedan dijamant.
• Istraživanje je provedeno 2010. godine u Kaliforniji, gdje je skupina fizičara zaključila da je nemoguće postići taljenje dijamanta ako se temperatura kamena postupno povećava. Za doznavanje indeksa taljenja potrebno je, osim temperature, na dijamant djelovati i pritiskom, a to komplicira mjerenje. Trebalo je puno truda da znanstvenici doista pretvore dijamant u tekuće stanje. Da bi to učinili, koristili su laserske impulse koji su djelovali na kamen nekoliko nanosekundi. Istodobno, kamen u tekućem obliku dobiven je pri tlaku 40 milijuna puta većem od atmosferskog na razini mora. Osim toga, ako je tlak pao na 11 milijuna atmosfera, a temperatura na površini minerala bila je 50 tisuća Kelvina, tada su se na kamenu pojavili tvrdi komadi. Nisu tonuli u ostatku tekućine i izvana su nalikovali komadima leda. S daljnjim smanjenjem pokazatelja tlaka, komadići su se nakupljali, tvoreći "ledene sante" na površini. Znanstvenici su usporedili da se tako ponaša ugljik u sastavu planeta Neptuna i Urana, a na površini ovih nebeskih tijela postoje i oceani s tekućim dijamantom. Ali da bi se dokazala ova pretpostavka, potrebno je na planete poslati satelite, što se trenutno ne može brzo implementirati.
• Ako djelujete na kamen kratkim svjetlosnim impulsima u ultraljubičastom rasponu, tada će se u mineralu pojaviti male udubine. Dakle, pokus potvrđuje nestanak kamena pod utjecajem snažnog ultraljubičastog zračenja, odnosno pretvorbu dijamanta u ugljični dioksid. Stoga se ultraljubičasti dijamantni laseri brzo kvare i postaju neupotrebljivi. No, ne biste trebali brinuti o činjenici da će dijamant na nakitu s vremenom nestati: da biste uklonili jedan mikrogram minerala, morat ćete držati dijamant pod ultraljubičastim svjetlom oko 10 milijardi godina.

Dakle, indeks taljenja je zanimljiva karakteristika dijamanta. To je još uvijek predmet za proučavanje. S pojavom tehnologije, znanstvenici pronalaze nove načine testiranja ove karakteristike. Na temelju toga mogu se izvući zaključci o podrijetlu kamena, otkriti novi načini korištenja dijamanta.

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.

Ali nakon poprilično proučavanja problema, pokazalo se da bazalt može biti vrlo različit. Tu je, između ostalog, bazaltni tuf – koji i nije tako tvrd. Osobno sam još 2012. godine izveo eksperiment crtanja jednog od kamena koji se nalazi daleko od samog kompleksa. Malo naoštrenim komadom kamena uspio sam u samo par minuta napraviti žlijeb na gromadi širine oko 1 cm i dubine pola centimetra! A ovo je poznata tvrdoća bazalta? Da, na obali ima jako jakih predstavnika, ali oni su u manjini. I pokazalo se da je legenda da je kamenje "nekad bilo mekano" neodrživo. 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 brusili u raznim smjerovima, ili po njima piljene daske. Sve se pokazalo jednostavnim i postalo je jasno kada se pokazalo da je kamenje mekano. Samo što domaći ribari svoje čamce često vežu debelom metalnom žicom, koja se uz značajne valove vode neprestano trlja o kamen, na kraju ga melje i stvara utore. Jednostavna žica!

Ispostavilo se da je bilo koji ribar iz prošlosti, koji je dugo sjedio na obali, mogao izdubiti lica Sikachi-Alyana, jedno za drugim - samo iz dosade, iz razloga što nema posla. 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 su prsti po njemu prevučeni, ako je gromada bila mekana, ili recimo nekoliko puta štapom . Ne postoji ništa slično ovom primjerku u okrugu.

To je dovelo do misterije. Da ne kažem da sam to želio riješiti, ali sam se pitao 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 točke taljenja željeza! Prije toga, uvijek mi se činilo da bi toplina za topljenje bilo kojeg kamena trebala biti najmanje 3 tisuće stupnjeva, ali pokazalo se da to nije slučaj.

Drugim riječima, svaki ozbiljan požar na području Sikachi-Alyan lako bi mogao omekšati ovo kamenje do stanja polučvrste lave. A onda možete lako zamisliti kako bi, ubrzo nakon požara, čovjek mogao doći do takvog kamena i preko njega nacrtati nešto čvrsto, keramičko ili željezno (stablo će se brzo zapaliti od dodira s tako rastopljenom lavom).

Nekoliko desetaka šamotnih cigli, puhalo zraka i ugljen - to je sve što je potrebno za postizanje temperature topljenja do tisuću i pol stupnjeva, prema poveznici ispod:

Prema tekstu gornje teme, ovakav pomalo škakljiv dizajn sasvim je dovoljan da se aluminij vrlo brzo otopi. No, prema riječima autora, 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, pokušat napraviti sličnu konstrukciju. Već su mi obećali dati hladnjak za ubrizgavanje zraka.

p.s. "Zašto je to potrebno?" - pitaš. A ja ću odgovoriti: "Ne znam još ni sam". Ali postoji stanoviti 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.

A uz sve ostalo - samo zanimljivo.

P.S.2 I još nešto... O da. Primjeri poput ovih 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 je praktički nemoguće rastopiti a priori. Razmišljanje se mijenja...