심리학 이야기 교육

돌이 녹습니다. 잊혀진 고대 기술 - 돌을 부드럽게하는 능력

석재 - 화강암, 석회암, 대리석, 디아베이스, 현무암 -은 오랫동안 인간이 건축 자재로 사용했습니다. 돌을 녹이는 아이디어로 사람들에게 영감을 준 것은 무엇입니까? 융합 석재의 특성은 무엇입니까?

내산성 측면에서 용융 석재는 도자기보다 열등하지 않습니다. 몇 시간, 때로는 몇 분 동안 금속을 녹이는 끓는 산에서도 석재 주조물은 파괴되지 않습니다. 용융 석재의 내마모성은 금속보다 훨씬 높으며 재료는 "노화"되지 않으며 "피로"는 익숙하지 않습니다. 거의 쓴 서리. 그리고 원심 주조로 훨씬 더 높은 성능을 발휘합니다.

융합 석재의 장점은 생산 기술의 단순성을 포함합니다. 굴착기 양동이로 바위를 퍼내고 싣고 오븐에 가져갑니다. 금속을 얻기 위해서는 금속이 남기는 것보다 훨씬 더 많은 "광석"을 처리해야 한다는 사실이 중요합니다. 돌을 가공할 때 폐기물은 10%를 넘지 않습니다.

불행히도, 그것은 깨지기 쉽습니다. 그러나 금속으로 보강하면 강도가 증가합니다. 또한 용융석은 급격한 온도 변화에 민감합니다. 현재 액체 매체에서 허용되는 표준은 100, 공기 매체 - 250도입니다. 내열성 유형의 주물을 얻기 위한 작업이 진행 중입니다. 500도에서 600도까지의 온도 강하를 견딜 수 있는 제형이 이미 있습니다.

금속에 대한 적자가 없더라도 석재 주조의 사용은 단순히 필요합니다. 여기 셀 수 없는 예 중 하나가 있습니다. 과인산 염과 같은 비료 생산은 전문가들에게 큰 관심사였습니다. 교반기의 금속 블레이드는 공격적인 환경의 영향을 오랫동안 견디지 못했습니다. 그리고 융합 된 돌로 만든 동일한 블레이드는 거의 20 배 더 강한 것으로 나타났습니다. 일반적으로 석재 주조는 화학자 사이에서 가장 수요가 많습니다. 이유 없이는 아닙니다. 수천 톤의 매우 희소한 납을 절약하여 장비의 서비스 수명을 크게 연장합니다. 예를 들어, Kuznetsk Metallurgical Plant에서 석재 주물 타일이 늘어선 산세척 욕조는 6년 동안 사용되는 반면 납 라이닝은 6개월 후에 교체됩니다.

금속 파이프를 석재 파이프로 교체하는 것도 상당한 경제적 이점이 있습니다. Krivoy Rog 광석 처리 공장에서 광석 운송을 위한 금속 파이프라인은 최대 6개월 동안 제공되었으며 용융석으로 만들어진 파이프는 8배 더 오래 사용되었습니다. 화력 발전소의 수력재 제거용 주철 트레이는 9-12개월 안에 고장납니다. 석재 주조 파이프는 20년 또는 30년 동안 지속될 수 있습니다.

유명한 "조리대"는 방문자에게이란, 터키 및 그리스의 산이 " VCC의 폭격으로 녹은 대리석 - 위대한 우주문명".
그곳에는 이란, 터키, 그리스 여행 사진이 흥미롭지만 그곳에는 화학자가 없는 것 같습니다.
저도 멀리서 보면 케미스트리를 존경하지만 '대리석 산이 녹는다'는 의구심이 큽니다.

그러나 많은 것들이 괄호를 생략하고 어떻게 수행되는지 명확하지 않습니다. 대리석 용해.

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실리콘 용암

태평양 불의 고리의 화산에서 가장 일반적입니다. 그것은 일반적으로 매우 점성이 있으며 때로는 분화가 끝나기도 전에 화산의 입에서 얼어붙어 멈추게 합니다. 막힌 화산은 다소 부풀어 오를 수 있으며 일반적으로 격렬한 폭발과 함께 분화가 재개됩니다. 이러한 용암의 평균 유속은 하루 수 미터이며 온도는 800-900 ° C입니다. 53~62%의 이산화규소(실리카)를 함유하고 있습니다. 그 함량이 65%에 도달하면 용암은 매우 점성이 있고 느려집니다. 뜨거운 용암은 어둡거나 검붉은 색입니다. 응고된 규소 용암은 검은 화산 유리를 형성할 수 있습니다. 이러한 유리는 용융물이 냉각될 시간 없이 빠르게 냉각될 때 얻어집니다.

대리석(고대 그리스어 μάρμαρος - "흰색 또는 반짝이는 돌")은 방해석 CaCO3로만 구성된 변성암입니다. 백운석 구슬은 CaMg(CO3) 2 백운석의 재결정 과정에서 형성됩니다.
대리석의 형성은 소위 변성 과정의 결과입니다. 특정 물리 화학적 조건의 영향으로 석회암 (유기 기원의 퇴적암)의 구조가 바뀌고 결과적으로 대리석이 탄생합니다.
건설 관행에서 "대리석"은 연마가 필요한 중간 경도의 변성암이라고합니다. 대리석, 대리석 석회암 , 조밀한 백운석, 탄산염 breccias 및 탄산염 대기업).

지금까지 '대리석'이라는 단어는 서로 유사한 서로 다른 품종을 지칭하는 데 사용되었습니다. 건축업자들은 대리석을 내구성 있고 광택이 나는 석회암이라고 부릅니다. 때때로 비슷한 품종이 대리석으로 오인됩니다. 사문석... 가벼운 골절의 진정한 대리석은 설탕과 비슷합니다.

이란의 대리석 추출에 대해 - 예, 광산:
우리는 유명한 석재 채굴 회사인 "Omarani Yazdbaf"를 소개하게 된 것을 기쁘게 생각합니다. 우리 회사는 오닉스(밝은 녹색, 흰색), 대리석(크림, 주황색, 빨간색, 분홍색, 노란색) 및 석회화(초콜릿, 갈색)를 채굴합니다.
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일반적으로 누가 산을 올랐고 왜 산에서 구호를 두드렸는지 명확하지 않습니다.

당신의 현재 양육에 대해 너무 많이 "Yanechek은 교화적으로 말했습니다. - 그리고 때때로 아들에게 무언가를 말하면 그는 이렇게 대답합니다. 단어: 언젠가는 재료". 글쎄요, 이것은 너무합니다. 돌, 나무 또는 뼈보다 더 강한 물질을 본 사람이 있습니까! 당신은 어리석은 여자지만 인정해야 합니다. 무엇을 ... 무엇을 ... 글쎄, 그것은 모든 경계를 초월합니다.

카렐 차펙. 도덕의 몰락에 대하여("외경" 컬렉션에서)

이제 우리는 금속이 없는 삶을 상상할 수 없습니다. 우리는 금속에 너무 익숙해서 최소한 무의식적으로 금속을 새롭고 더 수익성 있는 것으로 대체하려는 모든 시도에 저항합니다. 우리는 일부 산업에서 더 가볍고, 더 튼튼하고, 더 저렴한 재료를 만드는 어려움을 잘 알고 있습니다. 습관은 철제 코르셋이지만 플라스틱으로 만들어도 더 편할 것이다. 그러나 우리는 몇 천년을 건너뛰었습니다. 금속의 첫 번째 소비자는 미래 세대가 농업의 출현과 19세기 산업 혁명과 함께 경제 및 기술 발전의 경로에서 가장 뛰어난 이정표와 동등하게 자신의 발견을 놓을 것이라고 생각조차 하지 않았습니다.

발견은 아마도 실패한 작업의 결과로 - 가끔 일어나는 것처럼 - 일어났을 것입니다. 예를 들어 선사 시대 농부는 돌판과 도끼 공급을 보충해야 했습니다. 발밑에 깔린 공허한 더미에서 그는 돌 하나하나를 골랐고 능숙한 움직임으로 접시를 하나씩 깨뜨렸습니다. 그런 다음 반짝이는 각진 돌이 그의 손에 떨어졌습니다. 아무리 두드려도 접시가 하나도 떨어지지 않았습니다. 더욱이 그는 이 형태가 없는 원료 조각을 부지런히 두드릴수록 점점 더 케이크를 닮아가기 시작했고, 결국 구겨지고 비틀리고 길이가 당겨지고 가장 놀라운 모양으로 굴러갈 수 있었습니다. 그래서 사람들은 먼저 구리, 금, 은, 전자와 같은 비철금속의 특성에 대해 알게 되었습니다. 최초의 매우 단순한 보석, 무기 및 도구 제조에서 석기 시대의 가장 널리 퍼진 기술인 타격으로 충분했습니다. 그러나 이러한 물체는 부드럽고 쉽게 부서지고 둔했습니다. 이 형태로 그들은 돌의 지배를 위협 할 수 없었습니다. 게다가 차가운 상태에서 석재 가공이 가능한 순수한 형태의 금속은 자연에서 극히 드뭅니다. 그러나 그들은 새로운 돌을 좋아했기 때문에 그것을 실험하고 가공 기술을 결합하고 실험을 설정하고 생각했습니다. 당연히 그들은 많은 실패를 겪어야 했고, 진실을 발견하기까지 아주 오랜 시간이 걸렸다. 고온에서(그들은 도자기의 소성으로 인한 결과를 잘 알고 있었습니다), 석재(오늘날 우리가 구리라고 부름)는 어떤 형태든 형태를 취하는 유체 물질로 변했습니다. 도구에는 날카롭게 할 수 있는 매우 날카로운 절삭날이 있을 수 있습니다. 부러진 기구는 버릴 필요가 없었습니다. 녹여서 금형에 다시 주조하는 것으로 충분했습니다. 그런 다음 그들은 순수한 금속보다 훨씬 더 자주 그리고 더 많은 양으로 발견되는 다양한 광석을 구워서 구리를 얻을 수 있다는 것을 발견했습니다. 물론 처음에는 광석에 숨겨진 금속을 알아보지 못했지만, 이 화석들은 틀림없이 알록달록한 색깔로 사람들을 매료시켰습니다. 그리고 일련의 무작위적이고 나중에 의도적인 정량적 실험 후에 여기에 구리와 주석의 단단한 황금 합금인 청동의 발견이 추가되었을 때, 수백만 년 동안 지속되어 온 석재의 지배가 흔들리게 되었습니다. 아주 기초.

중부 유럽에서 구리 제품은 신석기 시대 말에 고립된 경우에 처음 등장했으며, 신석기 시대에 더 자주 발견되었습니다. 그러나 이미 기원전 7-5000년 전. 예를 들어, 더 발전된 근동에서는 이러한 목적에 적합한 제련을 통해 구리를 얻기 시작했습니다. 가장 간단한 것은 풍화된 구리 매장지에서 얻은 산화물 광석을 제련하는 것이었습니다. 이러한 광석은 700-800도의 온도에서 가능합니다. 순수한 구리로 회복:

2 O + CO → 2Cu + CO 2

고대 주조 공장 노동자들이 이 제품에 주석을 첨가했을 때(이집트의 제조법을 기억하십시오), 그 특성에서 구리를 훨씬 능가하는 합금이 나타났습니다. 이미 0.5%의 주석은 합금의 경도를 4배, 10% - 8배 증가시킵니다. 동시에 청동의 녹는점은 예를 들어 13% 주석에서 거의 300°C 감소합니다. 새로운 시대의 문이 열렸다! 그 이면에서 우리는 더 이상 모든 사람이 거의 모든 일을 하는 낡은 동질적인 사회를 만나지 않습니다. 금속으로 물체를 제조하는 것은 긴 여정이 선행되었습니다. 광석 매장지, 광석 채광, 제련 구덩이 또는 용광로에서 제련, 주형으로 주조; 이 모든 것은 특별한 지식과 기술의 전체 범위를 요구했습니다. 따라서 장인들 사이에서 광부, 야금술사, 주물 노동자, 그리고 마지막으로 상인들과 같은 전문 분야에 따라 차별화가 시작됩니다. 모든 사람이 그러한 복잡한 활동의 ​​전체 범위에 성공적으로 참여할 수 있는 것은 아닙니다. 현대의 실험자들도 선사시대 야금학자와 주조공의 기술적인 방법을 반복하려 할 때 많은 실패와 어려움에 직면했습니다.

Sergei Semenov는 청동기 시대의 여명기에 사람들이 괭이, 곤봉, 모루 및 파쇄기의 형태로 화강암, 섬록암 및 디아베이스로 만든 매우 거친 석기를 채굴하고 광석을 부수는 것을 추적학적 방법을 사용하여 발견하고 실험적으로 확인했습니다.

실험자들은 에어 블라스트를 사용하지 않고 깊고 작은 난로에서 공작석 광석의 제련을 테스트했습니다. 그들은 단조를 건조시키고 약 1 미터의 내경을 가진 둥근 embrasure가 나타나는 방식으로 석판으로 덮었습니다. 연료로 사용되는 숯을 사용하여 원뿔 모양의 구조물을 단조로 만들고 그 중간에 광석을 넣었습니다. 몇 시간의 연소 후 화염의 온도가 600-700 ° C에 도달하면 공작석이 산화물 구리 상태로 녹아 금속 구리가 형성되지 않습니다. 말라카이트 대신 큐라이트를 사용한 다음 시도에서도 비슷한 결과를 얻었다. 실패의 원인은 아마도 대장간에 과도한 공기가 있었기 때문일 것입니다. 거꾸로 된 세라믹 항아리로 덮인 공작석을 사용한 새로운 테스트(전체 프로세스는 이전 경우와 동일한 방식으로 진행됨), 결국 스폰지 구리를 생성합니다. 실험자들은 공작석 광석을 제련하기 전에 파쇄해야만 소량의 고체 구리를 얻었다. 선사 시대 유럽에서 고산 광석이 매우 중요했던 오스트리아에서도 유사한 실험이 수행되었습니다. 그러나 실험자들은 1100 ° C의 온도에 도달하여 산화물을 금속 구리로 환원시키는 용광로에 공기를 강제했습니다.

실험 중 하나에서 실험자는 원래 석재 형태의 절반을 청동 낫으로 주조하는 데 사용했으며, 취리히 호수 근처의 발견물에서 보존되어 쌍면이 만들어졌습니다. 몰드의 두 부분은 150 ° C에서 건조되었고 청동은 1150 ° C에서 부어졌습니다. 금형이 손상되지 않고 주조가 양호했습니다. 그런 다음 그들은 프랑스에서 발견된 도끼용 이미 청동 이중 잎 틀을 사용하기로 결정했습니다. 150 ° C에서 완전히 건조되었습니다. 그런 다음 1150 ° C의 온도에서 청동으로 채워졌습니다. 우수한 품질의 제품을 얻었습니다. 동시에 실험의 가장 중요한 결과인 청동 형태에서는 약간의 손상도 발견되지 않았다. 사실은 실험 전에 일부 연구자들은 뜨거운 금속이 아마도 금형의 재료와 결합할 것이라는 의견을 표명했습니다.

더 복잡한 구성의 물체를 제조할 때 고대 주조 작업자는 몰드 손실 주조 기술을 사용했습니다. 그들은 왁스 모형을 점토로 코팅했습니다. 점토를 태우면 밀랍이 흘러나오고 청동이 대치되었습니다. 하지만 청동 주물을 꺼낼 때 주형을 깨야 했기 때문에 재사용에 의존할 필요가 없었습니다. 실험자들은 금종과 은종의 제조를 위한 16세기의 기술 지침에 따라 이 방법을 개발했습니다. 실험 동안 그들은 귀금속을 재래식으로 대체할 가능성을 동시에 테스트하기 위해 금을 구리로 대체했습니다. 금의 융점은 1063 ° C, 구리 - 1083 ° C입니다. 기원전 첫 천년기 현장에서 구리 종의 주조가 샘플로 선택되었습니다. NS. 주형은 점토와 목탄의 혼합물로 만들었으며 모형은 밀랍으로 만들었습니다. 점토와 갈은 목탄의 혼합물로 작은 코어를 만들고 그 안에 작은 자갈(종의 심장)을 넣었습니다. 미래주물의 벽두께와 동일한 두께로 코어 주위에 왁스를 도포하고 왁스링을 부착하여 미래종의 펜던트를 형성하였다. 손잡이 모양의 왁스 보스가 링 위에 부착되어 주조에서 금속의 주입, 응고 및 수축 동안 용탕의 호퍼 역할을했습니다. 종의 바닥에 있는 왁스 껍질에 구멍을 뚫어 찰흙, 목탄 및 왁스의 성형 가능한 혼합물이 구멍을 채우고 왁스가 녹은 후 주조하는 동안 코어의 위치를 ​​고정하도록 했습니다. 상단의 포장된 형태는 몇 개의 빨대로 관통되었으며 나중에 타거나 단순히 제거되었습니다. 주조 중에 생긴 구멍을 통해 금형에서 뜨거운 공기가 빠져나갔습니다. 전체 모델을 여러 층의 흙과 목탄으로 덮고 이틀 동안 건조했습니다. 그런 다음 다시 석탄과 점토 층으로 덮고(모양의 강도를 위해) 동일한 성형 혼합물에서 깔때기 모양의 충전 호퍼를 러그 위에 부착했습니다. 보스는 몰드가 비스듬한 상태로 주조되도록 약간 비스듬히 부착하였다. 이것은 전면의 하부를 따라 용융 빗자루가 방해받지 않고 흐르도록 하고 반대 측면에서는 전체 금형이 용융 금속으로 완전히 채워질 때까지 금속에 의해 변위된 공기의 유출이 일어나도록 하기 위한 것입니다. 제련하기 전에 구리 광석 조각을 뚜껑으로 덮인 벙커에 던졌습니다. 건조 후, 드래프트 채널이 장착된 오븐에 몰드를 놓았다. 스토브는 4.5kg의 숯으로 채워져 1200 ° C의 온도로 가열되었습니다. 밀랍 모형과 밀랍 덩어리가 녹고 증발되고, 구리가 녹고 유리가 주형을 형성하여 금속 종을 형성했습니다. 그런 다음 외부 "셔츠"가 부러지고 금속 보스가 제거되고 종의 중공 부분을 형성하는 점토 코어가 도려내어졌습니다. 자갈 만 남았습니다.

Arthur Pitch는 와이어, 나선, 시트, 솔리드 링 및 프로파일 로드 제조와 같은 청동을 쫓는 데 전념하는 일련의 전체 실험을 수행했습니다. 얻은 경험은 초기 철기 시대로 거슬러 올라가는 두린 문화의 뒤틀린 청동 고리의 복제품을 제조하는 데 사용되었습니다. 그는 총 17개의 복제품을 만들었으며 각 복제품에는 고고학 원본에 대한 설명, 사용된 도구 및 장치 목록, 재료 구성 분석, 마지막으로 개별 작업에 대한 설명 및 기술 과정의 기간. 복제 번호 2~12시간에 가장 적은 시간이 소요되었습니다. 가장 긴 60시간은 복제 번호 14를 요구했습니다.

청동기 시대에 생산과 관련된 불편함이 점차 나타나기 시작했는데, 주로 자연에서 사용할 수 있는 원자재의 제한과 그 당시 알려진 퇴적물의 고갈이었습니다. 이것은 확실히 사람들이 계속 증가하는 요구를 충족할 수 있는 새로운 금속을 찾는 이유 중 하나였습니다. 철은 이러한 요구 사항을 충족했습니다. 처음에 그의 운명은 구리의 운명과 비슷했습니다. 운석 기원의 또는 우연히 얻은 첫 번째 철은 기원전 3,000년에 이미 나타났습니다. NS. 동부 지중해에서. 3000년 이상 전에 야금 용광로가 서아시아, 아나톨리아 및 그리스에서 가동되기 시작했습니다. 그들은 할슈타트 시대에 우리나라에 나타났지만 마침내 라 테네 시대에야 뿌리를 내렸습니다.

고대 철 제련업에 사용된 원료(산화물, 탄산염, 규산염) 중. 가장 흔한 산화물은 적철광 또는 철광택, 갈철광 또는 갈철광, 수산화철과 자철광의 혼합물로, 매우 어렵게 환원될 수 있습니다.

철 환원은 이미 약 500 ° C에서 시작됩니다. 이제 철이 구리와 청동보다 수세기 또는 수천 년 늦게 사용된 이유가 궁금할 것입니다. 이것은 당시의 생산 조건 때문입니다. 단조 및 용광로의 첫 번째 야금 학자가 도달 한 온도 (약 1100 ° C)에서 철은 액체 상태로 전환되지 않았지만 (최소 1500 ° C 필요) 용접 된 반죽 덩어리 형태로 축적되었습니다. 슬래그와 가연성 물질의 잔해에 적신 귀뚜라미로 유리한 조건에서. 이 기술을 사용하면 무시할 수 있는 양의 약 1%에 해당하는 탄소가 목탄에서 철로 전달되기 때문에 차가운 상태에서도 부드럽고 위조가 가능합니다. 그러한 철로 만든 제품은 청동의 경도에 도달하지 못했습니다. 포인트는 쉽게 구부러지고 빠르게 둔해졌습니다. 이른바 직접 철 생산이었다. 17세기까지 남아 있었습니다. 사실, 일부 선사 시대 및 초기 중세 용광로에서는 탄소 함량이 높은 철, 즉 일종의 강철을 얻는 것이 가능했습니다. 17 세기부터 용광로가 사용되기 시작하여 철이 액체 상태로 생산되고 탄소 함량이 높은, 즉 단단하고 부서지기 쉬운 잉곳이 주조되었습니다. 강철을 얻기 위해서는 함유된 탄소의 일부를 제거하여 고탄소 철을 가단성으로 만드는 것이 필요했습니다. 따라서 이 방법을 간접 철 생산이라고 합니다. 그러나 선사시대 대장장이들도 실험을 통해 경험을 확장했습니다. 숯의 온도가 800~900℃에 달할 때 단조에서 철을 가열하면 훨씬 더 좋은 물성을 가진 제품을 얻을 수 있다는 것을 발견했다. 사실은 탄소 함량이 더 높은 얇은 층이 표면에 형성되어 물체에 저탄소강 품질을 부여한다는 것입니다. 철의 경도는 경화의 원리가 밝혀지고 그 장점이 사용되기 시작하면서 증가했습니다.

아마도 고대 야금 연구의 가장 초기 실험은 약 100년 전에 Wurmbrand 백작에 의해 지시되었을 것입니다. 그의 야금 노동자들은 숯과 볶은 광석을 직경 1.5미터의 단순 단조로 사용했고, 제련 과정에서 약한 공기 분사로 연소 조건을 개선했습니다. 26시간 후, 그들은 약 20퍼센트의 철을 받아 다양한 물건을 만들었습니다. 비교적 최근에 유사한 장치에서 철광석 제련이 영국 실험자들에 의해 수행되었습니다. 그들은 고대 로마 유적지에서 발견된 대장간처럼 단순한 제련 용광로를 재건했습니다. 원래 단조품의 직경은 120cm, 깊이는 45cm였으며, 제련 전에 영국 연구원들은 800°C의 온도에서 산화성 분위기에서 광석을 구워냈습니다. 숯에 불을 붙인 후, 새로운 층의 광석과 목탄이 점차 대장간에 추가되었습니다. 실험 중 랜스를 이용한 인공 불어를 사용하였다. 일산화탄소로 환원된 광석 한 층이 바닥을 관통하는 데 약 4시간이 걸렸다. 작동 온도가 1100 ° C까지 올라가고 철이 풍구 입구 근처에 쌓였습니다. 용융 공정 중 수율은 20%였다. 1.8kg의 광석에서 0.34kg의 철이 얻어졌습니다.

1957년 Gilles의 실험은 다양한 유형의 용광로에서 광석 환원에 관한 일련의 실험을 시작했습니다. 이미 첫 번째 실험에서 Joseph Wilhelm Gilles는 바람이 불어오는 경사면에서 자연적인 공기 이동을 사용하여 샤프트 구조의 선사 시대 용광로가 성공적으로 작동할 수 있음을 증명했습니다. 테스트 중 하나에서 그는 용광로 중앙에서 1280~1420°C, 화격자 공간에서 250°C의 온도를 기록했습니다. 제련 결과 17.4kg의 철, 즉 11.5%가 채굴되었습니다. 장입량은 152kg의 갈색 철광석과 철광석과 207kg의 목탄으로 구성되어 있습니다.

로마 시대의 복제 용광로에서 많은 경험이 있는 가열이 덴마크, 특히 레이라에서 수행되었습니다. 한 번의 성공적인 제련으로 15kg의 철을 생산할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이를 위해 덴마크인은 132kg의 늪지 광석과 150kg의 목탄을 사용해야 했으며, 이는 1입방미터를 태워 얻은 것입니다. 경재의 m. 용융은 약 24시간 동안 지속되었습니다.

Swietokrzyskie 산맥에서 발견된 광대한 제철 지역 연구와 관련하여 폴란드에서 체계적인 실험이 수행됩니다. 로마 시대 후기(AD 3~4세기)에 번성했습니다. 1955년부터 1966년까지 고고학자들은 Swietokrzyskie 산맥에서 4,000개 이상의 철 제련로가 있는 95개의 야금 복합 단지를 조사했습니다. 고고학자 Kazmezh Belenin은 이 지역의 그러한 복합 단지의 총 수는 300,000개의 스토브가 있는 4,000개라고 믿습니다. 생산량은 시장 품질의 철 4천 톤에 달할 수 있습니다. 이것은 선사 시대 세계에서 유사점이 없는 거대한 인물입니다.

앞서 언급한 철 제련 생산의 기원은 10개 또는 20개의 용광로가 있는 야금 복합 단지가 정착지의 중앙에 직접 위치했던 La Tene 후기(기원전 마지막 세기)와 초기 로마 시대로 거슬러 올라갑니다. 그들의 제품은 지역의 매우 제한된 요구만 충족했습니다. 중세 로마 시대부터 철의 생산은 자연적으로 조직되기 시작했으며 III-IV 세기에 가장 크게 증가했습니다. 용광로는 유지 보수 직원을 위한 드리프트로 분리된 2개의 직사각형 구획 형태로 위치했습니다. 각 구획에서 용광로는 2개, 3개, 심지어 4개로 그룹화되었습니다. 따라서 한 복합 단지에는 수십 개의 스토브가 있었지만 100 개 또는 200 개의 스토브가있는 드문 예외와 정착지는 없었습니다. 이 기간 동안 철 수출이 존재했다는 가설은 생산성이 높은 야금 용광로의 수뿐만 아니라 수천 개의 로마 동전이있는 수많은 보물 발견에 의해 확인됩니다. 이주 기간과 중세 초기에 생산량은 다시 현지 수요에 맞는 수준으로 떨어졌습니다.

로마 시대에 그러한 대규모 야금 생산이 출현하기 위한 전제 조건은 목재와 광석의 충분한 매장량이었습니다. 야금학자들은 갈색 철광석, 적철광 및 철광석을 사용했습니다. 그들은 일반적인 채광 방법을 사용하여 일부 광석을 채광했습니다. 예를 들어 Stashits 광산에서는 광산 갱구 시스템이 있고, 나머지 안감 및 도구는 로마 시대로 거슬러 올라갑니다. 그러나 그들은 늪지 광석도 멸시하지 않았다. 깊은 난로와 높은 샤프트가있는 스토브가 사용되었으며 철 스폰지 (그릿)를 제거 할 때 부러 져야했습니다.

1956년 이래로 więtokrzyskie 산맥에서 생산 공정을 재구성하는 실험이 수행되었습니다. 불에 광석 채광(수분 제거, 유황과 같은 유해한 불순물의 농축 및 부분 연소 제거); 더미에서 숯을 태워서 숯을 수령합니다. 용광로 건설 및 벽 건조; 용광로 가열 및 직접 제련; 광산 샤프트의 개발과 철 컵의 발굴; 철 잔을 단조.

1960년 고대 야금 박물관은 1967년 9월부터 선사 시대 야금의 기술이 매년 대중에게 시연된 가장 유명한 유적지(Nova Sbupia) 중 하나에 문을 열었습니다. 이 시연은 광산에서 다양한 수준의 철 제련소가 있는 야금 복합 단지로 광석을 운반하는 것으로 시작됩니다. 여기에서 광석을 망치로 부수고 말립니다. 광석의 건조 및 농축은 로스팅 시설에서 이루어집니다. 이러한 장치는 장작 층으로 형성된 더미 형태이며 광석으로 이동합니다. 스택은 모든면에서 동시에 불에 타게됩니다. 연소 후, 건조, 로스팅 및 선광된 광석이 쌓여 적재됩니다. 단지 주변에는 숯의 생산을 보여주는 석탄 광부 작업장도 있습니다. 굴뚝 쌓기 및 세우기, 태우기, 굴뚝 해체하기, 석탄을 열린 창고로 운반하기, 갈고 마지막으로 용광로에서 사용하기. 그 다음으로 퍼니스 가열, 벨로우즈 설치 및 배치가 이어집니다. 단지의 직원은 광부, 야금 학자, 석탄 광부 및 보조 작업자와 같은 10 명의 근로자로 구성되어 있으며 동시에 실험을 위해 두 번째 용광로를 준비하고 있습니다. 제련은 화로에서 철 스펀지를 제거하는 것으로 계속되며 광산을 먼저 부숴야 합니다.

1960년 폴란드와 체코 전문가들이 힘을 합쳐 야금 실험을 공동으로 수행하기 시작했습니다. 그들은 로마 모델을 따라 두 개의 환원로를 만들었습니다. 하나는 Swietokrzyskie 산맥의 난로 유형과 유사하고, 두 번째는 Lodenice(체코 공화국)의 고고학적 발견에 해당합니다. 제련을 위해 적철광 광석과 너도밤나무 석탄을 1:1.5 및 1:1의 비율로 사용하고 약한 공기 분사를 사용했습니다. 공기 흐름, 온도 및 환원 가스를 체계적으로 모니터링하고 측정했습니다. 13, 27 및 43cm 높이의 다른 샤프트 상부 구조가 있는 폴란드 용광로의 유사체에 대한 실험에서 과학자들은 용융 과정이 이동성 슬래그와 스폰지가 있는 양쪽 송풍구의 목에 집중되어 있음을 발견했습니다. 철(하부 슬래그의 액적에 13%에서 23%의 철과 약 1%의 금속성 철). 풍구 근처의 온도는 1220-1240 ° C에 도달했습니다.

이 과정은 Lodenitz 오븐에서 실험하는 동안 비슷한 방식으로 진행되었습니다. 슬래그와 철 구조물의 형태만 달랐습니다. 랜스 부근의 온도는 1360℃였다. 그리고 이 레플리카에서는 침탄 흔적이 있는 철 결정을 얻었다. 철 잔은 항상 송풍구의 목 부분에 형성되었으며 가벼운 슬래그는 구멍을 통해 목탄 층의 바닥으로 흘러 들어갔습니다. 두 경우 모두 효율성은 17-20%를 초과하지 않았습니다.

추가 실험은 8세기의 슬라브 야금 생산 수준을 명확히 하는 것을 목표로 했으며, 그 유물은 모라비아의 Unicov 근처 elechovice에서 발견된 단지에 보존되었습니다. 주로 그러한 용광로에서 강철을 만드는 것이 가능한지 여부를 결정하는 것이었습니다. 철 수율과 용해로 효율과 관련하여 이는 실험 동안 수행된 수많은 측정이 제련 공정에 부정적인 영향을 미쳤기 때문에 부차적인 관심이었습니다.

Zhelechovitsky 유형의 오븐은 독창적 인 디자인의 놀라운 장치입니다. 그들의 모양은 충전물로 고품질 충전을 수행 할 수있게했습니다. 실험에 따르면 제련할 때 야금학자들은 스스로 목탄을 생산할 수 있습니다. 연료는 용광로에 소량씩 넣어야 했습니다. 그렇지 않으면 용광로에 가까운 좁은 축 구멍이 막힐 위험이 있었습니다. 저융점 철광석은 명백한 이점이 있었지만 Zhelekhovitsky 유형 용광로는 적철광과 자철광을 모두 회수할 수 있었습니다. 광석을 미리 굽는 것은 어렵지 않았으며 어떤 경우에도 수익성이 있었습니다. 광석 덩어리의 센티미터 크기가 최적이었습니다.

충전물은 용광로의 난로에 녹는 원뿔을 형성했으며 다음에 부어진 재료는 자동으로 랜스 뒤의 공동으로 이송되어 찌르기의 진원지가 형성되어 제품이 재산화되는 것을 방지했습니다. 강제 공기.

중요한 매개변수는 퍼니스에 주입되는 공기의 양입니다. 바람이 충분하지 않으면 온도가 너무 낮습니다. 더 많은 양의 공기는 슬래그로 들어가는 철의 상당한 손실을 초래합니다. 취입 공기의 최적 부피는 Zhelechovice 노의 경우 분당 250-280리터였습니다.

또한 실험자들은 특정 조건에서 원시 개별 용광로에서도 고탄소강을 얻을 수 있으므로 후속 침탄이 필요하지 않음을 발견했습니다. Zhelekhovitsky 단지에서 실험하는 동안 고고학자들은 모든 용광로에 창 뒤에 싱크대가 장착되어 있다는 사실에 주목했습니다. 그들은 이 공간을 용융 직후에 축적된 그릿을 가열하고 침탄시키는 챔버로 가정했습니다. 그들은 Zhelechovice 용광로의 복제품에서 이 가설을 테스트했습니다. 석탄에서 적철광 광석을 제련한 6시간 후, kritsa는 용광로 후면 공동의 환원 환경에서 가열되었습니다. 챔버 온도는 1300℃였다. 생성물을 적색 및 백색 열 하에 오븐에서 꺼냈다. 슬래그는 해면질 철 덩어리의 기공을 통해 흘렀습니다. 제품에는 순철과 함께 침탄된 철이 포함되어 있습니다.

1961년과 1962년의 노브고로드 고고학 탐사 기간 동안 고고학 및 민족지학적 출처에서 잘 알려진 X-XIII 세기의 고대 러시아 지상 용광로의 복제품에서 실험적인 철 제련이 수행되었습니다. 점토로 가마를 말리는 것, 즉 원래의 가마를 건조하는 데 몇 주가 걸린다는 사실을 고려하여 실험자들은 제조에 점토 블록을 사용했습니다. 그들 사이의 틈은 점토와 모래 기름으로 채워졌습니다. 용광로의 내부는 약 센티미터의 점토와 모래 층으로 코팅되었습니다. 스토브는 직경 105cm, 높이 80cm의 원기둥 모양이었고 실린더 중앙에 60cm의 용광로를 배치했습니다. 상부 구멍의 직경은 20cm, 난로 - 30cm이고, 노의 하부에 실험자들은 공기 주입 및 슬래그 배출을 위해 사용되는 25x20cm 크기의 구멍을 만들었습니다. 퍼니스 내부의 정권에 대한 제어는 측정 장비의 일부가 도입 된 벽의 두 디옵터를 통해 수행되었습니다. 송풍은 최신 방식으로 수행되었습니다. 전기 모터는 벨로우즈 단조로 달성 된 매개 변수에 따라 동력을 얻었습니다. 20센티미터의 창은 점토와 모래를 섞어 만든 구식 창의 복제품이었습니다. 모래는 정상적인 기상 조건에서 3일 동안 건조되었습니다.

제련에는 철 함량이 매우 높은 늪지 광석(약 77%)을 주로 사용했으며, 두 가지 경우에는 호두 크기로 부순 하이퍼진 광석을 사용했습니다. 장전하기 전에 광석을 말려 그 일부를 불에 30분 정도 태우기도 했다. 제련은 자연 통풍이 있는 마른 소나무 통나무로 로를 2시간 동안 가열하는 것으로 시작되었습니다. 그런 다음 그들은 용광로를 청소하고 얇은 석탄 가루와 부순 석탄으로 덮었습니다. 그 다음에는 풍구를 설치하고 모든 균열을 점토로 코팅했습니다. 연기 구멍을 통해 샤프트가 숯으로 완전히 채워지면서 불기가 시작되었습니다. 5분에서 10분 후에 송탄에 불이 붙었고 30분 후에 3분의 1이 타버렸습니다. 광산 상부에 형성된 빈 공간은 석탄과 광석으로 이루어진 장입물로 채워져 있었다. 충전이 완료되면 결과 보이드에 다른 부분이 추가되었습니다. 총 17개의 실험 가열이 수행되었습니다.

7kg의 광석과 6kg의 목탄으로 구성된 충전물에서 1.4kg의 해면철(20%)과 2.55kg의 슬래그(36.5%)가 얻어졌습니다. 어떤 열에서도 숯의 질량은 광석의 질량을 초과하지 않았습니다. 더 높은 온도에서 용융을 수행하면 더 적은 양의 철이 생성됩니다. 사실은 더 높은 온도에서 더 많은 철이 슬래그로 전달된다는 것입니다. 온도 영역 외에도 슬래그를 태핑하기 위한 최적의 순간 선택의 정확성은 용융 품질과 효율성에 심각한 영향을 미쳤습니다. 너무 일찍 또는 반대로 너무 늦게 태핑하면 슬래그가 산화철을 흡수하여 생산 수율이 낮아집니다. 산화철 함량이 높으면 슬래그가 점성이 되어 흘러나와 해면철이 제거됩니다.

Novgorod 실험의 중요성은 그 중 일부에서 슬래그가 방출되었기 때문에 특히 큽니다. 용융은 90분에서 120분 동안 지속되었습니다. 이 유형의 용광로에서는 한 사이클에서 최대 25kg의 광석을 처리하고 5kg 이상의 철을 얻을 수 있습니다. 환원된 해면철은 용광로 바닥이 아니라 약간 더 높게 침전되었다. 이 제품에서 금속 주철을 얻는 것은 새로운 가열과 관련된 더 독립적이고 복잡한 작업이었습니다. 그리고 이러한 실험을 통해 특정 조건에서 기존의 환원로에서 철이 침탄되는 즉, 원강이 얻어진다는 가설을 확인했습니다. 슬래그 태핑 없이 공정을 진행한 환원로에서는 해면철(상부), 슬래그(하부) 및 잔탄으로 구성된 대기업이 얻어졌다. 슬래그에서 해면철의 분리는 일반적으로 기계적으로 수행되었습니다.

최근 고고학자들은 블랑스코(Blansko) 마을 근처의 모라비아 카르스트(Moravian Karst)에서 10세기로 거슬러 올라가는 용광로 구덩이, 파편, 벽, 송풍구, 덩어리 등 고대 야금 활동의 많은 흔적을 발견했습니다. 노상 용광로 중 하나의 모델에서 이러한 장치에서 침탄 강철도 생산할 수 있고 해면철은 랜스 수준에서 소결되므로 슬래그 잉곳 아래에서 찾을 수 없다는 실험이 수행되었습니다.

석재 - 화강암, 석회암, 대리석, 디아베이스, 현무암 -은 오랫동안 인간이 건축 자재로 사용했습니다. 돌을 녹이는 아이디어로 사람들에게 영감을 준 것은 무엇입니까? 융합 석재의 특성은 무엇입니까?

내산성 측면에서 용융 석재는 도자기보다 열등하지 않습니다. 몇 시간, 때로는 몇 분 동안 금속을 녹이는 끓는 산에서도 석재 주조물은 파괴되지 않습니다. 용융 석재의 내마모성은 금속보다 훨씬 높으며 재료는 "노화9raquo"에 영향을 받지 않습니다. 그는 피로9raquo에 익숙하지 않습니다. 거의 쓴 서리. 그리고 원심 주조로 훨씬 더 높은 성능을 발휘합니다.

융합 석재의 장점은 생산 기술의 단순성을 포함합니다. 굴착기 양동이로 바위를 퍼내고 싣고 오븐에 가져갑니다. 마찬가지로 중요한 것은 금속을 얻기 위해서는 금속이 남기는 것보다 훨씬 더 많은 "ore9raquo"를 처리해야 한다는 사실입니다. 돌을 가공할 때 폐기물은 10%를 넘지 않습니다.

불행히도, 그것은 깨지기 쉽습니다. 그러나 금속으로 보강하면 강도가 증가합니다. 또한 용융석은 급격한 온도 변화에 민감합니다. 현재 액체 매체에서 허용되는 표준은 100, 공기 매체 - 250도입니다. 내열성 유형의 주물을 얻기 위한 작업이 진행 중입니다. 500도에서 600도까지의 온도 강하를 견딜 수 있는 제형이 이미 있습니다.

금속에 대한 적자가 없더라도 석재 주조의 사용은 단순히 필요합니다. 여기 셀 수 없는 예 중 하나가 있습니다. 과인산 염과 같은 비료 생산은 전문가들에게 큰 관심사였습니다. 교반기의 금속 블레이드는 공격적인 환경의 영향을 오랫동안 견디지 못했습니다. 그리고 융합 된 돌로 만든 동일한 블레이드는 거의 20 배 더 강한 것으로 나타났습니다. 일반적으로 석재 주조는 화학자 사이에서 가장 수요가 많습니다. 이유 없이는 아닙니다. 수천 톤의 매우 희소한 납을 절약하여 장비의 서비스 수명을 크게 연장합니다. 예를 들어, Kuznetsk Metallurgical Plant에서 석재 주물 타일이 늘어선 산세척 욕조는 6년 동안 사용되는 반면 납 라이닝은 6개월 후에 교체됩니다.

금속 파이프를 석재 파이프로 교체하는 것도 상당한 경제적 이점이 있습니다. Krivoy Rog 광석 처리 공장에서 광석 운송을 위한 금속 파이프라인은 최대 6개월 동안 제공되었으며 용융석으로 만들어진 파이프는 8배 더 오래 사용되었습니다. 화력 발전소의 수력재 제거용 주철 트레이는 9-12개월 안에 고장납니다. 석재 주조 파이프는 20년 또는 30년 동안 지속될 수 있습니다.

1975년 중앙위원회 Komsomol Ed. "젊은 경비원"
2009년 "유레카! 9raquo;

16. 금속 생산. 돌은 언제 녹나요?

당신의 현재 양육에 대해 너무 많이 "Yanechek은 교화적으로 말했습니다. - 그리고 때때로 아들에게 무언가를 말하면 그는 이렇게 대답합니다. 단어: 언젠가는 재료". 글쎄요, 이것은 너무합니다. 돌, 나무 또는 뼈보다 더 강한 물질을 본 사람이 있습니까! 당신은 어리석은 여자지만 인정해야 합니다. 무엇을 ... 무엇을 ... 글쎄, 그것은 모든 경계를 초월합니다.

카렐 차펙. 도덕의 몰락에 대하여("외경" 컬렉션에서)

이제 우리는 금속이 없는 삶을 상상할 수 없습니다. 우리는 금속에 너무 익숙해서 최소한 무의식적으로 금속을 새롭고 더 수익성 있는 것으로 대체하려는 모든 시도에 저항합니다. 우리는 일부 산업에서 더 가볍고, 더 튼튼하고, 더 저렴한 재료를 만드는 어려움을 잘 알고 있습니다. 습관은 철제 코르셋이지만 플라스틱으로 만들어도 더 편할 것이다. 그러나 우리는 몇 천년을 건너뛰었습니다. 금속의 첫 번째 소비자는 미래 세대가 농업의 출현과 19세기 산업 혁명과 함께 경제 및 기술 발전의 경로에서 가장 뛰어난 이정표와 동등하게 자신의 발견을 놓을 것이라고 생각조차 하지 않았습니다.

발견은 아마도 실패한 작업의 결과로 - 가끔 일어나는 것처럼 - 일어났을 것입니다. 예를 들어 선사 시대 농부는 돌판과 도끼 공급을 보충해야 했습니다. 발밑에 깔린 공허한 더미에서 그는 돌 하나하나를 골랐고 능숙한 움직임으로 접시를 하나씩 깨뜨렸습니다. 그런 다음 반짝이는 각진 돌이 그의 손에 떨어졌습니다. 아무리 두드려도 접시가 하나도 떨어지지 않았습니다. 더욱이 그는 이 형태가 없는 원료 조각을 부지런히 두드릴수록 점점 더 케이크를 닮아가기 시작했고, 결국 구겨지고 비틀리고 길이가 당겨지고 가장 놀라운 모양으로 굴러갈 수 있었습니다. 그래서 사람들은 먼저 구리, 금, 은, 전자와 같은 비철금속의 특성에 대해 알게 되었습니다. 최초의 매우 단순한 보석, 무기 및 도구 제조에서 석기 시대의 가장 널리 퍼진 기술인 타격으로 충분했습니다. 그러나 이러한 물체는 부드럽고 쉽게 부서지고 둔했습니다. 이 형태로 그들은 돌의 지배를 위협 할 수 없었습니다. 게다가 차가운 상태에서 석재 가공이 가능한 순수한 형태의 금속은 자연에서 극히 드뭅니다. 그러나 그들은 새로운 돌을 좋아했기 때문에 그것을 실험하고 가공 기술을 결합하고 실험을 설정하고 생각했습니다. 당연히 그들은 많은 실패를 겪어야 했고, 진실을 발견하기까지 아주 오랜 시간이 걸렸다. 고온에서(그들은 도자기의 소성으로 인한 결과를 잘 알고 있었습니다), 석재(오늘날 우리가 구리라고 부름)는 어떤 형태든 형태를 취하는 유체 물질로 변했습니다. 도구에는 날카롭게 할 수 있는 매우 날카로운 절삭날이 있을 수 있습니다. 부러진 기구는 버릴 필요가 없었습니다. 녹여서 금형에 다시 주조하는 것으로 충분했습니다. 그런 다음 그들은 순수한 금속보다 훨씬 더 자주 그리고 더 많은 양으로 발견되는 다양한 광석을 구워서 구리를 얻을 수 있다는 것을 발견했습니다. 물론 처음에는 광석에 숨겨진 금속을 알아보지 못했지만, 이 화석들은 틀림없이 알록달록한 색깔로 사람들을 매료시켰습니다. 그리고 일련의 무작위적이고 나중에 의도적인 정량적 실험 후에 여기에 구리와 주석의 단단한 황금 합금인 청동의 발견이 추가되었을 때, 수백만 년 동안 지속되어 온 석재의 지배가 흔들리게 되었습니다. 아주 기초.

중부 유럽에서 구리 제품은 신석기 시대 말에 고립된 경우에 처음 등장했으며, 신석기 시대에 더 자주 발견되었습니다. 그러나 이미 기원전 7-5000년 전. NS. 더 발전된 중동은 적절한 산화물(동철석), 탄산염(공작석), 나중에 황화물 광석(황철광)을 제련하여 구리를 얻기 시작했습니다. 가장 간단한 것은 풍화된 구리 매장지에서 얻은 산화물 광석을 제련하는 것이었습니다. 이러한 광석은 700-800도의 온도에서 가능합니다. 순수한 구리로 회복:

2 O + CO U 2Cu + CO 2

고대 주조 공장 노동자들이 이 제품에 주석을 첨가했을 때(이집트의 제조법을 기억하십시오), 그 특성에서 구리를 훨씬 능가하는 합금이 나타났습니다. 이미 0.5%의 주석은 합금의 경도를 4배, 10% - 8배 증가시킵니다. 동시에 청동의 녹는점은 예를 들어 13% 주석에서 거의 300°C 감소합니다. 새로운 시대의 문이 열렸다! 그 이면에서 우리는 더 이상 모든 사람이 거의 모든 일을 하는 낡은 동질적인 사회를 만나지 않습니다. 금속으로 물체를 제조하는 것은 긴 여정이 선행되었습니다. 광석 매장지, 광석 채광, 제련 구덩이 또는 용광로에서 제련, 주형으로 주조; 이 모든 것은 특별한 지식과 기술의 전체 범위를 요구했습니다. 따라서 장인들 사이에서 광부, 야금술사, 주물 노동자, 그리고 마지막으로 상인들과 같은 전문 분야에 따라 차별화가 시작됩니다. 모든 사람이 그러한 복잡한 활동의 ​​전체 범위에 성공적으로 참여할 수 있는 것은 아닙니다. 현대의 실험자들도 선사시대 야금학자와 주조공의 기술적인 방법을 반복하려 할 때 많은 실패와 어려움에 직면했습니다.

Sergei Semenov는 청동기 시대의 여명기에 사람들이 괭이, 곤봉, 모루 및 파쇄기의 형태로 화강암, 섬록암 및 디아베이스로 만든 매우 거친 석기를 채굴하고 광석을 부수는 것을 추적학적 방법을 사용하여 발견하고 실험적으로 확인했습니다.

실험자들은 에어 블라스트를 사용하지 않고 깊고 작은 난로에서 공작석 광석의 제련을 테스트했습니다. 그들은 단조를 건조시키고 약 1 미터의 내경을 가진 둥근 embrasure가 나타나는 방식으로 석판으로 덮었습니다. 연료로 사용되는 숯을 사용하여 원뿔 모양의 구조물을 단조로 만들고 그 중간에 광석을 넣었습니다. 몇 시간의 연소 후 화염의 온도가 600-700 ° C에 도달하면 공작석이 산화물 구리 상태로 녹아 금속 구리가 형성되지 않습니다. 말라카이트 대신 큐라이트를 사용한 다음 시도에서도 비슷한 결과를 얻었다. 실패의 원인은 아마도 대장간에 과도한 공기가 있었기 때문일 것입니다. 거꾸로 된 세라믹 항아리로 덮인 공작석을 사용한 새로운 테스트(전체 프로세스는 이전 경우와 동일한 방식으로 진행됨), 결국 스폰지 구리를 생성합니다. 실험자들은 공작석 광석을 제련하기 전에 파쇄해야만 소량의 고체 구리를 얻었다. 선사 시대 유럽에서 고산 광석이 매우 중요했던 오스트리아에서도 유사한 실험이 수행되었습니다. 그러나 실험자들은 1100 ° C의 온도에 도달하여 산화물을 금속 구리로 환원시키는 용광로에 공기를 강제했습니다.

실험 중 하나에서 실험자는 원래 석재 형태의 절반을 청동 낫으로 주조하는 데 사용했으며, 취리히 호수 근처의 발견물에서 보존되어 쌍면이 만들어졌습니다. 몰드의 두 부분은 150 ° C에서 건조되었고 청동은 1150 ° C에서 부어졌습니다. 금형이 손상되지 않고 주조가 양호했습니다. 그런 다음 그들은 프랑스에서 발견된 도끼용 이미 청동 이중 잎 틀을 사용하기로 결정했습니다. 150 ° C에서 완전히 건조되었습니다. 그런 다음 1150 ° C의 온도에서 청동으로 채워졌습니다. 우수한 품질의 제품을 얻었습니다. 동시에 실험의 가장 중요한 결과인 청동 형태에서는 약간의 손상도 발견되지 않았다. 사실은 실험 전에 일부 연구자들은 뜨거운 금속이 아마도 금형의 재료와 결합할 것이라는 의견을 표명했습니다.

더 복잡한 구성의 물체를 제조할 때 고대 주조 작업자는 몰드 손실 주조 기술을 사용했습니다. 그들은 왁스 모형을 점토로 코팅했습니다. 점토를 태우면 밀랍이 흘러나오고 청동이 대치되었습니다. 하지만 청동 주물을 꺼낼 때 주형을 깨야 했기 때문에 재사용에 의존할 필요가 없었습니다. 실험자들은 금종과 은종의 제조를 위한 16세기의 기술 지침에 따라 이 방법을 개발했습니다. 실험 동안 그들은 귀금속을 재래식으로 대체할 가능성을 동시에 테스트하기 위해 금을 구리로 대체했습니다. 금의 융점은 1063 ° C, 구리 - 1083 ° C입니다. 기원전 첫 천년기 현장에서 구리 종의 주조가 샘플로 선택되었습니다. NS. 주형은 점토와 목탄의 혼합물로 만들었으며 모형은 밀랍으로 만들었습니다. 점토와 갈은 목탄의 혼합물로 작은 코어를 만들고 그 안에 작은 자갈(종의 심장)을 넣었습니다. 미래주물의 벽두께와 동일한 두께로 코어 주위에 왁스를 도포하고 왁스링을 부착하여 미래종의 펜던트를 형성하였다. 손잡이 모양의 왁스 보스가 링 위에 부착되어 주조에서 금속의 주입, 응고 및 수축 동안 용탕의 호퍼 역할을했습니다. 종의 바닥에 있는 왁스 껍질에 구멍을 뚫어 찰흙, 목탄 및 왁스의 성형 가능한 혼합물이 구멍을 채우고 왁스가 녹은 후 주조하는 동안 코어의 위치를 ​​고정하도록 했습니다. 상단의 포장된 형태는 몇 개의 빨대로 관통되었으며 나중에 타거나 단순히 제거되었습니다. 주조 중에 생긴 구멍을 통해 금형에서 뜨거운 공기가 빠져나갔습니다. 전체 모델을 여러 층의 흙과 목탄으로 덮고 이틀 동안 건조했습니다. 그런 다음 다시 석탄과 점토 층으로 덮고(모양의 강도를 위해) 동일한 성형 혼합물에서 깔때기 모양의 충전 호퍼를 러그 위에 부착했습니다. 보스는 몰드가 비스듬한 상태로 주조되도록 약간 비스듬히 부착하였다. 이것은 전면의 하부를 따라 용융 빗자루가 방해받지 않고 흐르도록 하고 반대 측면에서는 전체 금형이 용융 금속으로 완전히 채워질 때까지 금속에 의해 변위된 공기의 유출이 일어나도록 하기 위한 것입니다. 제련하기 전에 구리 광석 조각을 뚜껑으로 덮인 벙커에 던졌습니다. 건조 후, 드래프트 채널이 장착된 오븐에 몰드를 놓았다. 스토브는 4.5kg의 숯으로 채워져 1200 ° C의 온도로 가열되었습니다. 밀랍 모형과 밀랍 덩어리가 녹고 증발되고, 구리가 녹고 유리가 주형을 형성하여 금속 종을 형성했습니다. 그런 다음 외부 "셔츠"가 부러지고 금속 보스가 제거되고 종의 중공 부분을 형성하는 점토 코어가 도려내어졌습니다. 자갈 만 남았습니다.

Arthur Pitch는 와이어, 나선, 시트, 솔리드 링 및 프로파일 로드 제조와 같은 청동을 쫓는 데 전념하는 일련의 전체 실험을 수행했습니다. 얻은 경험은 초기 철기 시대로 거슬러 올라가는 두린 문화의 뒤틀린 청동 고리의 복제품을 제조하는 데 사용되었습니다. 그는 총 17개의 복제품을 만들었으며 각 복제품에는 고고학 원본에 대한 설명, 사용된 도구 및 장치 목록, 재료 구성 분석, 마지막으로 개별 작업에 대한 설명 및 기술 과정의 기간. 복제 번호 2~12시간에 가장 적은 시간이 소요되었습니다. 가장 긴 60시간은 복제 번호 14를 요구했습니다.

청동기 시대에 생산과 관련된 불편함이 점차 나타나기 시작했는데, 주로 자연에서 사용할 수 있는 원자재의 제한과 그 당시 알려진 퇴적물의 고갈이었습니다. 이것은 확실히 사람들이 계속 증가하는 요구를 충족할 수 있는 새로운 금속을 찾는 이유 중 하나였습니다. 철은 이러한 요구 사항을 충족했습니다. 처음에 그의 운명은 구리의 운명과 비슷했습니다. 운석 기원의 또는 우연히 얻은 첫 번째 철은 기원전 3,000년에 이미 나타났습니다. NS. 동부 지중해에서. 3000년 이상 전에 야금 용광로가 서아시아, 아나톨리아 및 그리스에서 가동되기 시작했습니다. 그들은 할슈타트 시대에 우리나라에 나타났지만 마침내 라 테네 시대에야 뿌리를 내렸습니다.

고대 철 제련업에 사용된 원료(산화물, 탄산염, 규산염) 중. 가장 흔한 산화물은 적철광 또는 철광택, 갈철광 또는 갈철광, 수산화철과 자철광의 혼합물로, 매우 어렵게 환원될 수 있습니다.

철 환원은 이미 약 500 ° C에서 시작됩니다. 이제 철이 구리와 청동보다 수세기 또는 수천 년 늦게 사용된 이유가 궁금할 것입니다. 이것은 당시의 생산 조건 때문입니다. 단조 및 용광로의 첫 번째 야금 학자가 도달 한 온도 (약 1100 ° C)에서 철은 액체 상태로 전환되지 않았지만 (최소 1500 ° C 필요) 용접 된 반죽 덩어리 형태로 축적되었습니다. 슬래그와 가연성 물질의 잔해에 적신 귀뚜라미로 유리한 조건에서. 이 기술을 사용하면 무시할 수 있는 양의 약 1%에 해당하는 탄소가 목탄에서 철로 전달되기 때문에 차가운 상태에서도 부드럽고 위조가 가능합니다. 그러한 철로 만든 제품은 청동의 경도에 도달하지 못했습니다. 포인트는 쉽게 구부러지고 빠르게 둔해졌습니다. 이른바 직접 철 생산이었다. 17세기까지 남아 있었습니다. 사실, 일부 선사 시대 및 초기 중세 용광로에서는 탄소 함량이 높은 철, 즉 일종의 강철을 얻는 것이 가능했습니다. 17 세기부터 용광로가 사용되기 시작하여 철이 액체 상태로 생산되고 탄소 함량이 높은, 즉 단단하고 부서지기 쉬운 잉곳이 주조되었습니다. 강철을 얻기 위해서는 함유된 탄소의 일부를 제거하여 고탄소 철을 가단성으로 만드는 것이 필요했습니다. 따라서 이 방법을 간접 철 생산이라고 합니다. 그러나 선사시대 대장장이들도 실험을 통해 경험을 확장했습니다. 숯의 온도가 800~900℃에 달할 때 단조에서 철을 가열하면 훨씬 더 좋은 물성을 가진 제품을 얻을 수 있다는 것을 발견했다. 사실은 탄소 함량이 더 높은 얇은 층이 표면에 형성되어 물체에 저탄소강 품질을 부여한다는 것입니다. 철의 경도는 경화의 원리가 밝혀지고 그 장점이 사용되기 시작하면서 증가했습니다.

아마도 고대 야금 연구의 가장 초기 실험은 약 100년 전에 Wurmbrand 백작에 의해 지시되었을 것입니다. 그의 야금 노동자들은 숯과 볶은 광석을 직경 1.5미터의 단순 단조로 사용했고, 제련 과정에서 약한 공기 분사로 연소 조건을 개선했습니다. 26시간 후, 그들은 약 20퍼센트의 철을 받아 다양한 물건을 만들었습니다. 비교적 최근에 유사한 장치에서 철광석 제련이 영국 실험자들에 의해 수행되었습니다. 그들은 고대 로마 유적지에서 발견된 대장간처럼 단순한 제련 용광로를 재건했습니다. 원래 단조품의 직경은 120cm, 깊이는 45cm였으며, 제련 전에 영국 연구원들은 800°C의 온도에서 산화성 분위기에서 광석을 구워냈습니다. 숯에 불을 붙인 후, 새로운 층의 광석과 목탄이 점차 대장간에 추가되었습니다. 실험 중 랜스를 이용한 인공 불어를 사용하였다. 일산화탄소로 환원된 광석 한 층이 바닥을 관통하는 데 약 4시간이 걸렸다. 작동 온도가 1100 ° C까지 올라가고 철이 풍구 입구 근처에 쌓였습니다. 용융 공정 중 수율은 20%였다. 1.8kg의 광석에서 0.34kg의 철이 얻어졌습니다.

1957년 Gilles의 실험은 다양한 유형의 용광로에서 광석 환원에 관한 일련의 실험을 시작했습니다. 이미 첫 번째 실험에서 Joseph Wilhelm Gilles는 바람이 불어오는 경사면에서 자연적인 공기 이동을 사용하여 샤프트 구조의 선사 시대 용광로가 성공적으로 작동할 수 있음을 증명했습니다. 테스트 중 하나에서 그는 용광로 중앙에서 1280~1420°C, 화격자 공간에서 250°C의 온도를 기록했습니다. 제련 결과 17.4kg의 철, 즉 11.5%가 채굴되었습니다. 장입량은 152kg의 갈색 철광석과 철광석과 207kg의 목탄으로 구성되어 있습니다.

로마 시대의 복제 용광로에서 많은 경험이 있는 가열이 덴마크, 특히 레이라에서 수행되었습니다. 한 번의 성공적인 제련으로 15kg의 철을 생산할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이를 위해 덴마크인은 132kg의 늪지 광석과 150kg의 목탄을 사용해야 했으며, 이는 1입방미터를 태워 얻은 것입니다. 경재의 m. 용융은 약 24시간 동안 지속되었습니다.

Swietokrzyskie 산맥에서 발견된 광대한 제철 지역 연구와 관련하여 폴란드에서 체계적인 실험이 수행됩니다. 로마 시대 후기(AD 3~4세기)에 번성했습니다. 1955년부터 1966년까지 고고학자들은 Swietokrzyskie 산맥에서 4,000개 이상의 철 제련로가 있는 95개의 야금 복합 단지를 조사했습니다. 고고학자 Kazmezh Belenin은 이 지역의 그러한 복합 단지의 총 수는 300,000개의 스토브가 있는 4,000개라고 믿습니다. 생산량은 시장 품질의 철 4천 톤에 달할 수 있습니다. 이것은 선사 시대 세계에서 유사점이 없는 거대한 인물입니다.

앞서 언급한 철 제련 생산의 기원은 10개 또는 20개의 용광로가 있는 야금 복합 단지가 정착지의 중앙에 직접 위치했던 La Tene 후기(기원전 마지막 세기)와 초기 로마 시대로 거슬러 올라갑니다. 그들의 제품은 지역의 매우 제한된 요구만 충족했습니다. 중세 로마 시대부터 철의 생산은 자연적으로 조직되기 시작했으며 III-IV 세기에 가장 크게 증가했습니다. 용광로는 유지 보수 직원을 위한 드리프트로 분리된 2개의 직사각형 구획 형태로 위치했습니다. 각 구획에서 용광로는 2개, 3개, 심지어 4개로 그룹화되었습니다. 따라서 한 복합 단지에는 수십 개의 스토브가 있었지만 100 개 또는 200 개의 스토브가있는 드문 예외와 정착지는 없었습니다. 이 기간 동안 철 수출이 존재했다는 가설은 생산성이 높은 야금 용광로의 수뿐만 아니라 수천 개의 로마 동전이있는 수많은 보물 발견에 의해 확인됩니다. 이주 기간과 중세 초기에 생산량은 다시 현지 수요에 맞는 수준으로 떨어졌습니다.

로마 시대에 그러한 대규모 야금 생산이 출현하기 위한 전제 조건은 목재와 광석의 충분한 매장량이었습니다. 야금학자들은 갈색 철광석, 적철광 및 철광석을 사용했습니다. 그들은 일반적인 채광 방법을 사용하여 일부 광석을 채광했습니다. 예를 들어 Stashits 광산에서는 광산 갱구 시스템이 있고, 나머지 안감 및 도구는 로마 시대로 거슬러 올라갑니다. 그러나 그들은 늪지 광석도 멸시하지 않았다. 깊은 난로와 높은 샤프트가있는 스토브가 사용되었으며 철 스폰지 (그릿)를 제거 할 때 부러 져야했습니다.

1956년 이래로 więtokrzyskie 산맥에서 생산 공정을 재구성하는 실험이 수행되었습니다. 불에 광석 채광(수분 제거, 유황과 같은 유해한 불순물의 농축 및 부분 연소 제거); 더미에서 숯을 태워서 숯을 수령합니다. 용광로 건설 및 벽 건조; 용광로 가열 및 직접 제련; 광산 샤프트의 개발과 철 컵의 발굴; 철 잔을 단조.

1960년 고대 야금 박물관은 1967년 9월부터 선사 시대 야금의 기술이 매년 대중에게 시연된 가장 유명한 유적지(Nova Sbupia) 중 하나에 문을 열었습니다. 이 시연은 광산에서 다양한 수준의 철 제련소가 있는 야금 복합 단지로 광석을 운반하는 것으로 시작됩니다. 여기에서 광석을 망치로 부수고 말립니다. 광석의 건조 및 농축은 로스팅 시설에서 이루어집니다. 이러한 장치는 장작 층으로 형성된 더미 형태이며 광석으로 이동합니다. 스택은 모든면에서 동시에 불에 타게됩니다. 연소 후, 건조, 로스팅 및 선광된 광석이 쌓여 적재됩니다. 단지 주변에는 숯의 생산을 보여주는 석탄 광부 작업장도 있습니다. 굴뚝 쌓기 및 세우기, 태우기, 굴뚝 해체하기, 석탄을 열린 창고로 운반하기, 갈고 마지막으로 용광로에서 사용하기. 그 다음으로 퍼니스 가열, 벨로우즈 설치 및 배치가 이어집니다. 단지의 직원은 광부, 야금 학자, 석탄 광부 및 보조 작업자와 같은 10 명의 근로자로 구성되어 있으며 동시에 실험을 위해 두 번째 용광로를 준비하고 있습니다. 제련은 화로에서 철 스펀지를 제거하는 것으로 계속되며 광산을 먼저 부숴야 합니다.

1960년 폴란드와 체코 전문가들이 힘을 합쳐 야금 실험을 공동으로 수행하기 시작했습니다. 그들은 로마 모델을 따라 두 개의 환원로를 만들었습니다. 하나는 Swietokrzyskie 산맥의 난로 유형과 유사하고, 두 번째는 Lodenice(체코 공화국)의 고고학적 발견에 해당합니다. 제련을 위해 적철광 광석과 너도밤나무 석탄을 1:1.5 및 1:1의 비율로 사용하고 약한 공기 분사를 사용했습니다. 공기 흐름, 온도 및 환원 가스를 체계적으로 모니터링하고 측정했습니다. 13, 27 및 43cm 높이의 다른 샤프트 상부 구조가 있는 폴란드 용광로의 유사체에 대한 실험에서 과학자들은 용융 과정이 이동성 슬래그와 스폰지가 있는 양쪽 송풍구의 목에 집중되어 있음을 발견했습니다. 철(하부 슬래그의 액적에 13%에서 23%의 철과 약 1%의 금속성 철). 풍구 근처의 온도는 1220-1240 ° C에 도달했습니다.

이 과정은 Lodenitz 오븐에서 실험하는 동안 비슷한 방식으로 진행되었습니다. 슬래그와 철 구조물의 형태만 달랐습니다. 랜스 부근의 온도는 1360℃였다. 그리고 이 레플리카에서는 침탄 흔적이 있는 철 결정을 얻었다. 철 잔은 항상 송풍구의 목 부분에 형성되었으며 가벼운 슬래그는 구멍을 통해 목탄 층의 바닥으로 흘러 들어갔습니다. 두 경우 모두 효율성은 17-20%를 초과하지 않았습니다.

추가 실험은 8세기의 슬라브 야금 생산 수준을 명확히 하는 것을 목표로 했으며, 그 유물은 모라비아의 Unicov 근처 elechovice에서 발견된 단지에 보존되었습니다. 주로 그러한 용광로에서 강철을 만드는 것이 가능한지 여부를 결정하는 것이었습니다. 철 수율과 용해로 효율과 관련하여 이는 실험 동안 수행된 수많은 측정이 제련 공정에 부정적인 영향을 미쳤기 때문에 부차적인 관심이었습니다.

Zhelechovitsky 유형의 오븐은 독창적 인 디자인의 놀라운 장치입니다. 그들의 모양은 충전물로 고품질 충전을 수행 할 수있게했습니다. 실험에 따르면 제련할 때 야금학자들은 스스로 목탄을 생산할 수 있습니다. 연료는 용광로에 소량씩 넣어야 했습니다. 그렇지 않으면 용광로에 가까운 좁은 축 구멍이 막힐 위험이 있었습니다. 저융점 철광석은 명백한 이점이 있었지만 Zhelekhovitsky 유형 용광로는 적철광과 자철광을 모두 회수할 수 있었습니다. 광석을 미리 굽는 것은 어렵지 않았으며 어떤 경우에도 수익성이 있었습니다. 광석 덩어리의 센티미터 크기가 최적이었습니다.

충전물은 용광로의 난로에 녹는 원뿔을 형성했으며 다음에 부어진 재료는 자동으로 랜스 뒤의 공동으로 이송되어 찌르기의 진원지가 형성되어 제품이 재산화되는 것을 방지했습니다. 강제 공기.

중요한 매개변수는 퍼니스에 주입되는 공기의 양입니다. 바람이 충분하지 않으면 온도가 너무 낮습니다. 더 많은 양의 공기는 슬래그로 들어가는 철의 상당한 손실을 초래합니다. 취입 공기의 최적 부피는 Zhelechovice 노의 경우 분당 250-280리터였습니다.

또한 실험자들은 특정 조건에서 원시 개별 용광로에서도 고탄소강을 얻을 수 있으므로 후속 침탄이 필요하지 않음을 발견했습니다. Zhelekhovitsky 단지에서 실험하는 동안 고고학자들은 모든 용광로에 창 뒤에 싱크대가 장착되어 있다는 사실에 주목했습니다. 그들은 이 공간을 용융 직후에 축적된 그릿을 가열하고 침탄시키는 챔버로 가정했습니다. 그들은 Zhelechovice 용광로의 복제품에서 이 가설을 테스트했습니다. 석탄에서 적철광 광석을 제련한 6시간 후, kritsa는 용광로 후면 공동의 환원 환경에서 가열되었습니다. 챔버 온도는 1300℃였다. 생성물을 적색 및 백색 열 하에 오븐에서 꺼냈다. 슬래그는 해면질 철 덩어리의 기공을 통해 흘렀습니다. 제품에는 순철과 함께 침탄된 철이 포함되어 있습니다.

1961년과 1962년의 노브고로드 고고학 탐사 기간 동안 고고학 및 민족지학적 출처에서 잘 알려진 X-XIII 세기의 고대 러시아 지상 용광로의 복제품에서 실험적인 철 제련이 수행되었습니다. 점토로 가마를 말리는 것, 즉 원래의 가마를 건조하는 데 몇 주가 걸린다는 사실을 고려하여 실험자들은 제조에 점토 블록을 사용했습니다. 그들 사이의 틈은 점토와 모래 기름으로 채워졌습니다. 용광로의 내부는 약 센티미터의 점토와 모래 층으로 코팅되었습니다. 스토브는 직경 105cm, 높이 80cm의 원기둥 모양이었고 실린더 중앙에 60cm의 용광로를 배치했습니다. 상부 구멍의 직경은 20cm, 난로 - 30cm이고, 노의 하부에 실험자들은 공기 주입 및 슬래그 배출을 위해 사용되는 25x20cm 크기의 구멍을 만들었습니다. 퍼니스 내부의 정권에 대한 제어는 측정 장비의 일부가 도입 된 벽의 두 디옵터를 통해 수행되었습니다. 송풍은 최신 방식으로 수행되었습니다. 전기 모터는 벨로우즈 단조로 달성 된 매개 변수에 따라 동력을 얻었습니다. 20센티미터의 창은 점토와 모래를 섞어 만든 구식 창의 복제품이었습니다. 모래는 정상적인 기상 조건에서 3일 동안 건조되었습니다.

제련에는 철 함량이 매우 높은 늪지 광석(약 77%)을 주로 사용했으며, 두 가지 경우에는 호두 크기로 부순 하이퍼진 광석을 사용했습니다. 장전하기 전에 광석을 말려 그 일부를 불에 30분 정도 태우기도 했다. 제련은 자연 통풍이 있는 마른 소나무 통나무로 로를 2시간 동안 가열하는 것으로 시작되었습니다. 그런 다음 그들은 용광로를 청소하고 얇은 석탄 가루와 부순 석탄으로 덮었습니다. 그 다음에는 풍구를 설치하고 모든 균열을 점토로 코팅했습니다. 연기 구멍을 통해 샤프트가 숯으로 완전히 채워지면서 불기가 시작되었습니다. 5분에서 10분 후에 송탄에 불이 붙었고 30분 후에 3분의 1이 타버렸습니다. 광산 상부에 형성된 빈 공간은 석탄과 광석으로 이루어진 장입물로 채워져 있었다. 충전이 완료되면 결과 보이드에 다른 부분이 추가되었습니다. 총 17개의 실험 가열이 수행되었습니다.

7kg의 광석과 6kg의 목탄으로 구성된 충전물에서 1.4kg의 해면철(20%)과 2.55kg의 슬래그(36.5%)가 얻어졌습니다. 어떤 열에서도 숯의 질량은 광석의 질량을 초과하지 않았습니다. 더 높은 온도에서 용융을 수행하면 더 적은 양의 철이 생성됩니다. 사실은 더 높은 온도에서 더 많은 철이 슬래그로 전달된다는 것입니다. 온도 영역 외에도 슬래그를 태핑하기 위한 최적의 순간 선택의 정확성은 용융 품질과 효율성에 심각한 영향을 미쳤습니다. 너무 일찍 또는 반대로 너무 늦게 태핑하면 슬래그가 산화철을 흡수하여 생산 수율이 낮아집니다. 산화철 함량이 높으면 슬래그가 점성이 되어 흘러나와 해면철이 제거됩니다.

Novgorod 실험의 중요성은 그 중 일부에서 슬래그가 방출되었기 때문에 특히 큽니다. 용융은 90분에서 120분 동안 지속되었습니다. 이 유형의 용광로에서는 한 사이클에서 최대 25kg의 광석을 처리하고 5kg 이상의 철을 얻을 수 있습니다. 환원된 해면철은 용광로 바닥이 아니라 약간 더 높게 침전되었다. 이 제품에서 금속 주철을 얻는 것은 새로운 가열과 관련된 더 독립적이고 복잡한 작업이었습니다. 그리고 이러한 실험을 통해 특정 조건에서 기존의 환원로에서 철이 침탄되는 즉, 원강이 얻어진다는 가설을 확인했습니다. 슬래그 태핑 없이 공정을 진행한 환원로에서는 해면철(상부), 슬래그(하부) 및 잔탄으로 구성된 대기업이 얻어졌다. 슬래그에서 해면철의 분리는 일반적으로 기계적으로 수행되었습니다.

최근 고고학자들은 블랑스코(Blansko) 마을 근처의 모라비아 카르스트(Moravian Karst)에서 10세기로 거슬러 올라가는 용광로 구덩이, 파편, 벽, 송풍구, 덩어리 등 고대 야금 활동의 많은 흔적을 발견했습니다. 노상 용광로 중 하나의 모델에서 이러한 장치에서 침탄 강철도 생산할 수 있고 해면철은 랜스 수준에서 소결되므로 슬래그 잉곳 아래에서 찾을 수 없다는 실험이 수행되었습니다.

포위암의 용융, 석재(칼슘)의 소결.

안녕하세요, 생각은 이것입니다. 우리는 많은 공성 돌을 가지고 있으며 녹일 수 있습니까? 그런 다음 3D 프린터의 원리를 사용하여 모 놀리 식 석재로 건물의 벽을 세웁니다.

내가 알기로는 표면석은 주로 죽은 유기체의 공성암으로 구성되어 있습니다. 칼슘. Google에서 제안한 580도 정도로 녹는점이 상당히 낮아야 합니다. 이 온도에서 녹으면 대부분의 퇴적암이 녹아서 시멘트 슬러리와 같은 플라스틱 덩어리가 됩니다.

이것이 실현될 수 있다고 말해주세요. 제 아이디어가 정말 현실적입니까?

이것은 자유 에너지의 가용성을 의미합니다.

# 7 tvv385

Google "petralgia" - "야금술"과 유사한 오래된 주제입니다.

왜 안 됩니까? 그리고 나 자신이 놀랐습니다-특종은 동일합니다-당사는 아마도 주문하는 것을 잊었을 것입니다)

# 8 철학자 화학자

철학자 화학자

공성 포병이 있으며 암석을 퇴적암이라고합니다. 퇴적암은 녹지 않기 때문에 그들의 주요 구성 요소는 규산염이며 모두 일반적으로 내화물입니다. 퇴적 탄산염은 전혀 녹지 않고 분해됩니다. 현무암 및 이와 유사한 암석은 녹지 만 녹는 점은 900 ° С에서 시작됩니다.

현무암은 또한 규산염입니다.

P. Daly에 따른 현무암의 평균 화학 조성(%): SiO2 - 4 &, 06; TiO2 - 1.36; Al2O3 - 15.70; Fe2O3 5.38; Fe2O - 6.37; MgO 6.17; CaO - 8, Na2O - 3.11; K2O 1.52; MnO 0.31; P2O5 0.45; H2O - 1.62.

면모는 단열을 위해 성공적으로 만들어집니다.

# 9 애버순

현무암은 또한 규산염입니다.

그리고 누가 이것에 대해 논쟁 할 수 있습니까? 현무암 만이 주요 암석이며, 사실 900-950 ° C의 결정화 온도로 응고 된 (그리고 종종 비옥 한) 용융물입니다. 퇴적암은 개별 광물의 합 또는 관입암의 파편으로 구성됩니다. 사암(실트암, 이암 등)은 종종 상당한 양의 석영을 포함하므로 상당히 내화물입니다. 점토는 또한 종종 내화물입니다. 따라서 이러한 암석은 일반적으로 석재 주조에 사용되지 않습니다.

# 10 트리로이스

대리석이 녹을 수 있습니까?

유명한 "countertops9"; 방문객들에게 이란, 터키, 그리스의 산들이 “ VCC의 폭격으로 녹은 대리석 - 위대한 우주문명 «.
그곳에는 이란, 터키, 그리스 여행 사진이 흥미롭지만 그곳에는 화학자가 없는 것 같습니다.
저도 멀리서 보면 케미스트리를 존경하지만 여기에서는 '대리석 산이 녹는다'는 큰 의문점이 있습니다.

그러나 많은 것들이 괄호를 생략하고 어떻게 수행되는지 명확하지 않습니다. 대리석 용해.

현무암 및 디아염기 주조는 산업계에 널리 퍼져 있습니다.

더군다나 이것은 문자 그대로의 주조일 뿐이며, 돌가루에 풀을 섞은 것이 아니라 대략적으로 말하면.

“다양한 암석을 녹인 다음, 용융물을 주형에 붓고 냉각함으로써 내화학성, 강도 및 경도가 높은 건설 제품을 얻습니다. 석재 주조 제품의 제조 원료로 일반적으로 화성암 - diabases 및 현무암이 사용됩니다. 화학적 조성 측면에서 이러한 암석은 상당히 일정하며 공격적인 환경에서 고밀도의 제품을 얻을 수 있으며 내마모성이 증가합니다. 디아베이스와 현무암으로 만들어진 아이템은 어두운 색상의 미네랄이 함유되어 있기 때문에 색상이 어둡습니다. 밝은 색상의 석재 주조 제품을 얻기 위해 석영 모래, 백운석, 백악 및 대리석이 원료로 사용됩니다. 장입물의 용융 온도를 낮추고 용융 조성물을 표백하기 위해 형석과 산화아연이 장입물에 도입됩니다.

diabase 및 현무암의 용융은 1400-1500 온도의 욕조 용광로에서 가장 자주 수행됩니다. C. 욕로에서 완성된 용융물은 주조 국자로 들어가 약 1250℃의 온도로 냉각됩니다. C. 제품의 적절한 구조를 형성하고 수축 변형을 줄이기 위해서는 주형으로 주조하기 전에 용융물을 냉각해야 합니다. 그런 다음 용융물을 토기 또는 금속 주형 또는 규산염 재료의 주형에 붓고 서서히 냉각합니다. 석재 주물이 냉각되면 제품 내부의 금형에 유해한 응력이 발생하여 취약성이 증가합니다. 내부 응력을 줄이고 결정 구조를 형성하기 위해 제품은 일반적으로 800-900 온도의 터널 또는 챔버 용광로에서 어닐링됩니다. C. 어닐링 후 완제품은 창고로 배송됩니다.

석재 주조 제품은 평면 및 곡선 타일, 홈통 부품, 파이프, 부속품 등의 형태로 생산됩니다. 제품 표면은 높은 경도로 인해 실제로 기계 가공을 할 수 없습니다. 물 흡수는 무시할 수 있습니다. 내열성 150-200. C. 석재 주조 제품의 높은 내화학성(내산성 99-100%)으로 인해 화학 공장에서 바닥재, 배수로 설치, 라이닝 재료로 성공적으로 사용할 수 있습니다. 높은 내마모성으로 인해 볼 밀 및 높은 마모력이 발생하는 기타 장치의 라이닝에 이러한 제품을 사용할 수 있습니다.

그리고 "Stoleshnikov9"에서 여부; 그가 "marble9"이라고 부르는 경우 광물의 정확한 정의에 대한 문제; 전혀 "대리석 9"가 아니라"화강암 9" - 그런 다음 같은 포럼에 있는 감정가의 복제품으로 판단하면 녹아내립니다.

그들은 붓지 않지만 더 자주 굽습니다. 이 방법은 기술적으로 더 쉽습니다.

화강암은 매우 이질적이며 구성 부분의 융점이 다릅니다.

화강암의 용융 온도는 950-1300 ° C로 추정되며 이는 현대 기술 가능성에 비해 많지 않습니다. 화강암은 화강암의 입상 구조를 결정하는 구성을 구성하는 내화 원소의 일부 산화물을 제외하고는 비교적 낮은 온도에서 녹는 데 적합합니다.

원칙적으로 그러한 목표를 설정하면 화강암을 주조할 수 있습니다.

핵폭발의 온도와 돌에 미치는 영향

전설적인 폭발 중 "Ivana9"; 50MT(TNT 50,000,000톤 Eq.) 돌이 증발했습니다.

Vysoat "mushroom9"; - 64km.

"핵심"(100만 풀 이상의 온도)의 반경은 4.5km입니다.

충격파 손상 - ​​400km. 센터에서.

가벼운 충격(충격) - 270km.

돌격이 날아간 섬에서는 심지어 "licked9quot"가있었습니다. 스톤 "스케이팅 rink9".

그것은 가장 세련된 인공 폭발이었습니다.

그러나 그들은 50MT가 아니라 100MT를 모두 폭파하기를 원했습니다.

동부이란 산은 퇴적암, 화강암 및 용암으로 구성되어 있습니다.

퇴적암으로 세분화된다. :

clastic (terrigenous) (사암, breccia, siltstone 참조)

화학 물질(보크사이트, 라테라이트, 암염, 백운석 참조)

유기성(산호 석회암, 규조암, 이탄, 석탄 참조)

혼합, 예를 들어 화산 퇴적물(화산 응회암 참조)

화강암(이탈리아 granito. 위도에서. 그래늄- 곡물) - 산성 조성의 화성 깊은 암석. 정상 알칼리도 범위. 석영으로 구성되어 있습니다. 사장석. 칼륨 장석 및 운모 - 흑운모 및 / 또는 백운모. 화강암은 대륙 지각에 매우 널리 퍼져 있습니다. 화강암의 유출 유사체는 유문암입니다. 화강암 밀도 - 2600kg / m³, 압축 강도 최대 300MPa
융점 1215-1260 ° C;
물과 압력이 있으면 융점이 크게 감소합니다 - 최대 650 ° C

맨틀에서 분출하는 용암의 주요 유형. 해양 방패 화산의 특징. 절반은 이산화규소입니다. 산화 알루미늄의 절반. 선. 마그네슘 및 기타 금속.
고온 (1200-1300 ° C)이 있습니다.
현무암의 용암류는 가늘고(미터) 길다(수십 킬로미터).
뜨거운 용암의 색은 노란색 또는 황적색입니다.

반은 탄산나트륨과 탄산칼륨으로 구성되어 있습니다.
가장 차갑고 가장 액체인 용암으로 물처럼 퍼집니다. 탄산염 용암의 온도는 510-600 ° C에 불과합니다.
뜨거운 용암의 색은 검은색이나 짙은 갈색을 띠다가 식으면서 색이 옅어지며 몇 개월이 지나면 거의 흰색이 된다.
응고된 탄산염 용암은 부드럽고 부서지기 쉽고 물에 쉽게 용해됩니다.
탄산염 용암은 탄자니아의 Oldoinyo Lengai 화산에서만 흐릅니다.

태평양 불의 고리의 화산에서 가장 일반적입니다. 그것은 일반적으로 매우 점성이 있으며 때로는 분화가 끝나기도 전에 화산의 입에서 얼어붙어 멈추게 합니다. 막힌 화산은 다소 부풀어 오를 수 있으며 일반적으로 격렬한 폭발과 함께 분화가 재개됩니다. 이러한 용암의 평균 유속은 하루 수 미터이며 온도는 800-900 ° C입니다. 53~62%의 이산화규소(실리카)를 함유하고 있습니다. 그 함량이 65%에 도달하면 용암은 매우 점성이 있고 느려집니다. 뜨거운 용암은 어둡거나 검붉은 색입니다. 응고된 규소 용암은 검은 화산 유리를 형성할 수 있습니다. 이러한 유리는 용융물이 냉각될 시간 없이 빠르게 냉각될 때 얻어집니다.

대리석(고대 그리스어 μά9rho; 9mu; 9alpha; 9rho; 9omicron; 9sigmaf; - "하얗거나 빛나는 돌") 방해석 CaCO3로만 구성된 변성암입니다. 백운석 구슬은 CaMg(CO3) 2 백운석의 재결정 과정에서 형성됩니다.
대리석의 형성은 소위 변성 과정의 결과입니다. 특정 물리 화학적 조건의 영향으로 석회암 (유기 기원의 퇴적암)의 구조가 바뀌고 결과적으로 대리석이 탄생합니다.
건설 실무에서 "marble9raquo; 연마 된 중간 경도의 변성암이라고합니다 ( 대리석,대리석 석회암. 조밀한 백운석, 탄산염 breccias 및 탄산염 대기업).

이란의 대리석 추출에 대해 - 예, 광산:
우리는 유명한 석재 채굴 회사인 "Omarani Yazdbaf"를 소개하게 된 것을 기쁘게 생각합니다. 우리 회사는 오닉스(밝은 녹색, 흰색), 대리석(크림, 주황색, 빨간색, 분홍색, 노란색) 및 석회화(초콜릿, 갈색)를 채굴합니다.

일반적으로 누가 산을 올랐고 왜 산에서 구호를 두드렸는지 명확하지 않습니다.

다이아몬드 용융 공정의 온도 및 특징

다이아몬드는 보석입니다. 그러나 그 속성은 16세기에만 물리학자들에 의해 높이 평가되었습니다. 이것은 돌이 몇 세기 전에 발견되었다는 사실에도 불구하고입니다. 물론 광물의 완전한 의미를 평가하기 위해서는 많은 실험이 필요했습니다. 그들은 돌의 경도, 다이아몬드의 녹는 점 및 기타 물리적 특성에 대한 정보를 제공했습니다. 그러나 그 이후로 돌은 아름다운 액세서리뿐만 아니라 공업용으로도 사용되었습니다.

평가는 특수 실험실에서 수행되었습니다. 그리고 그 결과 다이아몬드의 화학적 조성이 밝혀졌습니다. 결정 격자의 구조와 여러 현상을 발견했습니다.

융점 실험

아시다시피 물질의 결정 격자는 탄소 원자 사이에 공유 결합이 있는 사면체 모양입니다. 다이아몬드의 용융과 관련된 몇 가지 발견을 일으킨 것은 이 구조였을 가능성이 있습니다.

광물 백과사전은 다이아몬드 녹는 속도를 섭씨 3700-4000도라고 합니다. 그러나 이것은 일반적으로 받아 들여지는 패턴에 적합하지 않기 때문에 완전히 정확한 정보는 아닙니다. 특히 용융 중에 다음과 같은 효과가 발견되었습니다.

  • 고온(산소 없이 섭씨 2000도)을 사용하면 다이아몬드가 흑연으로 변할 수 있습니다. 더욱이, 온도가 증가함에 따라 이 물질의 추가 거동은 논리적 설명이 불가능합니다. 그러나 반대 방향의 프로세스는 수행할 수 없습니다. 극단적 인 경우 결정 격자가 천연 다이아몬드와 다른 합성석을 얻을 수 있습니다.
  • 돌을 섭씨 850-1000도의 온도로 가열하면 이산화탄소로 변합니다. 즉, 흔적도 없이 사라집니다. 이러한 실험은 1694년 이탈리아 Targioni와 Averani의 연구원이 돌을 녹여서 하나의 다이아몬드로 결합하려고 시도한 수행되었습니다.
  • 2010년 캘리포니아에서 연구가 수행되었으며, 한 물리학자 그룹은 돌의 온도가 점진적으로 증가하면 다이아몬드가 녹는 것이 불가능하다는 결론을 내렸습니다. 용융 지수를 알아내려면 온도와 더불어 다이아몬드에 압력을 가해야 하므로 측정이 복잡해집니다. 과학자들이 실제로 다이아몬드를 액체 상태로 바꾸는 데는 많은 노력이 필요했습니다. 이를 위해 그들은 몇 나노초 동안 돌에 작용하는 레이저 펄스를 사용했습니다. 동시에 해수면에서 대기보다 4000만 배 높은 압력에서 액체 형태의 돌을 얻었습니다. 또한 압력이 1,100만 기압으로 떨어지고 광물 표면의 온도가 50,000켈빈이면 돌에 단단한 조각이 나타납니다. 그들은 나머지 액체에 가라앉지 않았고 외형적으로는 얼음 조각과 비슷했습니다. 압력 표시기가 추가로 감소함에 따라 조각이 축적되어 "빙산"이 떠올랐습니다. 과학자들은 이것이 해왕성과 천왕성의 구성에서 탄소가 어떻게 행동하는지 비교했으며 액체 다이아몬드가 있는 바다도 이러한 천체의 표면에 존재합니다. 그러나이 가정을 증명하려면 현재 신속하게 구현할 수없는 위성을 행성에 보낼 필요가 있습니다.
  • 자외선 범위에서 짧은 광 펄스로 돌에 작용하면 광물에 작은 함몰이 나타납니다. 따라서 실험은 강력한 자외선의 영향, 즉 다이아몬드가 이산화탄소로 변하는 돌의 소멸을 확인합니다. 따라서 자외선 다이아몬드 레이저는 빠르게 분해되어 사용할 수 없게 됩니다. 그러나 보석의 다이아몬드가 시간이 지남에 따라 사라질 것이라는 사실에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 미네랄 1마이크로그램을 제거하려면 약 100억 년 동안 다이아몬드를 자외선 아래에 보관해야 합니다.

따라서 용융 지수는 다이아몬드의 흥미로운 특성입니다. 아직 연구 대상입니다. 기술의 출현으로 과학자들은 이 특성을 테스트하는 새로운 방법을 찾고 있습니다. 이를 바탕으로 돌의 기원에 대해 결론을 내릴 수 있으며 다이아몬드를 사용하는 새로운 방법을 발견할 수 있습니다.

현무암은 돌입니다. 현무암은 단단한 돌입니다. Sikachi-Alyan을 처음 방문한 외부인에게는 거대한 바위에 그려진 유명한 암각화 그림을 보고 그렇게 보일 수 있습니다.

그러나 이 문제를 꽤 연구한 후에 현무암은 매우 다를 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 무엇보다도 현무암 응회암이 있습니다. 그렇게 어렵지는 않습니다. 2012년으로 돌아가서 저는 개인적으로 단지 자체에서 멀리 떨어진 곳에 위치한 하나의 돌을 그리는 실험을 했습니다. 약간 예리한 돌 조각으로 나는 불과 몇 분 만에 약 1cm 너비와 0.5cm 깊이의 바위에 홈을 만들 수 있었습니다! 그리고 이것이 현무암의 유명한 경도입니까? 예, 해안에 매우 강력한 대표자가 있지만 소수에 있습니다. 그리고 돌이 "한 때 부드러웠다"는 전설은 지지할 수 없다는 것이 밝혀졌습니다. 결국, 이제 돌은 부드럽습니다!

그라인더로 여러 방향으로 자르거나 보드를 톱질 한 것처럼 조약돌 꼭대기의 이상한 줄무늬가 어디에서 왔는지 이해하지 못하고 오랫동안 그들 사이를 방황했던 것을 기억합니다. 모든 것이 단순하게 밝혀졌고 돌이 부드럽다는 것이 밝혀 졌을 때 분명해졌습니다. 현지 어부들은 종종 굵은 금속 와이어로 배를 묶는데, 이는 상당한 파도와 함께 끊임없이 돌에 문지르며 결국에는 갈고 홈을 만듭니다. 심플한 와이어!

오랫동안 해안에 앉아 있던 과거의 어부는 지루함과 할 일이 없어서 Sikachi-Alyan의 얼굴을 하나씩 속을 비울 수 있음이 밝혀졌습니다. 아무르 강둑에 있는 현무암이 전혀 단단하지 않다는 이해는 아마도 최초의 특이한 연구 결과였을 것입니다. 그러나 여전히 기사는 그것에 관한 것이 아닙니다 ...

이전에 우리는 Sikachi-Alyan에서 같은 장소에서 발견된 돌의 사진을 이미 게시했습니다. 그곳에는 마치 손가락이 그 위에 그려진 것처럼 이상한 흔적이 남아 있습니다. 막대. 지구에는 이 표본과 같은 것이 없습니다.

이것은 미스터리를 낳았다. 풀고 싶다는 욕심이 아니라 돌이 정말 부드러울 수 있을까 하는 생각이 들었다. 그리고 이제 얼마 후, 처음에 "현무암"(현무암의 단열재)이라는 단어가 내 귀를 자르기 시작했을 때 이미 두 번째 충격이 나를 기다리고 있었습니다. 그리고 시련이 끝난 후 갑자기 현무암의 녹는점이 1300 - 1400도에 불과합니다. 저것들. 철의 녹는점 이하에서도! 그 전에는 항상 모든 돌을 녹이는 열이 최소 3,000도 이상이어야한다고 생각했지만 이것은 사실이 아닌 것으로 나타났습니다.

다시 말해, Sikachi-Alyan 지역의 심각한 화재는 이 돌들을 반고체 용암 상태로 쉽게 연화시킬 수 있습니다. 그런 다음 화재 직후 사람이 어떻게 그런 돌로 걸어가서 단단한 세라믹 또는 철을 그 위에 그릴 수 있는지 쉽게 상상할 수 있습니다.

수십 개의 내화 점토 벽돌, 송풍기 및 석탄 - 아래 링크에 따르면 최대 150도의 용융 온도를 얻는 데 필요한 전부입니다.

위 주제의 텍스트에 따르면 이러한 약간 까다로운 디자인은 알루미늄을 매우 빠르게 녹이기에 충분합니다. 그러나 저자에 따르면 그 과정에서 이 알루미늄이 들어 있던 강철 도가니도 녹였다고 한다. 그리고 이것은 이미 현무암을 녹이는 데 필요한 1400도 이상의 온도입니다.

그래서 가까운 장래에 내화 점토(내화성) 벽돌과 점토, 몇 줌의 석탄을 찾고 세라믹이나 다른 도가니를 얻는 즉시 비슷한 구조를 만들려고 노력할 것입니다. 그들은 이미 공기 주입을 위한 냉각기를 나에게 주기로 약속했습니다.

추신 "이것이 왜 필요한가?" - 물어. 그리고 나는 "나는 아직 나를 모른다"라고 대답할 것이다. 그러나 그러한 조건에서 현무암을 녹일 수 있다면 Sikachi-Alyan의 일부 그림이 어떻게 만들어 질 수 있었는지에 대한 새로운 반성의 사슬을 만들 것이라는 느낌이 있습니다. 그리고 일반적으로 큐피드의 선구자들의 삶을 반대편에서 보는 것이 도움이 될 것입니다.

그리고 다른 모든 것 외에도 - 흥미 롭습니다.

추신.2. 그리고 다른 것 ... 오 예. 이와 같은 예는 우리의 생각이 때때로 고정관념에 빠지는 방식을 이해하는 좋은 방법입니다. 아마도 누군가는 나와 동의하지 않을 것입니다. 그러나 몇 년 전에 나는 현무암이 매우 단단한 돌이라는 분명한 생각을 가지고 있었습니다. 그리고 돌 자체는 선험적으로 녹이는 것이 사실상 불가능합니다. 생각의 변화...