Kámen - žula, vápenec, mramor, diabas, čedič - byl již dlouho používán člověkem jako stavební materiál. Co inspirovalo lidi myšlenkou tavení kamene? Jaké jsou vlastnosti taveného kamene?

Z hlediska odolnosti vůči kyselinám není tavený kámen horší než porcelán. Ani ve vroucích kyselinách, které rozpouštějí jakékoli kovy po dobu několika hodin a někdy i minut, se odlévání kamene nezhroutí. Odolnost roztaveného kamene proti otěru je podstatně vyšší než u kovů, materiál nepodléhá „stárnutí9raquo;“ nezná „únavu9raquo;“ Sotva a hořké mrazy. A je odstředivě litý, má ještě vyšší výkon.

Mezi výhody taveného kamene patří jednoduchost technologie jeho výroby. Naberte skálu lopatou rypadla, naložte ji a přiveďte k pecím. Neméně důležitá je skutečnost, že k získání jakéhokoli kovu je nutné zpracovat podstatně více „ore9raquo“, než jej kov opouští. Při zpracování kamene není odpad větší než deset procent.

Bohužel je křehký. Pevnost se ale zvyšuje, pokud je vyztužena kovem. Tavený kámen je navíc citlivý na náhlé změny teploty. Aktuálně přípustné normy v kapalném médiu jsou 100, ve vzduchovém médiu - 250 stupňů. Probíhají práce na získání tepelně odolných typů odlitků. Již existují formulace, které vydrží teplotní poklesy o 500 a dokonce 600 stupňů.

I při neexistenci deficitu pro kov bude použití kamenného odlitku jednoduše nutné. Zde je jeden z nespočetných příkladů. Výroba hnojiv, jako je superfosfát, byla pro odborníky velmi znepokojující. Kovové čepele mixérů dlouho nevydržely vliv agresivního prostředí. A ty samé čepele vyrobené z roztaveného kamene se ukázaly být téměř dvacetkrát silnější. Obecně je odlévání kamene nejžádanější mezi chemiky. A ne bez důvodu. Šetří tisíce tun velmi vzácného olova, což výrazně prodlužuje životnost zařízení. Například v hutním závodě Kuznetsk slouží mořící lázně obložené kamennými litými dlaždicemi šest let, zatímco olověné obložení bylo po šesti měsících vyměněno.

Výměna kovových trubek za trubky z litého kamene má také významné ekonomické výhody. V závodě na zpracování rud Kryvyi Rig sloužilo kovové potrubí pro přepravu rudy maximálně šest měsíců a potrubí z roztaveného kamene - osmkrát delší. Litinové podnosy pro hydraulické odstraňování popela v tepelných elektrárnách selhávají za 9-12 měsíců. Kamenné odlitky mohou trvat 20 nebo 30 let.

1975 Ústřední výbor Komsomolu vyd. "Mladý strážný"
2009 „Heuréka! 9raquo;

16. Kovovýroba. Kdy se kámen roztaví?

Tolik k vaší současné výchově, “řekl Yanechek povzbudivě. - A pokud někdy svému synovi něco řekneš, odpoví: „Ty, tati, tomu nerozumíš, teď jsou jiné časy, jiná éra ... Koneckonců, kostní zbraně, jak říká, nejsou poslední slovo : jednoho dne materiál. “ No, víte, je to příliš mnoho: viděl někdo materiál silnější než kámen, dřevo nebo kost! I když jste hloupá žena, musíte uznat: co ... co ... no, že to přesahuje všechny hranice.

Karel Čapek. O pádu morálky (ze sbírky „Apokryfy“)

Nyní si jednoduše nedokážeme představit náš život bez kovů. Jsme na ně tak zvyklí, že alespoň podvědomě odoláváme - a v tom jsme jako výše zmíněný hrdina prehistorické éry - jakémukoli pokusu nahradit kovy něčím novým, výnosnějším. Jsme si dobře vědomi potíží v některých průmyslových odvětvích s výrobou lehčích, odolnějších a levnějších materiálů. Zvyk je železný korzet, ale i kdyby byl vyroben z plastu, bylo by to ještě pohodlnější. Přeskočili jsme však pár tisíciletí. První spotřebitelé kovu ani netušili, že budoucí generace umístí svůj objev vedle nejvýznamnějších milníků na cestě ekonomického a technologického rozvoje - se vznikem zemědělství a průmyslovou revolucí 19. století.

K objevu pravděpodobně došlo - jak se občas stává - v důsledku nějaké neúspěšné operace. Například například: pravěký farmář potřeboval doplnit zásoby kamenných desek a seker. Ze hromady polotovarů, které mu ležely u nohou, vybíral kámen po kameni a dovednými pohyby odbíjel jednu desku za druhou. A pak mu do rukou padl jakýsi lesklý hranatý kámen, ze kterého, bez ohledu na to, jak moc ho zasáhl, neoddělil ani jeden talíř. Navíc, čím pilněji utlačoval tento beztvarý kus suroviny, tím víc začal připomínat dort, který se nakonec mohl zmačkat, zkroutit, natáhnout na délku a svinout do nejúžasnějších tvarů. Lidé se tedy nejprve seznámili s vlastnostmi neželezných kovů - mědi, zlata, stříbra, elektronů. Při výrobě prvních, velmi jednoduchých šperků, zbraní a nástrojů byli spokojeni s nejběžnější technikou doby kamenné - ranou. Ale tyto objekty byly měkké, snadno rozbité a matné. V této podobě nemohli ohrozit nadvládu kamene. A kromě toho jsou kovy v čisté formě, které lze zpracovávat v chladném stavu, extrémně vzácné. A přesto se jim nový kámen líbil, experimentovali s ním, kombinovali techniky zpracování, prováděli experimenty, přemýšleli. Přirozeně museli snášet mnoho neúspěchů a trvalo velmi dlouho, než dokázali objevit pravdu. Při vysokých teplotách (dobře věděli, jaké má následky pálení keramiky) se kámen (který dnes nazýváme měď) změnil na tekutou látku, která měla jakoukoli formu. Nástroje mohou mít velmi ostrý břit, který lze také naostřit. Zlomený nástroj nemusel být vyhozen - stačilo ho roztavit a znovu odlit do formy. Poté dospěli k objevu, že měď lze získat pražením různých rud, které se nacházejí mnohem častěji a ve větším objemu než čisté kovy. Samozřejmě na první pohled nepoznali kov ukrytý v rudě, ale tyto fosilie je nepochybně přitahovaly svou pestrou barvou. A když se k tomu po dlouhé sérii náhodných a později záměrných kvantitativních experimentů přidal objev bronzu, pevné zlaté slitiny mědi a cínu, byla otřesena dominance kamene, která přetrvávala miliony let velmi základ.

Ve střední Evropě se měděné výrobky poprvé objevily v ojedinělých případech na konci neolitu, o něco častěji se vyskytovaly v eneolitu. Avšak již dříve, v sedmém - pátém tisíciletí před naším letopočtem. E. rozvinutější Střední východ začal dostávat měď tavením vhodného oxidu (měďnatého), uhličitanu (malachitu) a později sulfidových rud (pyrit mědi). Nejjednodušší bylo tavení oxidových rud získaných ze zvětralých ložisek mědi. Takové rudy jsou možné při teplotách 700-800 stupňů. obnovit na čistou měď:

Cu 2 O + CO U 2Cu + CO 2

Když dávní slévárenští pracovníci přidali do tohoto produktu cín (pamatujte na egyptský recept), vznikla slitina, která svými vlastnostmi daleko předčila měď. Již půl procenta cínu zvyšuje tvrdost slitiny čtyřikrát, 10 procent - osmkrát. Současně se snižuje teplota tání bronzu, například při 13% cínu o téměř 300 ° C. Brány se otevřely nové éře! Za nimi už nepotkáváme tu starou homogenní společnost, kde každý dělal téměř všechno. Výrobě předmětu z kovu předcházela dlouhá cesta - hledání rudných ložisek, těžba rud, tavení v tavírnách nebo pecích, odlévání do forem; to vše vyžadovalo celou řadu speciálních znalostí a dovedností. U řemeslníků proto začíná diferenciace podle specializací: horníků, hutníků, slévárenských dělníků a nakonec obchodníků, jejichž zaměstnání je pro ostatní nezbytné, a proto je jimi velmi oceňováno. Ne každý se mohl úspěšně zapojit do celé řady tak složitých činností. Moderní experimentátoři také čelili mnoha neúspěchům a obtížím, když se pokoušeli opakovat některé z technologických metod prehistorických metalurgů a slévárenských dělníků.

Sergej Semjonov objevil pomocí stopové metody a experimentálně potvrdil skutečnost, že na úsvitu doby bronzové lidé používali velmi drsné kamenné nástroje ze žuly, dioritu a diabasu ve formě motyky, kyjů, kovadlin a drtičů pro těžbu a drcení rud.

Experimentátoři testovali tavení malachitové rudy v malé prohloubené peci bez použití vzduchu. Vysušili kovárnu a pokryli ji kamennými deskami takovým způsobem, že se objevila kulatá střílna o vnitřním průměru asi jednoho metru. Z dřevěného uhlí použitého jako palivo byla vyrobena kuželovitá struktura, uprostřed níž byla umístěna ruda. Po několika hodinách hoření, kdy teplota otevřeného plamene dosáhla 600–700 ° C, se malachit roztavil do stavu oxidové mědi, to znamená, že nevznikla žádná kovová měď. Podobného výsledku bylo dosaženo v dalším pokusu, kdy byl místo malachitu použit cuprit. Důvodem poruchy byl s největší pravděpodobností přebytečný vzduch v peci. Nový test s malachitem pokrytým obrácenou keramickou nádobou (celý proces probíhal stejně jako v předchozích případech) a skončil houbovitou mědí. Experimentátoři získali malé množství pevné mědi pouze tehdy, když byla malachitová ruda rozdrcena před tavením. Podobné experimenty byly provedeny v Rakousku, jehož alpské rudy měly pro prehistorickou Evropu velký význam. Experimentátoři však vtlačili vzduch do pece, díky čemuž dosáhli teploty 1100 ° C, což snížilo oxidy na kovovou měď.

V jednom z experimentů experimentátoři použili k odlití bronzového srpu polovinu původní kamenné formy, zachované z nálezů poblíž Curyšského jezera, pro které byla vyrobena dvojice stran. Obě části formy se sušily při 150 ° C a bronz se nalil při 1150 ° C. Forma zůstala neporušená a odlévání bylo dobré. Poté se rozhodli vyzkoušet již bronzovou dvoukřídlou formu pro sekeru, která se nacházela ve Francii. Bylo důkladně vysušeno při 150 ° C. Poté byla naplněna bronzem při teplotě 1150 ° C. Byl získán produkt vynikající kvality. Současně nebylo zjištěno ani nejmenší poškození na bronzové formě, což byl nejdůležitější výsledek experimentu. Faktem je, že před experimentem někteří vědci vyjádřili názor, že horký kov se s největší pravděpodobností bude kombinovat s formovacím materiálem.

Při výrobě předmětů složitější konfigurace používali starověcí slévárenští technici odlévání se ztrátou formy. Natřeli voskový model hlínou. Když byla pálena hlína, vytékal vosk a poté byl nahrazen bronz. Při vyjmutí bronzového odlitku však musely být formy rozbity, takže nebylo nutné spoléhat se na jejich opětovné použití. Experimentátoři vypracovali tuto metodu na základě technologických pokynů 16. století pro výrobu zlatých a stříbrných zvonů. Během experimentů nahradili zlato mědí, aby současně otestovali možnost nahrazení drahých kovů konvenčními. Teplota tání zlata je 1063 ° C, mědi - 1083 ° C. Jako vzorek byl vybrán odlitek měděného zvonu z místa prvního tisíciletí před naším letopočtem. E. Forma byla vyrobena ze směsi jílu a dřevěného uhlí a model byl vyroben z včelího vosku. Malé jádro bylo vyrobeno ze směsi hlíny a mletého uhlí a byl do něj vložen malý oblázek - srdce zvonu. Vosk byl nanesen kolem jádra v tenké vrstvě rovnající se tloušťce stěny budoucího odlitku a byl připojen voskový prsten, který vytvořil přívěsek budoucího zvonu. Nad prstencem byl připevněn voskový výstupek ve tvaru rukojeti, který sloužil jako násypka pro roztavený kov během lití, tuhnutí a smršťování kovu v odlitku. Ve voskové skořápce na spodní části zvonu byl vyříznut otvor, aby po roztavení vosku a při odlévání vyplnila otvor tvarovatelná směs jílu, dřevěného uhlí a vosku a zafixovala polohu jádra. Zabalený tvar nahoře byl propíchnut několika brčky, které byly později buď vypáleny, nebo jednoduše odstraněny. Během lití skrz otvory unikal z formy horký vzduch. Celý model byl pokryt několika vrstvami mletého jílu a dřevěného uhlí a sušen dva dny. Poté byla znovu pokryta vrstvou uhlí a hlíny (pro pevnost formy) a nad výstupek byl připevněn násypkový plnicí násypník vyrobený ze stejné formovací směsi. Hlava byla připevněna mírně šikmo, takže tvar byl odlit v šikmém stavu. To mělo zajistit nerušený tok roztaveného koště podél spodní části jeho přední strany, zatímco na opačné straně by měl probíhat odtok vzduchu vytlačeného kovem, dokud nebude celá forma úplně naplněna roztaveným kovem. Před tavením byly fragmenty měděné rudy hozeny do bunkru pokrytého víkem. Po vysušení byla forma umístěna do pece vybavené průvanovým kanálem. Kamna byla naplněna čtyřmi a půl kilogramy dřevěného uhlí a zahřátá na 1200 ° C. Voskový model a kus vosku se roztavily a odpařily, měď se roztavila a sklenice se formovaly do formy, kde vytvořily kovový zvon. Poté se rozbila vnější „košile“, kovový výčnělek byl odstraněn a hliněné jádro, které tvořilo dutou část zvonu, bylo vyraženo - zůstal jen oblázek.

Arthur Pitch provedl celou řadu experimentů věnovaných pronásledování bronzu: výrobu drátu, spirály, plechu, plného kruhu a profilové tyče. Zkušenosti, které získal, využil při výrobě replik zkroucených bronzových prstenů durinové kultury sahajících až do rané doby železné. Celkem vyrobil sedmnáct replik, z nichž ke každé dodal popis archeologického originálu, seznam použitých nástrojů a zařízení, rozbor materiálového složení a nakonec vysvětlení jednotlivých operací a označení trvání technologického procesu. Nejméně času strávili replikou číslo dvě - dvanáct hodin. Nejdelší - šedesát hodin - vyžadovalo repliku číslo čtrnáct.

Během doby bronzové se začaly postupně objevovat nepříjemnosti spojené s výrobou, především omezená dostupnost surovin v přírodě a vyčerpání ložisek, která byla v té době známa. To byl jistě jeden z důvodů, proč lidé hledali nový kov, který by uspokojil jejich stále rostoucí potřeby. Železo tyto požadavky splnilo. Zpočátku se jeho osud podobal osudu mědi. První železo meteorického původu nebo získané náhodou se objevilo již ve třetím a druhém tisíciletí před naším letopočtem. E. ve východním Středomoří. Před více než třemi tisíci lety začaly metalurgické pece fungovat v západní Asii, Anatolii a Řecku. U nás se objevily v době halštatské, ale nakonec se zakořenily až v době laténské.

Mezi surovinami používanými ve starém tavení železa (oxidy, uhličitany, silikáty). Nejrozšířenější byly oxidy: hematit nebo lesk železa, limonit nebo hnědá železná ruda, směs hydroxidů železa a magnetitu, které lze velmi obtížně redukovat.

Redukce železa začíná již při asi 500 ° C. Pravděpodobně se nyní ptáte, proč se železo začalo používat o staletí nebo tisíciletí později než měď a bronz. Důvodem jsou v té době podmínky jeho výroby. Při teplotách dosažených prvními metalurgy v jejich kovárnách a pecích (asi 1100 ° C) železo nikdy neprošlo do kapalného stavu (vyžaduje to minimálně 1500 ° C), ale nahromadilo se ve formě husté hmoty, která byla svařena za příznivých podmínek do kriketu namočeného ve strusce a zbytcích hořlavých materiálů. Díky této technologii přešlo do železa z uhlí zanedbatelné množství uhlíku, asi jedno procento, takže byl měkký a omývatelný i za studeného stavu. Výrobky vyrobené z takového železa nedosahovaly tvrdosti bronzu. Body byly snadno ohnuté a rychle matné. Jednalo se o takzvanou přímou, přímou výrobu železa. To zůstalo až do 17. století. Je pravda, že v některých prehistorických a raně středověkých pecích bylo možné získat železo s vyšším obsahem uhlíku, tj. Druh oceli. Teprve od 17. století se začaly používat pece, kde se železo vyrábělo v kapalném stavu a s vysokým obsahem uhlíku, tj. Tvrdým a křehkým, ze kterého se odléval ingot. K získání oceli bylo nutné vyrobit železo s vysokým obsahem uhlíku tvárné odstraněním části obsaženého uhlíku. Proto se této metodě říká nepřímá výroba železa. Pravěcí kováři však také rozšířili své zkušenosti pomocí experimentů. Zjistili, že zahříváním železa v kovárně, když teplota dřevěného uhlí dosáhne 800–900 ° C, lze získat výrobky s mnohem lepšími vlastnostmi. Faktem je, že se na jejich povrchu vytváří tenká vrstva s vyšším obsahem uhlíku, což dává objektu kvalitu nízkouhlíkové oceli. Tvrdost železa se zvýšila, když byl objeven princip kalení a byly použity jeho výhody.

Pravděpodobně první experiment ve studiu starověké metalurgie nařídil hrabě Wurmbrand asi před sto lety. Jeho metalurgičtí pracovníci používali dřevěné uhlí, pražili rudu v jednoduché kovárně o průměru jeden a půl metru a při tavení zlepšovali podmínky spalování slabým vstřikováním vzduchu. O dvacet šest hodin později dostali přibližně dvacet procent železa, ze kterého kovali různé předměty. Relativně nedávno tavili železnou rudu v podobném zařízení britští experimentátoři. Rekonstruovali jednoduchou tavící se kovárnu na podobu kovárny nalezené na místě starověkého Říma. Původní pec měla průměr 120 cm a hloubku 45 cm. Před tavením britští vědci pražili rudu v oxidační atmosféře při teplotě 800 ° C. Po zapálení uhlí se do kovárny postupně přidávaly nové vrstvy rudy a uhlí. V průběhu experimentu bylo použito umělé foukání kopím. Trvalo asi čtyři hodiny, než jedna vrstva rudy redukované oxidem uhelnatým pronikla dnem. Provozní teplota byla až 1100 ° C a železo se hromadilo v blízkosti ústí dmychadla. Výtěžek během procesu tavení byl 20 procent. Z 1,8 kg rudy bylo získáno 0,34 kg železa.

Gillesovy experimenty v roce 1957 zahájily sérii experimentů věnovaných redukci rudy v různých typech šachtových pecí. Již v prvních experimentech Joseph Wilhelm Gilles dokázal, že prehistorická pec šachtové konstrukce mohla úspěšně fungovat pomocí přirozeného pohybu vzduchu na závětrných svazích. Během jednoho z testů zaznamenal teplotu ve středu pece od 1280 do 1420 ° C a v prostoru roštu - 250 ° C. Výsledkem tavení bylo 17,4 kg železa, tj. 11,5 procenta: dávka se skládala ze 152 kg hnědé železné rudy a železného lesku a 207 kg dřevěného uhlí.

V Dánsku, zejména v Leiře, proběhlo mnoho zkušených ohřevů v replikách z doby římské. Ukázalo se, že při jednom úspěšném tavení lze vyprodukovat 15 kg železa. K tomu museli Dánové použít 132 kg bažinové rudy a 150 kg dřevěného uhlí, které bylo získáno spálením jednoho metru krychlového. m tvrdého dřeva. Tání trvalo asi 24 hodin.

Systematické experimenty se provádějí v Polsku v souvislosti se studiem rozsáhlé oblasti výroby železa objevené v pohoří Swietokrzyskie. To vzkvétalo v pozdní římské době (třetí až čtvrté století našeho letopočtu). Jen od roku 1955 do roku 1966 prozkoumali archeologové ve Swietokrzyskích horách 95 metalurgických komplexů s více než 4 tisíci pecí na tavení železa. Archeolog Kazmezh Belenin věří, že celkový počet takových komplexů v této oblasti je 4 tisíce s 300 tisíci kamny. Objem jejich výroby by mohl dosáhnout 4 tisíc tun kvalitního železa. Jedná se o obrovskou postavu, která nemá v prehistorickém světě obdoby.

Počátky výše zmíněné hutnické výroby sahají do pozdní doby laténské (minulé století př. N. L.) A raného římského období, kdy se přímo ve středu osady nacházely metalurgické komplexy s deseti nebo dvaceti pecemi. Jejich výrobky splňovaly pouze místní velmi omezené potřeby. Počínaje středověkým obdobím se výroba železa začala organizovat v přírodě, největšího rozmachu dosáhla ve III. - IV. Století. Pece byly umístěny ve formě dvou obdélníkových oddílů, oddělených driftem pro servisní personál. V každém z oddílů byly pece seskupeny do dvou, tří a dokonce čtyř. V jednom komplexu tedy bylo několik desítek kamen, ale neexistovaly žádné vzácné výjimky a osady se sto nebo dokonce dvěma stovkami kamen. Hypotézu o existenci vývozu železa v tomto období potvrzuje nejen počet metalurgických pecí s vysokou produktivitou, ale také četné nálezy pokladů s tisíci římských mincí. Během období migrace a v raném středověku produkce opět klesla na úroveň, která splňovala místní potřeby.

Předpokladem pro vznik takové masivní metalurgické výroby v římské éře byly dostatečné zásoby dřeva a rudy. Hutníci používali hnědou železnou rudu, hematit a železné ráhno. Těžili některé rudy obvyklou metodou těžby, o čemž svědčí například důl Stashits se systémem důlních šachet, štol a se zbytky ostění a nástrojů z doby římské. Nepohrdli však ani bažinovou rudou. Byly použity kamna s hlubokým ohništěm a vyvýšeným dříkem, které bylo nutné při odstraňování železné houby (štěrku) rozbít.

Od roku 1956 probíhají ve więtokrzyských horách experimenty, které rekonstruují výrobní proces: těžba rudy při požárech (pro odstranění vlhkosti, obohacení a částečné spalování škodlivých nečistot, jako je síra); přijímání uhlí uhlím ve vrstvách; výstavba pece a sušení jejích stěn; zapálení pece a přímé tavení; vývoj šachty dolu a vyhloubení železného poháru; kování železného poháru.

V roce 1960 bylo na jednom z nejznámějších míst (Nova Sbupia) otevřeno Muzeum starověké metalurgie, poblíž kterého se od září 1967 každoročně veřejnosti předvádí technologie prehistorické metalurgie. Tato demonstrace začíná dodávkou rudy z dolu do metalurgického komplexu, ve kterém jsou umístěny huty na různých úrovních. Zde je ruda rozdrcena kladivy a sušena. Sušení a obohacování rudy probíhá v pražicích zařízeních. Takové zařízení je ve formě hromady tvořené vrstvami palivového dřeva vytlačeného rudou. Zásobník je zapálen současně ze všech stran. Po spalování se usušená, pražená a upravená ruda hromadí, odkud je odváděna k nakládání. V blízkosti komplexu se nachází také pracoviště těžařů uhlí, které předvádí výrobu dřevěného uhlí - pokládání a stavění stohu, pálení, demontáž stohu, transport uhlí do otevřeného skladu, mletí a nakonec jeho použití v peci. Následuje ohřev pece, instalace a pokládka vlnovce. Personál komplexu tvoří deset pracovníků - horníků, hutníků, těžařů uhlí a pomocných pracovníků, kteří taví a současně připravují druhou pec pro experiment. Tavení pokračuje odstraněním železné houby z krbu a důl musí být nejprve rozbit.

V roce 1960 polští a čeští odborníci spojili své síly a začali společně provádět metalurgické experimenty. Postavili dvě redukční pece podle římských modelů. Jeden byl analogický s typem kamen ze Swietokrzyskych hor, druhý odpovídal archeologickému nálezu v Lodenici (Česká republika). K tavení byla použita hematitová ruda a bukové uhlí v poměru jedna ku jedné a půl a jedna ku jedné a slabý vzduch. Průtok vzduchu, teplota a redukční plyny byly systematicky sledovány a měřeny. Během experimentu na analogu polské pece, která měla prohloubenou spodní část a různé šachtové nástavby - vysoké 13, 27 a 43 cm, vědci zjistili, že proces tání byl koncentrován u krků obou protilehlých dmychadel, kde byla mobilní struska a houbovitá hmota železo (od 13 do 23 procent železa a pouze asi jedno procento kovového železa v kapičkách ve spodní strusce). Teplota v blízkosti dmychadel dosáhla 1220–1240 ° C.

Proces probíhal stejným způsobem během experimentů v Lodenitzově peci; odlišná byla pouze forma strusky a železné formace. Teplota v blízkosti kopí byla 1360 ° C. A v této replice byl získán železný krystal se stopami nauhličování. Na hrdlech dmychadel se vždy vytvořil železný pohár, zatímco lehčí struska tekla jeho póry do spodní části vrstvy dřevěného uhlí. Účinnost v obou případech nepřesáhla 17–20 procent.

Další experimenty byly zaměřeny na objasnění úrovně slovanské hutní výroby v 8. století, jejíž pozůstatky byly zachovány v komplexech objevených v Желelechovicích u Uničova na Moravě. Šlo především o to, zda je možné v takových pecích vyrábět ocel. Pokud jde o výtěžek železa a účinnost pece, bylo to druhořadé, protože četná měření prováděná během experimentu nepříznivě ovlivnila proces tavení.

Pece typu Zhelechovitsky jsou pozoruhodnými zařízeními důmyslného designu. Jejich tvar umožňoval provádět vysoce kvalitní plnění výplní. Pokusy ukázaly, že při tavení by metalurgové mohli sami vyrobit uhlí. Palivo bylo nutné do pece dávkovat v malých dávkách, jinak hrozilo zablokování úzkého otvoru šachty přímo nad ohništěm pece. Nízkotavitelné železné rudy měly nespornou výhodu, ale pece typu Zhelechovitsky dokázaly získat jak hematit, tak magnetit. Předběžné pražení rudy nebylo obtížné a se vší pravděpodobností bylo v každém případě ziskové. Velikost centimetrových kusů rudy byla optimální.

Náplň tvořila tavicí kužel v nístěji pece a materiál, který byl následně naplněn, byl poté automaticky transportován do dutiny za tryskou, kde byl vytvořen epicentrum bodnutí, ve kterém byl produkt chráněn před reoxidací nucený vzduch.

Důležitým parametrem je objem vzduchu vstřikovaného do pece. Pokud fouká málo, je teplota příliš nízká. Větší objem vzduchu vede k významné ztrátě železa, které přechází do strusky. Optimální objem vyfukovaného vzduchu byl u Zhelechovické pece 250–280 litrů za minutu.

Experimentátoři dále zjistili, že za určitých podmínek je možné, dokonce i v primitivních jednotlivých pecích, získat ocel s vysokým obsahem uhlíku, a proto není potřeba následné nauhličování. Při pokusech v komplexu elechovice si archeologové všimli skutečnosti, že všechny pece jsou vybaveny dřezem za násadou. Hypoteticky vzali tento prostor jako komoru pro ohřev a nauhličování odřezků, které se tam nahromadily bezprostředně po roztavení. Tuto hypotézu testovali v replice zhelechovické pece. Po šestihodinovém tavení hematitové rudy z uhlí se kritsa zahřívala v redukčním prostředí v zadní dutině pece. Teplota v komoře byla 1300 ° C. Produkt byl odstraněn z pece za červeného a bílého tepla. Struska protékala póry houbovité železné hmoty. Produkt obsahoval nauhličené železo spolu s čistým železem.

Během novgorodské archeologické expedice v letech 1961 a 1962 proběhlo experimentální tavení železa v replice staroruské nadzemní šachtové pece 10. - 13. století, dobře známé z archeologických i etnografických zdrojů. Vzhledem k tomu, že sušení pece z hlíny - jmenovitě originály z ní - trvalo několik týdnů, použili experimentátoři při výrobě hliněné bloky. Mezery mezi nimi byly vyplněny hlínou a pískovým mazivem. Vnitřek pecí byl potažen přibližně centimetrovou vrstvou hlíny a písku. Kamna měla válcovitý tvar o průměru 105 cm a výšce 80 cm. Do středu válce byla umístěna šedesátimetrová pec. Průměr horního otvoru byl 20 cm a průměr nístěje 30 cm.Ve spodní části pece vytvořili experimentátoři otvor o velikosti 25x20 cm, který sloužil pro vstřikování vzduchu a odtok strusky. Kontrola režimu uvnitř pece byla prováděna pomocí dvou dioptrií ve stěně, kterými byly zavedeny části měřicího zařízení. Foukání probíhalo nejnovějším způsobem - elektromotorem, jehož výkon byl uveden do souladu s parametry dosaženými kováním měchů. Dvacetimetrová kopí byla opět replikou starého typu, vyrobenou ze směsi hlíny a písku. Písek sušil tři dny za normálních povětrnostních podmínek.

K tavení používali převážně bažinovou rudu s velmi vysokým obsahem železa (asi 77 procent) a ve dvou případech hypergenovou rudu, která byla rozdrcena na velikost vlašského ořechu. Před plněním byla ruda vysušena a její část byla dokonce asi půl hodiny spálena v ohni. Tavení začalo zahříváním pece na dvě hodiny suchým borovým kmenem s přirozeným tahem. Poté byla pec vyčištěna a pokryta tenkou vrstvou uhelného prachu a drceného uhlí. Poté následovala instalace kopí a pokrytí všech trhlin hlínou. Foukání začalo, když byla šachta skrz kouřový otvor úplně naplněna dřevěným uhlím. O pět až deset minut později se borové uhlí zapálilo a po půl hodině byla třetina spálena. Prázdný prostor vytvořený v horní části dolu byl vyplněn náloží skládající se z uhlí a rudy. Když se náboj usadil, byla do výsledné prázdnoty přidána další část. Celkem bylo provedeno sedmnáct experimentálních ohřevů.

Z náplně, která se skládala ze 7 kg rudy a 6 kg dřevěného uhlí, bylo získáno 1,4 kg železné houby (20 procent) a 2,55 kg strusky (36,5 procenta). Hmotnost uhlí v žádném z ohřevů nepřekročila hmotnost rudy. Taveniny prováděné při zvýšených teplotách produkovaly méně železa. Faktem je, že při vyšších teplotách do strusky prošlo více železa. Kromě teplotního režimu měla přesnost výběru optimálního okamžiku pro odpíchávání strusky vážný dopad na kvalitu a účinnost tavení. Při příliš brzkém nebo naopak příliš pozdním vypouštění struska absorbovala oxidy železa, což vedlo k menšímu objemu výroby. Při vysokém obsahu oxidů železa se struska stala viskózní, a proto horší vytékala a zbavila se houbovitého železa.

Význam novgorodských experimentů je obzvláště velký, protože během některých z nich bylo možné uvolnit strusku. Tání trvalo od 90 do 120 minut. V tomto typu pece bylo možné zpracovat až 25 kg rudy v jednom cyklu a získat více než 5 kg železa. Redukovaná železná houba se neusazovala přímo na dně pece, ale o něco vyšší. Získání kovové litiny z tohoto produktu bylo další nezávislou a složitou operací spojenou s novým vytápěním. A tyto experimenty potvrdily hypotézu, že za určitých podmínek dochází k nauhličování železa v konvenčních redukčních pecích, to znamená, že se získává surová ocel. V redukčních pecích, kde proces probíhal bez odpichu strusky, byl získán konglomerát, který sestával z houbovitého železa (horní část), strusky (spodní část) a zbytků uhlí. Oddělení houbovitého železa od strusky se obvykle provádělo mechanicky.

Archeologové v poslední době objevili v Moravském krasu poblíž města Blanska mnoho stop starodávné metalurgické činnosti - pece, sutiny, stěny, dýmky, hrudky - pocházející z 10. století. Na modelu jedné z kapesních nístějových pecí byl proveden experiment, který ukázal, že v takovém zařízení lze vyrábět také nauhličenou ocel a že houbovité železo je slinováno na úrovni trysky, a proto jej nelze najít pod struskovými ingoty.

Tavení obléhacích hornin, slinování kamene (vápník).

Dobrý den, myšlenka zní takto: máme spoustu obléhacích kamenů, je možné je roztavit a poté pomocí principu 3D tiskáren postavit stěny budov z monolitického kamene.

Pokud tomu dobře rozumím, povrchový kámen se skládá hlavně z obléhacích hornin mrtvých organismů, tj. vápník. Mělo by to být poměrně nízko tavitelných 580 stupňů, které Google navrhl, že pokud se roztavíte při takové teplotě, pak se většina obléhacích hornin roztaví a získá plastovou hmotu jako cementová malta.

Řekněte mi, že to lze realizovat, a je můj nápad vůbec skutečný?

To znamená dostupnost volné energie.

# 7 tvv385

Google „petralgia“ - staré, poněkud rozkopané téma, podobné „metalurgii“.

Proč ne? A já sám jsem překvapen - lopatka je stejná - strana pravděpodobně zapomněla objednat)

# 8 filozof chemik

filozof chemik

Existuje obléhací dělostřelectvo a skály se nazývají sedimentární. Usazené horniny nejsou tavitelné, protože jejich hlavními složkami jsou silikáty, všechny jsou obvykle žáruvzdorné. Sedimentární uhličitany se vůbec neroztaví, ale rozkládají se. Čedič a podobné horniny jsou roztaveny, ale jejich teplota tání začíná od 900 ° C.

Čedič je také křemičitan.

Průměrné chemické složení čediče podle P. Dalyho (%): SiO2 - 4 &, 06; TiO2 1,36; Al2O3 - 15,70; Fe203 5,38; FeO - 6,37; MgO 6,17; CaO - 8, Na20 - 3,11; K20 1,52; MnO 0,31; P2O5 0,45; H2O - 1,62.

a z ní se úspěšně vyrábí vata pro tepelnou izolaci.

# 9 Aversun

Čedič je také křemičitan.

Kdo s tím může argumentovat, pouze čedič je hlavní hornina, ve skutečnosti jde o ztuhlou (a často afyrickou) taveninu s krystalizační teplotou 900-950 ° C. Sedimentární horniny se skládají ze součtu jednotlivých minerálů nebo fragmentů dotěrných hornin. Pískovce (prachovce, mudstones atd.) Často obsahují značný podíl křemene, a proto jsou docela žáruvzdorné. Jíly jsou také často žáruvzdorné. Proto se tyto kameny obvykle nepoužívají k lití kamene.

# 10 TreeLoys

Může se mramor roztavit?

Slavný „countertops9 říká svým návštěvníkům, že hory Íránu, Turecka a Řecka jsou „ mramor roztavený bombardováním VCC - velkou kosmickou civilizací «.
Fotografie cest po Íránu, Turecku a Řecku jsou tam zajímavé, ale zdá se, že tam nejsou žádní chemici.
I já z dálky respektuji chemii, ale existují velké pochybnosti o „tání mramorových hor“.

Mnoho věcí však není jasné, jak se to dělá, vynecháme závorky tavení mramoru.

Odlévání čediče a diabasu je v průmyslu velmi rozšířené.

Navíc se jedná pouze o lití v doslovném smyslu slova, a ne hrubě řečeno o směs kamenného prášku s lepidlem.

"Tavením různých hornin, nalitím taveniny do forem a chlazením získáváme stavební výrobky s vysokou chemickou odolností, pevností a tvrdostí." Jako surovina pro výrobu kamenných odlitků se obvykle používají kameny magmatického původu - diabáze a čediče. Z hlediska chemického složení jsou tyto horniny poměrně konstantní a umožňují získat produkty s vysokou hustotou, odolností v agresivním prostředí a se zvýšenou odolností proti oděru. Položky vyrobené z diabasů a čedičů mají tmavou barvu kvůli přítomnosti tmavě zbarvených minerálů. K získání světlých kamenných odlitků se jako suroviny používají křemenný písek, dolomit, křída a mramor. Pro snížení teploty tání vsázky a vybělení taveniny se do vsázky zavede kazivce a oxid zinečnatý.

Tavení diabasu a čediče se nejčastěji provádí v lázeňských pecích při teplotě 1400-1500. Hotová tavenina z lázňové pece vstupuje do licí pánve (stohovače) a je ochlazována na teplotu asi 1250 ° C. C. Chlazení taveniny před odléváním do forem je nezbytné pro vytvoření správné struktury produktů a snížení deformací při smršťování. Tavenina se poté nalije do hliněných nebo kovových forem nebo do forem silikátových materiálů a postupně se ochladí. Když je odlitek kamene ochlazen, vznikají škodlivá napětí ve formách uvnitř výrobků, což zvyšuje křehkost. Aby se snížilo vnitřní pnutí a vytvořila se krystalická struktura, produkty se obvykle žíhají v tunelových nebo komorových pecích při teplotě 800-900. C. Po žíhání se hotové výrobky dostanou do skladu.

Výrobky z kamenného odlitku se vyrábějí ve formě plochých a zakřivených dlaždic, částí žlabů, trubek, tvarovek atd. Povrch výrobků není kvůli vysoké tvrdosti prakticky přizpůsobitelný mechanickému zpracování. Absorpce vody je zanedbatelná. Tepelná odolnost 150-200. C. Vysoká chemická odolnost výrobků na lití kamene (odolnost proti kyselinám 99-100%) umožňuje jejich úspěšné použití v chemických zařízeních na podlahy, instalaci odtokových kanálů jako obkladový materiál; vysoká odolnost proti oděru umožňuje použití těchto výrobků pro vyzdívku kulových mlýnů a jiných zařízení, kde se vyskytují velké abrazivní síly.

A zda „Stoleshnikov9 problém se správnou definicí minerálu, protože pokud to, co on nazývá "marble9 vůbec ne „marble9 ale„ granite9 - pak se roztaví, soudě podle repliky odborníka na stejném fóru.

Nelijí, ale častěji pečou. Takto je to technologicky jednodušší.

Žula je poměrně heterogenní a má různé teploty tání svých složek.

Teplota tání žuly se odhaduje na 950-1300 ° C, což pro moderní technologické možnosti není příliš mnoho. Žula se dá tavit při relativně nízkých teplotách, s výjimkou některých oxidů žáruvzdorných prvků, které tvoří její složení, které určuje granulovanou strukturu žuly.

V zásadě můžete a vrháte žulu, pokud si stanovíte takový cíl.

O teplotách jaderného výbuchu a dopadu na kameny

Během legendární exploze „Ivana9 50 MT (50 000 000 tun TNT. Rov.) Kameny se odpařily.

Vysoat "mushroom9 - 64 km.

Poloměr „jádra“ (teplota přes milion trav) je 4,5 km.

Poškození rázem - 400 km. od centra.

Světelný impuls (náraz) - 270 km.

Z ostrova, přes který byl nálož vyhozen, zůstal dokonce „lízaný 9 kus“; kamenné "kluziště9".

Byla to nejstylovější člověkem způsobená exploze.

Ale pak chtěli vyhodit do vzduchu ne 50 MT, ale všech 100 MT.
—
Východoiránské hory se skládají ze sedimentárních hornin, granitoidů a láv

sedimentární horniny se dále dělí na :

klastický (terrigenní) (viz pískovec, brekcie, prachovec)

chemogenní (viz bauxit, laterit, kamenná sůl, dolomit)

organogenní (viz korálové vápence, rozsivky, rašelina, uhlí)

smíšený, například, vulkanicko-sedimentární (viz vulkanický tuf)

Žula (Italské granito. Z lat. granum - zrno) - magmatická hluboká hornina kyselého složení. normální rozmezí zásaditosti. Skládá se z křemene. plagioklas. živce a slídy draslíku - biotit a / nebo muskovit. Žuly jsou v kontinentální kůře velmi rozšířené. Efektivní analogy žuly jsou ryolity. Hustota žuly - 2 600 kg / m³, pevnost v tlaku až 300 MPa
Teplota tání 1215-1260 ° C;
za přítomnosti vody a tlaku je bod tání výrazně snížen - až na 650 ° C

Hlavní druh lávy vybuchl z pláště. charakteristické pro oceánské štítové sopky. Polovinu tvoří oxid křemičitý. polovina oxidů hlinitých. žláza. hořčík a jiné kovy.
Má vysokou teplotu (1200-1300 ° C).
Čedičové lávové proudy jsou tenké (metry) a dlouhé (desítky kilometrů).
Horká láva je žluté nebo žluto-červené barvy.

Polovinu tvoří uhličitany sodné a draselné.
Je to nejchladnější a nejlikvidnější láva, šíří se jako voda. Teplota uhličitanové lávy je pouze 510-600 ° C.
Barva horké lávy je černá nebo tmavě hnědá, ale jak se ochladí, zesvětlí a po několika měsících téměř zbělá.
Ztuhlé karbonátové lávy jsou měkké a křehké, snadno se rozpouštějí ve vodě.
Uhličitanová láva teče pouze ze sopky Oldoinyo Lengai v Tanzanii.

Nejtypičtější pro sopky tichomořského ohnivého kruhu. Je obvykle velmi viskózní a někdy zamrzne v ústech sopky před koncem erupce, čímž ji zastaví. Korková sopka může trochu nabobtnat a potom erupce zpravidla pokračuje násilným výbuchem. Průměrný průtok takové lávy je několik metrů za den a teplota je 800-900 ° C. Obsahuje 53-62% oxidu křemičitého (oxid křemičitý). Pokud jeho obsah dosáhne 65%, stane se láva velmi viskózní a pomalá. Horká láva je tmavé nebo černo-červené barvy. Ztuhlé křemíkové lávy mohou tvořit černé vulkanické sklo. Takové sklo se získá, když se tavenina rychle ochladí, aniž by na to měla čas

Mramor (Starořečtina μά9rho; 9mu; 9alpha; 9rho; 9omicron; 9sigmaf; - „bílý nebo lesklý kámen“) je metamorfovaná hornina sestávající pouze z kalcitu CaCO3. Dolomitové kuličky se tvoří během rekrystalizace dolomitu CaMg (CO3) 2.
Tvorba mramoru je výsledkem takzvaného procesu metamorfózy: pod vlivem určitých fyzikálně-chemických podmínek se mění struktura vápence (sedimentární horniny organického původu) a v důsledku toho se mramor rodí.
Ve stavební praxi „marble9raquo; se nazývají metamorfované horniny střední tvrdosti, které se leští ( mramor,mramorovaný vápenec. hustý dolomit, karbonátové brekcie a uhličitanové konglomeráty).

Pokud jde o těžbu mramoru v Íránu, ano, těží:
Jsme rádi, že vám můžeme představit naši společnost „Omarani Yazdbaf“ - renomovanou společnost pro těžbu kamene. Naše společnost těží onyx (světle zelená, bílá), mramor (krémová, oranžová, červená, růžová, žlutá) a travertin (čokoláda, hnědá)
—
Obecně stále není jasné, kdo vylezl na horu a proč vyřadil reliéf v hoře.

Teplota a vlastnosti procesu tavení diamantu

Diamant je drahý kámen. ale jeho vlastnosti ocenila fyzika až v 16. století. A to navzdory skutečnosti, že kámen byl nalezen o několik století dříve. Samozřejmě k posouzení plného významu minerálu bylo zapotřebí mnoha experimentů. Poskytli informace o tvrdosti kamene, bodu tání diamantu a dalších fyzikálních vlastnostech. Od té doby se však kámen používá nejen jako krásný doplněk, ale také pro průmyslové účely.

Hodnocení bylo prováděno ve speciálních laboratořích. A jako výsledek bylo zjištěno chemické složení diamantu. strukturu své krystalové mřížky a také objevil několik jevů.

Experimenty s teplotou tání

Jak víte, krystalová mřížka látky má tvar čtyřstěnu s kovalentními vazbami mezi atomy uhlíku. Je možné, že právě tato struktura způsobila několik objevů spojených s tavením diamantu.

Minerální encyklopedie dávají rychlost tání diamantů 3700-4000 stupňů Celsia. Není to však úplně přesná informace, protože se nehodí k obecně přijímaným vzorům. Během tavení byly zjištěny zejména následující účinky:

• Při vysokých teplotách (2 000 stupňů Celsia bez kyslíku) lze diamant přeměnit na grafit. Další chování této látky se zvyšující se teplotou navíc vzdoruje logickému vysvětlení. Opačný proces je však nemožný. V extrémních případech můžete získat syntetický kámen, jehož křišťálová mřížka se bude lišit od přírodních diamantů.
• Pokud se kámen zahřeje na teplotu 850–1000 stupňů Celsia, změní se na oxid uhličitý, to znamená, že beze stopy zmizí. Takový experiment provedli v roce 1694 italští průzkumníci Targioni a Averani, kteří se pokoušeli roztavit kameny a spojit je do jednoho diamantu.
• Výzkum byl proveden v roce 2010 v Kalifornii, kde skupina fyziků dospěla k závěru, že je nemožné dosáhnout roztavení diamantu, pokud se teplota kamene postupně zvyšuje. Chcete-li zjistit index tání, je nutné kromě teploty vyvinout na diamant tlak, což komplikuje měření. Vědečům trvalo hodně úsilí, než diamant skutečně změnili na kapalný stav. K tomu použili laserové pulsy, které působily na kámen několik nanosekund. Současně byl kámen v kapalné formě získán při tlaku 40 milionůkrát vyšším, než je atmosférický tlak na hladině moře. Navíc, pokud tlak poklesl na 11 milionů atmosfér a teplota na povrchu minerálu byla 50 tisíc Kelvinů, objevily se na kameni tvrdé kusy. Neponořili se do zbytku kapaliny a navenek připomínali kousky ledu. Při dalším poklesu indikátoru tlaku se kousky nahromadily a vytvořily „ledovce“ na hladině. Vědci porovnali, že takto se chová uhlík ve složení planet Neptun a Uran; na povrchu těchto nebeských těles existují také oceány s tekutým diamantem. Abychom však tento předpoklad dokázali, je nutné vyslat na planety satelity, které v tuto chvíli nelze rychle implementovat.
• Pokud budete působit na kámen s krátkými světelnými impulsy v ultrafialovém rozsahu, objeví se v minerálu malé prohlubně. Experiment tedy potvrzuje zmizení kamene pod vlivem silného ultrafialového záření, to znamená transformace diamantu na oxid uhličitý. Ultrafialové diamantové lasery se proto rychle rozpadají a stávají se nepoužitelnými. Neměli bychom se však bát skutečnosti, že diamant na šperku v průběhu času zmizí: abyste odstranili jeden mikrogram minerálu, budete muset diamant udržovat pod ultrafialovým světlem asi 10 miliard let.

Index tání je tedy zajímavou charakteristikou diamantu. Je to stále předmět ke studiu. S příchodem technologie vědci hledají nové způsoby, jak tuto vlastnost otestovat. Na jeho základě lze vyvodit závěry o původu kamene, objevit nové způsoby použití diamantu.

Každý ví, že sopečná erupce je strašným přírodním úkazem. Láva bere tisíce lidí, absorbuje vše živé a mění je v popel. Je téměř nemožné před ní utéct. Tání kamene vám umožní získat lávu doma!

youtube

Proto se nedoporučuje stavět bydlení v blízkosti sopek. I když vyhynuli, mohou kdykoli ožít a problémy pak neuniknou. Lidé se však nedívají na varování z hydrometeorologických center a nadále budují prázdná místa.

Láva je rozžhavená hmota viskózního vzhledu, která se objevuje ze silikátových kamenů pod vlivem enormních teplot a vybuchuje ze sopek.

Kanál King of Random se rozhodl ukázat svým předplatitelům, jak doma přeměnit obyčejné kameny na lávu. Pro tyto účely používali tavení a nejnovější technologii.

Kluci z kanálu dostali dopis. Zaslouženě tento nápad ocenili a rozhodli se jej přivést k životu. Králové náhodnosti se nebojí obtíží a jsou připraveni přijmout jakoukoli výzvu.

Král náhody navrhl dva způsoby, jak přeměnit kameny na lávu. První metodou bylo ohřívat přírodní materiál v peci a druhou metodou bylo ohřívat kámen pomocí vnějšího vlivu speciálního zařízení, které připomíná svařovací stroj.

V důsledku první metody se kameny roztavily, ale rychle ztvrdly a byly křehké. Ale druhou metodou se klukům podařilo dosáhnout požadovaného výsledku. Teplota tání kamenů je jiná. Závisí to na jejich chemické povaze.

Podívejte se na zajímavé a poučné video! Rozhodně jste nikdy nic takového neviděli! Vzrušující film. Užijte si prohlížení a přeji hezký den!

Tolik k vaší současné výchově, “řekl Yanechek povzbudivě. - A pokud někdy svému synovi něco řekneš, odpoví: „Ty, tati, tomu nerozumíš, teď jsou jiné časy, jiná éra ... Koneckonců, kostní zbraně, jak říká, nejsou poslední slovo : jednoho dne materiál. “ No, víte, je to příliš mnoho: viděl někdo materiál silnější než kámen, dřevo nebo kost! I když jste hloupá žena, musíte uznat: co ... co ... no, že to přesahuje všechny hranice.

Karel Čapek. O pádu morálky (ze sbírky „Apokryfy“)

Nyní si jednoduše nedokážeme představit náš život bez kovů. Jsme na ně tak zvyklí, že alespoň podvědomě odoláváme - a v tom jsme jako výše zmíněný hrdina prehistorické éry - jakémukoli pokusu nahradit kovy něčím novým, výnosnějším. Jsme si dobře vědomi potíží v některých průmyslových odvětvích s výrobou lehčích, odolnějších a levnějších materiálů. Zvyk je železný korzet, ale i kdyby byl vyroben z plastu, bylo by to ještě pohodlnější. Přeskočili jsme však pár tisíciletí. První spotřebitelé kovu ani netušili, že budoucí generace umístí svůj objev vedle nejvýznamnějších milníků na cestě ekonomického a technologického rozvoje - se vznikem zemědělství a průmyslovou revolucí 19. století.

K objevu pravděpodobně došlo - jak se občas stává - v důsledku nějaké neúspěšné operace. Například například: pravěký farmář potřeboval doplnit zásoby kamenných desek a seker. Ze hromady polotovarů, které mu ležely u nohou, vybíral kámen po kameni a dovednými pohyby odbíjel jednu desku za druhou. A pak mu do rukou padl jakýsi lesklý hranatý kámen, ze kterého, bez ohledu na to, jak moc ho zasáhl, neoddělil ani jeden talíř. Navíc, čím pilněji utlačoval tento beztvarý kus suroviny, tím víc začal připomínat dort, který se nakonec mohl zmačkat, zkroutit, natáhnout na délku a svinout do nejúžasnějších tvarů. Lidé se tedy nejprve seznámili s vlastnostmi neželezných kovů - mědi, zlata, stříbra, elektronů. Při výrobě prvních, velmi jednoduchých šperků, zbraní a nástrojů byli spokojeni s nejběžnější technikou doby kamenné - ranou. Ale tyto objekty byly měkké, snadno rozbité a matné. V této podobě nemohli ohrozit nadvládu kamene. A kromě toho jsou kovy v čisté formě, které lze zpracovávat v chladném stavu, extrémně vzácné. A přesto se jim nový kámen líbil, experimentovali s ním, kombinovali techniky zpracování, prováděli experimenty, přemýšleli. Přirozeně museli snášet mnoho neúspěchů a trvalo velmi dlouho, než dokázali objevit pravdu. Při vysokých teplotách (dobře věděli, jaké má následky pálení keramiky) se kámen (který dnes nazýváme měď) změnil na tekutou látku, která měla jakoukoli formu. Nástroje mohou mít velmi ostrý břit, který lze také naostřit. Zlomený nástroj nemusel být vyhozen - stačilo ho roztavit a znovu odlit do formy. Poté dospěli k objevu, že měď lze získat pražením různých rud, které se nacházejí mnohem častěji a ve větším objemu než čisté kovy. Samozřejmě na první pohled nepoznali kov ukrytý v rudě, ale tyto fosilie je nepochybně přitahovaly svou pestrou barvou. A když se k tomu po dlouhé sérii náhodných a později záměrných kvantitativních experimentů přidal objev bronzu, pevné zlaté slitiny mědi a cínu, byla otřesena dominance kamene, která přetrvávala miliony let velmi základ.

Ve střední Evropě se měděné výrobky poprvé objevily v ojedinělých případech na konci neolitu, o něco častěji se vyskytovaly v eneolitu. Avšak již dříve, v sedmém - pátém tisíciletí před naším letopočtem. rozvinutější Blízký východ začal získávat měď tavením vhodným pro tento účel oxid (kuprit), uhličitan (malachit) a později sulfidové rudy (pyrit mědi). Nejjednodušší bylo tavení oxidových rud získaných ze zvětralých ložisek mědi. Takové rudy jsou možné při teplotách 700-800 stupňů. obnovit na čistou měď:

Cu 2 O + CO → 2Cu + CO 2

Když dávní slévárenští pracovníci přidali do tohoto produktu cín (pamatujte na egyptský recept), vznikla slitina, která svými vlastnostmi daleko předčila měď. Již půl procenta cínu zvyšuje tvrdost slitiny čtyřikrát, 10 procent - osmkrát. Současně se snižuje teplota tání bronzu, například při 13% cínu o téměř 300 ° C. Brány se otevřely nové éře! Za nimi už nepotkáváme tu starou homogenní společnost, kde každý dělal téměř všechno. Výrobě předmětu z kovu předcházela dlouhá cesta - hledání rudných ložisek, těžba rud, tavení v tavírnách nebo pecích, odlévání do forem; to vše vyžadovalo celou řadu speciálních znalostí a dovedností. U řemeslníků proto začíná diferenciace podle specializací: horníků, hutníků, slévárenských dělníků a nakonec obchodníků, jejichž zaměstnání je pro ostatní nezbytné, a proto je jimi velmi oceňováno. Ne každý se mohl úspěšně zapojit do celé řady tak složitých činností. Moderní experimentátoři také čelili mnoha neúspěchům a obtížím, když se pokoušeli opakovat některé z technologických metod prehistorických metalurgů a slévárenských dělníků.

Sergej Semjonov objevil pomocí stopové metody a experimentálně potvrdil skutečnost, že na úsvitu doby bronzové lidé používali velmi drsné kamenné nástroje ze žuly, dioritu a diabasu ve formě motyky, kyjů, kovadlin a drtičů pro těžbu a drcení rud.

Experimentátoři testovali tavení malachitové rudy v malé prohloubené peci bez použití vzduchu. Vysušili kovárnu a pokryli ji kamennými deskami takovým způsobem, že se objevila kulatá střílna o vnitřním průměru asi jednoho metru. Z dřevěného uhlí použitého jako palivo byla vyrobena kuželovitá struktura, uprostřed níž byla umístěna ruda. Po několika hodinách hoření, kdy teplota otevřeného plamene dosáhla 600–700 ° C, se malachit roztavil do stavu oxidové mědi, to znamená, že nevznikla žádná kovová měď. Podobného výsledku bylo dosaženo v dalším pokusu, kdy byl místo malachitu použit cuprit. Důvodem poruchy byl s největší pravděpodobností přebytečný vzduch v peci. Nový test s malachitem pokrytým obrácenou keramickou nádobou (celý proces probíhal stejně jako v předchozích případech) a skončil houbovitou mědí. Experimentátoři získali malé množství pevné mědi pouze tehdy, když byla malachitová ruda rozdrcena před tavením. Podobné experimenty byly provedeny v Rakousku, jehož alpské rudy měly pro prehistorickou Evropu velký význam. Experimentátoři však vtlačili vzduch do pece, díky čemuž dosáhli teploty 1100 ° C, což snížilo oxidy na kovovou měď.

V jednom z experimentů experimentátoři použili k odlití bronzového srpu polovinu původní kamenné formy, zachované z nálezů poblíž Curyšského jezera, pro které byla vyrobena dvojice stran. Obě části formy se sušily při 150 ° C a bronz se nalil při 1150 ° C. Forma zůstala neporušená a odlévání bylo dobré. Poté se rozhodli vyzkoušet již bronzovou dvoukřídlou formu pro sekeru, která se nacházela ve Francii. Bylo důkladně vysušeno při 150 ° C. Poté byla naplněna bronzem při teplotě 1150 ° C. Byl získán produkt vynikající kvality. Současně nebylo zjištěno ani nejmenší poškození na bronzové formě, což byl nejdůležitější výsledek experimentu. Faktem je, že před experimentem někteří vědci vyjádřili názor, že horký kov se s největší pravděpodobností bude kombinovat s formovacím materiálem.

Při výrobě předmětů složitější konfigurace používali starověcí slévárenští technici odlévání se ztrátou formy. Natřeli voskový model hlínou. Když byla pálena hlína, vytékal vosk a poté byl nahrazen bronz. Při vyjmutí bronzového odlitku však musely být formy rozbity, takže nebylo nutné spoléhat se na jejich opětovné použití. Experimentátoři vypracovali tuto metodu na základě technologických pokynů 16. století pro výrobu zlatých a stříbrných zvonů. Během experimentů nahradili zlato mědí, aby současně otestovali možnost nahrazení drahých kovů konvenčními. Teplota tání zlata je 1063 ° C, mědi - 1083 ° C. Jako vzorek byl vybrán odlitek měděného zvonu z místa prvního tisíciletí před naším letopočtem. E. Forma byla vyrobena ze směsi jílu a dřevěného uhlí a model byl vyroben z včelího vosku. Malé jádro bylo vyrobeno ze směsi hlíny a mletého uhlí a byl do něj vložen malý oblázek - srdce zvonu. Vosk byl nanesen kolem jádra v tenké vrstvě rovnající se tloušťce stěny budoucího odlitku a byl připojen voskový prsten, který vytvořil přívěsek budoucího zvonu. Nad prstencem byl připevněn voskový výstupek ve tvaru rukojeti, který sloužil jako násypka pro roztavený kov během lití, tuhnutí a smršťování kovu v odlitku. Ve voskové skořápce na spodní části zvonu byl vyříznut otvor, aby po roztavení vosku a při odlévání vyplnila otvor tvarovatelná směs jílu, dřevěného uhlí a vosku a zafixovala polohu jádra. Zabalený tvar nahoře byl propíchnut několika brčky, které byly později buď vypáleny, nebo jednoduše odstraněny. Během lití skrz otvory unikal z formy horký vzduch. Celý model byl pokryt několika vrstvami mletého jílu a dřevěného uhlí a sušen dva dny. Poté byla znovu pokryta vrstvou uhlí a hlíny (pro pevnost formy) a nad výstupek byl připevněn násypkový plnicí násypník vyrobený ze stejné formovací směsi. Hlava byla připevněna mírně šikmo, takže tvar byl odlit v šikmém stavu. To mělo zajistit nerušený tok roztaveného koště podél spodní části jeho přední strany, zatímco na opačné straně by měl probíhat odtok vzduchu vytlačeného kovem, dokud nebude celá forma úplně naplněna roztaveným kovem. Před tavením byly fragmenty měděné rudy hozeny do bunkru pokrytého víkem. Po vysušení byla forma umístěna do pece vybavené průvanovým kanálem. Kamna byla naplněna čtyřmi a půl kilogramy dřevěného uhlí a zahřátá na 1200 ° C. Voskový model a kus vosku se roztavily a odpařily, měď se roztavila a sklenice se formovaly do formy, kde vytvořily kovový zvon. Poté se rozbila vnější „košile“, kovový výčnělek byl odstraněn a hliněné jádro, které tvořilo dutou část zvonu, bylo vyraženo - zůstal jen oblázek.

Arthur Pitch provedl celou řadu experimentů věnovaných pronásledování bronzu: výrobu drátu, spirály, plechu, plného kruhu a profilové tyče. Zkušenosti, které získal, využil při výrobě replik zkroucených bronzových prstenů durinové kultury sahajících až do rané doby železné. Celkem vyrobil sedmnáct replik, z nichž ke každé dodal popis archeologického originálu, seznam použitých nástrojů a zařízení, rozbor materiálového složení a nakonec vysvětlení jednotlivých operací a označení trvání technologického procesu. Nejméně času strávili replikou číslo dvě - dvanáct hodin. Nejdelší - šedesát hodin - vyžadovalo repliku číslo čtrnáct.

Během doby bronzové se začaly postupně objevovat nepříjemnosti spojené s výrobou, především omezená dostupnost surovin v přírodě a vyčerpání ložisek, která byla v té době známa. To byl jistě jeden z důvodů, proč lidé hledali nový kov, který by uspokojil jejich stále rostoucí potřeby. Železo tyto požadavky splnilo. Zpočátku se jeho osud podobal osudu mědi. První železo meteorického původu nebo získané náhodou se objevilo již ve třetím a druhém tisíciletí před naším letopočtem. E. ve východním Středomoří. Před více než třemi tisíci lety začaly metalurgické pece fungovat v západní Asii, Anatolii a Řecku. U nás se objevily v době halštatské, ale nakonec se zakořenily až v době laténské.

Mezi surovinami používanými ve starém tavení železa (oxidy, uhličitany, silikáty). Nejrozšířenější byly oxidy: hematit nebo lesk železa, limonit nebo hnědá železná ruda, směs hydroxidů železa a magnetitu, které lze velmi obtížně redukovat.

Redukce železa začíná již při asi 500 ° C. Pravděpodobně se nyní ptáte, proč se železo začalo používat o staletí nebo tisíciletí později než měď a bronz. Důvodem jsou v té době podmínky jeho výroby. Při teplotách dosažených prvními metalurgy v jejich kovárnách a pecích (asi 1100 ° C) železo nikdy neprošlo do kapalného stavu (vyžaduje to minimálně 1500 ° C), ale nahromadilo se ve formě husté hmoty, která byla svařena za příznivých podmínek do kriketu namočeného ve strusce a zbytcích hořlavých materiálů. Díky této technologii přešlo do železa z uhlí zanedbatelné množství uhlíku, asi jedno procento, takže byl měkký a omývatelný i za studeného stavu. Výrobky vyrobené z takového železa nedosahovaly tvrdosti bronzu. Body byly snadno ohnuté a rychle matné. Jednalo se o takzvanou přímou, přímou výrobu železa. To zůstalo až do 17. století. Je pravda, že v některých prehistorických a raně středověkých pecích bylo možné získat železo s vyšším obsahem uhlíku, tj. Druh oceli. Teprve od 17. století se začaly používat pece, kde se železo vyrábělo v kapalném stavu a s vysokým obsahem uhlíku, tj. Tvrdým a křehkým, ze kterého se odléval ingot. K získání oceli bylo nutné vyrobit železo s vysokým obsahem uhlíku tvárné odstraněním části obsaženého uhlíku. Proto se této metodě říká nepřímá výroba železa. Pravěcí kováři však také rozšířili své zkušenosti pomocí experimentů. Zjistili, že zahříváním železa v kovárně, když teplota dřevěného uhlí dosáhne 800–900 ° C, lze získat výrobky s mnohem lepšími vlastnostmi. Faktem je, že se na jejich povrchu vytváří tenká vrstva s vyšším obsahem uhlíku, což dává objektu kvalitu nízkouhlíkové oceli. Tvrdost železa se zvýšila, když byl objeven princip kalení a byly použity jeho výhody.

Pravděpodobně první experiment ve studiu starověké metalurgie nařídil hrabě Wurmbrand asi před sto lety. Jeho metalurgičtí pracovníci používali dřevěné uhlí, pražili rudu v jednoduché kovárně o průměru jeden a půl metru a při tavení zlepšovali podmínky spalování slabým vstřikováním vzduchu. O dvacet šest hodin později dostali přibližně dvacet procent železa, ze kterého kovali různé předměty. Relativně nedávno tavili železnou rudu v podobném zařízení britští experimentátoři. Rekonstruovali jednoduchou tavící se kovárnu na podobu kovárny nalezené na místě starověkého Říma. Původní pec měla průměr 120 cm a hloubku 45 cm. Před tavením britští vědci pražili rudu v oxidační atmosféře při teplotě 800 ° C. Po zapálení uhlí se do kovárny postupně přidávaly nové vrstvy rudy a uhlí. V průběhu experimentu bylo použito umělé foukání kopím. Trvalo asi čtyři hodiny, než jedna vrstva rudy redukované oxidem uhelnatým pronikla dnem. Provozní teplota byla až 1100 ° C a železo se hromadilo v blízkosti ústí dmychadla. Výtěžek během procesu tavení byl 20 procent. Z 1,8 kg rudy bylo získáno 0,34 kg železa.

Gillesovy experimenty v roce 1957 zahájily sérii experimentů věnovaných redukci rudy v různých typech šachtových pecí. Již v prvních experimentech Joseph Wilhelm Gilles dokázal, že prehistorická pec šachtové konstrukce mohla úspěšně fungovat pomocí přirozeného pohybu vzduchu na závětrných svazích. Během jednoho z testů zaznamenal teplotu ve středu pece od 1280 do 1420 ° C a v prostoru roštu - 250 ° C. Výsledkem tavení bylo 17,4 kg železa, tj. 11,5 procenta: dávka se skládala ze 152 kg hnědé železné rudy a železného lesku a 207 kg dřevěného uhlí.

V Dánsku, zejména v Leiře, proběhlo mnoho zkušených ohřevů v replikách z doby římské. Ukázalo se, že při jednom úspěšném tavení lze vyprodukovat 15 kg železa. K tomu museli Dánové použít 132 kg bažinové rudy a 150 kg dřevěného uhlí, které bylo získáno spálením jednoho metru krychlového. m tvrdého dřeva. Tání trvalo asi 24 hodin.

Systematické experimenty se provádějí v Polsku v souvislosti se studiem rozsáhlé oblasti výroby železa objevené v pohoří Swietokrzyskie. To vzkvétalo v pozdní římské době (třetí až čtvrté století našeho letopočtu). Jen od roku 1955 do roku 1966 prozkoumali archeologové ve Swietokrzyskích horách 95 metalurgických komplexů s více než 4 tisíci pecí na tavení železa. Archeolog Kazmezh Belenin věří, že celkový počet takových komplexů v této oblasti je 4 tisíce s 300 tisíci kamny. Objem jejich výroby by mohl dosáhnout 4 tisíc tun kvalitního železa. Jedná se o obrovskou postavu, která nemá v prehistorickém světě obdoby.

Počátky výše zmíněné hutnické výroby sahají do pozdní doby laténské (minulé století př. N. L.) A raného římského období, kdy se přímo ve středu osady nacházely metalurgické komplexy s deseti nebo dvaceti pecemi. Jejich výrobky splňovaly pouze místní velmi omezené potřeby. Počínaje středověkým obdobím se výroba železa začala organizovat v přírodě, největšího rozmachu dosáhla ve III. - IV. Století. Pece byly umístěny ve formě dvou obdélníkových oddílů, oddělených driftem pro servisní personál. V každém z oddílů byly pece seskupeny do dvou, tří a dokonce čtyř. V jednom komplexu tedy bylo několik desítek kamen, ale neexistovaly žádné vzácné výjimky a osady se sto nebo dokonce dvěma stovkami kamen. Hypotézu o existenci vývozu železa v tomto období potvrzuje nejen počet metalurgických pecí s vysokou produktivitou, ale také četné nálezy pokladů s tisíci římských mincí. Během období migrace a v raném středověku produkce opět klesla na úroveň, která splňovala místní potřeby.

Předpokladem pro vznik takové masivní metalurgické výroby v římské éře byly dostatečné zásoby dřeva a rudy. Hutníci používali hnědou železnou rudu, hematit a železné ráhno. Těžili některé rudy obvyklou metodou těžby, o čemž svědčí například důl Stashits se systémem důlních šachet, štol a se zbytky ostění a nástrojů z doby římské. Nepohrdli však ani bažinovou rudou. Byly použity kamna s hlubokým ohništěm a vyvýšeným dříkem, které bylo nutné při odstraňování železné houby (štěrku) rozbít.

Od roku 1956 probíhají ve więtokrzyských horách experimenty, které rekonstruují výrobní proces: těžba rudy při požárech (pro odstranění vlhkosti, obohacení a částečné spalování škodlivých nečistot, jako je síra); přijímání uhlí uhlím ve vrstvách; výstavba pece a sušení jejích stěn; zapálení pece a přímé tavení; vývoj šachty dolu a vyhloubení železného poháru; kování železného poháru.

V roce 1960 bylo na jednom z nejznámějších míst (Nova Sbupia) otevřeno Muzeum starověké metalurgie, poblíž kterého se od září 1967 každoročně veřejnosti předvádí technologie prehistorické metalurgie. Tato demonstrace začíná dodávkou rudy z dolu do metalurgického komplexu, ve kterém jsou umístěny huty na různých úrovních. Zde je ruda rozdrcena kladivy a sušena. Sušení a obohacování rudy probíhá v pražicích zařízeních. Takové zařízení je ve formě hromady tvořené vrstvami palivového dřeva vytlačeného rudou. Zásobník je zapálen současně ze všech stran. Po spalování se usušená, pražená a upravená ruda hromadí, odkud je odváděna k nakládání. V blízkosti komplexu se nachází také pracoviště těžařů uhlí, které předvádí výrobu dřevěného uhlí - pokládání a stavění stohu, pálení, demontáž stohu, transport uhlí do otevřeného skladu, mletí a nakonec jeho použití v peci. Následuje ohřev pece, instalace a pokládka vlnovce. Personál komplexu tvoří deset pracovníků - horníků, hutníků, těžařů uhlí a pomocných pracovníků, kteří taví a současně připravují druhou pec pro experiment. Tavení pokračuje odstraněním železné houby z krbu a důl musí být nejprve rozbit.

V roce 1960 polští a čeští odborníci spojili své síly a začali společně provádět metalurgické experimenty. Postavili dvě redukční pece podle římských modelů. Jeden byl analogický s typem kamen ze Swietokrzyskych hor, druhý odpovídal archeologickému nálezu v Lodenici (Česká republika). K tavení byla použita hematitová ruda a bukové uhlí v poměru jedna ku jedné a půl a jedna ku jedné a slabý vzduch. Průtok vzduchu, teplota a redukční plyny byly systematicky sledovány a měřeny. Během experimentu na analogu polské pece, která měla prohloubenou spodní část a různé šachtové nástavby - vysoké 13, 27 a 43 cm, vědci zjistili, že proces tání byl koncentrován u krků obou protilehlých dmychadel, kde byla mobilní struska a houbovitá hmota železo (od 13 do 23 procent železa a pouze asi jedno procento kovového železa v kapičkách ve spodní strusce). Teplota v blízkosti dmychadel dosáhla 1220–1240 ° C.

Proces probíhal stejným způsobem během experimentů v Lodenitzově peci; odlišná byla pouze forma strusky a železné formace. Teplota v blízkosti kopí byla 1360 ° C. A v této replice byl získán železný krystal se stopami nauhličování. Na hrdlech dmychadel se vždy vytvořil železný pohár, zatímco lehčí struska tekla jeho póry do spodní části vrstvy dřevěného uhlí. Účinnost v obou případech nepřesáhla 17–20 procent.

Další experimenty byly zaměřeny na objasnění úrovně slovanské hutní výroby v 8. století, jejíž pozůstatky byly zachovány v komplexech objevených v Желelechovicích u Uničova na Moravě. Šlo především o to, zda je možné v takových pecích vyrábět ocel. Pokud jde o výtěžek železa a účinnost pece, bylo to druhořadé, protože četná měření prováděná během experimentu nepříznivě ovlivnila proces tavení.

Pece typu Zhelechovitsky jsou pozoruhodnými zařízeními důmyslného designu. Jejich tvar umožňoval provádět vysoce kvalitní plnění výplní. Pokusy ukázaly, že při tavení by metalurgové mohli sami vyrobit uhlí. Palivo bylo nutné do pece dávkovat v malých dávkách, jinak hrozilo zablokování úzkého otvoru šachty přímo nad ohništěm pece. Nízkotavitelné železné rudy měly nespornou výhodu, ale pece typu Zhelechovitsky dokázaly získat jak hematit, tak magnetit. Předběžné pražení rudy nebylo obtížné a se vší pravděpodobností bylo v každém případě ziskové. Velikost centimetrových kusů rudy byla optimální.

Náplň tvořila tavicí kužel v nístěji pece a materiál, který byl následně naplněn, byl poté automaticky transportován do dutiny za tryskou, kde byl vytvořen epicentrum bodnutí, ve kterém byl produkt chráněn před reoxidací nucený vzduch.

Důležitým parametrem je objem vzduchu vstřikovaného do pece. Pokud fouká málo, je teplota příliš nízká. Větší objem vzduchu vede k významné ztrátě železa, které přechází do strusky. Optimální objem vyfukovaného vzduchu byl u Zhelechovické pece 250–280 litrů za minutu.

Experimentátoři dále zjistili, že za určitých podmínek je možné, dokonce i v primitivních jednotlivých pecích, získat ocel s vysokým obsahem uhlíku, a proto není potřeba následné nauhličování. Při pokusech v komplexu elechovice si archeologové všimli skutečnosti, že všechny pece jsou vybaveny dřezem za násadou. Hypoteticky vzali tento prostor jako komoru pro ohřev a nauhličování odřezků, které se tam nahromadily bezprostředně po roztavení. Tuto hypotézu testovali v replice zhelechovické pece. Po šestihodinovém tavení hematitové rudy z uhlí se kritsa zahřívala v redukčním prostředí v zadní dutině pece. Teplota v komoře byla 1300 ° C. Produkt byl odstraněn z pece za červeného a bílého tepla. Struska protékala póry houbovité železné hmoty. Produkt obsahoval nauhličené železo spolu s čistým železem.

Během novgorodské archeologické expedice v letech 1961 a 1962 proběhlo experimentální tavení železa v replice staroruské nadzemní šachtové pece 10. - 13. století, dobře známé z archeologických i etnografických zdrojů. Vzhledem k tomu, že sušení pece z hlíny - jmenovitě originály z ní - trvalo několik týdnů, použili experimentátoři při výrobě hliněné bloky. Mezery mezi nimi byly vyplněny hlínou a pískovým mazivem. Vnitřek pecí byl potažen přibližně centimetrovou vrstvou hlíny a písku. Kamna měla válcovitý tvar o průměru 105 cm a výšce 80 cm. Do středu válce byla umístěna šedesátimetrová pec. Průměr horního otvoru byl 20 cm a průměr nístěje 30 cm.Ve spodní části pece vytvořili experimentátoři otvor o velikosti 25x20 cm, který sloužil pro vstřikování vzduchu a odtok strusky. Kontrola režimu uvnitř pece byla prováděna pomocí dvou dioptrií ve stěně, kterými byly zavedeny části měřicího zařízení. Foukání probíhalo nejnovějším způsobem - elektromotorem, jehož výkon byl uveden do souladu s parametry dosaženými kováním měchů. Dvacetimetrová kopí byla opět replikou starého typu, vyrobenou ze směsi hlíny a písku. Písek sušil tři dny za normálních povětrnostních podmínek.

K tavení používali převážně bažinovou rudu s velmi vysokým obsahem železa (asi 77 procent) a ve dvou případech hypergenovou rudu, která byla rozdrcena na velikost vlašského ořechu. Před plněním byla ruda vysušena a její část byla dokonce asi půl hodiny spálena v ohni. Tavení začalo zahříváním pece na dvě hodiny suchým borovým kmenem s přirozeným tahem. Poté byla pec vyčištěna a pokryta tenkou vrstvou uhelného prachu a drceného uhlí. Poté následovala instalace kopí a pokrytí všech trhlin hlínou. Foukání začalo, když byla šachta skrz kouřový otvor úplně naplněna dřevěným uhlím. O pět až deset minut později se borové uhlí zapálilo a po půl hodině byla třetina spálena. Prázdný prostor vytvořený v horní části dolu byl vyplněn náloží skládající se z uhlí a rudy. Když se náboj usadil, byla do výsledné prázdnoty přidána další část. Celkem bylo provedeno sedmnáct experimentálních ohřevů.

Z náplně, která se skládala ze 7 kg rudy a 6 kg dřevěného uhlí, bylo získáno 1,4 kg železné houby (20 procent) a 2,55 kg strusky (36,5 procenta). Hmotnost uhlí v žádném z ohřevů nepřekročila hmotnost rudy. Taveniny prováděné při zvýšených teplotách produkovaly méně železa. Faktem je, že při vyšších teplotách do strusky prošlo více železa. Kromě teplotního režimu měla přesnost výběru optimálního okamžiku pro odpíchávání strusky vážný dopad na kvalitu a účinnost tavení. Při příliš brzkém nebo naopak příliš pozdním vypouštění struska absorbovala oxidy železa, což vedlo k menšímu objemu výroby. Při vysokém obsahu oxidů železa se struska stala viskózní, a proto horší vytékala a zbavila se houbovitého železa.

Význam novgorodských experimentů je obzvláště velký, protože během některých z nich bylo možné uvolnit strusku. Tání trvalo od 90 do 120 minut. V tomto typu pece bylo možné zpracovat až 25 kg rudy v jednom cyklu a získat více než 5 kg železa. Redukovaná železná houba se neusazovala přímo na dně pece, ale o něco vyšší. Získání kovové litiny z tohoto produktu bylo další nezávislou a složitou operací spojenou s novým vytápěním. A tyto experimenty potvrdily hypotézu, že za určitých podmínek dochází k nauhličování železa v konvenčních redukčních pecích, to znamená, že se získává surová ocel. V redukčních pecích, kde proces probíhal bez odpichu strusky, byl získán konglomerát, který sestával z houbovitého železa (horní část), strusky (spodní část) a zbytků uhlí. Oddělení houbovitého železa od strusky se obvykle provádělo mechanicky.

Archeologové v poslední době objevili v Moravském krasu poblíž města Blanska mnoho stop starodávné metalurgické činnosti - pece, sutiny, stěny, dýmky, hrudky - pocházející z 10. století. Na modelu jedné z kapesních nístějových pecí byl proveden experiment, který ukázal, že v takovém zařízení lze vyrábět také nauhličenou ocel a že houbovité železo je slinováno na úrovni trysky, a proto jej nelze najít pod struskovými ingoty.

RenegadePizzaGuy

Může být kámen „recyklován“ roztavením a ochlazením? [Zavřeno]

O tom jsem už nějakou dobu přemýšlel.

Řekněme, že mramorový blok se používá k vyřezávání sochy. Většina kamene se odštípla a je prakticky k ničemu. Místo toho, aby se to hodilo, možná se znovu roztaví na cihly?

Ptám se na to, protože to bude pravděpodobně vyžadovat hodně energie a tepla. Také si nejsem jistý, zda proces tavení a chlazení změní materiál, například zlepší jeho křehkost.

Upravit: Abych to objasnil, nemyslím konkrétně mramor. Chci vědět, co je obvykle nutné k roztavení kamene, jestli to ovlivňuje proces ochlazování a jestli by to bylo vůbec praktické

Raditz_35

Ptáte se, zda je možné kámen roztavit a znovu ochladit, ptáte se konkrétně na mramor, ptáte se, zda to má ekonomický smysl, ptáte se, zda je to dobré pro životní prostředí, ptáte se, jak se vyrábějí určité druhy kamenů? geologicky? Napadá mě tucet dalších interpretací vaší otázky, možná byste měli být konkrétnější

Andrew Dodds

Mramor, který je uhličitan vápenatý, je jediným příkladem, který NEBUDE fungovat.

AlexP

Rockové žetony jsou také dobré. A neexistuje žádný ekonomický důvod pro zpracování kamene - koneckonců, Země je obrovský kus kamene ... Na druhou stranu, zpracování kamene je přesně to, co dělá kamenný cyklus; bude to trvat velmi dlouho.

@AlexP Sklo je vyrobeno z materiálu, který je hojný v zemské kůře; přesto to recyklujeme.

AlexP

@Kaz: „Vyrobeno z“! \u003d "Ano". Stolní sůl se vyrábí z chloru (jedovatý plyn) a sodíku (kov, který prudce reaguje s vodou). Výroba skla z písku vyžaduje obrovské množství energie; má smysl vyhnout se tomu znovu a znovu, když můžeme sklo znovu použít.

Odpovědi

Andrew Dodds

Záleží na vašem kameni.

Plemena jako žula , s velkými velikostmi krystalů, jsou výsledkem VELMI pomalého chlazení a krystalizace. I když byste teoreticky mohli tento druh kamene roztavit a rekrystalizovat, pravděpodobně vám to potrvá stovky nebo tisíce let.

Čedič , jemnozrnná magmatická hornina, bude v pořádku. Stále by to trvalo docela dlouho, než se usadíme.

Obsidián a vulkanické sklo by bylo velmi snadné - podle definice se při erupci rychle ochladí. Neexistují žádné jiné problémy s likvidací než požadované teplo.

Nyní problémy ...

Pískovec (a další usazené horniny) - nemohli jste je roztavit a očividně je přetvořit. Můžete je rozdrtit na zrnka písku, POTOM je zkuste stlačit společně s vhodným cementem (oxid křemičitý nebo uhličitan, v závislosti na výchozím kameni). Vyžaduje to tlak a velmi málo času.

Břidlice Nyní to musíte nejen rozdrtit, ale také lehce rekrystalizovat pod tlakem několika stovek stupňů, s velkým tlakem ve směru normálním k rozštěpení. Na dlouhou dobu.

Mramor Mramor nelze ho roztavit pod povrchovým tlakem, rozkládá se na oxid vápenatý a CO2. Pokud byste měli kelímek s velmi vysokým tlakem a prostředky k jeho zahřátí, mohli byste mramor roztavit a rekrystalizovat.

Blueschist Začíná to trochu obtížnější ... Potřebujete tlak ekvivalentní asi 20 km horniny a teplotu asi 400 stupňů Celsia.

Eklogit Typ metamorfované horniny velmi vysoké kvality. 45 km hloubka a cca 700 stupňů C. Po mnoho let, abychom získali velikost krystalu.

Takže ... pokud nechcete, aby sopečné brýle fungovaly, bylo by pravděpodobně mnohem jednodušší si jen koupit nějaké další. Tvorba hornin trvá dlouho a obvykle za podmínek vysoké teploty a tlaku, které nejsou levné pro reprodukci.

kingledion

Skvělá odpověď. Měli byste poukázat na obecný rozdíl mezi magmatickými horninami (u nichž bude tavení podle definice fungovat, i když, jak jste zmínil, doby chlazení se liší) a jinými druhy hornin.

vyjádřeno v číslech

Můžete přidat odhad, jak dlouhý je „dlouhý“? V tuto chvíli nevím, jestli jsou to měsíce, a proto nejsou komerčně životaschopné, nebo mluvíme po staletí, kde se s největší pravděpodobností nedožijeme výsledku.

MSalters

@ nwp: Vzhledem k tomu, že nám brzy nedojdou kameny, ani jedna hodina nebude komerčně životaschopná. Mramor by byl hlavní výjimkou a není to opravdu kámen.

PlazmaHH

U mnoha kamenů mohou tyto procesy poskytnout podobné složení a fyzikální vlastnosti, ale ne ve vzhledu. Zejména u mramoru jsou šmouhy nečistot tak krásné, že jejich vložení bude vyžadovat další krok.

Andrew Dodds

@nwp - záleží hlavně na velikosti krystalu, a tedy na nejistotě. Největší krystaly mohou trvat roky, tisíce let, v závislosti na tom, jak dlouho trvá vychladnutí žuly.

Willku

Zde je příležitost propojit mou oblíbenou epizodu „Jak se to stalo: Izolace z kamenné vlny " ... Je to jemně roztavená a zpracovaná hornina, která se komerčně vyrábí.

Myšlenka byla inspirována „vlasy Pele“, které ve skutečnosti na Havaji existují: roztavený čedič našlehaný na tenké prameny podobné vlasům. Ve videu ukazují výrobu umělé lávy z drceného čediče (a strusky), která se poté šlehá na vlnu a mění se na rohože. Kvalitní zboží.

Většina kamenů se však roztaví při teplotě kolem 1500 stupňů Celsia (2750 Fahrenheita), předchozí společnost říká, že to dělají při teplotě 1520 stupňů C. Je to tedy docela obtížné a vyžaduje pokročilou technologii.

POJO chlap

Železo se taví při 1538 ° C. Jelikož se litina používá v nádobí po dobu nejméně dvou tisíc let, nelze praxi tavení a chlazení dostatečně velkého množství materiálů při této teplotě považovat za „špičkovou technologii“ - může se datovat k pozdní doba železná.

Alberto Jagos

Litina se taví při 1200 ° C. Vysoké pece se v Evropě objevily až ve 13. století.

POJO chlap

Díky za opravu. Litina má nižší teplotu tání než čisté železo. 13. století pro vysokou pec je pozdně středověká a raně renesanční technologie, takže se stále nepovažuje za špičkovou technologii.

ruakh

@ pojo-guy: „Špičková technologie“ nemusí nutně znamenat to, co si myslíte; Na Googlu lze snadno najít příklady, které používají výrazy jako kovoobrábění, hrnčířství, astronomie, stavba lodí, jízda na koni a kolo. (Opravdu nechápu, co to znamená; nemyslím si, že je to úplně nesmyslná fráze, ale stále je pravděpodobně příliš vágní, než aby byla v této odpovědi strašně užitečná.)

ChrisW

Když už mluvíme o mramoru, ano - historicky lidé dávkovali starý architektonický mramor (jako starorímský mramor) do vápenné pece: na výrobu malty a betonu („vápno“ je klíčovou složkou cementu, malty, betonu)

Krmení mramoru v troubě

Proč obyvatelstvo začalo krmit sochařské a architektonické prvky z mramoru, který, stejně jako jinde, kdysi zdobil veřejné památky a elitní sídla v Galileji, v sousedním Lichini? Hlavní důvod, který vědci uváděli pro toto opětovné použití mramoru, je ten, že k tomu došlo z ekonomických důvodů. Jak již bylo zmíněno dříve, při výrobě vápna je mramor nadřazen vápenci. I když tomu tak je, po většinu starověku byl mramor považován za příliš vzácný a cenný na to, aby ho bylo možné pro tento účel použít, a místo toho se používal hlavně k dekoracím a bohatým výstavním účelům. Když v pozdním starověku začali stavět lykinské pece ve městě, vědci dospěli k závěru, že tomu tak bylo proto, že v té době byl mramor docela dostupný ve formě architektonických dekorací a soch. Kromě vynikající kvality mramoru také opětovné použití tohoto kamene z bývalých městských struktur pravděpodobně ušetřilo značné náklady na dopravu. Podle těchto vědců pak bylo spalování sochařského a architektonického mramoru ve vápenných pecích instalovaných ve městech během pozdního starověku primárně zvoleno kvůli jeho produktivní účinnosti: produkt byl lepší a nákladově efektivnější.

Takže tento speciální druh „skály“ nepotřebuje příliš pokročilou technologii ... dělali to ve skutečném světě, ve starověku.

Draco18s

To opravdu není odpověď na otázku. Otázkou je zjistit, zda mohou z úlomků horniny vyrobit kámen tak, že ho roztaví a rozpustí (například mramor) a vytvoří nový materiál pro sochařství. To je odpověď na otázku, zda lze kovový šrot účelně použít pro jiné průmyslové účely než sochařství.

ChrisW

OP se zeptal, zda by se z mramoru dalo udělat cihly. Další odpovědi naznačovaly, že je to obtížné; zatímco tato odpověď naznačuje, že něco podobného bylo provedeno ve skutečném světě pomocí staré technologie, takže možná tato odpověď něco opravdu přidala a stála za to.

Skvělá kachna

Neodpovídá na otázku. OP chce vědět, zda lze mramor roztavit a přeměnit na mramor.

David Richerby

@ChrisW Ne, mění kamenné třísky na maltu: cihly jsou vyrobeny z hlíny. A já jsem to komentoval jako přímou odpověď na váš komentář. (Také se mi líbí, že lidé, kteří bez udání důvodu ztlumí hlas, dostanou komentáře „Dolní voda, prosím, vysvětlete“, zatímco ti, kteří to vysvětlí, dostanou úder „No, můžete jen ztišit hlas.“)

ivanivan

Samozřejmě existují i \u200b\u200bjiné způsoby, jak věci znovu použít, nepoužívat nebo znovu použít.

Střepy lze velmi jemně brousit / brousit a poté použít ke smíchání s nějakou jinou látkou, aby se získala pevnost (například k výrobě cementu nebo k výrobě kovových pilin jako něco jako JB Weld) nebo k výrobě jiných produktů (brusný papír je velmi dobrý) různé druhy broušeného kamene / minerálu nalepeného na papír)

A samozřejmě můžete vždy použít pouze malé kousky kamenných odvodňovacích systémů, jako součást velkého filtru pro přírodní vodu, dlažbu atd.

Avšak v relativně malém měřítku - jako zbytky poté, co Michelangelo vybojoval svého Davida - by to neposkytlo dostatečně významné zbytky pro úspory z rozsahu, aby něco udělaly a udělaly cokoli, ale ponechaly velké kusy pro malé práce. nebo trénink atd., nebo házení malých kousků do francouzské kanalizace.

Martin Bonner

Ve skutečnosti, pokud jde o mramor, mám podezření, že by se Michelangelov odpad spálil pro vápno - mramor vyrábí vysoce kvalitní pálené vápno, ale pro to je obvykle příliš cenný.

Slavný „stoleshnikov“ říká svým návštěvníkům, že hory Íránu, Turecka a Řecka jsou „ mramor roztavený bombardováním VCC - velkou kosmickou civilizací".
Fotografie cest po Íránu, Turecku a Řecku jsou tam zajímavé, ale zdá se, že tam nejsou žádní chemici.
I já z dálky respektuji chemii, ale zde existují velké pochybnosti o „tání mramorových hor“.

Mnoho věcí však není jasné, jak se to dělá, vynecháme závorky tavení mramoru.

# Behistun_Inscription

Křemíková láva

Nejtypičtější pro sopky tichomořského ohnivého kruhu. Je obvykle velmi viskózní a někdy zamrzne v ústech sopky ještě před koncem erupce, čímž ji zastaví. Korková sopka může trochu nabobtnat a potom erupce zpravidla pokračuje násilným výbuchem. Průměrný průtok takové lávy je několik metrů za den a teplota je 800-900 ° C. Obsahuje 53-62% oxidu křemičitého (oxid křemičitý). Pokud jeho obsah dosáhne 65%, stane se láva velmi viskózní a pomalá. Horká láva je tmavé nebo černo-červené barvy. Ztuhlé křemíkové lávy mohou tvořit černé vulkanické sklo. Takové sklo se získá, když se tavenina rychle ochladí, aniž by na to měla čas

Mramor (starořečtina μάρμαρος - „bílý nebo lesklý kámen“) je metamorfovaná hornina sestávající pouze z kalcitu CaCO3. Dolomitové kuličky se tvoří během rekrystalizace dolomitu CaMg (CO3) 2.
Tvorba mramoru je výsledkem takzvaného procesu metamorfózy: pod vlivem určitých fyzikálně-chemických podmínek se mění struktura vápence (sedimentární horniny organického původu) a v důsledku toho se mramor rodí.
Ve stavební praxi se „mramoru“ říká metamorfované horniny střední tvrdosti, které se leští ( mramor, mramorovaný vápenec , hustý dolomit, uhličitanbreccias a uhličitanové konglomeráty).

Dosud se slovo „mramor“ používá k označení různých druhů, které jsou si navzájem podobné. Stavitelé označují mramor jako jakýkoli odolný, leštěný vápenec. Někdy se podobné plemeno zaměňuje za mramor. hadovitý... Pravý mramor na lehké zlomenině připomíná cukr.

Pokud jde o těžbu mramoru v Íránu, ano, těží:
Jsme rádi, že vám můžeme představit naši společnost „Omarani Yazdbaf“ - renomovanou společnost na těžbu kamene. Naše společnost těží onyx (světle zelená, bílá), mramor (krémová, oranžová, červená, růžová, žlutá) a travertin (čokoláda, hnědá)
---
Obecně stále není jasné, kdo vylezl na horu a proč vyřadil reliéf v hoře.