მადნიდან ლითონის დნობა საკუთარი ხელით. ტექნიკის შესახებ - მარტივი და ხელმისაწვდომი ენით

რკინის მიღების პროცესი იწყება ღორის რკინის დნობის სტადიით, რომელიც შეიცავს ნახშირბადის მნიშვნელოვან რაოდენობას (რომელიც რკინაში შედის მადნის დნობისთვის გამოყენებული კოქსიდან ან ნახშირიდან). თუჯი ძალიან მძიმეა, მაგრამ მყიფეა. ნახშირბადის მთლიანად ამოღება შესაძლებელია თუჯისგან. შედეგად მიღებული რკინა არის მოქნილი, მაგრამ შედარებით რბილი მასალა. ნახშირბადის გარკვეული რაოდენობა კვლავ შემოდის მასში და შედეგი არის ფოლადი, რომელსაც აქვს საკმარისი სიმტკიცე და ამავე დროს საკმარისი სიმტკიცე.

გამოთვალეთ ელექტროღუმელში 1 ტონა თუჯის დნობისთვის საჭირო ელექტროენერგიის რაოდენობა, თუ დავუშვებთ ა) ღუმელში რკინის შემცირების რეაქცია შემდეგი სქემის მიხედვით მიმდინარეობს:

ყველა მეტალურგიული პროცესი შეიძლება დაიყოს პირველად და მეორად. პირველადი პროცესები ნიშნავს ლითონის მოპოვებას სხვადასხვა ბუნებრივი ან ხელოვნური ნედლეულიდან (აფეთქება ღუმელის პროცესი, რკინის პირდაპირი მოპოვება, შავი ფერის დნობა.

დნობის ყველა პროცესის დროს თხევადი ფოლადი შეიცავს მცირე რაოდენობით გახსნილ ჟანგბადს (0,1%-მდე). ფოლადის კრისტალიზაციის დროს ჟანგბადი რეაგირებს გახსნილ ნახშირბადთან და წარმოქმნის ნახშირორჟანგს (C). ეს გაზი (ისევე როგორც თხევად ფოლადში გახსნილი ზოგიერთი სხვა აირი) გამოიყოფა ფოლადიდან ბუშტების სახით. გარდა ამისა, რკინისა და ლითონის მინარევების ოქსიდები გამოიყოფა ფოლადის მარცვლის საზღვრების გასწვრივ. ეს ყველაფერი იწვევს ფოლადის მექანიკური თვისებების გაუარესებას.

მანგანუმი მოიპოვება ფერომანგანუმის სახით, შეიცავს 85-88% მანგანუმს, 7%-მდე ნახშირბადს, დანარჩენი არის რკინა. ფერომანგანუმი დნება მანგანუმის და რკინის საბადოების ნარევიდან ნახშირის, როგორც შემცირების აგენტის გამოყენებით. რეაქციის განტოლება MnOz-ის შემცირებისთვის

ნახშირბადის და მინარევების დაჟანგვის დროს მეტალის რკინის ნაწილი იჟანგება FeO ოქსიდად (ლითონის ნარჩენები). ლითონის დანაკარგების შესამცირებლად ხდება მისი რეგენერაცია, ანუ დაყვანილი რკინით. ამის შესაბამისად, ფოლადის დნობის პროცესში გამოიყოფა ორი თანმიმდევრული პერიოდი - ჟანგვითი და აღდგენითი, რომელიც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს დიაგრამით.

B. ჟანგბად-კონვერტორული ფოლადის დნობის დროს დნობის აღდგენის პერიოდი სივრცით გამოყოფილია დაჟანგვის პერიოდისგან და ხდება მას შემდეგ, რაც ფოლადი გამოიყოფა კონვერტორიდან ლანგარში. რკინის ოქსიდის FeO-ს შემცირების პარალელურად

რკინის მადნის, ქვანახშირის, კირქვის და ნახშირწყალბადების საწვავის საბოლოო პროდუქტად გადამუშავების ტექნოლოგიური პროცესი შეიძლება დაიყოს 3-4 ძირითად ეტაპად, რომლებიც ცალკე ტარდება კონკრეტული პროდუქტის მისაღებად, რომელიც შემდეგ ეტაპზე გადამუშავდება ახალ ტიპად. პროდუქტის. პროცესის სხვადასხვა ეტაპები შეიძლება განხორციელდეს ერთი პროცესის ერთეულში. ეს არა მხოლოდ დაზოგავს ენერგიისა და ტრანსპორტირების ხარჯებს, არამედ გაამარტივებს ტექნოლოგიურ პროცესს. თუჯის და ფოლადის წარმოების ძირითადი ტექნოლოგიური ეტაპები შემდეგია: ნედლეულის მომზადება (ნახშირის კოქსაცია, კირქვის გამოწვა, რკინის მადნის აგლომერატის და გრანულების წარმოება) თუჯის წარმოება (აფეთქების დნობა, სპონგური თუჯის წარმოება. რკინის პირდაპირი შემცირების გზით) ფოლადის (ღია კერისა და ელექტრული რკალის ღუმელებში, ბესემერისა და ძირითადი ჟანგბადის გადამყვანებში) ნაგლინი პროდუქტები (ბელეტების უწყვეტი ჩამოსხმა, გრძელი ფოლადის გორვა, მილების წარმოება, ჭედურობა).

პირველი ლითონები, რომლებიც გამოიყენეს, ალბათ ოქრო და ვერცხლი იყო, რადგან ბუნებაში მათი პოვნა თავისუფალ მდგომარეობაში შეიძლებოდა. მათ ძირითადად დეკორატიულ პროდუქტებში იყენებდნენ. სპილენძის გამოყენება დაიწყო ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 8000 წელს იარაღების, იარაღის, სამზარეულოს ჭურჭლისა და სამკაულების დასამზადებლად. ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 3800 წელს გამოიგონეს ბრინჯაო - სპილენძისა და კალის შენადნობი. შედეგად, კაცობრიობა ქვის ხანიდან ბრინჯაოს ხანაში გადავიდა. შემდეგ იპოვეს რკინის დნობის გზა და დაიწყო რკინის ხანა. როდესაც ადამიანები აგროვებდნენ თავიანთ ქიმიურ გამოცდილებას, გაფართოვდა სასარგებლო მასალების სპექტრი, რომლის მიღებაც ადამიანმა ისწავლა მადნების მრავალფეროვნების გადამუშავებით.

სპილენძის დნობის პირომეტალურგიული მეთოდები არ არის მიზანშეწონილი დაბალი ხარისხის მადნების დასამუშავებლად, რომელთა გამდიდრებაც შეუძლებელია. ამ კატეგორიაში შედის დაჟანგული მადნები, როგორც დაბალი ხარისხის, ასევე უმაღლესი ხარისხის, ასევე დაბალი ხარისხის სულფიდური მადნების და გადამუშავების ნარჩენების ნაგავსაყრელები. ამ ნედლეულისთვის გამოიყენება მადნიდან სპილენძის გამორეცხვის მეთოდები და მისი ამოღება ხსნარებიდან რკინის ნალექის ან ელექტროლიზის გზით უხსნადი ანოდებით.

ყველაზე გავრცელებული საბადო, საიდანაც მიიღება ქრომი, არის ქრომის რკინის მადანი PeCgaO. გამოთვალეთ მადნის მინარევების შემცველობა (პროცენტულად), თუ ცნობილია, რომ მისი დნობისას 1 ტონადან მიიღეს 240 კგ ფეროქრომი (რკინის და ქრომის შენადნობი), რომელიც შეიცავს 65% ქრომს.

რა არის ამ საბადოში რკინის წონით შედარებითი შემცველობა (პროცენტებში) რამდენი ნახშირბადი იქნება საჭირო რკინის დნობისთვის

პოლიმეტალური სულფიდური მადნების კომპლექსური გამოყენება წარმოქმნის მრავალფეროვან ფერადი ლითონებს, გოგირდის მჟავას და რკინის ოქსიდს თუჯის დნობისთვის. ბუნებრივი მასალების ინტეგრირებული გამოყენების მაგალითები, რომლებიც წარმოადგენენ ორგანული ნივთიერებების ნარევებს, მოიცავს ნახშირის კოქსირებას თანმხლები ქიმიური წარმოებით, ნავთობის, ფიქლის, ტორფის და ხის დამუშავებით. თითოეული ტიპის საწვავიდან ასობით პროდუქტი მიიღება. ადრე, ნახშირის კოქსებისას, პროცესის ერთადერთი პროდუქტი იყო კოქსი, გაზს წვავდნენ ღუმელებში და ტარს ყრიდნენ. ამჟამად, ბენზოლის ნახშირწყალბადები, ამიაკი, წყალბადის სულფიდი და სხვა ღირებული ნივთიერებები იზოლირებულია კოქსის ღუმელის გაზიდან.

შუშის დნობა. მინა შეიძლება იყოს გამჭვირვალე ან გამჭვირვალე, უფერო ან ფერადი. ეს არის სილიციუმის (კვარცი ან ქვიშა), სოდასა და კირქვის ნარევის მაღალტემპერატურული ხელახალი დნობის პროდუქტი. სპეციფიკური ან უჩვეულო ოპტიკური და სხვა ფიზიკური თვისებების მისაღებად სხვა მასალები (ალუმინი, კალიუმი, ნატრიუმის ბორატი, ტყვიის სილიკატი ან ბარიუმის კარბონატი) გამოიყენება დნობის დანამატად ან შემცვლელად სოდაში და კირქვის ნაწილის შემცვლელად. ფერადი დნობები წარმოიქმნება რკინის ან ქრომის ოქსიდების (ყვითელი ან მწვანე), კადმიუმის სულფიდის (ნარინჯისფერი), კობალტის ოქსიდების (ლურჯი), მანგანუმის (იისფერი) და ნიკელის (იისფერი) დამატების შედეგად. ტემპერატურა, რომლითაც ეს ინგრედიენტები უნდა გაცხელდეს, აღემატება 1500 °C-ს. შუშას არ აქვს სპეციფიკური დნობის წერტილი და რბილდება თხევად მდგომარეობაში 1350-1600 ° C ტემპერატურაზე. ენერგიის მოხმარება კარგად დაპროექტებულ ღუმელებშიც კი არის დაახლოებით 4187 კჯ/კგ წარმოებული მინა. ცეცხლის საჭირო ტემპერატურა (1800-1950 °C) მიიღწევა ჰაერთან შერეული გაზის წვით, რომელიც თბება 1000 °C-მდე რეგენერაციულ სითბოს გადამცვლელში, რომელიც აგებულია ცეცხლგამძლე აგურისგან და თბება წვის ნარჩენების პროდუქტებით. გაზი იფეთქება ცხელი ჰაერის ნაკადში რეგენერატორის ზედა თავის გვერდითი კედლების მეშვეობით, რომელიც არის წვის მთავარი კამერა, ხოლო წვის პროდუქტები, რომლებიც სითბოს აძლევენ შუშის დნობას, ტოვებენ ღუმელს და შედიან რეგენერატორში. მოპირდაპირედ მდებარეობს. როდესაც წვის მიწოდებული ჰაერის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად იკლებს, ჰაერისა და წვის პროდუქტების ნაკადები იცვლება და გაზი იწყებს შემოდინებას ჰაერის ნაკადში, რომელიც გაცხელებულია საპირისპირო რეგენერატორში.

კორონას ელექტროდები ვერტიკალურ ელექტროსტატიკურ ნალექებში არის თხელი მრგვალი მავთული, მავთული პატარა წვეტით, ან მავთული კვადრატული ან ვარსკვლავის ფორმის განივი კვეთით. ვინაიდან კორონას ელექტროდები ხშირად 6 მ-ზე მეტი სიგრძისაა, მრგვალი მავთული, თუმცა საკმარისად თხელია იმისათვის, რომ უზრუნველყოს სტაბილური კორონა, შეიძლება არ იყოს საკმარისად ძლიერი, განსაკუთრებით იმიტომ, რომ ის ექვემდებარება ვიბრაციას შერყევის დროს. ამასთან დაკავშირებით გამოიყენება უფრო დიდი ლიანდაგის მავთული კვადრატული ან ვარსკვლავისებრი კვეთით, ბასრი კიდეებით, რაც უზრუნველყოფს სტაბილური გვირგვინის ფორმირებას. ზოგიერთ ელექტროსტატიკურ ნალექებში უპირატესობა ენიჭება მავთულხლართების ელექტროდებს და ბოლო დროს ისინი გამოიყენება რკინის ოქსიდის ნისლის დასაფენად ჟანგბადოვანი ფოლადის დნობისას.

სამრეწველო ნარჩენების გამოყენების პრინციპი (ნედლეულის ინტეგრირებული გამოყენება, უნაყოფო ტექნოლოგია). ნარჩენების წარმოების ქვეპროდუქტებად გადაქცევა ნედლეულის უკეთ გამოყენების საშუალებას იძლევა, რაც თავის მხრივ ამცირებს წარმოების ღირებულებას და ხელს უშლის გარემოს დაბინძურებას. მაგალითად, პოლიმეტალური სულფიდური მადნების კომპლექსური დამუშავებით წარმოიქმნება ფერადი ლითონები, გოგირდი, გოგირდმჟავა და რკინის (III) ოქსიდი თუჯის დნობისთვის. ნედლეულის ინტეგრირებული გამოყენება საწარმოების გაერთიანების საფუძველს წარმოადგენს. ამავდროულად, წარმოიქმნება ახალი ინდუსტრიები, რომლებიც ამუშავებს ნარჩენებს ძირითადი საწარმოდან, რაც იძლევა მაღალ ეკონომიკურ ეფექტს და წარმოადგენს ეროვნული ეკონომიკის ქიმიიზაციის მნიშვნელოვან ელემენტს.

ლითონების მოპოვება შესაძლებელია მათი მადნებიდან უშუალოდ ელექტროლიტური ან ქიმიური შემცირებით. ელექტროლიტური რედუქცია, რომელიც უკვე განხილულია სექტ. 19.6, გამოიყენება სამრეწველო მასშტაბით ყველაზე აქტიური ლითონების ნატრიუმის, მაგნიუმის და ალუმინის მისაღებად. ნაკლებად რეაქტიული ლითონები - სპილენძი, რკინა და თუთია - წარმოიქმნება სამრეწველო მასშტაბით ქიმიური შემცირებით, ნაკლებად რეაქტიული ლითონების უმეტესობა მიიღება მაღალი ტემპერატურის დნობის შემცირებით. ამიტომ ასეთ პროცესებს დნობა ეწოდება.

ნახშირორჟანგი წარმოიქმნება რკინის ოქსიდის შემცირებით [განტოლება (22.20)] და ასევე კირქვის დაშლით. მაგრამ კირქვა ასრულებს არა მხოლოდ ნახშირორჟანგის მიმწოდებლის როლს რკინის დნობისას. როგორც წესი, ამოღებული მადანი შეიცავს

რკინის დნობისას წიდა ცურავს გამდნარი ლითონის ზედაპირზე და იცავს მას შემომავალი ჰაერით დაჟანგვისგან. შედეგად მიღებული რკინა და წიდა პერიოდულად ამოღებულია ღუმელიდან. აფეთქებულ ღუმელში წარმოებულ რკინას თუჯს უწოდებენ და შეიცავს 5%-მდე ნახშირბადს და 2%-მდე სხვა მინარევებს - სილიციუმს, ფოსფორს და გოგირდს.

თუჯის დნობისას აფეთქების ღუმელში ხდება სხვადასხვა ქიმიური პროცესი, კერძოდ, რკინის (III) ოქსიდის შემცირება ნახშირბადის (II) ოქსიდით, რაც შეიძლება გამოიხატოს განტოლებით Fe203 + 3C0 = Fe-(-3C02).

ქიმიური რეაქციები რკინისა და ფოლადის დნობის დროს ძირითადად ხსნარებში ხდება. თხევადი რკინა და ფოლადი არის რკინის სხვადასხვა ელემენტების ხსნარები. აფეთქების ღუმელებში და ფოლადის დნობის ღუმელებში ისინი ურთიერთქმედებენ თხევად წიდასთან - ოქსიდების ხსნართან.

სელენი და თელურიუმი გვხვდება ისეთ იშვიათ მინერალებში, როგორიცაა Cl33e, Pb5e, A25e, Cu2Te, PbTe, A2Te და AuTe, ასევე მინარევებისაგან სპილენძის, რკინის, ნიკელის და ტყვიის სულფიდურ საბადოებში. სამრეწველო თვალსაზრისით, სპილენძის მადნები ამ ელემენტების მოპოვების მნიშვნელოვანი წყაროა. სპილენძის ლითონის დნობის სროლის პროცესში სელენისა და თელურიუმის უმეტესი ნაწილი რჩება სპილენძში. სპილენძის ელექტროლიტური გაწმენდის დროს, აღწერილია განყოფილებაში. 19.6, მინარევები, როგორიცაა სელენი და თელურიუმი, ძვირფას ლითონებთან ერთად, ოქრო და ვერცხლი, გროვდება ეგრეთ წოდებულ ანოდურ შლამში. როდესაც ანოდის ტალახი მუშავდება კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით დაახლოებით 400°C ტემპერატურაზე, სელენი იჟანგება სელენის დიოქსიდში, რომელიც ამაღლდება რეაქციის ნარევიდან.

ზოგიერთ შემთხვევაში (მაგალითად, სატრანსფორმატორო ფოლადის დნობისას) აუცილებელია ნახშირბადის ძალიან დაბალი კონცენტრაციის მიღწევა 0,002-0,003%. ზემოაღნიშნული განტოლებიდან ირკვევა, რომ ამ მიზნით აუცილებელია pco-ს შემცირება.ვაკუუმური ღუმელების გამოყენება თანამედროვე მეტალურგიაში შესაძლებელს ხდის რკინის და ფოლადის დნობას ნახშირბადის მინიმალური შემცველობით.

რკინის მაგნიტური საბადოდან რკინის დნობისას, აფეთქების ღუმელში მომხდარი ერთ-ერთი რეაქცია გამოიხატება განტოლებით Res04 + CO = 3ReO + Oj ცხრილის მონაცემების გამოყენებით. 5 აპლიკაცია, განსაზღვრეთ რეაქციის თერმული ეფექტი. რა მიმართულებით გადაინაცვლებს ამ რეაქციის წონასწორობა, თუ ტემპერატურა მოიმატებს?

მაგნიტური რკინის საბადო ოქსიდი რკინის მადანი რკინის შემცველობა 50-70%, შედგება ძირითადად რკინის ოქსიდისგან (11, ill) RbzO, ნედლეული თუჯის წარმოებისთვის, დანამატი ფოლადის წარმოებაში (დნობა)

U-88. 1 ტონა ქრომის რკინის მადნიდან Fe(CrO2)a წარმოიქმნა 240 კგ რკინის შენადნობის და ქრომის - ფეროქრომის დნობისას, რომელიც შეიცავს 65% ქრომს. გამოთვალეთ მადნის მინარევების პროცენტი.

X18N10T ტიპის მაღალი ქრომის ფოლადების დნობისას სამუშაოზე წარმოიქმნება თავისებური სკალპი AlA TiO-ს (33%-მდე), რკინის ოქსიდების (57%-მდე) და ქრომის ოქსიდების (33%-მდე) გაზრდილი შემცველობით. ცეცხლგამძლე საფარის ზედაპირი, რაც იწვევს უგულებელყოფის მომსახურების ვადის გაზრდას.

შედეგად, ღუმელში წარმოიქმნება ორი თხევადი ფენა - ზემოდან მსუბუქი წიდა, ქვემოთ კი FeS და U2S (მქრქალი) შემდგარი დნობა. წიდა იწურება და თხევადი მქრქალი შეედინება გადამყვანში, რომელშიც ემატება ნაკადი და შემოდის ჰაერი. სპილენძის დნობის კონვერტორი მსგავსია ფოლადის წარმოებისთვის, მასში მხოლოდ ჰაერი მიეწოდება გვერდიდან (როდესაც ჰაერი მიეწოდება ქვემოდან, სპილენძი ძლიერ გაცივდება და გამკვრივდება). გადამყვანში წარმოიქმნება გამდნარი სპილენძი, რკინის სულფიდი იქცევა ოქსიდად, რომელიც იქცევა წიდად

გოგირდის საბოლოო შემცველობა არლანის ზეთის ტარიდან კალცირებულ კოქსში იგივეა, რაც კოკში რომაშკინის ზეთის დაბზარული ნარჩენებიდან, ანუ 1%-ზე ნაკლები. დანარჩენი ინდიკატორები ძირითადად იგივეა, გარდა ვანადიუმის (1,5-ჯერ მეტი არლანის კოქსის), რკინისა და სხვა ლითონების შემცველობისა. გოგირდის გასუფთავებულ კოქსში ვანადიუმის გაზრდილი შემცველობა აიხსნება მისი მაღალი შემცველობით არლანის ზეთში. ამის გამო ასეთი კოქსის გამოყენება არ შეიძლება ალუმინის ინდუსტრიაში. ალუმინის დნობისას ვანადიუმი, სხვა ლითონების მსგავსად, კოქსისგან იწარმოება

ნაშრომში აღწერილია მანგანუმის გავლენა ფოლადების სულფიდურ კრეკზე. მანგანუმი 1-დან 167o-მდე შეყვანილია რკინა რკინის დნობის დროს, რომელიც შეიცავს 0,04% C, ფოლადში 20 და U8 ფოლადში. კვლევის შედეგები მოცემულია ცხრილში. 1.2, საიდანაც ჩანს, რომ ფოლადების შენადნობი მანგანუმთან ზრდის მათ მგრძნობელობას გატეხვისადმი წყალბადის სულფიდის შემცველ გარემოში და მანგანუმის უარყოფითი ეფექტი დამოკიდებულია ფოლადში ნახშირბადის შემცველობაზე. ამრიგად, მანგანუმის უარყოფითი ეფექტი რკინა რკინის, ფოლადის 20 და ფოლადის U8-ისთვის იწყება მისი შემცველობით 3 2 n 1%, შესაბამისად. ავტორები უკავშირებენ მანგანუმის უარყოფით გავლენას ფოლადების დაბზარვაზე

მეტალურგიაში დიდი მნიშვნელობა აქვს რკინისა და სილიციუმის შენადნობას - ფეროსილიკონს. იგი გამოიყენება მრავალი კლასის ფოლადის დეოქსიდაციისთვის და სილიციუმ-ნახშირბადის ფეროშენადნობების წარმოებისთვის. ფეროსილიციუმი 9-17% 51 შემცველობით დნება აფეთქების ღუმელებში კვარცისგან, რკინის ფილებით და კოქსისგან. ფეროსილიკონი სილიციუმის მაღალი შემცველობით არის პერსპექტიული მასალა ქიმიური აღჭურვილობის ნაწილების დასამზადებლად მისი განსაკუთრებული მჟავა წინააღმდეგობის გამო. იგი ფართოდ გამოიყენება, როგორც შემცირების აგენტი სილიკომანგანუმის, ფეროტუნგფრამის და ფერომოლიბდენის დნობისას. სილიციუმის დამატება ფოლადში ფეროსილიციუმის სახით მისი დნობისას აძლევს მას ელასტიურობას და ზრდის კოროზიისადმი წინააღმდეგობას.

ტიპიური დნობის პროცესის ზოგიერთი მახასიათებელი შეიძლება ილუსტრირებული იყოს რკინის შემცირების მაგალითით. რკინის უწყვეტი დნობა ხორციელდება სპეციალურ რეაქტორში, რომელსაც ეწოდება აფეთქებული ღუმელი; მისი სქემატური წარმოდგენა ნაჩვენებია ნახ. 22.16. კოქსის, კირქვის და დაქუცმაცებული მადნის ნარევი, რომელიც ჩვეულებრივ შეიცავს FejO-ს, იტვირთება აფეთქების ღუმელის თავზე. (კოქსი არის მყარი ნარჩენი, რომელიც მიიღება ბუნებრივი საწვავის, ძირითადად ნახშირის, კოქსირებით, მათგან აქროლადი კომპონენტების მოსაშორებლად). 1 ტონა რკინის მისაღებად საჭიროა დაახლოებით 2 ტონა მადანი, 1 ტონა კოქსი და 0,3 ტონა კირქვა. ერთი აფეთქების ღუმელს შეუძლია დღეში 2000 ტონამდე რკინის წარმოება. ღუმელში ჩასმული ჰაერი რეაგირებს ნახშირბადთან და წარმოქმნის CO-ს. ამ შემთხვევაში სითბოს ისეთი რაოდენობა გამოიყოფა, რომ ღუმელის ქვედა ნაწილში დაახლოებით 1500°C ტემპერატურა ვითარდება. მეტალის რკინის შემცირება შეიძლება აღწერილი იყოს რეაქციებით

რამდენი ტონა მაგნიტური რკინის საბადო, რომელიც შედგება 90% FegOi-სგან, შეიძლება დამზადდეს 2 ტონა ღორის რკინის დნობისას 93% რკინის შემცველობით, თუ პროდუქტის გამოსავლიანობა არის 92%.

სილიციუმის შეყვანას ფოლადსა და თუჯში თან ახლავს რკინის სილიციდების (ფეროსილიციუმი FeSi) წარმოქმნა. 15-17% სილიციუმის შემცველი თუჯის მჟავა რეზისტენტულია. ფეროსილიკონს ემატება ფოლადის დნობისას, რათა ამოიღონ მასში შემავალი ჟანგბადი.

MATE არის შუალედური პროდუქტი ზოგიერთი ფერადი ლითონების (Cu, N1, Pv და სხვ.) დნობისას მათი თხევადი მადნებიდან. შ. - რკინის სულფიდის შენადნობი მიღებული ლითონების სულფიდებით (მაგალითად, Cu, 8).

ხსნარების დნობის წერტილის შემცირების ფენომენი მნიშვნელოვანია როგორც ბუნებაში, ასევე ტექნოლოგიაში. მაგალითად, რკინის საბადოდან თუჯის დნობას დიდად უწყობს ხელს ის ფაქტი, რომ რკინის დნობის წერტილი მცირდება დაახლოებით 400 ° C-ით იმის გამო, რომ მასში იხსნება ნახშირბადი და სხვა გამხსნელი ელემენტები. იგივე ეხება ცეცხლგამძლე ოქსიდებს, რომლებიც ქმნიან ნარჩენ ქანებს, რომლებიც ნაკადებთან (CaO) ერთად წარმოქმნიან ხსნარს (წიდას), რომელიც დნება შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე. ეს შესაძლებელს ხდის აფეთქების ღუმელებში განუწყვეტლივ სერიული პროცესის განხორციელებას, მათგან თხევადი რკინისა და წიდის გამოყოფას. ]

ბუნებაში, რკინა გვხვდება მხოლოდ მადნის სახით, ანუ მინერალების შერევით. ჯერ კიდევ უძველეს დროში ადამიანებმა ისწავლეს მადნიდან ლითონის გამოყვანა ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე სპეციალურ აფეთქებულ ღუმელში მისი დნობით. თხევად ლითონს ასხამენ ფორმებში და აციებენ. ასე მიიღება თუჯის ბლანკები რელსებისთვის, ღობეებისთვის, აბანოებისთვის, გათბობის რადიატორებისთვის და თუნდაც ტაფებისთვის. მაგრამ თუჯის არის მყიფე, მას შეუძლია ბზარი ძლიერი დარტყმა.

Ფოლადი

150 წლის წინ გამოიგონეს ღია ღუმელი, სადაც ხელახლა დნება თუჯი, გამდიდრებულია სპეციალური დანამატებით და მიიღება ფოლადი - თუჯზე ძლიერი და ამავდროულად ელასტიური მეტალი. მისგან ბევრი სხვადასხვა რამ მზადდება.

ჟანგი

თუ რკინის საგანი გამუდმებით არის კონტაქტში წყალთან ან ნოტიო ჰაერთან, ჟანგი მას კოროზიას გამოიწვევს. მეცნიერებმა გაარკვიეს, თუ როგორ უნდა ადუღონ უჟანგავი ფოლადი, რათა დროთა განმავლობაში არ გაფუჭდეს და ყოველთვის ბრწყინავდეს. მაგალითად, ქოთნები და დანაჩანგალი მზადდება უჟანგავი ფოლადისგან.

Საინტერესო ფაქტი:რკინის საგნების დაჟანგვის თავიდან ასაცილებლად მათ აფარებენ ლაქით ან სპეციალური წითელი საღებავით - წითელი ტყვიით, ხოლო თუჯის აბაზანის დაჟანგვის თავიდან ასაცილებლად მას აფარებენ მინანქარს, ხოლო ფოლადის ნაწარმს (მაგალითად, მანქანის ძარას) სხვას. ლითონი - თუთია.

ოქრო ასევე მეტალია, ისევე როგორც რკინა. მაგრამ, რკინისგან განსხვავებით, ის არ ერწყმის მინერალებს, არამედ წევს მთებში ან მდინარის კალაპოტებში პატარა ნაჭრებად. სუფთა ოქროს ასეთ ნაჭრებს ნაგები ეწოდება.

ქინძისთავიდან თვითმფრინავამდე

შეუძლებელია ჩამოვთვალოთ რამდენი განსხვავებული ნივთი მზადდება რკინისგან: ყველაზე პატარადან ყველაზე დიდამდე. თუჯის და ფოლადი გამოიყენება მანქანებისა და ავტობუსების, საგზაო სიგნალების, საგზაო ნიშნების, კარების, ტრამვაის რელსების, მატარებლების, გემებისა და თვითმფრინავების ძრავების დასამზადებლად. რკინა რკინაბეტონის ნაწილია, საიდანაც შენდება ხიდები და ცათამბჯენები.

ლიდერები:

ᲕᲐᲠ. სულელი

ვ.ფ. კუზნეცოვა

შესავალი

ჩვენ დიდი ხანია დაინტერესებული ვართ ჩვენს რეგიონში მეტალურგიის განვითარების ისტორიით, ეს ისტორია ძირითადად დაკავშირებულია ძმებ ბატაშოვებთან, რომლებიც ფლობდნენ ქარხნებს ჩვენს რაიონში. წინა წლებში ჩვენ გამოვიკვლიეთ მათი ქარხნები ილევში, სნოვედში, ასევე რიაზანისა და ვლადიმირის რეგიონებში. ცნობილია, რომ ბატაშოვის ქარხნებში იყო სრული მეტალურგიული ციკლი: მადნის მოპოვებიდან რკინის პროდუქტების წარმოებამდე. ქარხნების ისტორიის შესწავლის პროცესში ჩვენ ძალიან დავინტერესდით მეტალურგიის ტექნოლოგიის განვითარებით და ეს შრომა მივუძღვენით რკინის წარმოების უძველეს პროცესს.

რკინის მეტალურგიის განვითარება

არქეოლოგებისთვის ცნობილი პირველი რკინის საგნები თარიღდება ჩვენს წელთაღრიცხვამდე მე-10 საუკუნით. პირველი რკინა ძალიან ღირებული იყო და მაშინვე არ გამოიყენებოდა ხელსაწყოების დასამზადებლად. მადნიდან რკინის მიღების უძველესი მეთოდი იყო ეგრეთ წოდებული ყველის აფეთქების მეთოდი, რომლის დროსაც რკინის მადანი და ქვანახშირი იტვირთება სამჭედლოში ან ღუმელში, რომლის წვის დროს რკინა ნაწილობრივ მცირდება მადნიდან. „ნედლი“, გაუცხელებელი ჰაერი ჩადიოდა სამჭედლოში, საიდანაც წარმოიშვა თავად ტექნიკის სახელი. დაქუცმაცებული რკინის მადნის დნობა ნახშირთან შერეულ სამჭედლოში მოხდა მაღალ ტემპერატურაზე. ქვანახშირი იწვის, მადნიდან ამოღებული რკინის მყარი მარცვლები ღუმელის ფსკერზე ჩაიძირა და შედუღებისას წარმოიქმნა სპონგური კოლტი, სახელად კრიცა. ლითონის დატკეპნისთვის, სამჭედლოდან ამოღებული გაყინული კრიცა ბევრჯერ იყო გაყალბებული, რის შედეგადაც მიიღეს რკინის მონოლითური ნაჭერი, რომლის წონა 5-6 კგ-მდე იყო. მეტალურგიის პროდუქტებს მიეცათ მრგვალი, ბრტყელი ნამცხვრის ფორმა.

შემდგომში, რკინის წარმოებაში, პრიმიტიული სამჭედლოები შეიცვალა აფეთქების ღუმელებით: ეს ღუმელები უფრო დიდი ზომის, პროდუქტიული და ასევე აღწევენ მაღალ ტემპერატურას. აფეთქების ღუმელის პროდუქტი არის ღორის რკინა (რკინა ნახშირბადის მაღალი შემცველობით), რომელიც შემდეგ მუშავდება რკინაში ან ფოლადად.

სამუშაოს მიზნები და ამოცანები

სამუშაოს მიზანი: თანამედროვე პირობებში რკინის მიღების ყველის მიღების მეთოდის რეკონსტრუქცია.

Დავალებები:

1) იპოვეთ მადანი, რომელიც საჭიროა რკინის დნობისთვის.

2) ააგეთ ღუმელი, რომელიც მაქსიმალურად ემთხვევა ძველ მოდელებს.

3) განახორციელეთ დნობის პროცესი.

4) მიღებული ნიმუშების ანალიზი.

რკინის წარმოების აღწერა ლიტერატურაში

ერთ-ერთი წყარო, საიდანაც ჩვენ აღვადგინეთ რკინის მოპოვების უძველესი მეთოდი, იყო ჟიულ ვერნის წიგნი "იდუმალი კუნძული". წიგნში აღწერილია, თუ როგორ მოხვდა რამდენიმე ადამიანი უდაბნო კუნძულზე ერთნაირი ტანსაცმლით და თანდათან შექმნეს სხვადასხვა კეთილმოწყობა, მათ შორის რკინის დნობა საკუთარი საჭიროებისთვის.

მათ დნობის მეთოდს ეწოდა "კატალონური". ეს იყო შემდეგი. კატალონიური მეთოდი თავისი ჭეშმარიტი გაგებით მოითხოვს ღუმელებისა და ჭურჭლის აგებას, რომლებშიც მადანი და ქვანახშირი ფენებად არის მოთავსებული. მაგრამ წიგნის გმირი, ინჟინერი საირუს სმიტი, აპირებდა ამ სტრუქტურების გარეშე. მან ააგო „ნახშირისა და მადნის კუბური სტრუქტურა და ჰაერის ნაკადი მიმართა მის ცენტრში“. „ქვანახშირი, ისევე როგორც მადანი, ადვილად გროვდებოდა ახლოს პირდაპირ დედამიწის ზედაპირიდან. ჯერ მადანი წვრილ ნაჭრებად ჭრიდნენ და ხელით წმენდდნენ ჭუჭყისაგან. შემდეგ ქვანახშირი და მადანი გროვდებოდა ფენად, ისევე როგორც ქვანახშირის მაღაროელი აკეთებს შეშას, რომლის დაწვა სურს. ამგვარად, ბუხრით ამოტუმბული ჰაერის გავლენით ქვანახშირი უნდა გადაქცეულიყო ნახშირორჟანგად, შემდეგ კი ნახშირორჟანგად, რომელსაც უნდა აღედგინა მაგნიტური რკინის მადანი, ანუ ჟანგბადი მოეშორებინა მისგან“. ჰაერის აფეთქება მოეწყო ბეჭდის კანის ბუშტის გამოყენებით.

რკინა მოიპოვეს, მაგრამ „რთული აღმოჩნდა. მის წარმატებით განსახორციელებლად კოლონისტების მთელი მოთმინება და მთელი გონიერება დასჭირდა. საბოლოოდ, წარმატებით დასრულდა და მიიღეს რკინის ბლანკი სპონგურ მდგომარეობაში, რომელიც ჯერ კიდევ უნდა გაყალბებულიყო მისგან თხევადი წიდის გამოსადევნად. ამგვარად, მიიღეს უხეში, მაგრამ გამოსაყენებელი ლითონი“.

ჩვენ შევეცადეთ რეალობაში გაგვეტანა ის, რაც ჟიულ ვერნის მიერ იყო აღწერილი. ჩვენს მეთოდს შორის მთავარი განსხვავება ის იყო, რომ ჩვენ ვიყენებდით ღუმელს.

რკინის მიღების პროცესი

მადნის მოპოვება

2010 წლის 3 ივნისს წავედით სოფელ ელიზარევას მიდამოების შესასწავლად, სადაც, როგორც ვიცოდით, რკინის მადნის მაღაროები იყო. საროვიდან დაახლოებით 20 წუთში მივედით ადგილზე. ადგილზე რომ მივედით, წავედით მადნის მოსაძებნად, რომელიც ძველი მაღაროების ტერიტორიაზე უნდა ყოფილიყო. ყველაზე მეტი მადანი ვიპოვეთ იქ, სადაც ბალახი არ იყო და ნიადაგის ფენა ამოიღეს (სახანძრო თხრილი) ან დატკეპნილი (გზა). სწორედ თხრილში აღმოვაჩინეთ სხვადასხვა ზომის მადნის უმეტესი ნაწილი, 15*10*10 სმ-მდე (დაახლოებით). მადანი ძირითადად ნაცრისფერი და ყავისფერი იყო. უპირატესი მადანი ყავისფერი ფერისაა. ჩვენ შევაგროვეთ ვედრო მადანი. ჩვენ ასევე ვნახეთ ათამდე მილის ნაშთი, რომლებიც სავსე იყო და უკვე ბალახით იყო დაფარული.

ძველი მილი სოფელ ელიზარიევასთან ახლოს

რკინის საბადო

მადნის დაფქვა

ჩვენ გადავწყვიტეთ, რომ მადანი დავტეხოთ არაუმეტეს 1 სმ 3 ზომით, რათა გაადვილდეს დნობა. ჩვენ დავამსხვრეთ ვედროში არსებული მთელი მადანი და მივიღეთ დაქუცმაცებული მადნის ვედროს დაახლოებით 3/5.

ღუმელის დაგება

ღუმელისთვის გამოიყენებოდა ქვიშა-ცაცხვის აგურის ფრაგმენტები. ღუმელი დააგეს ცემენტისა და ქვიშის ნარევის გამოყენებით. ნაღმტყორცნები ავურიეთ და აგურები რიგ-რიგად დავაწყობთ ღუმელში, ხსნართან ერთად ვუჭერდით.

ხსნარის მომზადება

ჩვენი ღუმელი

დაუკრავენ

ღუმელი წინასწარ თბებოდა მასში შეშის წვით საათნახევრის განმავლობაში.

გახურებულ ღუმელში ჩავასხათ მადანი, შემდეგ კი მაღაზიაში ნაყიდი ნახშირი ფენებად. უნდა მიგვეღწია 900 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურას, ამიტომ ბუნების მიერ მოწოდებული პირობების გარდა, გასაბერად მტვერსასრუტები (იმიტირებული ბუშტუკები) უნდა გამოგვეყენებინა. ორი მტვერსასრუტი იყო და სათითაოდ ჩართეს, 30 წუთი შესვენების გარეშე მუშაობდნენ. მაგრამ ერთი საათის დნობის შემდეგ, ღუმელმა დაიწყო ბზარი, რადგან ქვიშა-ცაცხვის აგური ვერ გაუძლებდა ასეთ მაღალ ტემპერატურას. მაგრამ მიუხედავად იმისა, რომ დაბზარა, დნება არ დაიშალა 2 საათსა და 30 წუთში. დნობის პროცესში ჩვენ გავზომეთ ტემპერატურა ღუმელის შიგნით სპეციალური მოწყობილობის გამოყენებით. ის მერყეობდა 800-დან 1300 გრადუს ცელსიუსამდე. მთელი მომზადების პროცესს 4 საათი დასჭირდა.

ჰაერის აფეთქება. ფოტოში - ვალენტინა ფედოროვნა კუზნეცოვა - მტვერსასრუტის მფლობელი

ტემპერატურის გაზომვები პირომეტრის გამოყენებით ხორციელდება ალექსეი კოვალევის მიერ

დნობის შედეგი

მეორე დღეს ღუმელის დაშლის შემდეგ მისგან მოვაცილეთ ნაცრისფერი ნაჭრები სუსტი მეტალის ბზინვარებით.

ღუმელის დაშლა

შედეგად მიღებული ლითონის ნიმუშები

როგორც ჩანს, მეტალურგიული რეაქცია მოხდა (ადრე და შემდეგ)

მიღებული ლითონის გაყალბების მცდელობა

ჟიულ ვერნის მიერ აღწერილი მეთოდის მიხედვით, მიღებული ლითონის ნიმუშები უნდა გაყალბებულიყო. ამისთვის წავიყვანეთ სამჭედლოში, სადაც მჭედელმა სამჭედლოში გააცხელა, მაგრამ ჩაქუჩის ქვეშ ჩვენი ლითონი დაიმსხვრა. VNIIEF-ის ერთ-ერთ ლაბორატორიაში ჩატარებულმა გამოკვლევამ აჩვენა, რომ მიღებული ნივთიერება 20% რკინისგან შედგება, დანარჩენი კი რკინის ოქსიდებია.

დასკვნა

ჩვენ მივიღეთ ლითონი, მაგრამ ის უვარგისი აღმოჩნდა რაიმე პროდუქტის დასამზადებლად.

რა იყო ჩვენი შესაძლო შეცდომა? ჩვენ გამოვაქვეყნეთ ჩვენი გამოცდილება ინტერნეტში და მივიღეთ ბევრი კომენტარი, რომელთაგან ზოგიერთი ღირებული იყო.

კერძოდ, მომხმარებელმა მეტსახელად 3meys გვითხრა:

„მადნის დნობისას ტემპერატურა უნდა იყოს ~ 900 გრადუსი და უნდა იყოს რაც შეიძლება ნაკლები ჟანგბადი, რომ არ დაჟანგდეს ლითონის უკან.

აქედან ვასკვნით, რომ ჩვენ გვქონდა საჭიროზე ოდნავ მაღალი ტემპერატურა და შემცირებული რკინა იჟანგება, რაც ხსნის ჩვენს მიერ მიღებული ნიმუშების მტვრევადობას და ფორიანობას.

თუმცა მიგვაჩნია, რომ მივაღწიეთ დასახულ მიზნებს - განვახორციელეთ დნობა, რის შედეგადაც განხორციელდა მეტალურგიული პროცესი. ჩვენი ექსპერიმენტით ჩვენ უფრო ახლოს ვართ უძველესი მეტალურგიული წარმოების გაგებასთან.

მადლიერებები

ავტორი და მენეჯერები მადლობას უხდიან რუსეთის ფედერალური ბირთვული ცენტრის აფეთქების ფიზიკის ინსტიტუტის თანამშრომლებს ალექსეი ევგენიევიჩ კოვალევს პირომეტრის გამოყენებით ტემპერატურის გაზომვისთვის და მიხაილ იგორევიჩ ტკაჩენკოს მადნისა და ლითონის რენტგენული დიფრაქციული ანალიზისთვის.

ბიბლიოგრაფია

1. მიხაილოვი ლ. (ხელმძღვანელები ა.მ. პოდურეც, ვ.ფ. კუზნეცოვა). ბატაშევების უნჟენსკის ქარხნები. მოხსენება ხარიტონოვის სკოლის კითხვაზე, საროვი, 2010 წ.
2. ვოსკობოინიკოვი V.G., Kudrin V.A., Yakushev A.M. ზოგადი მეტალურგია. მოსკოვი, 2002 წ.
3. http://erzya.ru/culture/57-krichniki.html
4. ვერნ ჯ. საიდუმლო კუნძული. მინსკი, 1984 წ.
5. http://leprosorium.ru/comments/948169.

განაცხადი

ტექნოლოგიის შედარება დღეს, მე-17 - მე-18 საუკუნეებში (გუშინ) და ჩვენი

მადნის მოპოვება:

მადნის დაფქვა:

ნახშირის მიღება:

რკინის წარმოების ტექნოლოგია ძველ დროში

მადნიდან რკინის მისაღებად ჯერ კრიცა უნდა მიიღოთ. ამისათვის პირველად გამოიყენეს დაჟანგული რკინის საბადო, რომელიც ყველაზე ხშირად გვხვდება ზედაპირთან ახლოს. მისი თვისებების აღმოჩენის შემდეგ, ასეთი საბადოები სწრაფად ამოიწურა მათი ინტენსიური განვითარების შედეგად.

ჭაობის მადნები ბევრად უფრო გავრცელებულია. ისინი წარმოიქმნება სუბატლანტიკურ პერიოდში, როდესაც ჭაობის პროცესში რკინის მადანი წყალსაცავების ფსკერზე დასახლდა. მთელი შუა საუკუნეების განმავლობაში, შავი მეტალურგია იყენებდა ჭაობის მადნებს. მათთან ერთად გადასახადსაც კი იხდიდნენ. მადნიდან რკინის შედარებით დიდი რაოდენობით წარმოება შესაძლებელი გახდა ყველის ღუმელის გამოგონების შემდეგ. ეს სახელი გაჩნდა აფეთქების ღუმელებში გაცხელებული ჰაერის აფეთქების გამოგონების შემდეგ. ძველად მეტალურგები სამჭედლოში ნედლი (ცივი) ჰაერით იკვებებოდნენ. 900 o ტემპერატურაზე ნახშირორჟანგის დახმარებით, რომელიც გამოაქვს რკინის ოქსიდიდან ჟანგბადს, მადნიდან იკლებს რკინა და მიიღება ცომი ან წიდაში გაჟღენთილი უფორმო, ფოროვანი ნაჭერი - კრიცა. ამ პროცესის განსახორციელებლად საჭირო იყო ნახშირი, როგორც ნახშირორჟანგის წყარო. შემდეგ კრიცას ჭედავდნენ, რათა მისგან წიდა ამოეღოთ. ყველის დამზადების მეთოდი, რომელსაც ხანდახან რკინის დნობას უწოდებენ, არაეკონომიურია, მაგრამ დიდი ხნის განმავლობაში იგი რჩებოდა შავი ლითონის მოპოვების ერთადერთ და უცვლელ მეთოდად.

თავიდან რკინას დნობდნენ ჩვეულებრივ ორმოებში, ზემოდან დახურულ, მოგვიანებით თიხის ღუმელების აგება დაიწყეს. სამჭედლოს სამუშაო სივრცეში ფენებად იტვირთებოდა დაქუცმაცებული მადანი და ქვანახშირი, ამ ყველაფერს ცეცხლს უკიდებდნენ და სპეციალური (ტყავის) ბუხრით საქშენების ნახვრეტებში ჰაერს ატარებდნენ. კლდე 1300-1400 o ტემპერატურაზე წყდება წიდაში, რომლის დროსაც მიიღება ფოლადი - რკინა, რომელიც შეიცავს 0,3-დან 1,2%-მდე. ნახშირბადის. როგორც გაცივდება, ძალიან რთული ხდება. თუჯის მოსაპოვებლად - წვადი რკინა ნახშირბადის შემცველობით 1,5-5% - გჭირდებათ უფრო რთული სამჭედლო დიზაინი დიდი სამუშაო სივრცით. ამ შემთხვევაში რკინის დნობის წერტილი უფრო დაბალი იყო და ის ნაწილობრივ ღუმელიდან გამოდიოდა წიდასთან ერთად. როდესაც გაცივდა, მყიფე გახდა და თავიდან გადააგდეს, მაგრამ შემდეგ ისწავლეს მისი გამოყენება. თუჯისგან ელასტიური რკინის დასამზადებლად საჭიროა მისგან ნახშირბადის ამოღება.

რკინის შენადნობების შექმნის ტექნოლოგია

მადნიდან რკინის მოსაპოვებლად პირველი მოწყობილობა იყო ერთჯერადი ყველის ღუმელი. დიდი რაოდენობით ნაკლოვანებებით, დიდი ხნის განმავლობაში ეს იყო ერთადერთი გზა მადნიდან ლითონის მისაღებად.

უძველესი ხალხი დიდხანს ცხოვრობდა მდიდრულად და ბედნიერად - ქვის ცულებს ამზადებდნენ იასპისაგან, მალაქიტს კი წვავდნენ სპილენძის მოსაპოვებლად, მაგრამ ყველა სიკეთე მთავრდება. ხმელთაშუა ზღვის უძველესი ცივილიზაციის დაშლის ერთ-ერთი მიზეზი მინერალური რესურსების ამოწურვა იყო. ოქრო ამოიწურა არა ხაზინაში, არამედ სიღრმეში; კალა ამოიწურა „ტინის კუნძულებზეც“. მიუხედავად იმისა, რომ სპილენძი კვლავ მოიპოვება სინას და კვიპროსში, საბადოები, რომლებიც ახლა მუშავდება, რომაელებისთვის არ იყო ხელმისაწვდომი. სხვათა შორის, ამოიწურა ყველის გადამუშავებისთვის შესაფერისი მადანიც. ჯერ კიდევ ბევრი ტყვია იყო.

თუმცა, ბარბაროსულმა ტომებმა, რომლებმაც დაასახლეს ევროპა, უპატრონო გახდნენ, დიდი ხნის განმავლობაში არ იცოდნენ, რომ მისი მინერალური რესურსები წინამორბედებმა გამოიფიტა. ლითონის წარმოების უზარმაზარი ვარდნის გათვალისწინებით, რესურსები, რომლებსაც რომაელები უარყვეს, საკმარისი იყო დიდი ხნის განმავლობაში. მოგვიანებით მეტალურგიამ დაიწყო აღორძინება, ძირითადად, გერმანიასა და ჩეხეთში - ანუ იქ, სადაც რომაელები არ აღწევდნენ მწვერვალებითა და ბორბლებით.

შავი მეტალურგიის განვითარების უმაღლეს საფეხურს წარმოადგენდა ევროპაში მუდმივი მაღალი ღუმელები, რომლებსაც სტიკოს ღუმელები ეძახდნენ. ეს მართლაც მაღალი ღუმელი იყო - ოთხმეტრიანი მილით წევის გასაძლიერებლად. შტუკის აპარატის ბუხარს უკვე რამდენიმე ადამიანი ატრიალებდა, ზოგჯერ კი წყლის ძრავი. სტუკოფენს ჰქონდა კარები, რომლებითაც კრიცას იღებდნენ დღეში ერთხელ.

სტუკოფენები ინდოეთში ჩვენს წელთაღრიცხვამდე პირველი ათასწლეულის დასაწყისში გამოიგონეს. ჩვენი ეპოქის დასაწყისში ისინი ჩინეთში მოვიდნენ და მე-7 საუკუნეში, „არაბულ“ ციფრებთან ერთად, არაბებმა ეს ტექნოლოგია ინდოეთიდან ისესხეს. მე -13 საუკუნის ბოლოს Stuktofen-მა დაიწყო გამოჩენა გერმანიასა და ჩეხეთში (და მანამდეც ისინი სამხრეთ ესპანეთში იყვნენ) და მომდევნო საუკუნის განმავლობაში ისინი გავრცელდა მთელ ევროპაში.

სტუკოფენის პროდუქტიულობა შეუდარებლად უფრო მაღალი იყო, ვიდრე ყველის საფეთქლის ღუმელის - ის აწარმოებდა 250 კგ-მდე რკინას დღეში და მასში დნობის ტემპერატურა საკმარისი იყო რკინის ნაწილის თუჯის მდგომარეობამდე კარბურირებისთვის. თუმცა, როდესაც ღუმელი შეჩერდა, ტუჩის თუჯის ძირში გაიყინა, წიდაში შერეული და ამ დროს მათ მხოლოდ წიდისგან ლითონის გაწმენდა შეეძლოთ გაყალბებით, მაგრამ თუჯმა ამას არ გამოუყენებია. ის უნდა გადაეგდო.

თუმცა, ზოგჯერ ისინი ცდილობდნენ თაბაშირის თუჯის გამოყენებას. მაგალითად, ძველი ინდუსები კუბოებს ჭუჭყიანი თუჯისგან აგდებდნენ, ხოლო თურქები მე-19 საუკუნის დასაწყისში თოფებს. ძნელია ვიმსჯელოთ, თუ როგორია კუბოები, მაგრამ მისგან გამოსული ქვემეხები უბრალოდ ასე იყო.

მე-16 საუკუნის ბოლოს ევროპაში შავი წიდისგან ჩამოსხმული ქვემეხის ბურთულები. გზები გაკეთდა ჩამოსხმული ქვაფენილისგან. ნიჟნი თაგილში ჯერ კიდევ შემორჩენილია ჩამოსხმული წიდის ბლოკებისგან დამზადებული საძირკველი შენობები.

მეტალურგებმა დიდი ხანია შეამჩნიეს კავშირი დნობის ტემპერატურასა და პროდუქტის მოსავლიანობას შორის - რაც უფრო მაღალი იყო, მით უფრო დიდი რაოდენობით შეიძლებოდა მადნის შემცველი რკინის აღდგენა. ამიტომ, ადრე თუ გვიან მათ გაუჩნდათ იდეა, დაეჩქარებინათ სტუკოფენი ჰაერის წინასწარ გახურებით და მილის სიმაღლის გაზრდით. მე-15 საუკუნის შუა ხანებში ევროპაში გამოჩნდა ახალი ტიპის ღუმელი - ბლაუფენი, რომელმაც ფოლადის მწარმოებლებს მაშინვე უსიამოვნო სიურპრიზი მოუტანა.

დნობის უფრო მაღალი ტემპერატურა მართლაც მნიშვნელოვნად ზრდიდა მადნიდან რკინის მოსავლიანობას, მაგრამ ასევე გაზრდიდა რკინის პროპორციას, რომელიც კარბურირებული იყო თუჯის მდგომარეობამდე. ახლა, არა 10%, როგორც სტიკოს მანქანაში, მაგრამ გამომავალი 30% იყო თუჯის - "ღორის რკინა", არ არის შესაფერისი რაიმე დანიშნულებისთვის. შედეგად, მოგება ხშირად არ ანაზღაურებდა მოდერნიზაციას.

Blauofen თუჯის, ისევე როგორც stucco თუჯის, გამაგრებული ბოლოში ღუმელი, შერევა წიდა. რამდენადმე უკეთესი გამოვიდა, რადგან მეტი იყო, შესაბამისად, წიდის შედარებითი შემცველობა ნაკლები იყო, მაგრამ ის კვლავ უვარგისი რჩებოდა ჩამოსხმისთვის. ბლაუფენისგან მიღებული თუჯი საკმაოდ მტკიცე აღმოჩნდა, მაგრამ მაინც ძალიან ჰეტეროგენული დარჩა - მისგან მხოლოდ მარტივი და უხეში საგნები გამოდიოდა - ჩიპები, კოჭები. უკვე საკმაოდ ბევრი ქვემეხი გამოდიოდა.

გარდა ამისა, თუ ყველის საფეთქელ ღუმელებში მხოლოდ რკინის მიღება შეიძლებოდა, რომელსაც შემდეგ ახშირებდნენ, მაშინ სტუკოფენსა და ბლაუოფენში კრიცას გარე ფენები ფოლადისგან იყო დამზადებული. ბლაუფენის კრიტებში უფრო მეტი ფოლადი იყო, ვიდრე რკინა. ერთის მხრივ, ეს კარგი ჩანდა, მაგრამ ფოლადისა და რკინის გამოყოფა ძალიან რთული აღმოჩნდა. ნახშირბადის შემცველობის კონტროლი რთულდებოდა. მხოლოდ ხანგრძლივ გაყალბებას შეეძლო მისი განაწილების ერთგვაროვნების მიღწევა.

ერთ დროს, ამ სირთულეების წინაშე მყოფი ინდიელები წინ არ წასულან, მაგრამ დაიწყეს ტექნოლოგიის დახვეწა და მივიდნენ დამასკის ფოლადის წარმოებამდე. მაგრამ იმ დროს ინდიელებს არა რაოდენობა, არამედ პროდუქტის ხარისხი აინტერესებდათ. ევროპელებმა, რომლებიც ატარებდნენ თუჯის ექსპერიმენტებს, მალევე აღმოაჩინეს კონვერტაციის პროცესი, რომელმაც რკინის მეტალურგია ხარისხობრივად ახალ დონეზე აიყვანა.

მეტალურგიის განვითარების შემდეგი ეტაპი იყო აფეთქების ღუმელების გამოჩენა. ზომების გაზრდის, ჰაერის წინასწარ გახურებისა და მექანიკური აფეთქების გამო, ასეთ ღუმელში მადნიდან მთელი რკინა გარდაიქმნებოდა თუჯად, რომელიც დნებოდა და პერიოდულად ათავისუფლებდა გარეთ. წარმოება უწყვეტი გახდა - ღუმელი მუშაობდა მთელი საათის განმავლობაში და არ გაცივდა. იგი დღეში ერთნახევარ ტონამდე თუჯს აწარმოებდა. თუჯის გამოხდა რკინაში სამჭედლოებში ბევრად უფრო ადვილი იყო, ვიდრე კრიციდან გამოყვანა, თუმცა ჭედვა მაინც საჭირო იყო - მაგრამ ახლა რკინით წიდას სცემდნენ და არა წიდას.

აფეთქების ღუმელები პირველად გამოიყენეს მე-15-16 საუკუნეების მიჯნაზე ევროპაში. ახლო აღმოსავლეთსა და ინდოეთში ეს ტექნოლოგია მხოლოდ მე-19 საუკუნეში გამოჩნდა (დიდი ზომით, ალბათ იმიტომ, რომ წყლის ძრავა არ გამოიყენებოდა ახლო აღმოსავლეთში დამახასიათებელი წყლის დეფიციტის გამო). ევროპაში აფეთქების ღუმელების არსებობამ მას საშუალება მისცა მე-16 საუკუნეში გასწრებოდა თურქეთს, თუ არა ლითონის ხარისხით, მაშინ ლილვში. ამან უდავო გავლენა მოახდინა ბრძოლის შედეგზე, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც აღმოჩნდა, რომ ქვემეხების ჩამოსხმა თუჯისგან შეიძლებოდა.

მე-17 საუკუნის დასაწყისიდან შვედეთი გახდა ევროპული სამჭედლო, რომელიც აწარმოებდა ევროპაში რკინის ნახევარს. მე-18 საუკუნის შუა ხანებში მისი როლი ამ კუთხით სწრაფად შემცირდა კიდევ ერთი გამოგონების - მეტალურგიაში ნახშირის გამოყენების გამო.

უპირველეს ყოვლისა, უნდა ითქვას, რომ მე-18 საუკუნის ჩათვლით ქვანახშირი პრაქტიკულად არ გამოიყენებოდა მეტალურგიაში - პროდუქტის ხარისხისთვის მავნე მინარევების მაღალი შემცველობის გამო, პირველ რიგში გოგირდის. მე -17 საუკუნიდან ინგლისში ქვანახშირის გამოყენება დაიწყო ღუმელებში თუჯის დასამუშავებლად, მაგრამ ამან შესაძლებელი გახადა ნახშირზე მხოლოდ მცირე დაზოგვის მიღწევა - საწვავის უმეტესი ნაწილი დაიხარჯა დნობაზე, სადაც შეუძლებელი იყო კონტაქტის გამორიცხვა. ნახშირი მადნით.

იმდროინდელ მეტალურგიულ პროფესიებს შორის, ალბათ, ყველაზე რთული პროფესია იყო გუბეის პროფესია. პუდინგი რკინის მოპოვების მთავარი მეთოდი იყო თითქმის მთელი XIX საუკუნის განმავლობაში. ეს იყო ძალიან რთული და შრომატევადი პროცესი. მის დაქვემდებარებაში მუშაობა ასე წარიმართა: ღორის რკინა დატვირთეს ცეცხლოვანი ღუმელის ფსკერზე; ისინი დნება. როდესაც ნახშირბადი და სხვა მინარევები იწვებოდა ლითონისგან, ლითონის დნობის ტემპერატურა გაიზარდა და საკმაოდ სუფთა რკინის კრისტალებმა დაიწყეს "გაყინვა" თხევადი დნობისგან. ღუმელის ძირში შეგროვებული წებოვანი ცომის მსგავსი მასის ერთიანად. გუბეების მუშებმა დაიწყეს ცომის გახვევის ოპერაცია რკინის ჯართის გამოყენებით. ლითონის მასას ლაყუჩთან შერევით, ისინი ცდილობდნენ აეგროვებინათ რკინის ერთიანად, ანუ კრიცა, ყელის გარშემო. ასეთი სიმსივნე იწონიდა 50 - 80 კგ-მდე ან მეტს. კრიცას ღუმელიდან გამოჰქონდათ და პირდაპირ ჩაქუჩის ქვეშ იკვებებოდნენ - გაყალბებისთვის წიდის ნაწილაკების მოსაშორებლად და ლითონის დატკეპნით.

მათ 1735 წელს ინგლისში კოქსით გოგირდის აღმოფხვრა ისწავლეს, რის შემდეგაც შესაძლებელი გახდა ნახშირის დიდი მარაგების გამოყენება რკინის დნობისთვის. მაგრამ ინგლისის ფარგლებს გარეთ ეს ტექნოლოგია მხოლოდ მე-19 საუკუნეში გავრცელდა.

საწვავის მოხმარება მეტალურგიაში უკვე უზარმაზარი იყო მაშინაც კი - აფეთქებული ღუმელი საათში ჭამდა ქვანახშირს. ნახშირი სტრატეგიულ რესურსად იქცა. სწორედ შვედეთში და მის ფინეთში შეშის სიმრავლემ საშუალება მისცა შვედებს ასეთი მასშტაბის წარმოება განევითარებინათ. ინგლისელები, რომლებსაც ნაკლები ტყეები ჰქონდათ (და ისიც კი იყო დაცული ფლოტის საჭიროებისთვის), იძულებულნი იყვნენ შვედეთში ეყიდათ რკინა, სანამ ნახშირის გამოყენებას არ ისწავლიდნენ.

რკინის დნობის ელექტრო და ინდუქციური მეთოდები

ფოლადის კომპოზიციების მრავალფეროვნება მათ დნობას ძალიან ართულებს. ყოველივე ამის შემდეგ, ღია კერის ღუმელში და კონვერტორში ატმოსფერო იჟანგება და ისეთი ელემენტები, როგორიცაა ქრომი, ადვილად იჟანგება და იქცევა წიდად, ე.ი. დაკარგული არიან. ეს ნიშნავს, რომ 18%-იანი ქრომის შემცველობით ფოლადის მისაღებად ღუმელში გაცილებით მეტი ქრომი უნდა შევიდეს, ვიდრე 180 კგ ფოლადის ტონაზე. და ქრომი ძვირადღირებული ლითონია. როგორ მოვძებნოთ გამოსავალი ამ სიტუაციიდან?

გამოსავალი მე-20 საუკუნის დასაწყისში იპოვეს. შემოთავაზებული იყო ელექტრული რკალის სითბოს გამოყენება ლითონის დნობისთვის. ლითონის ჯართი ჩატვირთეს წრიულ ღუმელში, ასხამდნენ თუჯს და ძირს ასხამდნენ ნახშირბადის ან გრაფიტის ელექტროდებს. მათსა და ღუმელში არსებულ ლითონს შორის წარმოიქმნა ელექტრული რკალი, რომლის ტემპერატურა დაახლოებით 4000°C იყო („აბანო“). ლითონი ადვილად და სწრაფად დნება. და ასეთ დახურულ ელექტრო ღუმელში შეგიძლიათ შექმნათ ნებისმიერი ატმოსფერო - ჟანგვის, შემცირების ან სრულიად ნეიტრალური. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ღირებული ელემენტების თავიდან აცილება შესაძლებელია. ასე შეიქმნა მაღალი ხარისხის ფოლადების მეტალურგია.

მოგვიანებით შემოგვთავაზეს ელექტრული დნობის სხვა მეთოდი - ინდუქცია. ფიზიკიდან ცნობილია, რომ თუ ლითონის გამტარი მოთავსებულია ხვეულში, რომლითაც გადის მაღალი სიხშირის დენი, მასში წარმოიქმნება დენი და გამტარი თბება. ეს სითბო საკმარისია იმისთვის, რომ ლითონი დნება გარკვეული დროის განმავლობაში. ინდუქციური ღუმელი შედგება ჭურჭლისგან, რომელსაც სპირალი აქვს ჩადგმული მის უგულებელყოფაში. სპირალში გადის მაღალი სიხშირის დენი და ჭურჭელში ლითონი დნება. ასეთ ღუმელში ასევე შეგიძლიათ შექმნათ ნებისმიერი ატმოსფერო.

ელექტრო რკალის ღუმელებში, დნობის პროცესი ჩვეულებრივ ხდება რამდენიმე ეტაპად. პირველ რიგში, არასაჭირო მინარევები იწვება ლითონისგან, იჟანგება მათ (ჟანგვის პერიოდი). შემდეგ ამ ელემენტების ოქსიდების შემცველი წიდა ამოღებულია (ჩამოტვირთვა) ღუმელიდან და იტვირთება ფეროშენადნობები - რკინის შენადნობები ელემენტებით, რომლებიც საჭიროებს ლითონში შეყვანას. ღუმელი დახურულია და დნობა გრძელდება ჰაერის დაშვების გარეშე (აღდგენის პერიოდი). შედეგად, ფოლადი გაჯერებულია საჭირო ელემენტებით მოცემული რაოდენობით. მზა ლითონს ათავსებენ ლანგარში და ასხამენ.

ქიმიური რეაქციები რკინის წარმოებაში

თანამედროვე მრეწველობაში რკინას იღებენ რკინის საბადოდან, ძირითადად ჰემატიტისგან (Fe 2 O 3) და მაგნეტიტისგან (Fe 3 O 4).

მადნებიდან რკინის ამოღების სხვადასხვა გზა არსებობს. ყველაზე გავრცელებული არის დომენის პროცესი.

წარმოების პირველი ეტაპი არის რკინის შემცირება ნახშირბადით აფეთქების ღუმელში 2000 °C ტემპერატურაზე. აფეთქების ღუმელში ნახშირბადი კოქსის სახით, რკინის მადანი აგლომერატის ან გრანულების სახით და ნაკადი (როგორიცაა კირქვა) იკვებება ზემოდან და ხვდება ქვემოდან იძულებითი ცხელი ჰაერის ნაკადით.

ღუმელში, კოქსის ნახშირბადი იჟანგება ნახშირბადის მონოქსიდში (ნახშირბადის მონოქსიდი) ატმოსფერული ჟანგბადით:

2C + O 2 → 2CO.

თავის მხრივ, ნახშირბადის მონოქსიდი ამცირებს რკინას მადნიდან:

3CO + Fe 2 O 3 → 2Fe + 3CO 2.

ნაკადს ემატება მადნიდან არასასურველი მინარევების ამოსაღებად, უპირველეს ყოვლისა, სილიკატები, როგორიცაა კვარცი (სილიციუმის დიოქსიდი). ტიპიური ნაკადი შეიცავს კირქვას (კალციუმის კარბონატი) და დოლომიტს (მაგნიუმის კარბონატი). სხვა ნაკადები გამოიყენება სხვა მინარევებისაგან.

ნაკადის ეფექტი: კალციუმის კარბონატი სითბოს გავლენის ქვეშ იშლება კალციუმის ოქსიდში (სწრაფი კირი):

CaCO 3 → CaO + CO 2 .

კალციუმის ოქსიდი ერწყმის სილიციუმის დიოქსიდს და წარმოქმნის წიდას:

CaO + SiO 2 → CaSiO 3.

წიდა, სილიციუმის დიოქსიდისგან განსხვავებით, დნება ღუმელში. რკინაზე მსუბუქი წიდა ზედაპირზე ცურავს და შეიძლება ლითონისგან განცალკევებით დაიწიოს. შემდეგ წიდა გამოიყენება მშენებლობასა და სოფლის მეურნეობაში. აფეთქების ღუმელში წარმოებული გამდნარი რკინა შეიცავს საკმაოდ დიდ ნახშირბადს (თუჯს). გარდა იმ შემთხვევისა, როდესაც თუჯი გამოიყენება უშუალოდ, ის საჭიროებს შემდგომ დამუშავებას.

ჭარბი ნახშირბადი და სხვა მინარევები (გოგირდი, ფოსფორი) გამოიყოფა თუჯისგან დაჟანგვით ღია კერის ღუმელებში ან კონვერტორებში. ელექტრო ღუმელები ასევე გამოიყენება შენადნობი ფოლადების დნობისთვის.

აფეთქების პროცესის გარდა, ხშირია რკინის პირდაპირი წარმოების პროცესი. ამ შემთხვევაში წინასწარ დაქუცმაცებულ მადანს ურევენ სპეციალურ თიხს, ქმნიან მარცვლებს. მარცვლები იწვება და მუშავდება ლილვის ღუმელში ცხელი მეთანის გარდაქმნის პროდუქტებით, რომლებიც შეიცავს წყალბადს. წყალბადი ადვილად ამცირებს რკინას მინარევებით რკინის დაბინძურების გარეშე, როგორიცაა გოგირდი და ფოსფორი - ნახშირის საერთო მინარევები. რკინა მიიღება მყარი სახით და შემდგომში დნება ელექტრო ღუმელებში.

ქიმიურად სუფთა რკინა მიიღება მისი მარილების ხსნარების ელექტროლიზით.

ნაწილი 1. რატომ არის ეს ყველაფერი საჭირო?

თუ ვსაუბრობთ ისტორიული არტეფაქტის ასლის შექმნაზე (მაგალითად, მე -10 საუკუნის დანა ან ცული), მაშინ ოსტატი აწყდება მინიმუმ 3 ამოცანას:

1. გაიმეორეთ გარეგნობა.სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, შექმენით მასობრივი განზომილებიანი მოდელი. ცულის ასლის მაგალითი ლიტვაში, Jakštaicai სამარხიდან. ნაჯახი დამზადებულია ორიგინალის ზომების დაცვით.

შუა საუკუნეების იარაღის გარეგნობა შეისწავლეს ისეთი ცნობილი ავტორების მიერ, როგორებიც არიან ედვარდ ოკეშოტი, იან პეტერსენი, ანატოლი კირპიჩნიკოვი.

2. ყალბი პროდუქტის სტრუქტურა.შუა საუკუნეების არტეფაქტების უმეტესობა დამზადებულია, თანამედროვე თვალსაზრისით, სულ მცირე ორი განსხვავებული კლასის ფოლადისგან. აქ საუბარია სამჭედლო შედუღების ტექნოლოგიაზე, დამასკოს ფოლადის წარმოების ტექნოლოგიაზე. შუა საუკუნეებში ნახშირბადოვანი ფოლადის მაღალი ღირებულების გამო, ტექნოლოგია ფართოდ გამოიყენებოდა, როდესაც პროდუქტის მხოლოდ სამუშაო ნაწილი (მაგალითად, დანა, ეს დანა) იყო ფოლადი, დანარჩენი კი რკინისგან ან დაბალი ხარისხის. ფოლადი.

ეს თემა უფრო დეტალურად განიხილება პრაქტიკაში მაგალითის გამოყენებით . შუა საუკუნეების ყალბი პროდუქტების სტრუქტურა შეიძლება შეფასდეს ისეთი წიგნებიდან, როგორიცაა "დამასკოს ფოლადი ბალტიის ზღვის აუზის ქვეყნებში" ანტეინ ა.კ. და „პოლოცკის მიწის მჭედლობის ხელობა. IX–XIII სს.“ გურინი, მ.ფ.

3. რეალურად მეტალი.მე-10 საუკუნის ფოლადი და 21-ე საუკუნის ფოლადი მასალის მოპოვების ორი ფუნდამენტურად განსხვავებული მეთოდია. და შედეგად, ამ მასალების თვისებები განსხვავდება. ალბათ ამ განსხვავებების გამო გავრცელდა ისეთი მიმართულება, როგორიცაა დამასკოს ფოლადი. ნაჯახი ნედლი რკინისგან.

შუა საუკუნეებში რკინის მოპოვების ძირითად მეთოდს წარმოადგენდა ჭაობის მადნის დნობა ყველის ღუმელებში. ყველის აფეთქების პროცესის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ საწვავის წვისთვის ჰაერი მიეწოდება გაუცხელებლად, ატმოსფერული პარამეტრებით.

შუა საუკუნეების ღუმელების დიზაინი აღწერილია ბორის კოლჩინის წიგნში "შავი მეტალურგია და ლითონის დამუშავება ძველ რუსეთში".

ნაწილი 2. ნედლეული და მომზადება დნობისთვის.

ჭაობის საბადო არის ყავისფერი რკინის მადანი, ან ლიმონიტი. მთავარი, საიდანაც შედგება არის Fe2O3. ასე გამოიყურება ბუნებაში.

ნახშირის გამოყენებით მადანი იშლება სუფთა ლითონად. დნობის წინ მადანი გამდიდრებულია გარეცხვით, რათა ზედმეტი ქვები ამოიღონ.

მე გავაკეთე მადნის პირველი დნობა გრაფიტის შამოტის ჭურჭელში გაზის ღუმელის კამერაში. 400 გრამი მადნიდან მიიღეს 160 გრამი რკინა. ინგოტი ფოროვანია, ფორები სუფთაა არალითონური ჩანართების გარეშე.

ამ ინგოტის სპექტრალური ანალიზი გაკეთდა შენადნობის ელემენტებისა და მინარევებისაგან.

ანალიზმა აჩვენა ნახშირბადის შემცველობა 0,14%. ნახშირბადი რკინაში, სავარაუდოდ, ნახშირიდან მოხვდა ზედაპირული ცემენტაციის პროცესის შედეგად. ალბათ, რკინის ინგოტის ხანგრძლივმა ზემოქმედებამ მაღალ ტემპერატურაზე უზრუნველყო ნახშირბადის კარგი დიფუზია და შედეგად, მისი ერთგვაროვანი განაწილება ნიმუშის მთელ მოცულობაზე. ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ დაბალნახშირბადოვანი ფოლადის მიღებაზე. ფოსფორისა და გოგირდის მაღალი შემცველობა (1,49% და 0,075%, შესაბამისად) მნიშვნელოვნად ამცირებს ლითონის ხარისხს როგორც ჭედური დამუშავების, ასევე სამომავლო პროდუქციის ექსპლუატაციის თვალსაზრისით. მუხტის შემადგენლობაში გოგირდისა და ფოსფორის შემცველობის შესამცირებლად (სამეფო არის დნობის ღუმელში ჩატვირთული მასალების ნარევი გარკვეული შემადგენლობის ლითონის მისაღებად), უნდა დაემატოს კალციუმის ოქსიდი CaO (სწრაფი კირი). მაგალითად, დაამატეთ ცარცი CaCO3. მაღალ ტემპერატურაზე (1000-1100 °C) ცარცი სამჭედლოს შიგნით გახდება კირი.

ნაწილი 3. მადნის დნობა ავთენტური ყველის ღუმელებში.

2017 წლის 22-23 ივლისს, დუდუტკის მუზეუმის კომპლექსში, ყველის ღუმელებში მადნის დნობა გაიმართა ბელორუსული იარაღის დიდების ფესტივალზე "ჩვენი გრუნვალდი-2017". ამ ექსპერიმენტის მიზანია პრაქტიკული პასუხების მიღება შემდეგ კითხვებზე:

1. ყველის ღუმელების მასალები და დიზაინი.

2. საწვავის წვისთვის ჰაერის მიწოდების მეთოდი. აფეთქების რეჟიმები.

3. მუხტის შემადგენლობა.

4. წიდის წარმოქმნა და მისი გავლენა დნობის პროცესზე.

5. სუფთა ლითონის მიღება.

6. უკეთესი ხარისხის ლითონის მიღება, ვიდრე ჭურჭელში პირველი დნობის დროს.

მომავალს რომ ვუყურებ, შემიძლია ვთქვა, რომ ყველა დაკისრებული ამოცანა მოგვარდა. 2 ყველის ღუმელი დამზადდა სხვადასხვა მასალისგან, განსხვავებული დიზაინისა და ზომისგან. ორი სამჭედლოდან ერთი ადგილობრივი ნედლეულისგან იყო დამზადებული, ჰაერი ორკამერიანი ბუხრით მიეწოდებოდა.

სამჭედლოების აგება, გაშრობა, გაცხელება და შემდეგ დნობა ძალიან შრომატევადი საქმეა. მთელი პროცესი 2 დღე გაგრძელდა, სამუშაოები დილიდან გვიან ღამემდე მიმდინარეობდა, იმის გათვალისწინებით, რომ დამხმარეების მთელი გუნდი დამეხმარა. ექსპერიმენტი წარმატებული იყო - შედეგად მიღებული ლითონი მავნე მინარევების თვალსაზრისით დაახლოებით 7-ჯერ უფრო სუფთაა ჭურჭლის დნობასთან შედარებით. თუმცა, ლითონი ბევრი არ იყო დარჩენილი. ძირითადი მოცულობა არის პატარა ლითონის ბურთები წიდის ნაჭრებად.

ალბათ, თუ სამჭედლოში შექმნით უფრო მაღალ ტემპერატურას და გაზრდით დნობის დროს, მაშინ ეს ბურთულები შედუღდება და წარმოიქმნება გაყალბებისთვის შესაფერის კრიცას. სპექტრულმა ანალიზმა არ დაადგინა ნახშირბადის შემცველობა, სავარაუდოდ მისი არათანაბარი განაწილების გამო. ეს, ალბათ, ირიბად მიუთითებს დნობის დროის გაზრდის აუცილებლობაზე. ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ ძირითადი პარამეტრები ზოგადად სწორად იყო არჩეული, რაც ნიშნავს, რომ მათი ოპტიმიზაცია გამოიწვევს შედეგის გაუმჯობესებას. ამის შესახებ მოგვიანებით დავწერ, როგორც კი განვითარდება მოვლენები.