Hogyan juthat fémek ércből - föld geológia

Nos, mielőtt az emberek megtanulták, hogy kivonat a vas réz és az arany. Csak 450 évvel ezelőtt, a spanyolok partra Közép- és Dél-Amerikában, ott talált egy gazdag város nagy középületek, paloták és templomok. Azonban úgy tűnt, hogy az indiánok nem ismerték a vas. Szerszámok és fegyverek ők csak réz és a kő.

A történelemből tudjuk, hogy az emberek Egyiptom, Mezopotámia és Kínában 3-4 ezer. Ie. e. termelő óriás építési munkák kihasználhatja a hatalmas folyók és a víz közvetlen a földekre. Mindezen tevékenységek igényel sok eszközt - csákányt, kapa, ekék, valamint védelmet nyújt a nomád razziák a sok fegyver - kardok és nyilak. Ugyanakkor, a réz és az ón bányásztak nem annyira. Ezért a termelés fejlődése szükségessé új fém, sokkal gyakoribb a természetben. A keresés ez a fém nem volt könnyű: vasérc kicsit hasonlít a fém és az ősi időkben, ember, persze, nem volt nehéz kitalálni, hogy pontosan mit tartalmaz a kívánt fém rá. Sőt, a vas maga nagyon óvatosan, hogy a szerszámok és fegyverek rossz dolog.

Beletelt egy hosszú ideig, mielőtt az emberek megtanulták, hogy kivonat vasat az ércből és rávenni, hogy öntöttvas és acél.

Lehetséges, hogy az első nyílás a vas mint anyag a gyártás különböző kapcsolódó tételek megállapításait vas meteoritok amelyek natív vas adalékolt nikkel. Talán figyeljük meteorvas üszöggombákkal emberek sejtette, hogy a vas szereplő sárga földes ohrah találkozott gyakran a földre, majd kinyitotta a módját olvasztása vas.

A történelmi feljegyzések szerint, mintegy ezer évvel ie. e. Asszíriában, India, Urartut és néhány más országban már tudja, hogyan kell bontania és a folyamat a vas. Belőle készült eszközök és a különböző fegyverek. Egy VII. BC. e. mezőgazdasági népesség él mentén a Dnyeper és a Fekete-tenger sztyeppéken is ügyesen termel vasat. Belőle szkíták gyártott kések, kardok, nyílhegyek és lándzsák és egyéb elemek a katonai és háztartási cikkeket.

Kitermelése és feldolgozása vas art már széles körben elterjedtek a régi.

Kovácsok, népszerű nevén „kidobó” abban az időben, nem csak kezelni, de általában nem, és kivontuk vas ércből. Ők nagyon tiszteletben tartják. A népmesék Smith nyerte Snake Gorynycha, megszemélyesített a gonosz erőivel, és végrehajtja sok más hősi tetteit.

Vas - egy puha fémből, alkalmas arra is, hogy haladjanak, de a tiszta formájában alkalmatlan gyártásához instrumenta.Tolko ötvözetek vas más anyagokkal jelentette neki a szükséges tulajdonságok, beleértve a keménységet. A legfontosabb a nemzeti gazdaság két ötvözet vas és szén - vas. amelyek több, mint 2% (6%) szén, és az acél. amely 0,03-2% szén.

A régi időkben az emberek fogalmam sem volt a vas, de megtanulta, hogy acél vasból. Vas azok smelted primitív kemencék, keverés vasérc faszénnel. A magas hőmérséklet szükséges megolvasztására vasérc al, ezek alkalmazásával állítjuk elő közönséges fújtató. Ezek mozgásba kezét, majd később - a víz erejét, amivel vízimalmok. Az olvasztást követően vasérc kapunk rászáradt részecsketömeg vasat, mely aztán kovácsolt üllő.

Ahhoz, hogy a vas acél, vékony csíkokra haladjanak vas obkladyvayut faszén és égetett együtt szén néhány napig. Persze, egy ilyen módon a kis acél és drága volt. Titkok acél szigorúan. Különösen híres volt damaszkuszi acél - damaszt - előállítás módjától alakult, látszólag ősi indiai mesterek, majd elsajátította arab mesterek.

Azonban ezek a módszerek kezelésére vasérc és acélgyártás adta kis fém. Minden növeli annak szükségességét, hogy kényszerítette az embereket, hogy új módszereket keresnek, így nagyobb mennyiségű fém. Végén XIV - XV század elején kandalló kemence acél olvasztására vas konstrukció van egy magassága 2-3 m, hogy több fém. Masters hogy termelt olvadó ezekben kemencék, észrevette, hogy néhány olvad el sikerrel. Ahelyett, hogy a vas, kialakítva egy kemencében hasonló a vas tömeg, amelyet, a hűtés, így törékeny, nem támadható kovácsolás szer. De, ellentétben a vas és acél, ez a tömeg egy figyelemre méltó tulajdonság: nyerték kemencében olvasztott állapotban a folyadék formájában, akkor lemerült nyílásokon keresztül a sütő, és hogy ő öntése különböző alakzatokat. Ez volt a vas.

Természetesen a régi kohászok nem tudták megmagyarázni, hogy miért bizonyos esetekben egy kemencében gyakorolt ​​zsugorított lágyvas, és mások - olvadt vas. Kémia, mint tudomány akkori nem létezik, és sem a mesterek, gyárt vas, nem tudhatta, hogy a lényeg az volt, hogy arányát érc, szén és a levegő belép a kemence olvasztás során. Minél több levegőt táplálunk be a tűztérbe (pontosabban, oxigén), a nagyobb szén kiég és akkor kapcsolja be a szén-dioxid. amely elpárolog, és a vas marad kis szén így kapott acél. Ha a levegő kevésbé, sok szén feloldódik a vas: vas képződik.

Elég hamar, az emberek megtanulták használni vas öntvény, nemcsak, hanem a termelés lágyvas belőle. Erre a célra egy darab vas melegíteni kemencék és ezáltal égett azokból felesleges szén.

A találmány a gőzgép és a szövőszék a XVIII. és különösen az építési vasút a korai XIX. Ők igényelnek hatalmas mennyiségű fém. Ismét a vas- és acél szükséges radikális változásokat.

Által 1784 Anglia Bíróság által bevezetett vas feldolgozása az úgynevezett láng vagy reverberatory kemencék. Ezt a folyamatot nevezik puddling. A reverberatory kemence kezdte használni a szén fa helyett. A szénfelhasználásnak olvadás korábban gátolt kén, amely szén-dioxid. Ez behatol a vas érintkezik a szén. És kén-tartalmú vas törékennyé válik, miközben felmelegedik.

A reverberatory kemence tűztér küszöbérték elválasztjuk a fürdő, ahol a vas megolvad és a szén így közvetlenül nem érintkezik a vas. Öntöttvas forró láng és forró levegő áramlik át őket a pattogó a kemencéből, és a kemence tetején. Együtt a javítása Eljárás nyersvas fokozódtak keresés az új módszerek gyártási acél.

A titok a damaszkuszi acél főzés - damaszkuszi acél - nyitotta meg a híres magyar kohász Pavel Petrovich Anosov, aki dolgozott az első felében a XIX század Zlatoustskom Kohászati ​​Plant. Ez ötvözött vas kis tégelyeket grafit, amely szintén jelentése szén, és van egy figyelemre méltó Damaszkuszi acél. Az acél klisé volt erősebb, mint a legerősebb British Steel, amely abban az időben tartották a legjobb a világon.

1856-ban, az angol mérnök Bessemer javasolt levegőt fúj egy „fúvóka” - egy lyuk alján a retorta - keresztül az olvadt vas, úgy, hogy 10-20 perc alatt, a felesleges szenet alakítjuk szén-dioxid, és a vas - az acél.

Különösen a magas minőségű acélból most megolvasztjuk elektromos kemencék esetében, ahol a fémet az olvasztással előállított egy galván ív, amely eléri a hőmérséklet 3000 ° C. Előnyök elektrofúzió abban a tényben rejlik, hogy a fém nem szennyezett káros szennyeződések mindig jelen van a üzemanyaggázok elégetett hagyományos kemencében.

Az öntöttvas smelted kohók. A magassága modern nagyolvasztókba kiegészítő berendezésekkel 40 méter vagy annál több. Ahhoz, hogy az olvadáspont csökkentésére vasérc, fluxus adunk hozzá. olaven vagy - olyan anyag, amely ötvözi néhány alkotóelemét az érc képez olvasztható salak. Általában használt, mint a fluxus folypát, fluorit vagy mészkő és mások. A keveréket a érc és a fluxus az úgynevezett töltés. A töltés öntjük másik kemencébe keverve koksz, amely égő, felmelegíti és megolvasztja a teljes keverékre vonatkoztatva. Coke ég általában csak akkor, ha fújt levegővel előmelegített 600-850 ° C. A levegő felmelegszik a gáz távozik a nagyolvasztó, acél tornyok - kauiopax - lefektetett tégla.

Az alján a kemence izzó találkozó forró levegővel, elégetik. Ez a széndioxidot termel (C02). Azt, felemelkednek, átalakul más gáz - a szén-monoxid (CO), - ahol a magas kémiai aktivitása.

Szén-monoxid mohón oxigént fogyasztó a vas-oxidok. Így szabaddá fém vasat tartalmazó szenet, m. P. öntöttvas, amely azután áramlik az alsó része a nagyolvasztó. Időről időre a kibocsátás egy speciális nyílás a kemence, és ömlik a penész, ahol lehűl.