Металл - Страница 9 - Красницкий Евгений. Форум сайта

Металл

iguana1972

Дата: Понедельник, 21.05.2012, 15:27 | Сообщение # 321

Группа: Удаленные

Наткнулся на инфу о болотной руде.
Взято отсюда.
"1. Касательно некоторых характеристик, которые обычно показывают, что болота содержат болотную руду
Когда болота имеют подпитку воды, которая или фильтруется через грунт, или протекает ручьём, и окружено заросшими кочками подобным холмам, они содержат руду и можно рекомендовать следующий эксперимент, который, к сожалению, редко применяется, чтобы найти её.

2. Поиск руды и необходимые для этого инструменты
Используется железный прут или "рудный шомпол" <"ore-spit">, который откован из куска железа и имеет в длину ? ell <1 ell = ок. 60см> и 3-4 lines <1 line = ок. 2 мм> в диаметре; конец прута заострён и имеет восьмиугольное сечение. Верхний конец должен иметь петлю для руки.

Рудный шомпол используется для протыкания поверхности болота. Если прут проходит вниз легко, то там нет руды, но если встречает препятствие, то руда присутствует. Затем шомпол следует проткнуть ниже и повернуть, прежде чем вытащить его. Зёрна руды пристанут к пруту и увеличат его вес. Из того, как руда пристанет к пруту, можно судить насколько высоко её качество. Обычно над рудой присутствует торф и пустая порода, но их толщина редко превышает 5-6 см. Всё это следует отделить вилкой или остроконечным инструментом и лопатой. Руда по цвету отличается от грунта. Та, что крупна как песок или гравий, смешана с конкрециями величиной с куриное яйцо (круглыми или плоскими по форме), является хорошей. Та, что имеет острые края, плоха. Оба сорта имеют определённые места скопления.

Комментарий. По нашему опыту болотная руда образуется в торфяниках с умеренно покатой поверхностью, которые имеют постоянный приток грунтовых вод. Торфяники должны быть "промежуточными", заросшими травой. Подземные, лишённые воздуха воды содержат железо в виде растворимых ионов Fe++. Когда эти воды выходят на поверхность, они насыщаются кислородом, в результате чего образуется Fe+++, и происходит осаждение минералов, таких как гётит FeO(OH)<игольчатая железная руда- В.З.>. Этот процесс происходит при pH равной примерно 6.2.

3. Качество болотных руд - цвет, вид и т.д.
Найдя руду, разнообразными экспериментами определяют её качество. Судя по цвету, руды можно разделить на:

(1) та руда, что имеет равномерный чёрный цвет, слой её равномерен, и смешан с комьями, которые в изломе блестят как серебро. Она богата железом и имеет очень мало пустой породы, и её должно смешивать с флюсами.

(2) та, черна, шероховата, с коричневыми прожилками, резкими гранями с осколками, иглами и спиралями. Из неё получают хрупкое на холоде, т.е. хладоломкое железо <высокофосфористая руда (?) - В.З.>.

(3) красная и жёлтая руда. Плоские куски руды в толстых и тонких слоях. Смешана с круглыми и плоскими, но не остроогранёнными конкрециями. После выветривания этот материал оказывается хорошим и не нуждается в добавлении флюсов. Он часто содержит частицы серой пустой породы. Это песок, который должен быть отделён перед выветриванием или иначе он поглотит железо и сделает его хрупким иплохим.

(4) тёмно- и светло-коричневые смеси дают хорошее железо. Сами по себе светло-коричневые руды производят горячеломкое железо.

(5) серая и низкосортная пустая руда. Сама по себе она даёт жидкость <шлак? - В.З.<.

(6) голубая железная руда. Встречается редко, но сама она хороша, когда выше залегает тоже хорошая руда.

(7) ярь-медянка - бесполезна. Она имеет слишком высокое содержание меди и серого колчедана (пирита). Из неё получается как хладо-, так и горячеломкое железо. Обычно её находят саму по себе, но также часто она залегает немного ниже красных руд. Если это случается, эта руда встречается в слоях и жилах и должна быть отделена, иначе она разрушит железо.

(8) Болотная руда без какого-либо специфического цвета и имеющая острые грани; гранулы меди или пирита редки. На сломе эта руда показывает осколки. Такая руда бесполезна.

Имеются две другие характеристики:

(а) все хорошие руды имеют каменистую или глинистую основу - мягкая основа нехороша; (b) на вкус хорошая руда сладковата и липнет к зубам. Если руда не имеет вкуса, то она хороша, но не богата; если кисла - то она не пригодна. Также если она имеет блестящие гранулы или свинцовый цвет и не имеет резких граней, она пригодна вследствие хорошего качества. Медистые и пиритные компоненты должны быть отделены и выброшены. Если наилучшая руда найдена смешанной с песком, это очень вредно, и она должна быть передана для очистки посредством раскладывания на сухой плоскости после прокаливания. (Для этого используются деревянные доски 12 ells длиной и 6 ells шириной). После размалывания руда должна быть провеяна как зерно. Руда полетит дальше, а песок ближе к веятелю. Песок из торфяника не вреден. Болотная руда образуется в земле, нет сомнения, что это обусловлено водой. Постоянный приток <воды - В.З.> увеличивает её. Лучше всего подвергнуть болота воздействию солнца.

После того как руда промыта, испытай её, разбросав на жердях сухого дерева, сложенных решёткой. Размести куски руды по кругу так, чтобы центр оставался свободным для доступа воздуха. Накали до красного жара, а когда руда остынет она должна походить на остальную.

Если есть сомнения, помести её в кузнечный горн на горячую золу на дне немного ниже фурмы. Сделай прочное углубление и помести плиту под фурмой таким образом, чтобы она имела наклон вперёд. Сооруди вокруг стенку, расширяющуюся к верху, из маленьких плоских камней без глины. Затем кузнечный горн заполняется древесным углём и поджигается. Когда уголь разгорится, тогда огонь раздувают мехами. Примерно половина предварительно прокалённой руды рассыпается относительно равномерно вокруг стен на горящий древесный уголь, но не в середину, чтобы оставить место для остальной руды. Осторожно доведи руду до красного жара нагнетанием воздуха. Потом аккуратно утрамбуй уголь. Уголь и корка, которая образуется из руды, проталкиваются в центральное отверстие и руда медленно скрывается в угле. Затем снова рассыпается руда и процесс повторяется. Когда угли почти прогорят, корка с плоским бруском удаляются из изложницы, и дутьё продолжается до тех пор, пока не прогорит весь уголь. Железная крица располагается непосредственно вблизи фурмы, а шлак - вокруг со всех сторон как расплавленный свинец. Железо достают клещами и очищают молотком. Эта проба является определяющей."
----------------------
Эксперимент по производству крицы из луговой руды - лимонита : Смотреть и читать здесь.

Красницкий Евгений. Форум. Новые сообщения.

petrovih

Дата: Воскресенье, 27.05.2012, 19:46 | Сообщение # 322

Группа: Удаленные

Железные руды были распространены по всей территории древней Руси. По химическому составу это были главным образом бурые железняки (лимонит). Бурый железняк в зависимости от образования встречается трех основных видах: собственно бурый железняк, болотная или луговая (дерновая) руда и озерная руда, раннерусскими металлургами наиболее широко примеялась болотная — луговая руда.
Болотная или луговая руда встречается в виде кусков размеров до 80 мм бурого или темно желтого цвета. Химический состав окись железа (Fe2О3) 86—89 %,вода (Н2О) 10—14 %. Твердость 5-5,5. Плотность около 4 г/см2. Слои болотного железа в районе могут быть толщиной до 1 метра.
Болотное железо добывалось тремя основными способами.
Первый - летом с плотов вычерпывая придонный ил на болотных озерах и реках вытекающих из болот. Плот удерживался на одном месте шестом (один человек) и еще один человек черпаком доставал ил со дна. Достоинства данного способа – простота, и малые физические нагрузки на работников. Недостатки – большое количества бесполезного труда, так как мало того что с болотным железом черпается пустая порода, но еще и воду поднимать приходиться. Кроме того черпаком сложно выбирать грунт на большую глубину.
Второй способ. Зимой в местах где протоки промерзали до дна сначала вырубался лед, а затем так же вырубалось донное отложение содержащее болотное железо. Достоинства данного способа – возможность выбрать большой слой содержащий болотное железо. Недостатки – физически трудно долбить лед и мерзлую землю. Добыча возможна только на глубину промерзания.
Третий способ. На берегу у проток или болотных озер собирается сруб как для колодца только больших размеров, например 4 на 4 метра. Затем внутри сруба начинают выкапывать сначала накрывающий слой пустой породы, постепенно заглубляя сруб. Затем так же выбирается порода содержащая болотное железо. Накаты бревен добавляются по мере заглубления сруба. Постоянно поступающая вода периодически вычерпывается. Можно конечно просто капать без укрепления стен бревнами. Но в случае очень вероятного осыпания подмываемого грунта, и засыпания работников в яме – спасти вряд ли кого получиться – быстро захлебнуться. Достоинства данного способа – возможность выбрать весь слой содержащий болотное железо. Меньшие трудозатраты по сравнению со вторым слоем. Возможность еще до добычи приблизительно определить качество добываемого сырья ( тамошнии жители судят также о доброте руды по роду дерев, на оной растущих; таким образом отыскиваемую под березником и осинником почитают лучшею, потому, что из оной железо бывает мягче, а в таких местах, где растет ельник, жестче и крепче...). Недостатки – придется работать в воде.
Мне больше нравиться третий способ. Попробуем оценить сколько болотного железа будет добыто с одной площадки. При размере выработки 4 на 4 м и толщине слоя породы в 1 м получаем объем 16 м3. Предположим что содержание болотного железа в пустой породе 20 % тогда это 3,2 м3. При плотности 3,9 т/м3, получается что болотного железа будет 12,48 тонн.
Для сыродутного процесса, дающего сильножелезистый шлак, нужна очень богатая железом руда. Для получения такого концентрата необходимо обогащение добываемых руд — болотных, луговых. Поэтому древнерусские металлурги обогащали железные руды, идущие в плавку. Операция обогащения была очень важным технологическим условием для производства железа в сыродутных печах. Этнографические материалы упоминают следующие приемы обогащения руд: 1) просушка (выветривание, в течении месяца); 2) обжиг; 3) размельчение; 4) промывка; 5) просеивание. Получение высококонцентрироваиной руды не могло ограничиться только одной или двумя операциями, а требовало планомерной обработки всеми указанными прие¬мами. Археологически известной операцией является обжиг руды.
При археологических разведках у дер. Ласуны на побережье Финского залива в одном из шурфов была обнаружена куча обожженной руды. Для всех операций обогащения руды требуется очень простой инвентарь: для размельчения руды — деревянная колода и ступа, а для просеивания и промывания — деревянное решето (сетка из прутков).
Недостатком обжига болотной руды в кострах и ямах, является, не полное удаление из нее воды при обжиге больших кусков и большие потери при обжиге маленьких кусков.
В современном производстве обогащение происходит следующим способом – мелко дробленая руда смешивается с так же молотым коксом и подается в аппарат похожий на большую мясорубку. Шнек подает смесь руды и кокса на решетку с отверстиями не более 8 мм. Выдавливаясь через отверстия смесь попадает в факел пламени при этом кокс сгорает оплавляя руду, кроме того из руды выжигается сера, таким образом происходит и сераочистка. В болотном железе содержаться вредные примеси – сера и фосфор. Можно найти сырье содержащее мало фосфора (относительно). Но найти болотное железо содержащее мало и фосфора и серы намного сложнее.
Воссоздать выше описанный аппарат в условиях 12 в. Сложно но возможно. Корпус и шнек придется делать деревянными, оставляя железной только конечный конус. В конусе сделать много отверстий не получиться, но даже три отверстия и то хорошо. Пламя от горна нужно направлять воздухом на конус. Обожженное болотное железо должно падать не в угли горна, а на наклонную плоскость и откатываться в сторону.
-----------------------
Процесс обогащения болотного железа (БЖ) как я прочел состоял из двух месяцев сушки – июль, август. В сентябре БЖ дробилось и в октябре обжигалось.
Возможна модернизация процессов. Сушка продолжительностью два месяца не может удалить 20 % химически связанной воды. Лучше всего воду удаляет обжиг. Первой остается операция промывка кусков БЖ от пустой породы. Эта операция выполняется сразу при добыче БЖ. Перевозим БЖ к дробилке в РИ это были деревянные ступа с пестиком. Возможно создание щековой дробилки (при наличие привода от водяного колеса). Нужно только учитывать, что износ деревянных дубовых панелей корпуса и щеки будет очень интенсивным. Замена потребуеться как минимум раз в смену, при дроблении БЖ, при дроблении древесного угля (ДУ) замены не потребуется. Итак устройство дробилки – деревянный ящик из четырех вертикальных стенок, открытый с верху и низу. Три стенки ящика жестко скреплены и закреплены. Четвертая стенка (щека) по верхней грани имеет ось, позволяющей ей качаться то приближаясь нижней гранью в противоположной неподвижной стенке, то отдаляясь от нее. К нижней части подвижной стенки (щеки) прикреплен шатун который от вращающегося от водяного колеса шкива качает щеку. Ход щеки позволяет изменять зазор между ней и неподвижной стенкой от 100 мм в верхней части до 10 мм в нижней части. Все дробимое БЖ проходит дробилку, после чего просеивается, отделяется класс менее 3 мм, (примерно 40%). Дробилка настраивается (заменой съемных панелей) на нижний зазор в 3 мм и дробиться оставшаяся часть. Думаю 12,48 тонн накопанных ранее реально перемолоть за четыре дня (с учетом возможных поломок).
-----------
Попробую собрать щековую дробилку адаптированную под условия 12 в.
Итак берем два бревна дубовых или березовых, лучше конечно дубовых. Длина примерно 2000, диаметр 300 мм. Одно бревно раскалываем или распиливаем вдоль для дальнейшего крепления к первому бревну как показано на рисунке. http://uploads.ru/i/w/0/u/w0uEA.png

petrovih

Дата: Вторник, 29.05.2012, 21:27 | Сообщение # 323

Группа: Удаленные

Бревна еже не закреплены друг к другу. В верхней части центрального бревна с обоих сторон стесываем две параллельные стороны оставляя пласть толщиной 70 мм (Поз. 1). На высоту примерно 1000 мм. Внешнюю стороны боковых полубревен (Поз. 2, 3) так же стесываем до толщины 70 мм. После чего все бревна соединяем друг с другом нагелями как показано на рис. 2.

Затем на верхние торцы боковых стенок будущей дробилки крепим металлические уключины (Поз. 4). Уключины лучше чем скобы тем, что при возникновении усилия способного остановить вращение шатуна, ось вращения щеки помещенная между уключинами будет смещаться вверх. И шатун будет проворачиваться. Ось вращения щеки (Поз. 5) мною нарисована как сплошная, мне было так удобнее рисовать, думаю лучше будет сделать короткие полуоси на концах. Сама щека - это дубовая доска размером 300*300*70 мм. Все это показано на рис.3.

Теперь рассмотрим крепление на стенки дробилки (Поз. 1,2,3) и щеку (Поз.4). Защитных сменных панелей которые будем менять по мере износа. Поз.7. Сменные панели крепятся штифтом (Поз. 8) через два соосных отверстия на выступающем с внешней стороны конце штифта имеется длинное отверстие куда вставляется клин (Поз. 9).

Дробилка готова. Для жесткости конструкции вкапываем нижние концы стенок (Поз. 1,2,3) дробилки в землю. Перед щекой устанавливаем шатун, укрепляем его и выставляем зазор между нижней гранью щеки и противоположной стенкой 3 мм (с учетом панелей). При этом ход щеки должен быть всего 10 мм. Расстояние между щекой вверху 100 мм. Все. С удовольствием жду замечаний. При описании добычи упоминалось о 12 тоннах, вот их я думаю за четыре дня перемелем. Про обжиг это далее.

Ульфхеднар

Дата: Среда, 30.05.2012, 00:40 | Сообщение # 326

Сотник

Витязь

Группа: Наместники

Сообщений: 4881

Награды: 1

Репутация: 5055

Статус: Оффлайн

Quote (petrovih)

Нарыли руду руками перебрали отвезли за несколько ходок, к готовой плотине с водяным колесом и уже подготовленной дробилкой и там обогатили БЖ. Привод еще и при обжиге понадобится.

Тогда только в районе плавки. Местность уж очень равнинная. Поэтому я и поинтересовался есть ли альтернатива водяному колесу.

Коняга

Дата: Среда, 30.05.2012, 07:41 | Сообщение # 327

Сотник

Мастер

Группа: Советники

Сообщений: 3334

Награды: 2

Репутация: 4093

Статус: Оффлайн

Quote (Ульфхеднар)

Поэтому я и поинтересовался есть ли альтернатива водяному колесу.

Нет. Для этой технологи нет. Плюс если Петровичу удастся продумать простой обжиг, то плавка будет куда легче, поскольку из руды будет удалена большая часть воды, и возможно серы поуменьшим... Остается фосфор.

Но фосфор имеет плюсы и минусы. Основной минус - хладоломкость - заставляет сталь трескаться на морозе (при температурах -30..-40) или при ударах при комнатных температурах. Иначе говоря - оружие из него не сделаешь. Но в виде некаленого железа или для с/х орудий, которые используются летом использовать вроде бы можно. Кроме того, отмечают, что увеличение фосфора приводит к повышению стойкости в атмосфере. Иными словами - кровельное железо или любые детали, которые могут быть на холоде не под нагрузкой. Второй плюс - твердость. Если деталь используется не под ударной нагрузкой, то он в толстых слоях лопаться не станет, так что применение есть. Действие фосфора на стали тем сильнее, чем больше в ней углерода. Это означает, что для стали такое железо не пригодно.

Сера это красноломкость. Во время ковки, прокатки и прессования такой стали при температурах красного каления в ней образуются трещины, так как сульфидная сетка располагается по границам зерен. Если эту сетку разрушить в мелкие зерна осторожной ковкой при очень высоких температурах, облегчающих деформацию и сваривание зерен металла, то такую сталь можно ковать даже при температуре краснолома. При одновременном присутствии в стали серы и марганца, имеющего большее химическое сродство с серой, чем железо, сера вступает в соединение с марганцем, образуя сернистый марганец MnS, который имеет высокую температуру плавления (1620°) и не вызывает красноломкости. Но боюсь что руд с примесями марганца у нас нет.

Преимущество доменок, пусть даже маленьких, что мы чистим металл от серы и фосфора. Фосфор переводися в удаляемое соединение угарным газом - читай углем, а сера - кальциевым флюсом.

Поскольку для плавки надо меха, то выгодно подготовку руды и плавки железа делать вместе. Процесс не сложный, в Китае времен культурной революции такие доменки на огородах стояли. Говорить что сталь и железо некачественные не стоит, почти весь китайский металл такого качества, и весь мир покупает smile

Реально мы можем получить два сплава. Железо, хоть кричным способом, и чугун. Сталь из железа получали науглероживанием - цементацией, но во первых - процесс долгий и нудный, а во вторых, высокоуглеродистые сплавы так все равно получить трудно. В булатных клинках содержание углерода ок 2%, а это уже почти чугун. Но мы можем сделать тигельную плавку, и сплавить чугун с железом. Получается хорошая высокоуглеродистая, а при некоторых условиях булантная сталь при условии - хорошего железа и чугуна.

А потому, нам надо искать руды с меньшим содержанием серы и фосфора и с большим содержанием полезных примесей - марганца, никеля, ванадия, титана, пусть даже по нескольку процентов.

Коняга - это не лошадь Пржевальского. Коняга - это лошадь поручика Ржевского.

petrovih

Дата: Среда, 30.05.2012, 15:42 | Сообщение # 328

Группа: Удаленные

Для помола мною выбрана щековая дробилка. Применение простого жернова тоже возможно. Но для помола на жернове кусков БЖ размером до 80 мм, нужен тяжелый жернов. Мощность привода жернова должна быть больше мощности привода щековой дробилки на величину преодоления силы трения жернова. Реализация других типов дробилок например валковой или молотковой не возможно без создания подшипников. Как для самих дробилок так и для токарного станка по металлу на котором эти дробилки можно изготовить. Шаровую мельницу не упоминаю как еще более сложный для условий 12 в. агрегат.

Есть ли у кого нибудь вопросы по дроблению? Хотелось бы услышать мнения реально ли сделать такую дробилку.

Сообщение отредактировал petrovih - Среда, 30.05.2012, 15:48

Коняга

Дата: Среда, 30.05.2012, 15:52 | Сообщение # 329

Сотник

Мастер

Группа: Советники

Сообщений: 3334

Награды: 2

Репутация: 4093

Статус: Оффлайн

С щеками вполне согласен. Со временем некоторые детали заменить на металл - будет работать.Главное мы сильно сократились в количестве требуемых людей и в сроках. Так понимаю, на одну дробилку требуется 4 человека - один закидывает, один принимает, два - подвезти телегу с рудой - увезти телегу с крошкой.

Если телег - много, то сокращаем время погрузки. То есть все храним прямо в них - добыли руду покидали в телегу, отправили на промывку. Промыли (как бы сделать прям в телеге), оставили сохнуть. Подробили, крошку закинули в следующую, ждем обжига и плавки. Тогда возникнет необходимость в пароконной тяге. Или воловьей местами.

Еще один эксперимент по плавке крицы в Якутии. Много хороших фотографий, короче авторам для вдохновения - сюда :)
Вот же блин, забыл ссылку вставить. Сюда.

Коняга - это не лошадь Пржевальского. Коняга - это лошадь поручика Ржевского.

Водник

Дата: Среда, 30.05.2012, 19:39 | Сообщение # 330

Сотник

Прораб

Группа: Советники

Сообщений: 3581

Награды: 2

Репутация: 2902

Статус: Оффлайн

Quote (petrovih)

Есть ли у кого нибудь вопросы по дроблению? Хотелось бы услышать мнения реально ли сделать такую дробилку.

С точки зрения строительной части вполне реально. Износ деревянных элементов будет действительно высоким, но это терпимо. Для увеличения износостойкости можно использовать мореный дуб. Кстати, может стоит подумать о приводе от волов, что бы перетаскивать уже обогащенную руду?

Ему повезло. Неужели мы хуже? У каждого должен быть сказочный сон, чтоб в час завершающий с хрипом натужным уйти в никуда сквозь Гранитный каньон... (с) С. Ползунов

petrovih

Дата: Среда, 30.05.2012, 21:14 | Сообщение # 331

Группа: Удаленные

Коняга,

Quote

требуется 4 человека - один закидывает, один принимает, два - подвезти телегу с рудой - увезти телегу с крошкой.

Даже меньше у меня дробилка в мастерской которую показывал на фотографиях имеет большую производительность так мы никогда на ней вдвоем не работаем, всегда один справляется. 12, 48 тонн, это 25 ходок на телеге, не пароконной. Один водитель кобылы. И один грузчик, на другом транспортном конце. Дробленое БЖ ни куда вести не надо, рядом смешиваем с дробленым ДУ и обжигаем.

petrovih

Дата: Четверг, 31.05.2012, 20:36 | Сообщение # 333

Группа: Удаленные

Примерный расчет производительности дробилки.

Я не силен в физике но так как ход щеки всего 10 мм, мне кажется, что при этом окружность вращения шатуна будет всего на 5 мм отстоять от оси вращения привода, что обеспечивает почти максимальный или момент или мощность. Пусть меня Коняга поправит. То есть мощности водяного колеса, например в 1 кВт должно хватить с избытком.

Попробую просчитать производительность представленной дробилки. Представим средний кусок БЖ размером 50*50*50 мм. Интуитивно мне кажется, что на его дробление потребуется 3 секунды. Объем этого куска 0,000125 м3. Будем считать, что нам нужно обогатить 3,2 м3 БЖ, что составляет при плотности и в 3,9 т/м3 12,48 тонн. Делим 3,2 м3 на 0,000125 м3= 25600 кусков. Даже предположим что дробление не 3 секунды , а 10 .Умножаем количество кусков на 10 секунды. Получается 256000 секунд или 71,11 часов. Это при трехкратном (на мой взгляд) запасе в производительности.
Примем время на помол ДУ меньшим в три раза, так как ДУ даже не поцарапает дробилку. Это 23,7 часов. Все с дроблением закончили.

Смешиваем увлажненное БЖ (для лучшего сцепления) и ДУ. Сделать это можно, например, в подобии бетономешалки по типу «пьяная бочка». То есть берем бочку, например на 0,1 м3 полезной засыпки. Вырезаем в ней окно и закрепляем ось вращения бочки со смещением от ее оси симметрии. Крутим бочку ручным приводом. Предположим что для перемешивания нужно 3 минуты. Объем БЖ после дробления увеличиться пусть даже в двое (реально на 40-50 %),и составит 6,4 м3. Пусть объем ДУ так же 6,4 м3. Итого 12,8 м3. Это 128 циклов перемешивания при 3 минутах на цикл и еще 3 минуты на погрузку выгрузку. Итого 128*6=768 часов. Можно увеличить объем бочки либо поставить несколько бочек.
Получили шихту для обжига.

Обжиг БЖ нужен для удаления химически связанной воды и по возможности выжигания серы как вредной примеси. Для удаления воды нужна высокая температура. Для выжига серы куски БЖ должны иметь минимальные размеры, для выгорания серы из всего объема, доступ воздуха и высокую температуру.

Недостаток традиционного выжигания в ямах или например в горне, в том что БЖ смешивается с золой и не имеет достаточного подвода воздуха по объему. Кроме того спекается крупными кусками.

Каа, Коняга и Gergen предлагают вести обжиг на противнях или сковородах в горне или печи. Это возможно но при этом возникают следующие трудности: либо нужно механизировать выдвигание – задвигание сковороды, при этом манипуляции с разворотом или перепрязанием лошади (как основного привода) для движения сначала в одну сторону, потом в другую больше чем полезное движение. Либо если закрепить сковороду стационарно, то тогда возможно расположив вдоль сковороды две оси с парой роликов и соединив их цепью получить подобие транспортера. Только вместо ленты расположить два ножа между цепями. Перед первым ножом насыпаем порцию БЖ, нож движется над сковородой с зазором в 8 мм, распределяя БЖ по сковороде, второй нож двигаясь без зазора срезает с поверхности обожженную лепешку БЖ. Недостатком обоих предложенных способов является периодичность процессов, ручная засыпка порций БЖ, постоянный контроль за процессом со стороны мастеров, а значит большое влияние человеческого фактора и трудности со срезанием спекжейся лепешки БЖ с поверхности сковороды.

Я предлагаю другой тип аппарата для обжига БЖ непрерывного действия. Основным преимуществом которого является обжиг смеси БЖ с ДУ в открытом пламени без контакта с поверхностью. БЖ ни к чему не прилипает. Таким образом обжиг руды происходит на современном обогатительным производстве.

Аппарат представляет собой бункер с расположенным под ним шнековым питателем. Привод шнека от водяного колеса или лошади. На выходном конце шнекового питателя железная насадка с отверстиями через которые смесь БЖ и ДУ выдавливается в пламя жаровни расположенной с боку от питателя. Пламя жаровни загибается в сторону питателя за счет того что вытяжка расположена с противоположной стороны. Выдавливаемая смесь БЖ и ДУ за счет малого диаметра ( 8 мм) отверстий в насадке питателя хорошо прогревается ДУ в ее составе выгорает выжигая серу и удаляя воду. Обожженное БЖ падает на наклонную плоскость под насадкой питателя и скатывается в герметичный приемный бункер. Герметичность бункера нужна для того что бы через него не было воздушной тяги отклоняющей пламя жаровни.

Обслуживание аппарата осуществляется засыпкой очередной порции смеси БЖ и ДУ в приемный бункер и добавлением ДУ в жаровню. Выгрузка приемного бункера осуществляется после остановки питателя и тушения жаровни. Если сделать приемный бункер объемом 1 м3, то потребуется четыре цикла опорожнения для 12,48 тон БЖ.

Сообщение отредактировал petrovih - Четверг, 31.05.2012, 20:41

petrovih

Дата: Четверг, 31.05.2012, 21:10 | Сообщение # 334

Группа: Удаленные

Теперь более подробно о конструкции аппарата для обжига, как она мне видится.
Возьмем дубовое бревно длинной 1000 мм и диаметром 150 мм. Забиваем в торцы бревна полуоси – одну короткую длинной 100 мм, расплющенную на конце, для предотвращения проворачивания. Забиваем ее в бревно на 70 мм.

В противоположный торец вбиваем вторую полуось длинной 250 мм и диаметром 15 мм, так же на 70 мм. К этой полуоси в дальнейшем будет крепится привод шнекового питателя.

Заготовка на барабан шнека готова. Теперь делаем корпус для нее. Корпус можно либо сделать из еще одного бревна расколов его и выбрав середину (возможен зазор между барабаном и корпусом до 10 мм), либо оборачиваем корпус листами лопуха – 5 слоев, и обмазываем расплавленной смесью канифоли с глиной. В корпусе делаем отверстие и устанавливаем стенки загрузочного бункера.

Для обжига устанавливаем под бункером наклонную плоскость, на которую будет падать обожженная шихта и ссыпаться в сторону.

Сбоку помещаем очаг пламени – например жаровню с ДУ. Хитрость позволяющая направить пламя не вверх над жаровней , а в бок на выдавливаемую смесь состоит в том что над жаровней закрытое пространство и вытяжка с большой тягой находится с противоположной стороны насадки. Таким образом пламя будет двигаться вдоль свода, через смесь БЖ и ДУ.
При этом ДУ будет выгорать спекая БЖ, испаряя химически связанную воду. Сгорать будет так же и сера содержащаяся в БЖ. Тем самым происходит сероочистка.

Попробую просчитать производительность предложенного аппарата для обжига.
Примем состав смеси БЖ – ДУ как состав 50 на 50. С учетом уменьшения насыпной плотности дробленного БЖ получим его содержание в смеси 40 %. Площадь выдавливаемой через насадку смеси = 12(отверстий) 3,14*0,004*0,004(площадь одного отверстия )= 0,000192 м2. Примем скорость выдавливания равной 5 мм в секунду. Этого будет вполне даже с запасом достаточно для равномерного и качественного обжига. Тогда за 1 минуту будет обжигаться - 0,000192*0,005*60=0,0000576 м3 смеси. При плотности БЖ 3,9 тонн/м3 и содержании в 40 %, получим 0,0000576*3,9*0,4=0,0000898 тонн/минуту. 12,48/0,0000898= 138975 минут=2316 часов=96 суток. Это конечно долго, но учитывая, что потребляемая для вращения шнека мощность , будет меньше 1 кВт, с одного водяного колеса мощностью 3 кВт, можно запитать три обжиговых аппарата. Это будет месяц работы по обжигу БЖ. Да долго, но во-первых это очищает БЖ от серы и воды, во-вторых переработка 12,48 тонн БЖ в год на мой взгляд более чем хороший результат.
------------------
Я что-то не пойму, или я все так заумно объясняю, что совсем не понятно или тема не интересная или меня игнорируют как я игнорирую некоторых участников форума. Мне что бы продолжать дальше нужно с дроблением и обжигом закончить. Да я знаю мнение Gergen, и Коняга, по Дружине, но хотелось бы и критических замечаний.

Namejs

Дата: Пятница, 01.06.2012, 17:01 | Сообщение # 335

Ближник

Хранитель

Группа: Огнищане

Сообщений: 2822

Награды: 0

Репутация: 3424

Статус: Оффлайн

petrovih, я никогда не лезу со своим мнение туда в чем нефига не разбираюсь, или разбираюсь поверхносно, а у других много дел на стороне, у того же Ульфа, А про Конягу вы сами написали, так что продолжайте, я допустим хоть не много образавываюсь в этом воросе. Но не критики не советов от меня не ждите.

Если никто не может повторить Ваших ошибок — значит Вы оригинал!

ARKAN

Дата: Пятница, 01.06.2012, 18:46 | Сообщение # 336

Сотник

Группа: Огнищане

Сообщений: 1011

Награды: 0

Репутация: 1349

Статус: Оффлайн

petrovih, Ваш труд заметен и ценен ,читаем . Молодец ! Просто если я попытаюсь высказаться по этим темам , то сразу станет понятно , "что товарищ плавает" biggrin

.Зачем мельтишить и
мешать общению знающих людей

. Просто я читатель , думаю таких много . Критика с моих позиций не возможна. Вам + могу поставить только здесь.

Коняга

Дата: Суббота, 02.06.2012, 18:28 | Сообщение # 337

Сотник

Мастер

Группа: Советники

Сообщений: 3334

Награды: 2

Репутация: 4093

Статус: Оффлайн

И все же остается вопрос - достаточно ли времени, в течении которого руда с углем летит через огонь для рбезвоживания и спекания. Бросьте горсть угля сквозь пламя костра - загорится ли? Я понимаю, если газовая печ с турбонаддувом, в ее пламени и лопасть от вертолета сгорит. А у нас уголтная печка, с хорошим поддувом даст 1200 среди углей и без пламени. Пламя - это топить дровами или камышом, с хорошим дутьем. Положим сделаем деревянные поршневые воздуходувки, раз в 10 эффективнее чем меха, все равно собирались делать. Но дрова, а тем более камыш - это не уголь, прогорят мгновенно, там не столько руду подгрудать, сколько топливо швырять... не справятся, жар для такой системы нужен сумасшедший. А шнек деревянный.

Я бы предложил тигельную плавку. Можно получить и железо и сталь, при этом, поскольку процесс варки длинный и охлаждение медленное, и сера и фосфор в значительной мере выгорают.

Занятно, что есть предположение, что при выплавке вутсов индусы добавляли в шихту некоторые растения, точнее их золу. Графит понятно, но травки зачем? Предполагают, что некоторые растения накапливают определенные виды веществ. Например, тот же ванадий, который рассеян везде понемногу. Восстановить ванадий или марганец сам по себе угольной плавкой нереально, а вот в расплаве железа он восстанавливается легко. А нам то и надо всего пару процентов, даже меньше, не столько для того, что бы легировать сталь, сколько потому что эти металлы нейтрализуют действие серы и фосфора. Хотя, повторюсь эти двое выгорают в тигеле при длительной плавке и медленной кристаллизации в присутствии доломита или извести почти полностью.

Так что предварительный обжиг остается очень желательным, но скорее для предварительной просушки и обезвоживания гидроксидов. Ео для этого достаточно домашней печки.

тут вопрос, а сколько металла за заданные нам 20 лет надо получить?

Коняга - это не лошадь Пржевальского. Коняга - это лошадь поручика Ржевского.

petrovih

Дата: Суббота, 02.06.2012, 20:28 | Сообщение # 338

Группа: Удаленные

Namejs,

Quote

я никогда не лезу со своим мнение туда в чем нефига не разбираюсь, или разбираюсь поверхносно

ARKAN,

Quote

я попытаюсь высказаться по этим темам , то сразу станет понятно , "что товарищ плавает"

Я никогда не смеялся над глупыми вопросами, над глупыми высказываниями - это да с большим удовольствием biggrin

А глупые вопросы помогают разжевать тему, чтобы стали понятны все нюансы даже тем кто не знаком с этим совсем.
Коняга,

Quote

Фишка в том что мы прогреваем, а затем поджигаем смесь БЖ и ДУ ( в современных условиях рудного концентрата и кокса) при этом ДУ входящий в состав смеси загорается. Этому способствует относительная большая поверхность при малом объеме (цилиндр с диаметром 8 мм). Так что внешнее пламя жаровни нужно только для зажигания ДУ входящего в смесь. А уже теплоты его сгорания гарантированно хватает для выжигания серы и удаления воды. Да в современных условиях факел коксового газа жарит лучше, но в современных условиях одновременно в факел выдавливаются не 12 цилиндров, а примерно 2500. И скорость выдавливания в современных условиях выше.
Коняга,

Quote

Я бы предложил тигельную плавку. Можно получить и железо и сталь, при этом, поскольку процесс варки длинный и охлаждение медленное, и сера и фосфор в значительной мере выгорают.
Занятно, что есть предположение, что при выплавке вутсов индусы добавляли в шихту некоторые растения, точнее их золу. Графит понятно, но травки зачем?

Гена я согласен с тобой, изучая вопрос получения стали в древности я познакомился с несколькими способами получения стали. Но может ли знать эти способы средний современный человек не изучавший этом вопрос? На мой взгляд нет. По этому я стараюсь исходить из общеизвестных знаний. То есть в древности дробили БЖ - да, попаданец меняет только способ помола. В древности обжигали БЖ - да, опять же меняем только способ. Я не предлагаю заумных аппаратов, обжиг ведем просто в мясорубке. Так же в дальнейшем предлагаю поступить и с домницей. Ни каких прорывов высоких технологий - только минимальная модернизация позволяющая получить не чугун, а крицу только большего объема. Увеличив выход металла из БЖ с 10 до 50-60 %. Да при этом повысится и качество крицы.

Сообщение отредактировал petrovih - Суббота, 02.06.2012, 20:31

Ульфхеднар

Дата: Суббота, 02.06.2012, 20:44 | Сообщение # 339

Сотник

Витязь

Группа: Наместники

Сообщений: 4881

Награды: 1

Репутация: 5055

Статус: Оффлайн

Quote (Коняга)

Предполагают, что некоторые растения накапливают определенные виды веществ. Например, тот же ванадий, который рассеян везде понемногу.

Для этого надо чтобы растения росли в соответствующей среде. У нас среда окислительно-восстановительная, месторождения почти все осадочного типа. Поэтому примесей полиметаллических у нас почти не встречается.

delovoy

Дата: Суббота, 02.06.2012, 22:54 | Сообщение # 340

Десятник

Группа: Ушкуйники

Сообщений: 441

Награды: 1

Репутация: 175

Статус: Оффлайн

хай Петрович smile

и респект всем на форуме smile

выскажу свое имхо. т.к. как я уже писал основная трудоемкость при работе с крицей это вышибание молотком песка из пластилина, то даже более качественная подготовка руды для сыродутни не позволит значительно не повысить кач-во, ни уменьшить время. Железо не медь, у него сродство иное... сера не выжжется, то бишь и хим примеси не уменьшаться (железо вообще горит в серной атмосфере получается сульфид sad

).
так что аппарат прикольный, но по мне не нужный :). Исторически зимой столько болотной руды накапывали, что летом перерабатывать не успевали.
вот молот механический для вышибания жидких шлаков из больших кусков крицы это круто, но кач-во руды увы... По мне из местной вообще качественного получить методами 12-19 века невозможно.
з.вы. травки и легирование втопку smile

.фазовый переход однако рулит smile

з.ы.з.ы. звиняюсь за smile

только с праздника пришел smile

petrovih

Дата: Суббота, 02.06.2012, 23:03 | Сообщение # 341

Группа: Удаленные

delovoy, Вау. Вот чей критики мне не хватало. Очень рад. Извини плюса поставить не могу.

Quote

сера не выжжется, то бишь и хим примеси не уменьшаться

Почему тогда на известково-доломитовом производстве Магнитогорского Металлургического Комбината это удается. biggrin

Quote

так что аппарат прикольный

Так я просто современный аппарат под условия 12 в. попытался адаптировать. В современных условиях сера попадает в чугун в основном из кокса, но мы кокс и не собираемся использовать, да и получить его не из чего.

delovoy

Дата: Суббота, 02.06.2012, 23:12 | Сообщение # 342

Десятник

Группа: Ушкуйники

Сообщений: 441

Награды: 1

Репутация: 175

Статус: Оффлайн

Quote (petrovih)

Почему тогда на известково-доломитовом производстве Магнитогорского Металлургического Комбината это удается. Quote

процесс иной smile

Quote (petrovih)

сера попадает в чугун в основном из кокса

а у нас руда высокосерная, да и чугуна вродь нет smile

впрочем какая разница результат один
з.ы насчет плюса ситуация аналогичная, много лет ставил в итоге мандат был злобно отобран, иначе ждал бы тебя плюсиЩе аграмадный

petrovih

Дата: Суббота, 02.06.2012, 23:20 | Сообщение # 343

Группа: Удаленные

delovoy,

Quote

процесс иной

Говорю тебе процесс абсолютно идентичный. Только шнековый питатель на выходе метр в диаметре, решетка расположена горизонтально. Рудный концентрат в смеси с коксом выдавливается вниз в пламя газовой горелки, а не вбок как предлагаю я.

Да БЖ содержит серу. От фосфора мы его отчистить не можем, а вот от серы вполне. А найти БЖ содержащее только серу как вредный компонент, это уже реальней чем найти БЖ не содержащее ни серы ни фосфора.

delovoy

Дата: Суббота, 02.06.2012, 23:55 | Сообщение # 346

Десятник

Группа: Ушкуйники

Сообщений: 441

Награды: 1

Репутация: 175

Статус: Оффлайн

хе
в школе вродь вопрос о серной кислоет таким образом стоял, то бишь в реакции плюсом H2О фигурировало
в общем процес обжига железа надо уточнить, у меня стойко интуиция кричит где то косяк...
ща в инете окислительный обжиг потерзаю

Сообщение отредактировал delovoy - Суббота, 02.06.2012, 23:57

delovoy

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 00:18 | Сообщение # 348

Десятник

Группа: Ушкуйники

Сообщений: 441

Награды: 1

Репутация: 175

Статус: Оффлайн

в общем с наскока - Окислительному обжигу обычно подвергают сульфидные руды с целью полного или частичного удаления серы и перевода сульфидов железа в легкошлакуемые при последующей плавке оксиды.
http://www.mining-enc.ru/o/obzhig/
имхо соль сульфидная руда - то бишь когда у тебя примесь 40%+ серы то мы можем удалить ее большинство и получить серу и железо, но в железе всяко останется много процЕнтов той то серы.
Хотя вродь окатышы точно помню вродьобедняют от нее, но там процесс сильно отличается от костра. Надо почитать, там вполне может быть какая нибудь сильно окислительная - типа чистого кислорода атмосфера, что неприменимо в наше деле
О, нашел
http://emchezgia.ru/syrye/17.7_Povedenie_vrednyh_primesyei.php
косяки 12 века рассмотрю завтра smile

Ульфхеднар

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 01:30 | Сообщение # 349

Сотник

Витязь

Группа: Наместники

Сообщений: 4881

Награды: 1

Репутация: 5055

Статус: Оффлайн

Quote (delovoy)

а у нас руда высокосерная

Почему это высокосернистая? Сульфидов в Полесье маловато, относятся больше к месторождениям меди. Вот с фосфором - проблема более реальная, его ныне даже в виде перспективных месторождений рассматривали.
Для погорынского железа вид пирита совершенно не характерен, основная формула FeO. Появляется в результате окислительно-восстановительной реакции. Фосфор попадается наиболее часто не в составе конкретно руды, а в качесте примесей вместе с породой.

petrovih

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 15:07 | Сообщение # 350

Группа: Удаленные

По ссылке любезно представленной delovoy, открывается статья

Quote

Поведение вредных примесей при обжиге окатышей - в обычных условиях окислительного упрочняющего обжига большинство вредных примесей (кроме серы): фосфор, мышьяк, цинк и др. из окатышей не удаляется. При получении неофлюсованных окатышей из сернистых концентратов, в которых сера находится в виде сульфидов железа, степень ее удаления составляет 95—99%.
Окислительная атмосфера обжига обеспечивает высокую степень окисления серы, перевода ее в газовую фазу в виде SO2 и удаления из шихты. Однако в присутствии известняка степень десульфурации значительно снижается. Отмечено, что SO2 и газообразная сера могут поглощаться оксидами железа, кальция, магния, ферритами и силикатами кальция. Таким образом, задача удаления серы при обжиге окатышей связана с условиями образования и разложения сульфатов (главным образом сульфата кальция).
Таким образом, при обжиге офлюсованных окатышей возможно образование некоторого количества сульфата кальция и конечная степень десульфурации зависит от разложения этого сульфата, который является устойчивым соединением.
На содержание серы в окатышах влияют температурный режим обжига и особенно скорость нагрева и конечная температура обжига. При медленном нагреве условия усвоения газообразной серы известняком улучшаются и к моменту достижения температуры обжига вся сера находится в виде сульфата кальция. Разложение сульфата кальция интенсифицируется с повышением температуры. Так, доведение температуры обжига офлюсованных доломитом окатышей ССГОКа от 1200 до 1300 °С привело к снижению содержания серы в них с 0,08 до 0,O2%.
Однако повышение температуры обжига может и не привести к увеличению степени десульфурации, если образуется оплавленная структура окатыша со значительным развитием процесса образования жидких и размягченных фаз. При этом перенос реагентов затрудняется, что и обусловливает снижение скорости десульфурации. Таким образом, следует ожидать экстремального вида зависимости содержания серы в окатышах от температуры обжига, причем положение максимума определяется химическим составом окатышей.
Десульфурация зависит также и от других причин. Ее полноте способствуют большее время обжига, мелкий помол кусков известняка, уменьшение размеров окатышей и др. Кроме того, имеет значение состав газовой среды. По мере увеличения содержания кислорода в газе окисление сульфидов протекает интенсивнее. Разложение сульфатов, наоборот, при этом замедляется.

То есть при обжиге БЖ происходит удаление серы. Получение окатышей в условиях 12 в. не реально. И выжиг БЖ будет вестись без присутствия известняка. Да в среде насыщенной кислородом выжиг идет интенсивнее, но за счет низкой скорости выдавливания смеси БЖ и ДУ, большой поверхности выдавливаемой смеси и высоких температур за счет выгорания ДУ содержащегося в смеси мы гарантированно выжжем серу. Возможно не на 95-99 %, но точно на 80 %. Серы в БЖ Погорынья содержится не много и обжигом мы еще повысим качество.

Коняга

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 16:48 | Сообщение # 352

Сотник

Мастер

Группа: Советники

Сообщений: 3334

Награды: 2

Репутация: 4093

Статус: Оффлайн

Quote (Gergen)

Есть ещё вариант добавки извести/известняка в домницу, что также должно помочь уменьшению количества серы в конечном продукте

В тигеле так и выходит. Но что это работало в домнице - я не встречал...

Quote (delovoy)

з.вы. травки и легирование втопку .фазовый переход однако рулит

Травки в плавку, в смысле в шихту. Однако мне этот пассаж показался сильно фантастичным, однако.

Коняга - это не лошадь Пржевальского. Коняга - это лошадь поручика Ржевского.

delovoy

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 17:46 | Сообщение # 353

Десятник

Группа: Ушкуйники

Сообщений: 441

Награды: 1

Репутация: 175

Статус: Оффлайн

у меня вопрос - а о каком процессе мы говрим - сыродутном или домна с переделом?

Quote (Ульфхеднар)

Почему это высокосернистая?

погорячился... я тут почитал, 0,5-1,5 % тама гадости. что абсолютно несущественно пока мы не будем заниматься прокатом или штамповкой большой площади

Quote (delovoy)

Травки в плавку, в смысле в шихту

эээ, а можно поподробней что за плавка и что за шихта?
а моя мысля о том что дабы чудесные св-ва легирования сказались на результате нужно чтоб легирующий элемент растворился в аустените, то бишь надо расплавить метал. вот откуда фазовый переход появился.

Сообщение отредактировал delovoy - Воскресенье, 03.06.2012, 17:51

petrovih

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 19:16 | Сообщение # 354

Группа: Удаленные

Gergen,

Цитата

а почему тупо не добавить в смесь для обжига обычную известь?

В смеси с известняком сера из БЖ хуже выжигается, нужны большие температуры, больше времени, больше кислорода.
delovoy, Твое мнение. По вопросам - 1. Работоспособности дробления на предлагаемом варианте щековой дробилке; 2. Полезности обжига БЖ, для выжига серы и удаления связанной воды; 3. Работоспособности обжига на предлагаемом варианте обжигового аппарата.
Ульфхеднар,

Цитата

Вопрос по поводу возможной опасности отравления серными легкими компонентами? Это как-то предусматривается?

Очень просто обжиг на предложенном агрегате невозможен без хорошей тяги, то есть высокой трубы. Это во первых а во вторых концентрации. Представьте что в 1 секунду мы выжигаем пусть 5 грамм БЖ, на самом деле меньше. в нем пусть даже 2 % серы чистой. Это 0,1 грамма. Лень пересчитывать это на SO2, но на объем продуктов сгорания явно мало. Да конечно опасно если голову в трубу засовывать

Gergen

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 20:11 | Сообщение # 355

Сотник

Группа: Ушкуйники

Сообщений: 1396

Награды: 0

Репутация: 341

Статус: Оффлайн

Quote (delovoy)

у меня вопрос - а о каком процессе мы говрим - сыродутном или домна с переделом?

Я так понимаю строим штукофен/домницу высотой около трёх метров. Где наряду с железной кницей будет получен и чугун.
http://eng.polymus.ru/video/maket_domnica.flv
http://bse.sci-lib.com/particle008676.html

Т.к. сыродувные (кричные) печи уже во всю известны то зачем повторяться? Мы ведь тут прогресс двигаем biggrin

Кричная печь

Сырьем для выплавки железа служили болотные и луговые руды. Их богатые запасы известны на всей территории лесной полосы Восточной Европы, в том числе в бассейне Средней Оки. Рудные месторождения, залегавшие у самой поверхности, отыскивали щупами-«рожнами». Руду извлекали из-под дерна и торфа деревянными лопатами с железными оковками-«рыльцами». Затем ее промывали, сушили, дробили и слегка обжигали. После этих операций руда поступала в сыродутный горн.
Господствовал сыродутный процесс плавки. В горн нагнетали «сырой», не подогретый воздух, откуда и произошло название самой техники. Плавление в горне измельченной железной руды в смеси с древесным углем происходило при очень высокой температуре. Проведенный опыт расплавления шлака, обнаруженного при раскопках, показал температуру его образования около 1400°. По мере выгорания угля твердые зерна железа, восстановленные из руды, опускались в низ печи и, свариваясь, образовывали губчатый сгусток, называемый крицей. Для уплотнения металла вынутую из горна застывшую крицу многократно проковывали, получая монолитный кусок железа весом до 5—6 кг. Товарным крицам металлургии придавали округлую лепешкообразную форму. В рязанских железоплавильных мастерских, заполненных сотнями кусков шлака, крицы встречаются редко, так как кричники продавали их кузнецам.
Раскопанные в Рязани мастерские по плавке железа представляют собой прямоугольные углубленные в землю постройки размерами от 2,5x2 м до 4x4,5 м, при глубине до 1 м. Во избежание пожара стены помещений изнутри обмазаны глиной. От разрушенных горнов сохранились развалы прокаленной красной глины. В одном случае уцелело основание печи из булыжных камней. Предгорновые ямы заполнены шлаком, мелким углем, золой. Нередки находки глиняных сопел — трубок для нагнетания из меха воздушной струи в горн.
Конструкция рязанских домниц, как в Древней Руси называли печи, где варили железо (от слов «дмать», «надымать», что значило дуть, нагнетать воздух), восстановлена благодаря открытию целых горнов, например, на Среднем Днестре, форма печи колоколовидная, с отверстиями вверху для загрузки угля и руды. На лицевой стороне находилось устье, куда вставляли сопла. После того как разгорался уголь, устье замазывали глиной. Через сопла в горн мехами нагнетали воздух. «Не огонь раскаляет железо, но поддувание мехами», — писал в своем «Молении» Даниил Заточник, любивший бытовые афоризмы. Неглубокую предгорновую яму выкапывали для удобства разжигания горна, установки мехов, извлечения крицы. Рязанские сыродутные горны, сделанные из огнеупорной глины, были небольшие — до 1 м высотой.

________________________
P.S. http://dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauz_efron/37961/Доменное

Доменное производство
Начиная с XIII в., в Европе появились для выделки чугуна и железа печи, которые у нас назывались домницами (у немцев Stuck-ofen'ами, Wolf-ofen'ами, y французов fourneau à loupe, у англичан high bloomery-furnace, у шведов крестьянскими или осмундовскими).

Давайте спокойно подумаем!

Коняга

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 20:57 | Сообщение # 356

Сотник

Мастер

Группа: Советники

Сообщений: 3334

Награды: 2

Репутация: 4093

Статус: Оффлайн

Цитата petrovih

Но может ли знать эти способы средний современный человек не изучавший этом вопрос?

Ну, я исхожу их того, что в техзадании нам не указывалось что он может знать а что нет, да и ты сам говорил, что это не наше дело, а автора. Во вторых КЕС дал наводку, что один из попаданцев родом с Урала и учился в Горном. То есть он может знать, а может и не знать, тут КЕС сам выберет, но позже, а потому стоит прикинуть оба техпроцесса.

Там где-то в начале Деловой, кажется, выдавал две очень интересные ссылки. Первая на форум по металлу, вторая на книжку Гуревича, сейчас одного из самых известных спецов по булату. Мастера металл плавят. Мужик прямо пишет - на даче. Ясное дело, что не аносовское качество, но очень высокое. Там где-то около полусотни страниц форума с описанием и особенностями процессов. И развлекаются так в основном уральские ножеделы-любители. Так что знать мог. Во вторых именно 12 век - рацвет плавки вутцев, Технология считалась секретной, но Аль-Бируни описывал ее подробно.

Единстаенный момент - дутьё у ножеделов от электропривода. Однако у Аносова эдектронаддува не было, но он сплавлял железо с чугуном в тигле. Получение вутцев предполагает плавку в тигле из руды, а это - еще меньшие требования к дутью.

С Деловым вынужден согласиться - обжигом руды до конца от серы очистить не удастся, именно для очистки от серы и фосфора применяется длительная (7-12 часов) плавка в расплаве в присутствии флюса Это позволяет сбросить содержание серы и фосфора до десятых процента и меньше. Что до предварительного обжига по методу Петровича - просто не знаю. Возможно поможет избавиться от примесей, а возможно предназначен для предварительной очистки и обжига сернистых руд.

О плавке вутса некоторые источники говорят, что при взбалтывании тигля правильно выплавлнный металл издает хлюпающий звук, так что похоже они металл размешивали. Однако хлюпающий звук может быть результатом кипения металла. То есть он в самом деле не кипит, его поверхность приходит в быстрое движение, как будто там течение есть. Для меня, когда я плавлю серебро, золота или медь это признак начала выгорания лигатуры, надо немедленно лить. Для железа это тоже может быть признаком выгорания, но уже примесей. Но для этого требуется довольно продолжительная плавка.

Преимущества и недостатки тигля и обычного способа
Тигельная плавка

Тигель делается по шаблону на матерчатом чулке, набитом песком. Чулок обмазывался смесью огнеупорной глины и песка, сущился и лбжигался. чуолк выгорал, и песок высыпался, получался тигель. Засыпали смесь и разогревали тигель, редварительно обложив его гравием. Первая часть процесса происходила при открытой крышке. После определенного этапа крышку закрывали, выдерживали иколо 7-10 часов для варки под флюсом. Затем добавляли графит и нагрев прекращали. Тигель остывал медленно, в результате медленной кристаллизации при содержании углерода 1.8-2.0% получался булат. Китайцы добавляли больше углерода и из получившегося чугуна лили чугунки, утюги, сковородки. Индусы из такого чугуна, кажется, даже гробы лили. Если все же получили булат, то ковать его требуетс при более низкой температуре, иначе рисунок уходит.

- Позволяет весь процесс провести за одну плавку, и получить хоть железо, хоть сталь, хоть чугун. В конце плавки добавляется графит и вот те самые травки. Графит понятно, а травки - это по видимому пляски с бубном вокруг печки, или остались пережитки времен, когда вместо графита в плавку добавляли дерево для получения углерода.
- Контроллируемое содержание углерода. Если ничего не добавлять получаем мягкое железо, Если добавм 3-5% (с учетом выгорания)получим чугун, вероятно получить даже белый, поскольку примеси хорошо выгорают и уходят с флюсом. Промежуточное значение ласт сталь. Если поймать ок 2% углерода получим узорчатый булат (при медоенном остывании)
- Повторяемый результат. То есть при соблюдении равных условий и режимов получим примерно одинаковый металл.
- Высокий выход металла
- Требуется много экспериментов для отработки технологии.
- Требуется хорошо сделанная печь. Хотя сами индусы обкладывали тигель щебнем и начинали греть дровами и камышом для начального разогрева. Однако печь даст возможность сплавлять чугун и железо и получать более контролируемые аносовские плавки.
- Меньшие требования к качеству руды.
- Если закупать минералы легирующих элементов - марганца, ванадия и хрома на стороне, можно восстанавлтвать из вместе с железом в тигле. Местные врядли считают эти минералы за руду, если знать где, можно покупать, тем более много не надо.
- Для работы с технологией надо понимать принципы. С одной стороны хорошо, технология расползаться не будет. С другой стороны смерть носителя убивает технологию. Аносовские плавки в полном объеме так никто и не повторил...
- Высокая произврдительность. Получаем металл на два клинка за одну плавку. Поавку возможно делать раз в сутки на рдной печи. Именно так мы можем получить пару сот мечей и доспехов за несколько лет.

Кричный метод с использованием домниц или штукофенов

Вначале моем и сушим руду обычным способом. Обжигаем - по предложению Петровича, местные этого не делали. Обжиг, возможно, поможет уменьшить серу и фосфор. Затем в домницу и получаем крицу. В сыродутной печи получаем железо, в домнице получаем смесь железа и стали, во внешних слоях больше стали, внутренний слой мягкое железо. Пр возможности отделяем сталь от железа и начинаем проковку и сварку. Ковать надо долго и при высоких температурах, заметно выше температуры плавления флюса. В примере Делового песок в пластилине - железо это песок, пластилин это флюс. Куем, пока не выдавим из крицы полурасплавившийся флюс. Потом начинаем заниматься перековкой бруса, дабы получить более или менее равнимерный состав, поскольку крица очень не равномерна. Процесс очень тяжелый и очень долгий. Проковка крицы водяным молотом облегчит работу, но не ускорит, поскольку молот медленный, крицу часто придется прогревать. Проковка бруса - только ручная. Народ с металлического форума пробовал ковать современным пневматическим молотом, и не остался жутко довольным.

Затем так же готовится сталь, причем отделяют сталь мягкую от твердой. Только после этого начинают сваривать полосы в дамаск. По оценкам весь процесс от месяца до полугода, в зависимости от качества плавок, сколько есть металла.- процесс знаком местным кузнецам, его можно усовершенствовать, в целом присматривать за ним не надо.
- не требуется множества экспериментов для подбора условий плавки в печи
- не надо строить пламенную печь
- процесс очень долгий. За год один кузнец врядли сделает больше 10 мечей. Но, тем не менее сотня за 10 лет, возможно несколько кузнецов. В принципе, в заданные 20 лет мы поместимся.
- Процесс капризен. При одинаковой закладке количество и качество получаемого металла всегда разное.
- Выход металла настолько низкий что в Англии домны нового образца часто работали на шлаках от сыродутных длмниц и штукофенов. Полученный металл делим на три части - мягкая и твердая сталь и железо, которого больше всего. Железо можно расковывать в листы и углеродить, но такая сталь не очень качественная. Получается, что выход стали не очень велик, а получение стали из железа - это еще один процесс.
- одноразовые печи.
- не удается получить сильноуглеродистую сталь, цифирь не помню, но вроде не более 1.5-1.6% углерода против 2% в тигле.

Мое мнение - комплексный подход. Модернизируем уже имеющиеся кузницы на производство железа штукофеном. Сами штукофены проще строить там, где добываем руду, а на кузницы свозить крицы. Кроме оружия еще много чего ковать надо, так что этот процесс просто разовъем на местах, по поселениям. Часть руды получше отправляем на промзону, для работы по тигельному процессу. Таким образом получим металл для оружия, и инструмента. При этом секретные технологии не расползаются.
----------------

Цитата delovoy

эээ, а можно поподробней что за плавка и что за шихта? а моя мысля о том что дабы чудесные св-ва легирования сказались на результате нужно чтоб легирующий элемент растворился в аустените, то бишь надо расплавить метал. вот откуда фазовый переход появился.

ссылку привести сейчас не могу, потерял, мож найду позжее. Насколько я понял пассаж, то восстановить углем марганец, ванадий или тот же хром не выйдет. Однако если в исходной железной руде эти элементы присутствуют, то в процессе восстановления железа эти элементы появляются в расплаве в виде примесей. Этим рбъесняется история знаменитых японских мечей, которые были широко известны, пока не закончилось месторождение железа с ванадиевами песками. Таким образом при выплавке получаем природно легированный металл. Во всяком случае древние японские катаны точно ванадиевые, а более поздние - нет.

Идея авторов состояла в том, что легировать металл можно присаживая элементы прямо в руду. Например если некоторые виды марганцевых или ванадиевых минералов добавить к железной руде, то в процессе тигельной плавки, когда имеем фазу жидкого металла, соответсвующие элементы так же будут восстановлены уже самим железом или что-то типа этого. Но вокруг плавилен, где делали вутц найдено много остатков растений. Видимого применения эти растениям нет, но о многих известно, что они накапливают в себе металлы. Авторы предположили, что этими растениями, или рудой из них древние легировали руду.

У меня другое предположение - при плавке вутцев добавляли графит. А когда не знали графита? вероятно добавлялт древесный уголь определенных растений. После изобретения графитной присадки, добавление разных дедовских волшебных травок осталось частью традиции.

Что до легирования... Тот же ванадий в песках может быть почти везде, но в мизерных количествах. Однако растения способны накапливать их из грунтовых вод. много ли? А много ли нам надо? Только маленькие примеси марганца очень сильно убивают эффект от серы. Ванадий один из элементов, который наряду с повышением твердости вызывает увеличение вязкости, а нам достаточно чуть чуть, что бы противостоять хрупкости.

Но, эффект получается только при тигельных плавках, и кроме того, Ульф в наших краях эту идею забраковал.

Коняга - это не лошадь Пржевальского. Коняга - это лошадь поручика Ржевского.

Сообщение отредактировал Коняга - Воскресенье, 03.06.2012, 21:16

petrovih

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 22:45 | Сообщение # 357

Группа: Удаленные

Коняга,

Quote

Во вторых КЕС дал наводку, что один из попаданцев родом с Урала и учился в Горном.

Я тоже с Урала и закончил Магнитогорский горно-металлургический институт. Но до сайта я не знал ни каких способов получения стали кроме современного. Не знают их и мои друзья и знакомые работающие в Доменном и Кислородно-Конвертерном цехах.

Quote

обжигом руды до конца от серы очистить не удастся

Мы о каких концентрациях говорим? Начальная концентрация серы до 2 %, я думаю удастся уменьшить до как минимум 0,4 %. От фосфора не избавимся при любых флюсах. Нужно искать БЖ содержащее фосфор в виде следов, что реально.

Quote

сыродутной печи получаем железо, в домнице получаем смесь железа и стали

Может я что то не понимаю но вроде домница это один из видов сыродутной печи.

Quote

Пр возможности отделяем сталь от железа

Как ты себе это представляешь, они что по цвету различаются?

Quote

Куем, пока не выдавим из крицы полурасплавившийся флюс.

Может быть шлак, а не флюс?

delovoy

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 23:03 | Сообщение # 359

Десятник

Группа: Ушкуйники

Сообщений: 441

Награды: 1

Репутация: 175

Статус: Оффлайн

я еще раз повторюсь - у нас сыродутня или передел?
а то у нас в обсуждении как обычно процесс главеет над результатом.

з.ы. если передел не подразумевается, то идея Петрвича напрасная трата ресурсов если иное, то встает вопрос о мнении автора насчет чрезмерного знания прогрессорства.

Ульфхеднар

Дата: Воскресенье, 03.06.2012, 23:30 | Сообщение # 360

Сотник

Витязь

Группа: Наместники

Сообщений: 4881

Награды: 1

Репутация: 5055

Статус: Оффлайн

Quote (petrovih)

От фосфора не избавимся при любых флюсах. Нужно искать БЖ содержащее фосфор в виде следов, что реально.

А можно ли от фосфора избавится без обжига, если это примесь в породе?

Quote (petrovih)

Коняга, Получается что попаданец кроме того что он металлург, еще и геологом должен быть. Как он найдет минералы содержащие например ванадий или молибден.

Ну если он этим занимался... Но!
Хромоникелевое месторождение в Украине есть, правда, ходит в перспективных - Капитановское (р-н Побужья).
Молибден - Вербинское и Устиновское рудопроявления на севере Украины и Восточно-Сергеевское рудопроявление в Среднем Приднепровье.
Ванадий - Керченское месторождение (как сопутствующее железу).

В Полесье ванадия и молибдена не обнаружено.

Страница 9 из 18 « 1 2 … 7 8 9 10 11 … 17 18 »
Модератор форума: deha29ru, Скиф, greiny, Ульфхеднар