Попаданческая металлургия

[digger]

Читаю очередной креатив со множеством роялей в кустах.6-й век, Урал, то есть качественная железная руда есть.Рабсила - порядка 10 человек.Учебники по металлургии чудесным образом перенесены.Там ГГ строит не менее чем домну и по-видимому прямо из чугуна кует изделия.Что самое оптимальное реально соорудить такими силами? Цель - качественная сталь с разным содержанием углерода.Промежуточная цель - торговать железными изделиями ,успешно конкурируя с существующими.Конечная цель - сделать револьвер.

вот попаданец

http://zhurnal.lib.ru/z/zajcew_w_w/ponevole_1.shtml

[Гера]

Это Вы про товарища Белова? Я одним глазом глянул(упаси бог читать) - как может быть вместе 6век/Кама/славяне/башкиры - я понял! сбылась мечта уважаемого Смельдинга - это именьковцы! :scare2:

[digger]

Да, он, не хотел выдавать,а то похабно донельзя, всю тему испортит.Век я примерно написал.

[serges55]

digger по-видимому прямо из чугуна кует изделия

По-видимому, пудлинговая печь будет описана далее

Ни на что более 10 человек не хватит. И то если очередным роялем будут книги по огнеупорам и соответствующие геологические находки.

А кстати, кто у них на домне дутьевой вентилятор крутит? Наверное, беличье колесо пришпандорили (не верю я, что эта бригада "Ух" ещё и плотину с водяным колесом соорудила)

[digger]

Глючность повести понятна.Меня лично интересует не она, а можно ли что-то там сделать малыми силами.Или в металлургии всё настолько тяжелое и дорогое? Что это за домны, в которых китайцы плавили чугун во дворе во время Большого скачка?

[denIS@RU]

домну технически построить можно, этож не мартен - былобы из чего, огнеупор должен быть, ковка чугуна? - загадочный процесс - в народе все больше литьем как то пробавляются, а вот сталь.... - ну, теоретически не в промышленных масштабах конечно получить можно - но содержание углерода будет именно что "различным" .

[Андрей]

Читаю очередной креатив со множеством роялей в кустах.6-й век, Урал, то есть качественная железная руда есть.Рабсила - порядка 10 человек.Учебники по металлургии чудесным образом перенесены.Там ГГ строит не менее чем домну и по-видимому прямо из чугуна кует изделия.Что самое оптимальное реально соорудить такими силами? Цель - качественная сталь с разным содержанием углерода.Промежуточная цель - торговать железными изделиями ,успешно конкурируя с существующими.Конечная цель - сделать револьвер.

Я конечно не спец. Так что сугубое ИМХО.

В небольших объемах варить сталь можно. Смотрел однажды фильм про изготовление катан, там этим делом (от выплавки металла до конечного продукта) занимаются члены одной семьи, 2-3 человека. Но в любых более менее промышленных масштабах требуется уже гораздо большее количество народу. Добыть руду, добыть уголь, добыть присадки для стали, доставить все это к заводу, персонал самого завода, доставка готовой продукции.

Кстати посмотрите новый проект Парфенова "Хребет России" как раз про Урал. Может что интересное увидите.

[digger]

Про ковку чугуна - это в ироническом смысле, после чугуна идет передел, о котором автор забыл. А какой минимальный размер домны? Передел, как я читал, в простейшем случае делается кричным горном, насколько он сложен?

[Lestarh]

В микроколичествах в это время сталь уже делают. Причем легированную, сварную, дамаскированную и т.д. Индийские и персидские технологии на тот момент в расцвете. Но дело в том, что один меч-кладенец не решает. Проблема не в том, чтобы сделать килограмм качественной стали, а в том, чтобы тонну средненькой. Вот это переворот... Но для десяти человек, имхо, неподъемно. Потому как тут даже не завод, а целую индустрию делать надо - от производства топлива до проката.

Кстати чугун к этому времени китайцы тоже освоили (причем уже тысячу лет как, злые языки утверждают, что они научились его получать аж в IV веке до н.э.). Только непонятно что с ним дальше делать...

[digger]

Имя попаданца напутал,вставлено в 1-й пост.Чугун - переделывать кричным горном или пудлинговой печью.Производительность труда при этом сильно растет по сравнению с сыродутной печью,где получается непосредственно крица.Но как домна,так и передел гораздо выгоднее при непрерывном производстве,когда всё не остывает,иначе надо горы древесного угля.

[sanitareugen]

Чугун китайцы научились выплавлять очень давно. Но это у нит руды были специфические, фосфористые. Что снижает температуру плавления. Для художественного литься такой чугун хорош, как конструкционный материал плох, а при переделе в сталь создаёт изрядный геморрой.

[protopope]

По татищевским штатам, на завод полагалось 1024 человека, из них 125 - непосредственно на заводских работах, остальные - на вспомогательных.

Это похоже на завод Винниуса под Тулой - там было 122 человека, но только на заводских работах.

[digger]

Это на 1 домну? Сколько там производительность в сутки?

[protopope]

В сутки по разному, около 100 - 300, в год тысяч 10 - 35.

[Абрамий]

Фосфористый чугун как литейный материал вполне хорош .

Получить пригодное для практических целей железо из такого чугуна можно .

Но такое железо может быть только сварочным железом .

Пудлингование такое железо дает .

Выплавка железа на поду отражательной печи ( пудлингование ) была предложена в 1784 году Г.Кортом .

При выплавке железа в отражательной печи металл и топливо не контактировали и каменный уголь не загрязнял железо.

Идея выплавки железа и стали на поду отражательной печи была впервые предложена в 1722 году Реомюром (если не раньше ).

Но дело не пошло , хотели получить литую сталь , но температуры пламени для расплавления стали и железа не хватало , температура в печи не превышала 1400гр. Получить большие температуры , выше 1600гр не могли , для этого были нужны регенераторы подогрева воздуха и генераторного газа и генераторный газ в качестве топлива .

Кроме того дровяное топливо и древесный уголь являются малопригодным для отражательной печи топливом .

Вот по этой причине в России пудлингование было редкостью .

Древесный уголь был дорог , а дрова не позволяли получить нужной температуры .

Для получения дров пригодных в качестве топлива для пудлинговых печей приходилось строить сушильные галереи из кирпича для сушки дров , которые использовали тепло металлургических печей .

Ну , а каменный уголь на Урале не использовали и не разрабатывали .

Печь Корта тоже не позволяла получить литой металл .

Пудлинговые печи хорошо работали только на каменном угле .

Ёмкость самой печи т.е. её садка была в пределах 200-500кг.

Они позволяли получать крицы весом до 60кг.

Которые потом проковывали для получения однородного металла .

Пудлинговые печи позволяли удалить до 80% фосфора и до 30% серы .

Можно увеличить удаление и фосфора до 90-95% и серы до 70% применив в этих печах подину(т.е. плоское дно печи ) из известняка или доломита и вводя негашеную известь в чугун прямо в печи .

Кроме того есть пиролюзит -- этот по представлению Плиния магнитный железняк "женского пола " .

Введение его в чугун позволит уменьшить горячеломкость железа и стали вызванную серой .

Реально в пудлинговых печах применяли подины из песка или железной руды (окалины ) и удалить большие количества серы и фосфора на кислой подине было невозможно .

Одна пудлинговая печь за сутки давала 3500 кг крупнозернистого кричного железа либо 1600 кг мелкозернистого железа- пудлинговой стали.

Английское пудлинговое железо имело примерно такой состав :

С = 0,034%; Мп = 0,019%; Р = 0,148%; S = 0,03%; Si =0,187%; шлак = 3,25%; остальное - железо. Шлаковые включения пудлингового железа состояли главным образом из окислов железа (FeO и Fe203) около 75% и окислов кремния - около 10%.

Данные по химическому составу получены при анализе материалов корпуса одного из первых железных судов, долго прослужившего и отлично сохранившегося и по сей день .

Видно , что содержание фосфора по нынешним меркам совершенно не приемлемо .

Уральское пудлинговое железо имело примерно такой состав :

С = 0,1-0,2%; Мп -- следы ; Р = 0,01-0,02%; S = 0,004-0,006%; Si =0,1%; шлак = 0,2-1% ; остальное - железо.

Видно ,что выплавка чугуна на древесном топливе приводила к резкому снижению содержания и фосфора и серы .

Однако и английское пудлинговое железо имевшее содержание фосфора и серы в 10 раз выше уральского отлично себя показывало .

Хладноломкость вызываемая фосфором проявляется тем сильнее, чем богаче металл углеродом.

Поэтому, напр., в богатых углеродом марках : твердой тигельной стали ,бессемеровской стали и мартеновской стали -- увеличение примеси фосфора на несколько сотых и даже тысячных процента уже значительно усиливает хладноломкость , между тем, как в мягком не литом железе даже колебания в содержании фосфора в несколько сотых и даже десятых процента не оказывают заметного влияния на вязкость, т. е. не усиливают хладноломкость .

Такое свойство как хладноломкость проявляется много сильнее в литом железе и стали , нежели в сварочном железе и сварочной стали .

Сварочное железо - это кричное и пудлинговое .

В литой стали вызывают хладноломкость уже такие примеси фосфора, которые оказываются еще совершенно невредными для сварочного.

Литая сталь , не должна содержать в себе фосфора свыше 0,1% ( а должна быть ещё меньше в 10-20 и даже в 100 раз ); примесь фосфора в 0,1- 0,2% допускается лишь в литой стали , назначающемся для неответственных изделий .

А вот сварочное железо, при содержании фосфора в 0,3 и даже 0,4%, хотя уже и проявляет признаки хладноломкости , но однако вполне может обрабатываться и применяться без особенных затруднений.

Сварочное железо с содержанием фосфора 0,25-0,30% можно еще ковать и прессовать в холодном виде : например перерабатывать в гвозди и даже волочить в проволоку .

[digger]

В сутки по разному, около 100

Это дофига, нам надо 1 минимально работающую домну и обслуживающие ее пудлинговые печи.Много народу не собрать, так как в данных местах городов и государств нет,да и некуда продать столько железа.По условию попаданец знает расположение всех месторождений.Уголь на Урале есть, вопрос глубоко ли.Транспорт реально только по рекам в ощутимых количествах.

[Абрамий]

Уголь-то есть например -- Челябинский угольный бассейн ( 1907 год ).

На западном склоне Урала и в Приуралье тоже имеются месторождения каменного угля такие как : Печорский угольный бассейн ( 1931 год ) и Кизеловский угольный бассейн .

Но вплоть до начала 20 века века из этих месторождений разрабатывали только Кизеловское ( в 1870 году было добыто всего 6,3 тыс.тонн угля ) .

Причиной было отсутствие путей сообщений и наличие возможности получать вблизи заводов древесный уголь .

[komo]

Построить плотину чтоб перпад не метр-два а хотя бы 4-5 уже нужна сотня людей и инструменты с мастерами. Да и расчитать эфективность и возможность с экономической точки зрения ловольно просто. Железные орудия труда и возможно новые методы с\х позволят в климате камско-уральского региона прокормить от 10-до 20% от населения, которое не будет занято с\х ( и то при внешней торговле, скажем металоизделия продовать степнякам в обмен на скот, шкуры и шерсть, и быть посредником между племенами и родами забравшимися в глуш подальше от основных речных путей и менять железо и ткани на шкурки). Из получившихся 10-20% валентного населения надо отнять на армию ( а то разбогатевших жителей пограбить куча желающих появится), старейшин, жрецов, мелких ремеслиников, купцов. Останется хорошо если 5% населения на крупные мануфактуру прогресорские. Плотность населения извесна примерно, несклько человек на км в районе рек судоходный и практически никакая в буреломах, горах уральских и в степи. А требуется несколько десятков тысяч человек, при том чтоб ядро находилось на растояние 1-3 дней пути на санях или по реке и не менее 10 тысяч человек насчитовало. В общем для одного попаданца это долгий путь на всю его жизнь с возможным заканчиванием его дела детьми и учениками. Тут лет 15-20 пока связи наработает, ресурсов наберет ( и в первую очередь трудовых) прежче чем к крупному строительству переберется.

[protopope]

1. У 10 человек в 6-м веке проблемы будут совсем иные, чем создание продвинутой металлургии.

Покушать чего, не замерзнуть и в рабство не попасть.

2. Уголь то на Урале есть, но вот для металлургии он не годится. Тут нужен уголь коксующийся, такой есть в Кизеле, но мало, и серы в нем - выше крыши. А в Челябинском бассейне - только бурый уголь.

[denIS@RU]

*Читаю исходный текст... - ну, кроме 2х постельных сцен это перечисление ЗАВОЕВАНИЙ (именно так, с большой буквы) - советской милиции, ГГ 40 лет, 18 в милиции, до того он успел получить первое инженерное образование, сносно изучить все боевые искусства, в первый же день в лесу, из подручных материалов наваял себе глушитель???, для карабина.... в глухом южно пермском лесу - так что территориальная привязка есть, каменный уголь ему принес местный подручный (они, местные, его давно и хорошо знають - но не используют, как и нефть - купцы по тексту ее в товарных кол-вах завозили). ДЫК, я к чему - за пару месяцев он с 4 (четырьмя) подручными кузнецами, и 10 подростками помимо прочих работ по добыванию свинца, кислоты, серебра и разборок в духе " Улицы разбитых фонарей", соорудили домну... 9 метров высотой

Как и планировал Белов, после схода снега практически все угры, работавшие в посёлке, начали заготовку кирпича, затем строительство доменной печи. Не огромной, промышленной, а небольшой, около девяти метров высотой, в которой Белов планировал выплавлять до десяти-двадцати тонн чугуна за одну загрузку. Дело было новое, известное Белову только по теории, поэтому многое приходилось переделывать снова и снова. Белов занимался только печью, даже посадку огорода полностью доверил жёнам. Только для вспашки земли под зерновые он сделал исключение, распахивал сам, вместе с десятью самыми взрослыми уграми. Они пахали небольшими плугами, а Белов мотоблоком. ...

Почти месяц ушёл на постройку доменной печи и загрузку её необходимым количеством угля, смесью древесного и каменного. За это время помощники Окуня из Соли Камской дважды привозили руду, но её было мало, для третьего раза Белов даже отправил за рудой две своих больших трофейных лодки с экипажем угров. С третьего раза и удалось полностью загрузить печь рудой, больше двадцати тонн. Белов прикинул пропорцию руды к углю и сказал заветное слово, - Поджигай.

Это шутка, разжигали полдня, с помощью мехов, ещё сутки все горело и плавилось, невыспавшийся Белов ходил вокруг домны злой, как собака. На второй день не выдержал, сверил все показатели и пробил леток. Плавка удалась, не на славу, просто удалась. Чугуна вышло около пяти тонн, вместо предполагаемых десяти, но достаточно хорошего качества. И всего за неделю работы. Никакого сравнения с кричным железом. Пока домна остывала, кузнецы быстро отжигали чугун в железные слитки, готовили запас для зимы.

как бы меня сильно смущает вообще возможность ПОСТРОИТЬ 9 метровую домну за такое время - не говоря уже о процессе

[digger]

Глючен очень,зато читается легко. Меня он интересует только как источник вдохновения.Мой вопрос другой - нельзя ли с современными знаниями и технологиями соорудить что-то металлургическое,превосходящее тот уровень, но маленькое.Пока что выходит, что нет.

[komo]

Можно, но долго, за первый год хорошо если разведает запасы глины, построит печь для обжига кирпича и выпустит пробные партии, обучив попутно пару подсобников. На следущий год несколько печей делать клиентам и себе и построить небольшую домну метра в 2-3 и кузницу. А чугун переалавлять в горшках, в качестве воздушного насоса построить пару стен сходящих под углом и меха крумые лошадью, волом или парой хумансов.. Нормальную плотину с колесом и передачей хорошо если лет через 5 можно будет начать, и то при условии что на огородах в соседних деревеньках и городках картошка растет.

[digger]

А как это в горшках, это альтернативный способ передела чугуна?

[komo]

Тигельный способ, только вместо тигля запечатаный горшок. Вот только произвести горшок и пропорции между дроблеными кусками чугуна, углеродом и доломитами загружаемыми в него нащупать + температурный режим подобрать это столько дорогово по тем временам сырья и работы запароть, что проломт после2-3 неудчи голову ГГ как смущающему умы и нелюбимому богами и духами.

[digger]

Попаданцу не надо,у него все знания есть по определению.