철. 발명과 생산의 역사

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철. 발명과 생산의 역사

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구리와 달리 지각의 자유 천연 철은 거의 발견되지 않습니다. 그러나 그것은 많은 광물의 일부이며 비철금속보다 훨씬 더 널리 퍼져 있습니다. 고대에는 수호, 늪, 초원 및 기타 광석에서 문자 그대로 모든 곳에서 채굴 될 수있었습니다. 그러나 구리 야금에 비해 철 야금은 다소 복잡한 공정입니다.

철은 1539도에서 녹습니다. 이러한 고온은 고대 주인에게 완전히 접근 할 수 없었습니다. 따라서 철은 구리보다 훨씬 늦게 인간의 일상 생활에 들어 왔습니다. 무기와 도구 제조를 위한 재료로 널리 사용되기 시작한 것은 원시 철 회수 방법이 알려진 기원전 1천년(그러나 일부 민족은 훨씬 더 일찍 철 야금술을 배웠습니다. 현대 아르메니아는 기원전 3 천년 초에 이미 광석에서 철을 얻는 방법을 알고있었습니다.

가장 일반적인 철광석(자성 철광석, 적색 철광석 및 갈색 철광석)은 철과 산소의 화합물(산화철) 또는 산화철 수화물입니다. 이러한 화합물에서 금속성 철을 분리하려면 이를 환원해야 합니다. 즉, 산소를 제거해야 합니다.

고대 무기의 철 요소

물론 고대 대가들은 철이 환원되는 동안 일어나는 복잡한 화학 과정에 대해 전혀 몰랐습니다. 그러나 광석의 "제련"을 관찰하면서 그들은 결국 가장 단순한 철 생산 방법의 기초를 형성한 몇 가지 중요한 패턴을 확립했습니다. 우선, 우리 조상들은 철을 얻기 위해 철을 녹는점까지 끌어올릴 필요가 전혀 없다는 것을 알아차렸습니다.

금속 철은 훨씬 낮은 온도에서도 얻을 수 있지만 구리를 제련하는 것보다 더 많은 연료가 있어야 하며 이 연료는 품질이 더 좋아야 합니다. 또한 불은 가능한 한 "뜨거워"야 합니다. 이 모든 것은 용광로와 용융 조건의 특별한 배열이 필요했습니다.

고대 철 제련로의 장치

일반적으로 철을 "녹이기" 시작하면서 장인들은 먼저 둥근 구멍을 팠습니다. 그 구멍의 벽은 내부에서 두꺼운 점토층으로 덮여 있었습니다. 외부에서 공기 주입을 위한 구멍이 이 구덩이로 가져왔습니다. 그런 다음 둥근 하단 부분 위에 상단 부분을 원뿔 형태로 지었습니다. 숯은 연료로 사용되었습니다. 그것은 용광로의 맨 아래-구덩이에 부어졌습니다. 그 위에 깔린 광석과 석탄과 같은 충전물이 층으로 쌓였습니다. 맨 위에 두꺼운 석탄 층이 부어졌습니다. 연료가 아래에서 점화된 후, 광석의 강한 가열이 시작되었습니다. 이 경우 탄소(석탄) 산화와 철 환원의 화학 반응이 있었습니다. 자그마한 꽃잎 형태로 슬래그보다 XNUMX배나 무거운 반죽 같은 철이 아래로 떨어져 용광로 하부에 가라앉았다.

철 제련로

결과적으로 구덩이 바닥에 연철 덩어리가 수집되었습니다. 무게는 1 ~ 8kg입니다. 그것은 단단한 슬래그로 채워진 공극이있는 부드러운 금속으로 구성되었습니다. "용해"가 끝나면 용광로가 부서지고 크리차에서 꺼졌습니다. 추가 처리는 단조에서 이루어졌으며, 여기서 kritsa는 다시 단조에서 가열되고 해머 타격으로 슬래그를 제거했습니다.

철 야금에서 단조는 수세기 동안 금속 가공의 주요 유형이되었으며 대장장이는 생산의 가장 중요한 부분이되었습니다. 철은 단조 후에야 만족스러운 품질을 얻었습니다. 그러나 순철은 부드러움 때문에 사용할 수 없습니다. 철과 탄소의 합금만이 경제적으로 중요했습니다. 생성 된 금속이 0 ~ 3 %의 탄소를 포함하는 경우 강철, 즉 경화되는 능력이라는 새로운 특성을 얻은 철을 얻었습니다. 이를 위해 도구를 뜨겁게 가열한 다음 물에서 냉각했습니다. 경화 후에는 매우 단단해져서 우수한 절단성을 획득하였다.

공기의 자연스러운 흐름으로 용광로의 온도는 1000도 이상으로 올라가지 않았습니다. 고대에 이미 벨로우즈를 사용하여 공기를 용광로에 인위적으로 펌핑하면 동일한 광석에서 더 많은 철과 더 나은 품질을 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 모피는 총구를 장착하고 손으로 움직이는 가죽으로 만들어졌습니다. 노즐과 벨로우즈의 도움으로 가열되지 않은 미가공 공기가 용광로에 주입되었으며 여기에서 전체 공정의 이름이 유래했습니다. 그러나 이 방법으로도 온도는 1200도까지만 올라갈 수 있었고, 그 안에 포함된 철의 절반도 채광되지 않았다.

널리 구할 수 있고 값싼 재료인 철은 곧 생산, 일상 생활 및 군사의 모든 분야에 침투하여 삶의 모든 영역에서 혁명을 일으켰습니다. 철 도끼와 철 쟁기가 달린 쟁기는 이전에 농업에 완전히 접근할 수 없었던 사람들에게 농업을 마스터하는 것을 가능하게 했습니다. 철이 보급된 후에야 대부분의 사람들에게 농업이 가장 중요한 생산 분야가 되었습니다.

철은 장인에게 돌도 청동도 저항할 수 없을 만큼 단단하고 예리한 도구를 제공했습니다. 그들은 다른 공예품이 빠르게 발전하기 시작한 기초였습니다. 이러한 주요 변화는 원시 사회에 종지부를 찍었습니다. 그것은 더 발전된 계급 사회로 대체되었습니다.

저자: Ryzhov K.V.

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풍력 발전의 중요한 성과에도 불구하고 GWEC의 책임자인 Jonathan Cole은 우리가 기후 변화에 대처하기 위해 해야 할 일의 시작 단계에 불과하다고 지적합니다. 전 세계 사회와 생태계에 미치는 기후 변화의 재앙적인 영향을 피하기 위해 우리는 시급히 경제를 변화시키고 풍력 에너지 생산을 늘려야 합니다.

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