В теме http://chronologia.org/cgi-bin/dcforum/dcboard.cgi?az=read_count&om=13529&forum=DCForumID2&viewmode=threaded

Был обсужден ряд вопросов о развитие технологии железоделательного производства, но вероятно необходимо создать отдельную тему о технологиях получении Стали.

Бирингуччи переведем главу о стали.

«Хотя может показаться более подходящим, обсудить эту тему в девятый книгу в связи с выплавкой железа, где я думал рассказать это в подробностях, процесс производства стали, по-видимому, фактическое ответвление вышеприведенной главы о железе, поэтому я не хочу разделять эти две части так, чтобы они могли показаться различными вещами. Поэтому я хочу написать об этом здесь и рассказать вам, что сталь есть не что иное, как железо, очищенное с помощью искусства и дает более идеальную, элементарную смесь и качество, посредством большего вываривания огнем, чем это имело место раньше. Вследствие притяжения некоторых подходящих субстанций в вещах, которые добавляются к ним, их природная сухость передвигается посредством определенного количества влаги, и они становится белее и плотнее, так, что, вероятно фактически удаляются от своей первоначальной природы. Наконец, когда ее поры хорошо расширяются и смягчаются сильным огнем, а тепло изгоняется силой холода воды, эти поры сжимаются и она превращается в твердый материал, который, из-за твердости, хрупок.
Сталь может быть сделана из любой железной руды или очищенного железа. На самом деле правда, лучше, когда сталь делается из одного сорта железа, а не из разных сортов и из одного вида древесного угля, а не из разных. Также лучше делать сталь в соответствии с пониманием мастеров. И все же лучшее железо, которое используется для создания хорошей стали, это, то железо, которое по своей природе является свободным от примесей других металлов, и, следовательно, более предрасположенное к расплаву и имеет несколько большую твердость, чем другое. Дробленый мрамор или другие легкоплавкие при плавлении породы размещаются вместе с этим железом. Они очищают железо и почти в силах взять из него ее железистую природу, и закрыть его пористость, и сделать его плотным и без расслоения.

Теперь вкратце, когда мастера хотят сделать такую работу, они берут железо, которое прошло стадию превращения в печи или полученное иным путем,
и разрывают его на небольшие кусочки, которые они хотят превратить в сталь. Затем они ставят перед фурмой кузницы круглый сосуд,
в половину руки (braccio – итальянская сажень) или более в диаметре, который сделан на одну третью из глины и на две третьи из угольной пыли, масса хорошо измельчается кувалдой, хорошо перемешивается, а затем смачивается таким количеством воды, которое требуется, чтобы масса держалась вместе, когда на нее нажимают рукой.
И после того как этот сосуд изготовлен подобно купелине очага, но глубже, фурма присоединяется к середине, так что ее нос несколько наклонен в сторону понижения для того, чтобы воздух мог ударять в середину сосуда. Затем все пустое пространство заполняется древесным углем, а вокруг сосуда, делается круг из камней или других мягких пород, которые держат разбитое железо и угли, которые также размещаются сверху. Таким образом, сосуд покрывается, и насыпается куча древесного угля. Затем, когда мастера видят, что все в огне и хорошо прогревается, особенно сосуд, они начинают больше работать кузнечными мехами и добавлять некоторые из этих маленьких кусочков железа смешанных с мрамором похожим на соль, дробленым шлаком или другими легкоплавкими и не земляными камнями. Растапливая это, они таким составом мало-помалу заполняют сосуд настолько насколько желательно.

( Здесь интересно примечание переводчика.
«Процесс состоит из погружения масс сварочного железа в ванну расплавленного чугуна. Хотя Бирингуччо говорит, что и крица и ванна имеют то же самое железо, это для ванна несомненно науглероживается избытком древесного угля, смешанного с этим для того, чтобы таять.
Агрикола ( De re metallica, p. 342), копирует это описание почти дословно и добавляет иллюстрации, показывающие стальные бруски, прокованные и обжатые. К сожалению, очаг печи не показан, и возможно описываемое, это - только кузнечная операция, а не сталелитейный процесс непосредственно».

Однако специалисты полагают, что описан процесс науглероживания в расплаве чугуна, что отмечено у Перси)

Имея ранее сделанные под кузнечным молотом три-четыре крицы из одного сорта железа, весом от тридцати до сорока фунтов каждая, они кладут их, пока те горячие, внутрь ванны с расплавленным железом. Мастерами этого ремесла такая ванна называется «искусство железа». Они держат куски в этом расплавленном материале на горячем огне в течение четырех-шести часов, часто помешивая расплав палкой, как повар перемешивает пищу. Таким образом, они держат их, переворачивая снова и снова, так что все это твердое железо может принять в свои поры те тонкие вещества, которые находятся в расплавленном железе, посредством такого средства грубые вещества, которые находятся в крице, уничтожаются и расширяются, и все куски становятся мягкими и пастообразными. Когда мастера замечают это момент, они делают вывод, что эта тонкая субстанция полностью проникла внутрь, и в этом они убеждаются проверкой, взяв один из кусков и перенося ее под кузнечный молот, чтобы расковать и затем, бросить его в воду, пока он такой горячий, как это возможно, они закаляют его, и когда он закалится, они разбивают его и смотрят, изменила ли каждая маленькая часть металла свою природу и является ли полностью свободной внутри от любых прослоек железа.


Когда они обнаруживают, что достигли нужной точке завершения процесса, они вынимают куски большими клещами или посредством концов на них, и разрезают каждый из них на шесть или восемь мелких кусков. Затем они возвращают их снова в ту же ванну для нагрева, и добавляют еще некоторое количество измельченного мрамора и железа для плавки для того, чтобы обновить и увеличить ванну, а также заменить то, что огнем потребляется. Кроме того, путем погружения того, что должно стать сталью в этой ванне, оно лучше доводится до совершенства. Таким образом, наконец, когда куски очень горячие, их берут кусок за куском клещами, переносят для вытягивания под кузнечный молот, и делают бруски, как вы видите. После этого, пока куски еще очень горячие и почти белого цвета из-за жары, для того, чтобы это тепло, можно было быстро охладить, они без промедления бросают их в текущую воду, которая так холодна, как это возможно.

Таким образом, сталь получает твердость, которая обычно называется закалкой, и, таким образом она превращается в материал, который вряд ли напоминает тот мягкий материал, что был до этого.
Ибо ранее она напоминала просто кусок свинца или воска, а таким образом делается такой твердой, что превосходит почти все другие жесткие вещи. Она также становится очень белой, в гораздо большей степени, чем естественное железо в нем, в действительности она почти подобна серебру. Белый сорт, очень хороший, и фиксированные зерна лучшие. Сорта, о которых я слышал, и которые высоко ценятся - это сорта из Фландрии, а в Италии из Валькамоники (Valcamonica) из района Брешии. Вне христианского мира ценится Дамаск (Damascan) и Коромания (Chormanian), Аззирниан (Azzirninan), и тот, что из Агиамбана (Agiambans).
Я не знаю, как эти люди получают или же делают ее, хотя мне говорили, что у них нет другой стали, отличной от нашей. Говорят, что они опиливают ее, замешивают с определенной едой, делают небольшие лепешки, и кормят ими гусей. Они собирают помет этих гусей, когда они хотят, сушат его огнем, и преобразуют его в сталь. Я не очень верю в это, но думаю, что все, что они делают это свойство отпуска стали, если не свойство самого железа.

The pirotechnia of Vannoccio Biringuccio. Translated by C R. Smith and M. T. Gnudi. New York, 1943 p. 67-70

http://books.google.ru/books?id=ruBbKRKGeOwC&printsec=frontcover&dq=biringuccio&hl=ru&ei=Vsy2Tpe1EfPQ4QSV7uDDAw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCwQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false


Перевод с английского Е.Н. Шуршикова (замечания и исправления принимаются)

Другой перевод на английский есть в книге Перси стр. 807
http://books.google.ru/books?id=RYpBAAAAIAAJ&pg=PA807&dq=percy+biringuccio&hl=ru&ei=4PusTojIOcfQ4QTIjoGBDw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&sqi=2&ved=0CDoQ6AEwAg#v=onepage&q=biringuccio&f=false

итальянский оригинал (не первое издание) здесь
http://books.google.ru/books?id=ORNmcPCMM44C&printsec=frontcover&dq=biringuccio&hl=ru&ei=w9C2TrW8JqHN4QTYtIW_Aw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CDUQ6AEwAQ#v=onepage&q&f=false

Вопрос прост, что за процесс производства стали описывает Бирингуччи?

Специалисты утверждают, что описан процесс науглероживание железа в расплаве чугуна? Это реально или?

а че тебе не нравица \\весь вопрос в абсолютном времени \\\\ офиц производство стальных мечей - г булгары минус 4 век :-)

ща лень искать книшку \\спать ложись

Это реально или?

Нет, конечно.
Почитайте Яна Корецкого. Цементация стали. Где-то в сети болтается. По-моему на инфанате.

А ещё не надо забывать, что Бауэр и Берингуччи явно писали под копирку. Так что это - единственный источник такого сведения. Плюс перевод. С чёрт его знает какого на латинский, потом на английский ну а уж потом и на русский. И каждый переводчик знает металлургию лучше самого Берингуччи, не говоря уж об Агриколе.

Цементация стали
корректнее видимо говорить перекристаллизация

если нет добавок - метаморфизм
есть - метасоматоз с метаморфизмом :-)

Портвейна начитались?

Диффузия углерода в кристаллическую решётку железа - какой к чёрту метаморфизм?

А уж чтоб метасоматоз получить - надо и вовсе всё железо в решётке на золото заменить. Только тогда уж это будет трансмутация.

Диффузия углерода в кристаллическую решётку железа

для тупых -- внедрение хушь углерода хуш чего НЕ в кристаллич решетку а СМЕНА кристалла \\перекристаллизация в Любом случае

или всякие там идлеры думают что углерод маленький как электрон

метам и пр - металлургия - частное воспроизведение того что происходит в природе
\\\\\нормальный напиток

"....для тупых -- внедрение хушь углерода хуш чего НЕ в кристаллич решетку а СМЕНА кристалла \\перекристаллизация в Любом случае.."


Слово ПЕРЕкристаллизация, уважаемый, подразумевает «РАСкристаллизацию» с последующей кристаллизацией ( и ничего иного - в голове человека, владеющего русским языком - это слово означать не может ). Диффузия же, это другой процесс...

///для тупых

Чучело ты гороховое. Никак на благородный напиток не тянешь.
Размер атома углерода (об обезэлектроненном ионе умолчим) достаточен для пролезания в решётку железа с любой буквой. Поентому гуляет там, как хочет. Ну, расталкивая немножко хозяев.

А железо при энтом (с любой буквой) так и остаётся железом.

Поентому гуляет там, как хочет. Ну, расталкивая немножко хозяев.

гуляет как г в проруби \\\ а ля электронный газ

сам ты дурак \\даже и разговаривать не хочу

>гуляет как г в проруби \\\ а ля электронный газ
>
>сам ты дурак \\


Прочитанное вами где-то "перекристаллизация", корректней разве?

(Я бы понял, еще, -
"диффузия - рекомбинация".)

ув кекс видимо не видел ни шлифов ни аншлифов \\\ да - есть (была ранее) такая прикладная наука - как прикл петр0графия и минера графия

например - верхняя часть унитаза - на шлиф \\изучать полученные Антропогенные минералы == это когда Импортн унитазы были белые = а отечеств - желтели (это Например)

или изучать множество Кристаллов образца - нож там или стержень

они видите ли ломались - в самом слабом месте - на границе (срастания)кристаллов \\\ и Разумееца - при ковке \\\ плавке и пр --- ОНИ ПЕРЕКРИСТАЛЛИ зовывались \\менялась СТРУКТУРА самого кристалла \\ менялись ГРАНИЦЫ кристаллов \\ПО ЛЮБОму \\\ отдельные кексы видимо думают шо выращивают монокристалл :-(

примитивно - я старался разсказать об этом тута http://tv.tainam.net/index.php?option=com_content&view=article&id=361:xxi-&catid=5:-q-q-&Itemid=2

кристаллы - это универсальные кексы

Ну и для кого этот детский лепет про рост кристаллов? Пару десятков лет как обнаружили? Лет восемьдесят, как это известно. Сорок лет назад, да поболее даже, мы энтот винтовой рост кристалла на зачётах сдавали. Для экзамена несерьёзная тема считалась.

...когда Импортн
>унитазы были белые ....
... и Разумееца - при ковке \\\ плавке
>и пр --- ОНИ ПЕРЕКРИСТАЛЛИ зовывались ..



При чем здесь «ковка, плавка и пр.»?, - когда речь вели о явлении диффузии, проходящем и без ковки, и без плавки, и, даже без пр.

ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

а не всовывание углерода в липовую кристаллич решетку \\\все - заканчиваем \\ забыл что кузнецовы понаехали

///все - заканчиваем

Это называется - слив защитан.

штудируй кристаллографию

Учи физику твёрдого тела.

тьфу на тебя (с) ефремов

http://jap.aip.org/resource/1/japiau/v51/i9/p4813_s1

да что ты мне показываешь \\ где этот образец (аншлиф) при увеличении 80 и больше \\он пере кристалллллизован
дифффузия уместна при Идеальном монокристалле

Да ты вообще догадываешься ли, что между температурой цементации и температурой исследования шлифа, сплав железо-углерод претерпевает целый ряд превращений, в том числе, сопровождающихся и образованием новых фаз?
Впротчем, не имеющих никакого отношения к процессу гуляния углерода по
гранецентрированной решётке гамма железа.

Понял - не качается - см. ссылка

http://depositfiles.com/files/0z240bzdp

там вроде ясно.

P.S. Часто споры - об определениях. Диффузия умеет много гитик. Перекристаллизация - тоже...

Нет, не понял. Я и там всё прочитал.

Достаточно старо, и ничего о механизме.
Ну поставили ещё один эксперимент по определению зависимости константы диффузии от концентрации углерода.

Так это и по чужим данным можно было сделать, см. например:
http://chronologia.org/cgi-bin/dcforum/dcboard.cgi?az=show_thread&om=10332&forum=DCForumID14&archive=#45
Практическая польза от этого не слишком велика.

А что касается механизма - лутше почитать Б.С.Бокштейн, А.Б.Ярославцев. Диффузия атомов и ионов в твёрдых телах. М. МИСИС, 2005.

Вот здесь http://books.google.ru/books?id=GpVbnsqAzxIC&pg=PA16&lpg=PA16&dq=he+Hardening+of+Iron+Swords&source=bl&ots=EHK69--f4E&sig=llNtuyYzk4QdycZSMcLvbYiK284&hl=ru&ei=gdjCTvymIeLT4QT9u4j6DA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CC4Q6AEwAjgK#v=onepage&q=he%20Hardening%20of%20Iron%20Swords&f=false
предлагают

Appendix 3: Case Carburisation of Iron The diffusion of carbon into iron depends upon the temperature and the crystalline state of the iron. An equation (Fick`s equation) can be derived from firsе principles, but for the purposes of this book, the empirical relationship which was put forward by Harris (11) is more useful.
case depth = √t*660exp(-8287/T)
where √t is the square root of the time, t, in hours, exp is the exponential number, case depth is in mm, and T is temperature in degrees K (Centigrade +273).
Hence he calculated this table for values of case depth (mm)


Приложение 3: Глубина цементации железа. Диффузии углерода в железо, зависит от температуры и кристаллического состояния железа. Уравнение ( уравнение Фика ) может быть выведено из первых принципов, но для целей данной книги, более полезным является эмпирическое соотношение, которое было предложено Харрисом (11).
глубина цементации = √ t * 660exp (-8287 / T)
где √t это квадратный корень из времени, t, в часах, ехр экспоненциальной число, глубина цементации в мм, а Т температуры в градусах Кельвина (+273 по Цельсию).
Таким образом, он вычислил эту таблицу для значений глубин цементации (мм)

За ссылку спасибо. Посмотрим на досуге.

Но это всё давным давно известно. Чуть ли не со времён Фика. Более того, есть даже экспериментальные определения содержания углерода по толщине цементного слоя. И что?

Кстати, неплохо было бы автору определиться с понятием "глубина цементации".

Эратосфен 12 же рассказывает о Стреле, что это - та стрела, которой Аполлон перебил Киклопов.13 Они выковали Юпитеру перун, которым он, как говорят многие,14 поразил Эскулапия. Эту стрелу Аполлон зарыл на Гиперборейской горе. Когда же Юпитер простил сына, он дуновением ветра принес ту стрелу Аполлону вместе с плодами, созревающими в это время. Вот почему она находится среди созвездий.

к вопросу о стали

справка из
Британники 1797 года.
Encyclopædia britannica: or, A dictionary of arts, sciences, and ..., Том 17 редактор(ы): Colin Macfarquhar,George Gleig
http://books.google.ru/books?id=Ad1TAAAAYAAJ&pg=PA776&dq=steel+iron&hl=ru&ei=nxS8Tr3VF_H04QSl7_2sCA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=7&sqi=2&ved=0CFEQ6AEwBg#v=onepage&q=steel%20iron&f=false


Есть два способа производства стали, а именно, расплавлением и цементированием. Первый путь используется, чтобы преобразовать железо в сталь немедленно из руды, либо сырья или чугуна. Второй путь, стержни железа, окруженные древесным углем, подвергаются длительной непрерывно действующей высокой температуре. У каждого из этих путей есть свои специфические преимущества: но те же самые причины фактически преобладают в обоих методах, поскольку оба вида стали произведены высокой температурой и древесным углем. Единственная разница между этими двумя методами - это; в создании стали посредством расплавления, древесный уголь не в такой степени защищен от доступа воздуха как в другом способе.

Сведенборг (Swedenborgius) дал следующее описание метода, используемого в Далекарлии (Dalecarlia) для производства стали из чугуна. Руда, из которой получается сырое железо, для преобразования в сталь, является хорошим сортом. Она темная, рыхлая, и составлена из многих маленьких зерен, из нее производится очень вязкое железо. Преобразование в сталь производится в кузнечном очаг, чуть меньшем, чем обычно распространенном. Стороны и основание сделаны из чугуна. Фурма помещается с очень небольшим наклоном на одну из сторон тарелок. Ширина топки печи составляет четырнадцать дюймов; ее длина больше. Более низкая часть фурмы на шесть с половиной дюймов выше основания. Во внутренней части топки печи есть продолговатое отверстия для течения лишнего шлака. Рабочие сначала помещают шлак в основание, затем древесный уголь и порошок древесного угля, и на них чугун, который расплавлен или разрезан на маленькие части.

Они покрывают железо большим количеством древесного угля, и возбуждают огонь. Когда части железа имеют светло-красный цвет, и прежде, чем они начнут плавиться, мехи останавливают, и массу несут под большой молот, где ломают ее на кусочки трех или четырех фунтов каждый. Части снова приносят к очагу, и кладут в пределах досягаемости рабочего, который погружает некоторых из них в огонь, и покрывает их углем. Мехи настраивают на медленное дутье, пока железо не сжижается. Тогда огонь увеличивают; и когда сплав долго достаточно продолжался, шлаку позволяют вытечь; и тогда железо укрепляется. Рабочий добавляет больше частей сырого железа, которое он рассматривает в манере известности; и так далее одна треть и в четвертый раз, пока он не получает массу стали приблизительно ста фунтов, которая вообще прикончена приблизительно четыре часа.

Эта масса поднимается и несется к молоту, где, проковывается, и разделяется на четыре куска, которые далее разбиваются на квадратные стержни четырех или пяти футов длины. Когда сталь таким образом прокована, ее бросают в воду, чтобы ее можно было легко раздробить; поскольку она все еще необработанная и крупнозернистая. Сталь затем несут к другому очагу, подобному прежнему, и там раздробляют на куски. Эти куски регулярно располагают в топке печи, первые два параллельно, на которые размещают семь или восемь других; затем третий ряд поперек второго, в такой манере, что остается пространство между кусками из того же самого ряда. Затем все это покрывается древесным углем, и возбуждается огонь. Приблизительно через половину или трех четвертей часа куски становятся достаточно горячими, и тогда вынимаются из огня, один за другим, под молот, расковываются на небольшие стержни длиной от половины фута до двух футов, и пока горячие бросаются в воду, для увеличения твердости. Из этих кусков шестнадцать или двадцать соединяются в связку, которая нагревается и сваривается, и это впоследствии проковывается в стержни четырех дюймовой толщины, которые затем разламываются на кусочки удобной длины для использования.

>справка из
> Британники 1797 года.



Для конца 18-го века ( когда сталь в Англии уже производили плавкой в тиглях цементированного железа), справка похожа на бред умалишенного (или на опыт сокрытия технологических секретов).

Уважаемый авчур, не стоит так ругать Британику, там все нормально, я перевел только первый способ производства стали, а там еще две страница про цементацию. Будет желание можно перевести.

Но ничего супер нового по сравнению с Брокгаузом

Если имеется в виду получить металл, отличающийся сплошь наивысшей твердостью, хотя бы и в ущерб его вязкости, то Ц. продолжают возможно долее, и в результате получается уже не осталеванное с поверхности только железо, а вся его масса превращается в настоящую сталь. Такая сталь носит название цементной стали. Материалом для изготовления подобной стали служат железные полосы толщиной в 10—20 мм, шириной в 60—100 мм и длиной в 3—4 метра, а в качестве цементирующего прибора применяется пламенная печь, представленная на прилагаемом рисунке в поперечном разрезе.

В сводчатой внутренней камере этой печи помещаются два (иногда 3—4) прямоугольного сечения корыта аа, охватываемые снизу и с боков пламенем. Корыта эти отформованы из огнеупорной глины или из шамотной массы и служат для помещения в них цементуемых железных полос. Корытам сообщается длина, на 1 м большая против длины железных полос. Стенки их вделаны в наружные поперечные стенки печи. Последние имеют в местах, соответствующих внутренней полости корыт, отверстия для раскладывания через них полос. Во время хода операции эти отверстия герметически закупориваются. На рисунке изображены: bb — боковые, массивные стенки печи; с — ее свод; d — топочная решетка; ее — пламенные пролеты.

Корыта имеют ширину в 600—800 мм и такую же высоту. Приступая к загрузке печи, прежде всего выстилают дно корыт слоем угольного порошка, а поверх его укладывают ряд железных полос, оставляя между соседними полосами промежутки не менее 10 мм, которые затем также забиваются угольным порошком. Поверх железных полос насыпается снова порошок, слоем в 20—30 мм толщины, а поверх его укладывается второй ряд железных полос, снова перекрываемый слоем угольного порошка. Таким образом продолжают загрузку, пока не достигнут уровня на 150 мм ниже верхнего края стенок корыта. Тогда остающееся пространство в корыте заполняют тонким песком. Одна печь может вместить в себе от 3 до 20 тонн железа. Нагрузив корыта, заделывают и замазывают наглухо глиной загрузочные отверстия и приступают к растопке печи.

Сначала поддерживается лишь слабый огонь, который постепенно все более и более усиливается, пока внутренняя поверхность стенок печи не раскалится добела (это достигается на шестые или седьмые сутки). В этом жару печь поддерживается еще в продолжение 5—9 суток. К концу этого срока железо вполне превращается в сталь. На Ц. берутся лишь отборные сорта железа; у нас на уральских заводах — кричное, древесно-угольное железо; в Англии — шведское древесно-угольное. Цементная сталь носит еще названия "морянки" и "томленки". Для улучшения ее качеств она обыкновенно еще проваривается или переплавляется.

там нет

и только в английской Вики кое-что о времени изобретения цементации

Процесс был описан в трактате, опубликованном в Праге в 1574 году. Вновь изобретен Иоганном Нуссбаумом из Магдебурга, который начал свою деятельность в Нюрнберге (с партнерами) в 1601 году. Процесс был запатентован в Англии Уильямом Элиотом и Матиасом Миси в 1614 году. <1> На эту дату "изобретение" вероятно, состояло только из введения новой отрасли или продукта, или даже простой монополии. Они, видимо, вскоре перевели патент сэру Бэзилу Бруку, но он был вынужден сдать его в 1619 году. Положение в патенте запрещающее импорт стали оказалось нежелательным, поскольку он не смог поставлять столько хорошей стали, как это было необходимо. <2>

Печи Брука, вероятно были в его усадьбе Муйдели в Коулбрукдейле (которые определенно существовали до английской гражданской войны), где были раскопаны две печи для цементации. Вероятно, он использовал железный прут из «леса Дин», где он был партнером по аренде королевского металлургического завода существовавшего в двух периодах.

К 1631 году, было признано, что шведское железо лучшее сырье и тогда или позже в частности определились марки (бренды), такие как двойной буллетт из Остерби (так называемая марка OO) и Леуфса, чей обруч L знака содержал L в круге, как принадлежащий Луи Де Гиру и его потомкам. Это были одни из первых металлургических заводов Швеции, которые использовали валлонский процессе очистки железа, производя то, что было известно в Англии, как железо орегрунд . По названию шведского порта Орегрунд, к северу от Стокгольма, там во внутренних районах располагалось большинство металлургических заводов. Использовавшаяся руда, в конечном счете, приходила из шахты Даннемора.

то есть цементация по времени вроде вторая половина 16 века, но реально процесс описан в 1722 году Реомюром, хотя возможно и ранее.

А то, что описано Сведенборгом (1722 или 1734 году), это очень похоже на Валлонский процесс передела чугуна в железо (сталь).

И если внимательно прочесь Бирингуччи, то получается, что в его врея данного Валлонского процесса в Италии еще не известно.

Да и сам метод Бирингуччи становится ясен и понятен.

Как говорит idler, варим чистое железо в чугуне!
Получаем именно сталь, так как есть операция закалки, то есть как минимум более 0.3% углерода должно быть.
Остается простой вопрос сколько углерода было в такой стали???

Ой, elcano, не увлекайтесь! Мало того, что Беренгуччи это перевод с перевода, так ещё и неизвестно, какого действительно времени сей опус.

А вот с инфраструктурой - смотрите. Чугуна он не знает и слова такого в его лексиконе нет. О том, что из чугуна отливаются детали только из печи он не знает. А вагранки были изобретены попозже, да и не пишет он, что чугун плавят в вагранках. В детстве он якобы видел, что что-то там отливали в бронзовые формы, но далее - полная галиматья.

И вдруг нате-здрасьте - расплавляют чугун в тигле и добавляя чистое железо - получает сталь. Хи-хи. Если вагранки ещё нет - то в тигле и подавно ещё расплавить чугун невозможно.

Но самое главное - литую сталь стали получать в районе 1740 года переплавкой цементной. Стал бы Гентсман с таким геморроем возиться, если бы от Бирингуччи до него дошла технология растворения железа в расплавленном чугуне? Напомню, только в 1830-ых Аносов подобное отчебучил.

Так что, первоисточник нужно читать, а там посмотрим.
Ещё раз, в переводе написано не то, что написал переводимый, а то, что переводчик знает.

А вот это как? Три таких разных типов сырья, а способ один?

Брокгауз
Цитата
1) Получение сырцовой стали. Сталь по содержанию углерода представляет собою переход от чугуна к железу, а потому вся разница в их переделах состоит в том, что при получении стали количество выделяемого углерода должно быть меньше. Горны, служащие для того и другого передела, мало чем разнятся (при тирольском способе в одном и том же Горне получают то сталь, то железо); вообще для стали Г. делаются менее глубокими, фурма ставится ближе ко дну, уклон ее делается более, и дутье держится слабее. На стальной передел идут обыкновенно чугуны марганцевой группы (Flosse, см. Белый чугун); ежели же в переработку идет серый, то его непременно сперва отбеливают.

Работу передела на сталь в Златоусте начинают с того, что прогревают куски отбеленного чугуна на противофурменной стенке, приготовляя в то же время днище или ложе, для чего на раскаленный уголь кладут шлаки и по расплавлении их забрасывают в Г. железных обрезков; когда эти последние разогреются и осядут, то начинают надвигать в горн чугун. Вследствие взаимодействия между собравшимися на дне Г. железом и расплавленным чугуном железо начинает обогащаться, а чугун разубоживаться (обедняться) углеродом, и в результате получается стальная масса.

Сплавив насадку 9 пд. чугуна и 1 ½ п д. железных обрезков, дутье останавливают, выгребают все из Г., оставляя крицу минут на 20 потомиться и поостыть (сталь для ковки требует нагрев не выше желтого цвета), затем ее выламывают и выворачивают, обжимают под молотом и разрубают на куски от 5 до 7. По окончании этой первой части работы приступают ко второй, которая состоит в протяжке кусков; для этого Г. засыпают углем, пускают дутье и, нагрев первый кусок, обжимают его в болванку, которую несут снова в Г., где ее проваривают и затем протягивают в стальную полосу; точно так же обрабатываются и остальные куски.

Горячую полосу бросают в холодную воду и ломают, причем по излому она сортируется на твердую и на мягкую. Хорошая сырцовая сталь в изломе матова и мелкозерниста. Приемы, описанные здесь, сходны с работами получения стали по способам тирольскому, каринтийскому, бресчианской стали и др.

Передел чугуна описанный в 1868 году.

Цитата
Приступая к работе в кричном горну мастер прежде всего насыпает на дно его некоторое количество угольного мусора (от 2 - 3 вершков), а на него шлаку для того чтобы расплавленный чугун не приставал к донной доски горна. На шлак кладут чугун, обсыпают его углем, который зажигают и пускают дутье сначала слабое, а когда чугун нагреется до красна, то увеличивают дутье в такой степени, какая нужна для расплавки чугуна. По мере сгорания угля прибавляюсь свежего, а самый чугун, по мере его расплавления, придвигают к фурме, чтобы он плавился равномернее и скорее. Для того, чтобы дать дутью свободный ход на чугун и следовательно, чтобы возвысить температуру в горну, отчего работа идет успешнее, переворачивают массу чугуна ломом, при чем осаждается шлак.

Расплавленный чугун стекает на дно горна, где его мешают ломом; образующаяся же под фурмою так называемые жуки выворачивают к задней доске горна на верх, как такие куски железа, из которых углерод отделился уже в такой степени, что они не могут расплавиться при температуре горна. Повторяя перемешивание массы, прибавление угля и выбрасывание жуков, пока весь положенный в горн чугун не расплавится и пока уже не будет более жуков, получают на дне горна густую массу так называемой полукрицы.

Если полукрица довольно жидка, что означает ее сырость, т. е. большое содержание в ней углерода, то прибавляют богатого шлаку, или просто спрыскивают ее водою. В этом случае шлак своим закислом железа способствует скорейшему отделение углерода; вода же, охлаждая угли и препятствуя скорому сгоранию их, окисляет частью железо и также способствует отделению углерода.

Полученную полукрицу оборачивают в горну дном к верху, обкладывают жуками и подвергаюсь дальнейшей обработке, т. е. действию жара и дутья.
Несовершенно очистившееся железо в жуках и полукрице очищается, образуя на дне горна густую массу, которая называется крицею. Если лом пристает к ней, значит она поспела; тогда останавливаюсь дутье и крицу вытаскивают из горна под молот.

Хорошая, т. е. совершенно спелая крица, имеет светло-белый цвет; при обжатии под молотом она отделяет светлые искры и не дает слишком много соку (иначе она пережжена). Не спелая крица имеет цвет белый с оттенком красноватым, отделяет от себя синеватое пламя, ( признак содержания углерода).
Обжатую под молотом крицу рассекают на несколько кусков и нагреваюсь в горну для дальнейшего обжатия в полосы при следующей обработке криц.
http://books.google.ru/books?id=n9APAQAAIAAJ&pg=PA109&dq=%D0%BF%D1%83%D0%B4%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5+%D0%B6%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BE&hl=ru&ei=YxW9TusxrpDiBObkrKUE&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CDEQ6AEwAQ#v=onepage&q=%D0%BF%D1%83%D0%B4%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5%20%D0%B6%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BE&f=false

Аносов П.П. Статья в «Горном журнале» за 1846 год.

1. Получение сырой стали
Чугун как первый продукт, получаемый из руд, не имеет ни ковкости, ни достаточной связи в частях. Эти недостатки в нем происходят от двух главных причин. От неотделившихся из железа некоторых посторонних веществ, как-то: кремния, и от излишнего содержания углерода, необходимого, впрочем, для обращения железа в жидкое состояние. Таким образом, для получения стали нужно: а) по возможности выделить из железа посторонние землистые части и б) уменьшить количество углерода в чугуне: ибо сталь состоит тоже из железа и углерода, но заключает в себе менее последнего, нежели чугун. Из этого видно, что при получении стали из чугуна должны быть две операции: первая для очищения чугуна, а вторая для уменьшения в нем количества углерода. Иногда соединяют эти работы в один процесс; но в этом случае очищение бывает не столь совершенно. Обе эти работы производятся в кричном горну с некоторым изменением в размерах при помощи дутья мехов.

Известно, что в кричном горну можно получить из чугуна железо, сталь и обратно чугун. Все зависит от перемены направления вдуваемого в горн воздуха и от глубины горна. Если горн не глубок, а фурма падает круто, то получится железо; при том же горне, но при фурме с меньшею крутизною, не более 5 градусов, получится сталь, а при том же падении, но при увеличении глубины горна получится опять чугун. В этом случае глубина горна бывает до 12 дюймов, считая от основания фурмы, а в первом от 6 до 8 дюймов. Внутренний размер горна может быть следующий: длиною от передней к задней стене от 36 до 48 дюймов, шириною от подфурменной стены к боковой или противу фурменной от 24 до 36 дюймов. Бока горна имеют покатость для удобнейшего вынимания криц.

Очищение чугуна производится чрез переплавку оного в горну. Мастер, подмастерье и два работника переплавляют в смену до 100 пудов, выпуская расплавленный металл на чугунный пол и охлаждая его водою. Эта работа называется отбеливанием чугуна. При ней отделяется от чугуна окалина, а чугун получает лучистое сложение.

Отбеленный чугун поступает на жжение стальных криц. В один раз употребляют до 7 пудов чугуна и до 1 пуда негодных железных обсечков, полагая их в горн прежде, и когда обсечки спустятся на дно горна, то насаживают чугун и пережигают его в сталь постепенно. Очевидно, что при этой работе выгорает углерода из чугуна менее, нежели при кричной работе. В смену получается стали до 10 пудов. Она после проковки под кричным молотом закаливается в воде для удобнейшего сортирования по излому.

2. Получение рафинированной стали
Сырая сталь не имеет достоинств, необходимых для изделий; она местами или слишком груба, или слишком мягка; притом же и не довольно чиста во внутренности; почему она предварительно должна быть улучшена. Из недостатков ее видно, в чем должно состоять улучшение. Ей надобно придать одинаковую и соответственную с родом изделий твердость и внутреннюю чистоту, дабы она при полировке не имела наружных пороков. Этого достигнуть можно сортированием стали в мелких частях и по возможности совершенным свариванием их. Эти работы называются рафинировкою стали.
Итак, процесс рафинирования стали заключает в себе две работы: проковку сырой стали на тоненькие полоски, называемые лентами, и сваривание их в одну массу.
http://www.trickbuy.com/ru/134-%20%20СТАЛЬНОЕ%20ОТДЕЛЕНИЕ

Ломоносов М. В.
Печь, в которой чугун в железо переделывают.51 Отделенный от руд чугун переделывают в железо в особливых печах четыреугольных (фиг. 38), которые имеют по разным горным местам разную величину. Обыкновенно бывают они длиною 4, шириною 4½ аршина и состоят из двух стен CC и из кожуха с трубою B. Вместо двух прочих стен поставлен железный прут или каменный столб H под углом кожуха B. В поду сея печи (который также убит и над каналом поставлен или на сухом месте) делают горн или ящик длиною в аршин, шириною несколько поменьше, глубиною в один фут, которого дно и три стены из чугунных в три дюйма толстых плит состоит, а вместо четвертой стены служит кирпичная стена самой печи, в которой форма для мехов сделана. На верхнем краю передней стены оставлена дира для выпущания соку или огарков. Форму вмазывают в заднюю стену не по самой средине, но несколько к стороне ближе, а от диры подале, так поклонно, чтобы ветр из мехов в передний конец дна помянутого горна упирался. Трубки мехов от формы должны отстоять полфута.

§ 147

В приготовленный и вычищенный горн накладывают третью долю глубины его старыми огарками, сверх оной насыпают другую треть горна толченым угольем, смешанным с железною мелочью, мусорою и с пеплом. На сии подсланные материи кладут чугун, который чистить должно, от формы 4 или 5 дюймов, так чтобы ветр из ней на нижнюю его часть устремлялся, и закрывают его довольным числом уголья, так чтобы чугуну нигде не видно было, потом приводят мехи
в движение водяным колесом и огонь раздувают. И как чугун с конца отает, то подвигают его ближе к форме, чтобы никогда от ней боле пяти дюймов не отстоял. Между тем надлежит смотреть, чтобы форма огарками или соком не заплыла и ветру бы не препятствовала, что из-за стены сквозь трубки мехов железным крюком вычищают. Чугун всеми боками поворачивают к форме великими клещами или рычагами и угольем прикладывают, пока он весь мягок станет. Тогда на великой наковальне куют тяжкими молотами. Сок выжимается, и железные частицы плотнее сжимаются.
§ 148

Сталь. Во время сей переделки плавают по верху чугуна части стали цветом от прочего отличные, то есть несколько беляе, которые снимают и особливо сохраняют. Всякое железо сталь от себя в огне отделяет, однако не одной доброты. Как чугун станет застывать, тогда оттыкают диру, на боку сделанную и глиною, с песком смешанною, запертую, сок выпускают, а огарки сверху сгребают. Простуженную совсем крицу вынимают из горна ломами и, обернув нижнею стороною кверху, подсыпают под нее угольную мелочь с железиною, осыпают вкруг угольем, огонь разводят, мехами сильно дуют, крицу поворачивают всеми сторонами к форме, чтобы она вкруг равно размягчалась. И так сей труд подобно первому продолжают, пока чугун совсем расплывется и опять кипеть, как вода, станет; потом как застынет, тогда поднимают из горна еще раскаленный ломами и рычагами и, свалив на пол, огарки и железину обивают, а горбы молотом равняют. Вскоре кладут на великую наковальну под тяжелый молот, который движется водяным колесом, и расковывают крицу точнее, чтобы свободнее рассекать было. В тот же час, как еще железо горячо, наставливают на него железный клин под молот и рассекают на пять или на шесть частей. Клин часто в воде мочат, чтобы он не раскалился и не стал мягок. Сии части напоследи растягивают в долгие полосы и прутья.

В принципе из приведенных цитат видно, что передельный процесс получения стали, используя расплавленный чугун, в 18 веке не составляет секрета.

Каков процентный состав углерода в такой стали – похоже, серьезный вопрос???

Существуют и четкие указания, что данный процесс описан Реомюром (надо поискать) в 1722 году.

>
>Каков процентный состав углерода в такой стали – похоже,
>серьезный вопрос???


Вам же Михайло Ломоносов почти по русски сказал:

«Всякое железо сталь от себя в огне отделяет, однако не одной доброты.»

Разный «процент», стало быть (какой бог на душу положит).

Для чего, собственно, и существовало раффинирование стали (именно так, с двумя фф).
Многократная расковка с последующей кузнечной сваркой.

В предыдущих сообщения было просмотрена технология получения стали сначала 17-ого столетия.
Видно, что использовались два различных процесс – это, так называемый, кричный передел, то есть двойной процесс, сначала получение чугуна, а затем его переплавка. На выходе получаем ковкое железо или низкоуглеродистую сталь.

Второй процесс, цементация - процесс науглероживания железа (стали) в закрытом сосуде.

Для того, чтобы просмотреть более ранние этапы, полезно будет изучить книгу

The knight and the blast furnace: a history of the metallurgy of armour in the Middle Ages and the Early Modern Period. 2002. Авторы: Alan R. Williams

http://books.google.ru/books?id=GpVbnsqAzxIC&pg=PA16&lpg=PA16&dq=he+Hardening+of+Iron+Swords&source=bl&ots=EHK69--f4E&sig=llNtuyYzk4QdycZSMcLvbYiK284&hl=ru&ei=gdjCTvymIeLT4QT9u4j6DA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CC4Q6AEwAjgK#v=onepage&q=he%20Hardening%20of%20Iron%20Swords&f=false

Автор проделал гигантскую работу по анализу рыцарских доспехов (брони), как раз в интересующий нас период. Необходим, конечно, хороший полный перевод данной книги, но пока будем цитировать наиболее интересные отрывки. Для большей отработки перевода сначала цитирую оригинал, затем даю перевод, какой получился на сегодня.

Цитата
THE ECLIPSE OF AN INDUSTRY—ITALIAN ARMOUR AFTER 1510
There are three major changes in the nature of Italian armour which take place within a few years of one another around the turn of the 16th century.

In the first place, and most importantly, it is almost never made of hardened steel after about 1510. This is an abrupt change, and not easy to explain convincingly (tabulated results show only two such specimens—of uncertain date but perhaps 1520-1540—out of a hundred examined from between 1510 and 1630). This change coincides with the adoption of fire-gilding.

The latter process seems to have been employed for the decoration of armour from about 1490 onwards. The breastplate ascribed (fancifully) to Bartolomeo Colleoni (Vienna A. 183) is one of the earliest examples of such decoration. It rapidly becomes very common, and increases in extent until half or more of the surface is covered by fire-gilded decoration. Examples of gold decoration upon armour are known before 1490, but it may not have been fire-gilding. Gold paint, for example, would require no heating, although it would have been far less permanent.

"Fire-gilding" by applying gold amalgam (a solution of gold in mercury) and then heating to boil away the mercury was capable of fixing a permanent thin layer of gold upon other, cheaper, metals but the heating would rapidly reduce the hardness of a quenched steel (see chapter 8.2). Evidently the one operation (gilding) was found to interfere, or thought to be likely to interfere, with the other (hardening). The two operations are very seldom both carried out on an Italian armour.

Other centres of armour production adopted fire-gilding during the late 15th century, but without the same consequences. As another section will relate, South German armour was being made of hardened steel by the end of the 15th century, almost as their Italian rivals were abandoning this technology, and they continued to harden it for another 100 years. Very few Italian armours are both gilded and hardened (4, in fact, from the late 15th century).

This might perhaps be explained by the Italians' less certain mastery of the techniques for hardening steel; a preference for slack-quenching being conspicuous in the 15th century, while their South German rivals preferred quenching and tempering, which is easier to combine with fire-gilding. What is very surprising, however, is that plain (un-gilded) armours, presumably for field use, are not hardened either. Indeed they are frequently made of quite poor metal.

Presumably those customers of armourers were now giving a lower priority to battlefield armour. Why there should have been such a shift in their priorities is less easy to understand.

Упадок промышленности итальянской брони после 1510 года.
Есть три существенных изменения в природе итальянской брони, которые имели место в течение нескольких лет одно за другим на рубеже 16-ого столетия.

Во-первых, и что наиболее важно, броня почти никогда не делалась из упроченной стали после примерно 1510 года.

Такое резкое изменение не просто убедительно объяснить (таблицы результатов показывают только два таких образца неопределенной даты, но, возможно, 1520-1540 из ста рассматривавшихся за период между 1510 и 1630 годами). Это изменение совпадает с освоением огневого золочения.

Последний процесс, вероятно, использовался для украшения доспехов примерно с 1490 года. Нагрудный знак, приписываемый (нереально) Бартоломео Коллеони (Вена А. 183), является одним из первых примеров такого украшения. Он быстро становится очень распространенным, и увеличенная в размерах до половины или более поверхность покрывалась украшением огневого золочения.

Примеры золотого украшения на броне известны до 1490 года, но это, вероятно, не было огневым золочением. Золотая краска, например, не требует нагревания, хотя она была бы гораздо менее долговременной. «Огневое золочение», с помощью золотой амальгамы (раствора золота в ртути), и последующим нагревом ртути до кипения, способно фиксировать постоянный тонкий слой золота на другие, более дешевые металлы, однако нагревание может быстро снизить твердость закаленной стали (см. раздел 8.2).

Очевидно, было найдено, что одна операция (позолота) мешает, или думали, что может препятствовать другой операции (закалке). Обе операции очень редко осуществлялись на итальянской броне.
Другие центры производства брони освоили огневое золочение в конце 15 века, но без таких последствий, как в Италии. Поскольку другой раздел будет иметь отношение к сказанному, то южно-немецкая броня производилась из закаленной стали к концу 15-го века, фактически, когда их итальянские соперники отказываются от этой технологии, и они продолжали закаливать сталь в течение следующих 100 лет.

Очень немного итальянских доспехов одновременно позолоченных и закаленных ( по сути 4, с конца 15 века). Вероятно, это можно объяснять менее определенным мастерством итальянцев в методах упрочнения сталей; предпочтение слабой закалке является заметным в 15-м веке, в то время как их соперники из Южной Германии предпочитали закалку и отпуск, которые легче совместить с огневым золочением. Однако, что очень удивительно, это, то что простая (не позолоченная) броня, по-видимому, для полевого использования, также не упрочнялась.

В самом деле, она часто выполнялась из довольно плохого металла. По-видимому, такие покупатели оружейников в то время отдавали более низкий приоритет боевой броне.
Почему должно был быть такой сдвиг в их приоритетах понять нелегко.

Цитата
The second change is that the use of marks becomes relatively uncommon, and effectively disappears after 1510, although some gilded armours are signed (rather than marked) later in the century. If the use of a mark was intended to be a sign of the quality of the metal employed to make the armour, then when most customers were no longer interested in that quality, its disappearance would logically follow.

Второе изменение - то, что использование клейм становится довольно редким, и фактически исчезает после 1510 года, хотя некоторая позолоченная броня помечается (скорее, чем штампуется), ближе к концу века. Если бы использование клейма предназначалось, как знак качества металла, используемого, для создания брони, то, его исчезновение логически следовало бы, когда большинство клиентов больше не были заинтересованы качеством.

Цитата

The third change is a less frequent use of steel in the early years of the 16th century, although perhaps economic factors might be partly responsible for this. The French invasion of 1494 introduced modern, mobile, artillery to Italy, and the subsequent 30 years of intermittent war dislocated the economic life of Italy in general and Milan in particular.

The Negroli family employed steel for their fantastic embossed armours, and in general, there was a revival in the use of steel in the 1530s, which lasted until the end of the century. Even the cheapest armour was generally made of a low-carbon steel, which is more than can be said for the cheapest German armour.

Throughout the 16th century, armour made for the more affluent customer was now decorated with patterns of etching and gilding. The techniques of heat-treatment (in Italy usually slack-quenching) employed to harden the steel were evidently found to be incompatible with the heating needed for fire-gilding. Their South German rivals seem to have been more successful at combining the two operations, as Section 5 relates, because they followed a different order of procedure, gilding their steels after quenching, but before tempering.

It is possible that some Italian armourers may have tried to combine slack-quenching with a separate heating for fire-gilding, and then been disappointed by the loss in hardness. In fairness to them, it should be pointed out that the thin sheets of low-alloy steels they used would have lost their hardness much faster upon reheating than modern steels would have done.

There was of course an alternative procedure for improving the defensive qualities of the armour which was less demanding on the armourer, and that was to make it thicker. Increasing the thickness of a 2 mm plate to 3 mm more than doubled its effectiveness (see Section 9). So the problems of heat-treatment could be avoided, provided that their customers were prepared to wear heavier armour.

Третье изменение – менее частое использование стали, в начале 16-ого столетия, хотя, возможно, экономические факторы могли бы быть частично ответственными за это. Французское вторжение в 1494 году привнесло современную, мобильную артиллерию в Италию, а последующие 30 лет чередующихся войн, вообще нарушили экономическую жизнь Италии и Милане в частности.

Семья Негроли (Negroli) использовала сталь для их фантастической рельефной брони, и вообще, в 1530 годах наблюдалось возрождение в использовании стали, которое продлилась до конца столетия.
Даже самые дешевые доспехи, как правило, изготовленные из низкоуглеродистой стали, которые более многочисленны, чем можно сказать и о самой дешевой немецкой брони.

В течение 16-ого столетия броня, сделанная для более богатого клиента, в то время украшалась образцами гравировки и золочения. Используемые методы термообработки (в Италии обычно слабое закаливание), для упрочнения стали, очевидно были несовместимы с нагреванием, необходимым для огненного золочения. Их южно немецкие конкуренты, кажется, были более успешными при объединении этих двух операций, потому что они следовали процедуре другого порядка, золотя свою сталь после закалки, но перед отпуском.

Возможно, что некоторые итальянские оружейники, могли попытаться объединить слабую закалку с отдельным нагреванием для огневого золочения, и затем были разочарованы потерей в твердости. По совести, необходимо указать, что тонкие листы низколегированных сталей, которые они использовали, теряют свою твердость намного быстрее после перенагревания, чем это происходит у современных сталей

Была, конечно, альтернативная процедура по улучшению защитных качеств брони, которая была менее требовательна к оружейникам, это необходимость делать сталь более толстой. Увеличение толщины 2-миллиметровой пластины до 3 мм более чем удваивает ее эффективность (см. Раздел 9). Таким образом, проблем термообработки можно было избежать, при условии, что клиенты оружейников были бы подготовлены носить более тяжелую броню.

Что видит автор данного исследования, это то, что в 15-ом столетии, в Италии делают такие прекрасные рыцарские доспехи, да еще с клеймами от мастеров, и вот переход в XVI век все драматически изменяет, сплошной откат в далекое прошлое!!!

И приходится придумывать массу правдоподобных объяснений, чтобы, как-то увязать данную деградацию в технологическом производстве.

А ларчик, похоже, проще открывается, если на самом деле, ни какого стального ренессанса в Италии XV века просто не было!

Заход есть. Но данных маловато. Один источник - не источник.

В работе “Some Aspects of the Metallurgy and Production of European Armor”.
By Craig Johnson, first published in the Armored Proceedings Symposium Notes, 1999.
http://www.oakeshott.org/metal.html
Приведена не полная цитата о цементации стали вот с таким предисловием.

Giambattista della Porta, Natural Magick, Book XIII, Ch. IV, 1558


Приведем полную цитату из http://homepages.tscnet.com/omard1/jportac13.html

Цитата
"How an Habergeon or Coat of Arms is to be tempered."

Take soft Iron armor of small price, and put it into a pot, strewing upon it the powders above said, cover it, and lute it over, that it have no vent, and make a good fire about it. Then at the time fit, take the pot with Iron pinchers, and striking the pot with a hammer, quench the whole harness, red hot, in the foresaid water. For so it becomes most hard, that it will easily resist the strokes of Poniards. The quantity of the powder is, that if the harness be ten or twelve pounds weight, lay on two pounds and a half of powder, that the powder may stick all over. Wet the armor in water, and roll it in the powder, and lay it in the pot by courses. But, because it is most hard, lest the rings of a coat of mail should be broken, and fly in pieces, there must be strength added to the hardness.

Workmen call it a Return. Taking it out of the water, shake it up and down in vinegar, that it may be polished, and the color be made perspicuous. Then make red hot a plate of Iron, and lay part of the coat of mail, or all of it upon the same. When it shows an ash color, workmen call it Berotinum. Cast it again into the water, and that hardness shall have one that will resist all blows. By the mixture of sharp things, Iron is made hard and brittle. But unless strength be added, it will fly in pieces with every blow. Therefore it is needful to learn perfectly how to add strength to it.


"Как кольчуга или щит герба должен быть обработаны (термически)".

Возьмите недорогой кусок мягкой железной брони, и положите его в горшок, посыпьте на него вышеуказанные порошки, накройте крышкой, и замажьте, чтобы не было никаких отдушин, и создайте хороший огонь по этому поводу. Когда подойдет время, возьмите горшок железными клещами, и разбейте молотком, охладите весь доспех, нагретый до красного каления, в вышеназванных водах. Ибо, таким образом, железо становится наиболее твердым, что оно сможет легко противостоять ударам кинжалов. Количество порошка такое, что если доспех весом в десять или двенадцать фунтов, то накладывается на два с половиной фунта порошка, так, чтобы порошок мог прилипнуть на всем протяжении. Смочить броню в воде, и обвалять ее в порошке, положить ее в ящик по порядку. Однако поскольку кусок является очень твердым, чтобы кольца кольчуги не могли разрушаться, и разлетаться на куски, надо к твердости добавить прочности.

Рабочие называют это возвращении. Взяв его из воды, встряхните его вверх и вниз в уксусе, чтобы он смог отполироваться, а цвет стал ясным. Затем пластины железа доводят до красного каления, и накладывают на часть кольчуги, или всю ее на то же самое. Когда пластина показывает пепельный цвет, рабочие называют это состояние Беротинум (Berotinum). Бросают ее снова в воду, и, такую твердость она будет иметь, что будет противостоять любым ударам. Посредством смеси определенных вещей, железо делается твердым и хрупким. Но если не добавляется прочность, то оно будет разлетаться на куски с каждым ударом. Поэтому надобно отлично изучить, как добавить прочность к нему.

Казалось бы, вот оно, еще в 1558 году умели цементировать сталь в тигле!!!
Но внимательно читаем
Цитата
Giambattista della (John Baptist) Porta (1535-1615), was a Neapolitan scholar of notable ability who had devoted great attention to the study of natural and physical science. Porta visited most of his known world to gather and perfect the knowledge utilized in his writings. His first work, "Magia Naturalis"- "Natural Magick" was first published in 1558 in "four" books (written, according to the author, "Porta, " when he was fifteen years old, - see "Preface To The Reader" in "Natural Magick"). It was later expanded to twenty books compended into one volume in 1584.
http://homepages.tscnet.com/omard1/jportat5.html
В 1558 году опубликована работа в 4-х книгах, а в 1584 году уже двадцать книг в одном томе.

Здесь и призадумаешься, а где реальность.

А реальность проверяется просто, вот здесь
http://homepages.tscnet.com/omard1/jportab4.html
издание из 4-х книг, в котором можно поискать, такое странное слово Berotinum

Если это кому-то удастся, то изобретение процесса цементации железа задвигается лет на двадцать в древность!

Ну и для любителей древнекитайской тигельной плавки.

Может кто из них сподобиться рассказать, когда великие древние китайцы начали закладывать в тигель древесный уголь вместо воловьих копыт?

А то бестолковые европейцы, оказывается, еще во второй половине 16-ого столетия использовали разные копыта!!!

И никакого древесного угля в тигле!

Да, давит ТИ-фантастика даже более-менее честных исследователей.

>
>Казалось бы, вот оно, еще в 1558 году умели цементировать
>сталь в тигле!!!...


Здесь нужно понимать – «в закрытой емкости», - а как эта емкость называется (тигель или ящик) не важно.


...>
>Если это кому-то удастся, то изобретение процесса цементации
>железа задвигается лет на двадцать в древность!



Процесс цементации железа - не проблема. Проблема – получение железа, – о чем все время и говорим..

Изучать древние источники безусловно полезно.
Но чем более в глубь веков, тем более они напоминают сказки Шахерезады.
С этой точки зрения работа Вильямса куда как информативнее. Поскольку он изучал реальные артефакты, а чтение Агриколы, Берингуччи или делла Порта - всего лишь литературоведение.

Вот какая картинка рисуется о появлении данного вида стали в России.

Цитата

С изобретением нижнетагильского способа получения цементированной стали связана любопытная и до сих пор до конца не проясненная история.

Цементированная, очень твердая сталь понадобилась прежде всего самой “казне” - для изготовления чеканов и матриц, для нужд монетного двора. Переход с серебряной мелкой монеты на медную потребовал чеканки огромного количества монетной «деньги», а отсюда возникла потребность в твердой стали. На первых порах такую сталь Россия закупала во Франции и Англии. Но революция во Франции, затем войны Наполеона, отрезали эти традиционные источники получения твердой стали, и в Екатеринбург поступило распоряжение наладить производство собственного металла “в подобие Английской цементной стали”. Производство цементированной стали потребовало принципиально новых решений по многим вопросам: и в конструкции закалочных “ящиков”, и по устройству самих печей, но больше всего трудностей было с огнеупорной глиной. Очевидно, температура цементации по гумпрехтовской технологии была настолько высока, что ее не выдерживали не только традиционный горновой камень, но и кирпич, которым в то время уже начали выкладывать горны доменных печей. В конце концов после долгих поисков была отыскана “белая огнестойкая, наподобие фарфоровой, глина” сначала в рудниках Каменского завода, а затем и “под боком” - на реке Пышме, которая вполне удовлетворила “мастера стальных дел”.

Гумпрехтовская цементационная сталь, полученная в “пробных печах” в Нижнеисетске, “весьма строгие пробы выстаивала и многим превосходила не только бывшую проварочную Пышминскую или Германскую, но и Нижнетагильскую сталь”.

Таким образом, в Екатеринбурге была получена, как считалось, первая русская цементационная сталь - это произошло в самом конце XVIII века и в самую пору было бы запускать гумпрехтовскую технологию в производство для получения цементационной стали в промышленных масштабах.
Но тут случилось неожиданное: Н.С.Ярцева на посту начальника Уральских горных заводов сменил И.Герман, в последствии известный как автор фундаментального «Описания заводов, под ведомством Екатеринбургского горного начальства состоящих», который очень быстро установил, что Гумпрехт «открыл Америку вторично», что в Нижнетагильском заводе давно уже, хотя и без широкой огласки, то есть секретно, налажено производство отличной цементационной стали, которую «по неведению» все принимали за прежнюю, проварочную. И гумпрехтовскую мастерскую в Нижнеисетске тотчас прикрыли «за ненадобностью».

Документы, к сожалению, не донесли до нашего времени сведений ни о дальнейшей судьбе «известного преступника» Гумпрехта, оказавшегося на деле «весьма искусным мастером», ни об авторе технологии нижнетагильской цементационной стали.

К середине XVIII века знали уже три способа получения стали: кричный, который широко применялся на Нижнетагильском заводе и который заключался в переделке на «стальной уклад» обрезков и обсечки от сортового железа: цементационный, известный лишь европейским металлургам, и способ «литой стали», изобретенный в Англии часовщиком Б. Хэнтсменом, но так и не получивший широкого распространения. Поскольку качество проварочной, полученной в кричных горнах стали, было все же низким. В России и особенно на уральских горных заводах, начались активные поиски веществ, которые бы улучшали ее качество при закалке. Так на Урале возник способ закалки проварочной стали «скотинным рогом с солью» очевидно, применявшийся и в Нижнем Тагиле до изобретения способа цементации.

Вообще-то «скотинным рогом с солью» сталь не закаляли, как показывают сохранившиеся инструкции, а подвергали длительному томлению в особых тиглях-ящиках и лишь после этого насыщенную «рогом» сталь закаливали обычным способом. И в этом случае получалась сталь на редкость устойчивая к износу - топоры, например, изготовлялись таким способом, или холодное оружие почти не стачивались, слабо на такую сталь действовали кислоты, да и ржавчине она поддавалась плохо. Металлургия XVIII века практически не знала химии, поэтому и объяснить, что же на самом деле происходит при томлении железа со «скотинным рогом» не могла - все, считалось, дает закалка. А на самом деле, как выяснилось уже в наше время, при этой «закалке» происходит глубокое насыщение поверхности стали азотом.
http://knowledge.allbest.ru/manufacture/2c0b65625a3ac78a4c43a89521306c37_2.html


На самом деле, время появления в России и автор нижнетагильской цементационной стали достаточно просто определяется.

Никита Акинфиевич Демидов был за границей с 17 марта 1771 года по 22 ноября 1773 года.

Цитата

Сего утра приехали в город Бримиджан, где видели часть фабрик в коих переделывают железо в сталь чрез прогревальные печи, куда полосы накладывают весом по семи тонов, а тона имеет в себе 60 пуд наших, и держат их в печах шесть суток на сильном огне, потом столько ж времени дают остынуть, и после уже в кузницах полосы раскаляя, пересекают в разные бруски, а еще делается сорт стали, ради бритв, которая уже из вышеупомянутых стальных полос изломанных в куски и в таких же горшках, в каких производят из красной чрез галмей, зеленую медь, 4 часа перетапливаю, и с примешанием белого песка, поташа, толченого угля и малой части антимонии выливают в железные формы, а после вылитой тот кусок нагревая в кузницах, делают бритвы ланцеты и всякие остальные инструменты.
Журнал путешествія по иностранным государствам: с начала выѣзда ... из ... Авторы: Никита Акинфиевич Демидов 1786. Стр 154.
http://books.google.ru/books?id=7cYsAAAAYAAJ&pg=PA154&dq=%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C&hl=ru&ei=U2GwTt66D4WD4gSmweW6AQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CDQQ6AEwADge#v=onepage&q=%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C&f=false

Здесь полезны еще два замечания.
Время появления цементационной стали в Штатах.

Цитата

О быстроте, с которою при благоприятных условиях может развиваться Горное дело свидетельствует пример Сев. Амер. Штат. Первые цементные печи были поставлены здесь в 1829 году, но местное население вовсе не хотело покупать производимую ими сталь томленку и сбыт начался только тогда когда с целью придания полосам сходства с привезенными из Англии их для покрытия ржавчиной, стали поливать соленою водою.
http://books.google.ru/books?id=fdkEAAAAYAAJ&pg=PA261&dq=%D0%A2%D0%BE%D0%BC%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%B0+%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C&hl=ru&ei=dbLKTpW_JNPR4QS2s_A9&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0CEYQ6AEwBA#v=onepage&q=%D0%A2%D0%BE%D0%BC%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%B0%20%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C&f=false

И о рогах и копытах, появившимися в России, с той же цементационной сталью.

Цитата

В XVIII веке на железоделательный заводах Урала возник способ закалки стали «скотинным рогом с солью», позволявший получать металл весьма высокого качества. Изготовленные таким способом топоры, ножи или сабли подолгу не теряли свою остроту, да и к тому же не знали ржавчины.
В чем же заключался секрет этой технологии? Суть дела была не в самой закалке, а в предшествовавшем ей длительном томлении стали, полученной в кричных горнах. Вместе с рогами и солью стальные изделия укладывали в специальные ящики и выдерживали в печи при высоких температурах без доступа воздуха. Затем обработанную таким образом сталь подвергали обычной закалке.
Что происходило при совместном пребывании железа со «скотинным рогом» в томильных ящиках, никто тогда не знал. А происходило не что иное, как азотирование стали, то есть насыщение ее поверхностного слоя азотом. Любопытно, что и сегодня для азотирования стальных изделий их на несколько часов погружают в нагретую желтую кровяную соль (ферроцианид калия), получаемую из ... рогов и копыт при нагреве их с железными опилками и поташом.
http://dhblacksmith.narod.ru/zakalka.htm
( По книге С.И. Венецкого "Загадки и тайны мира металлов").

А рога и копыта, тот самый рецепт XVI века описанный Бирингуччи и дела Портой, ну и добавьте сюда Теофила аж из XII века.

18 век - это период повсеместного перехода от, так сказать, кустарного, ремесленного производства, к централизованному, промышленному, любовно называемым историками мануфактурным.

Отсюда большинство известий - просто попытка застолбить за собой привилегию и приоритет промышленного производства того, что раньше тоже делали, но втихаря.

А про рога и копыта чуть ли не Аристотель писал.

Для дальнейшего продвижения вперед полезно посмотреть современный взгляд на процесс получения железа.

Цитата
Печь металлизации – печь, предназначенная для прямого получения
чистого железа без расхода металлургического кокса. Полученный металлизированный продукт является шихтой для сталеплавильного производства и состоит из чистого железа, окислов железа и других компонентов. При этом вводится такой показатель, как степень металлизации, равный доле
(проценту) металлического железа от общего содержания железа в металлизированном продукте, включая окислы железа. Шихта для выплавки стали должна иметь степень металлизации не менее 90-93 % и содержание железа в исходной шихте должно составлять не менее 68-70 %.

В зависимости от температуры процесса металлизации, конечный продукт получается в виде губчатого железа, крицы или жидкого чугуна.

Губчатое железо (железная губка) – пористый кусковой или пылевидный продукт, получаемый в твёрдом виде непосредственно из железной руды или её концентратов восстановлением содержащихся в них окислов
твёрдым углеродом при температуре 1200-1250 °С или газообразными восстановителями Н2 и СО (при температуре 850-900 °С). В любом случае губчатое железо содержит загрязнения (жильная порода руды, угольная зола), которые удаляются только в сталеплавильных печах. Основные схемы
устройств для получения губчатого железа приведены на рис. 2.8.

Крица – твёрдая губчатая масса железа со шлаковыми включениями, заполняющими поры
и полости, получаемая непосредственно из руды путём её восстановления при температуре 1250-1350 °С углем во вращающихся трубчатых печах. В отличие от процессов получения губчатого
железа кричный процесс заканчивается при более высокой температуре,
при которой пустая порода частично расплавляется, образуя вязкий тестообразный шлак. В шлак
включены частицы металла, укрупняющиеся при вращении печи по ходу процесса. Использование железных руд с содержанием железа более 35-40 % исключается, т.к.
для протекания процесса образования крицы необходимо большое количество шлака. В связи с неэкономичностью и неудовлетворительным качеством продукции кричный процесс утратил промышленное значение.

Жидкий чугун (сплав железа с углеродом) получается в печах металлизации путём восстановления руды углем при температуре около 1500 С, т.е. в жидком расплаве. За счёт этого достигается очень высокая скорость восстановления железа. Жидкий чугун имеет лучшее качество по примесям
по сравнению с губчатым железом и крицой.

http://ktemp.dp.ua/Lit/Met/Book2.pdf

То есть конкретно просмотрен процесс – сначала получается губчатое железо (если восстановитель СО, то область температур 850-900 градусов, но насколько большой кусок из данного губчатого железа возможен, остается вопросом).
Второй температурный порог 1250-1350, получается крица, и здесь примечательный момент – для получения крицы необходим жидкотекучий шлак, и только в этом шлаке происходит укрупнение частиц металла, то есть получения ощутимого куска металла.
Проблема наименьшей температуры жидкотекучего шлака, похоже, не решена до настоящего времени. Здесь вероятно полезно рассмотреть производство стекла.

Третий момент – использование тугоплавких руд (магнетит) возможно только при доменной плавке, так как в процессе восстановления болотных руд, магнетит получается виде пористого образца (то есть попадает в температурный интервал 900-100 градусов) в отличие от природного образца.

Что за зверь магемит (Maghemite), вроде как гамма-железо природное?
И получится ли он при отжиге какой-либо железной руды??

Маггемит - магнитная форма оксида железа, γ-Fe2O3, а вовсе не железа, хотя и без γ-Fe нам тоже жизнь не мила.

Сильномагнитный, встречается нечасто, нестойкий, при нагревании переходит в гематит, обычный α-Fe2O3.

Так что если случайно у Вас в руде и оказался маггемит - при отжиге он обязательно весь перейдёт в гематит.

Можно посмотреть ещё термодинамические константы, но думаю, разницу даже в бинокулярную лупу не разглядеть.


И, кстати, я уж которое время прошу Вас связаться со мной по мылу!

http://novy-chitatel.livejournal.com/291390.html

Баламуты обсуждают туфтогонов. Читать металлургическую часть у Малиных - чистое наслаждение!

понравилась мне статья англичан
http://www.wealdeniron.org.uk/Expt/ore.htm

в которой достаточно ясно и последовательно описан процесс получения кричного железа.
Поэтапно, как приводят авторы, даю получившийся перевод.


Руда

Железная руда Вилда (пустошь) это в значительной мере карбонат железа (сидерит), связанный с глинистыми отложениями. Он образует, лепёшкообразные включения или скопления от тускло - желтого до серого цвета, как правило, имеющие размеры между 5 и 25 см в диаметре, и также образует плоские слои толщиной до 25 см., когда встречается как прослойка внутри глин, илов или мелкозернистых песчаников.

Для экспериментальных плавок руда обычно собиралась в карьере современной добычи глины для производства кирпича в Шарпторне в Западном Суссексе. На месте залегания на поверхности карьера видны секции шахтных ям 12-13-ого столетия, (датированы по углероду 14) и не извлеченная руда, которую мы собирали.

Анализ руды, использованной в большинстве плавок, показывает, что это, как правило, минерал сидерит, являющийся карбонатом железа (FeCO3) и содержащий приблизительно 70% железа.. Руда также содержит приблизительно 7-9 % кремнезема (SiO2), который важен при формировании шлака, для удаления имеющихся других не железных элементов, таких как глинозем (Al2O3), негашёная известь (CaO), и магнезия (MgO). Руды из других частей Вилда могут содержать различное количество этих полезных ископаемых. В частности количество кремнезема изменяется.

Если содержание кремнезема слишком велико, то это будет препятствовать получению крицы, даже когда содержание железа в руде будет достаточным. В одном эксперименте, которое мы провели, использовалась руда, содержавшая приблизительно 30% кремнезема, никакой крицы не было произведено, только корольки железа, пойманные в ловушку вязким шлаком. Это предполагает необходимость производства такого жидкого шлака, через который корольки железа могут пройти и собраться, для формирования крицы.

Подготовка руды.

Руду желательно выдержать под открытым небом, чтобы сделать ее более рыхлой, промыть, чтобы удалить глину, разбить молотком на куски размером до 50 мм и обжечь в огне, чтобы удалить влагу и преобразовать карбонат в оксид и углекислый газ. Обжиг происходит в неглубокой яме, в которой сначала разжигают огонь, а затем на угли, перед добавлением руды, кладут несколько слоев дров. Следующий слой дров размещают сверху руды, и все покрывают листом гофрированного железа, так, как куски руды иногда взрываются, особенно если они большие, под давлением выходящих паров и углекислого газа. После 24 часов, когда руда достаточно охладиться, она собирается и хранится в металлических ведрах, готовая для дробления до 10 мм диаметра, размера подходящего для выплавки.

Анализ химических компонентов руды, как добытой, так и после обжига приведен в таблице 1. Хотя руда отличается по твердости, ее химический состав одинаковый. Иногда, можно увидеть внедренными в руду двустворчатые ракушки, указывающие на источник карбоната кальция.

Таблица 1. Анализ Шарпторнской руды (% веса)

А --(2) (3) -(4)
FeO - --46.88 46.03
Fe2O3 55.34 N/A N/A
SiO2 9.34 6.75 8.30
CaO 4.47 3.72 3.89
Al2O3 4.15 3.42 3.85
MgO 2.27 2.02 2.08
Mn3O4 1.71 1.53 1.40
P2O5 0.47 0.46 0.44
Na2O 0.11 0.08 0.11
TiO2 0.21 0.15 0.19
CO2(A) 21.9 34.99 33.71
Fe(B) 38.74 36.09 35.44

2 - обожженная руда
3 – не обожженная (твердая)
4 – не обожженная (мягкая)
(А) CO2 из разности
(В) Fe наличие в оксиде
(Следы <0.05% V, Ba, Zr, Zn, Sr)

Анализ содержания руды в таблице 1, проводился методом рентгеновской флуоресценции, который не регистрирует количество углекислого газа, полученное из карбонатов, следовательно, оно оценивалось из оставшегося баланса тех элементов, которые можно было измерить.
Присутствие основных минералов определенных рентгеновской дифракцией в таблице 2. Данный метод позволяет идентифицировать все присутствующие минералы, в том числе карбонаты.


(1) ----------(2) (3) ---(4)
SideriteFeCO3 знач. знач. значительное
MaghemiteFe2O3 знач. нет нет
HaematiteFe2O3 следы нет нет
Quartz SiO2 Minor Minor Minor (незначительное)
Kaolinite Al2Si2O5(OH)4 следы следы следы
CalciteCaCO3 следы следы следы

1– минерал-формула
2– обожженная руда
3– необожженная руда (твердая)
4– необожженная руда (мягкая)

После обжига, цвет руды меняется от серого до красного или иногда до бордового, а руда становится магнитной. Магнитные свойства происходят из-за минерала маггемита "гамма" формы оксида железа (Fe2O3). Пористость обожженной руды делает ее более удобной для проникновения в частицы диаметром около 10 мм во время плавки, а также повышает скорость восстановления, поскольку она, более проницаема, для газов.

При одинарном обжиге не весь карбонат железа превращается в оксид, но преобразуется достаточно, для того чтобы преобразование сделало более легким разрушение руды во время плавки. Любой карбонат, оставшийся в обожженной руде, разлагается в верхней части кричной печи так, как температура руды увеличивается при опускании по шахте печи. Слишком большое количество карбоната, оставшегося в руде, может вызвать падение температуры в печи так, как при разложении он поглощает тепло.

Плавка происходит в цилиндрической печи, построенной из местного песка Эшдауна. Он содержит около 88% диоксида кремния, с достаточным количеством естественной глины способной связать вместе частицы кремнезема. При строительстве не использовались камни или палки, а утрамбовка песчаной глины производилась уплотнением между внутренней и внешней поверхностью металлической цилиндрической формы для формовки стен печи. Высота печи около одного метра, а наружный диаметр 83 см. Стены толщиной 26 см, обеспечивали изоляцию и помогали сохранить тепло, а внутренний диаметр в 30 см дает площадь очага около 700 см2. Такая конструкция, - но не режим строительства - считается похожей на печи римского периода.

Выпускающая шлак летка у основания печи позволяет шлаку, расплавленному ненужному материалу, произведенному во время плавки, быть удаляемым время от времени в процессе плавления, если он достаточно жидкотекучий. Выпускающая летка, в другое время, оставалась закрытой дерном.
Воздух подавался в печь, используя две пары мехов, работавших поочередно, чтобы обеспечить постоянный поток воздуха, который создает высокую температуру в печи перед фурмой. Достигается температура выше точки плавления шлака, но ниже чем у железа.

Гибкий шланг, для того чтобы приспособить движение мехов во время прокачки, и держать насосы достаточно далеко от печи, и чтобы избежать вдыхания токсичного угарного газа CO, использовался, для соединения мехов с фурмой (трубой). Внутренний диаметр фурмы составлял приблизительно 25 мм, и она проходила через стену печи приблизительно на 16 см выше ее основания. Для достижения наилучших результатов выпуска шлака, фурма наклонялась вниз, для того чтобы сохранить основание печи горячим и уменьшить возникновение шлака, доходящего до фурмы и блокирующего ее. Наклоны от 15 до 30 градусов оказались подходящими.

Уровень дутья контролировался, и оценивался между 120 - 300 литрами в минуту (0.17 - 0.43 литр/мин/см2 в плоскости очага) и оказались успешными при производстве крицы.
Температура печи проверялась в двух точках посредством термопар. Одна располагалась в 6 см, а другая в 38 см, от вершины, более низкая размещалась на полпути между фурмой и вершиной печи. Попытки поместить термопары ближе в фурме привели к их преждевременному отказу из-за повреждения шлаком.

Каждый K-тип термопары защищен металлическим футляром, проникающим через стену печи под 90 градусов к фурме и высовывающимся приблизительно к геометрической оси шахты печи.
Перед плавкой, накануне вечером, печь предварительно подогревается горящими дровами. Следующим утром добавляется больше дров и позволено прогорать до тлеющих угольков. Во время этого предварительно разогрева, летка для шлака частично открыта и служит регулятором тяги для контроля воздуха, вовлеченного в огонь. Чтобы довести печь до температуры плавления, летка для шлака закрывается, а печь заполняется грубым древесным углем и воздухом, получаемым от мехов на уровне приблизительно в два раза большего от нормального уровня подачи при плавлении.

Древесного угля добавляется больше, чтобы сохранять печь заполненной, а угарный газ, выходящий из вершины печи, горящим, для предотвращения утечки этого ядовитого газа. Когда температура в главной термопаре достигает 750-800°C, условия становятся подходящими, для добавления смесь руды и древесного угля.

Два интересных момента сразу.

Первое - обжиг руды, технологически более поздний процесс, чем получение железа.
И второй момент, появление маггемита с "гамма" железом после обжига руды, то есть еще до плавки у нас железо способное поглащать углерод гораздо активнее, чем обычное природное железо в альфа состоянии. (стальная руда?)

ПЛАВКА.
Обычно добавляется равный вес руды и древесного угля, 1 кг того и другого за одну загрузку. Перед загрузкой древесный уголь разламывается на не большие кусочки приблизительно 20 мм, а обожженная руда, дробиться приблизительно до максимального размера в 10 мм. Оба материала просеиваются, чтобы удалить частицы размером приблизительно меньшим, чем 1 мм, для гарантии свободного прохода газов через пласт в печи.

Плавка проходит с новыми загрузками, добавляемыми каждые 10 - 15 минут, в зависимости от уровня потока воздуха, чтобы держать печь полностью загруженной. Температуры и уровень дутья тщательно проверяются, а уровень дутья приспосабливается в случае необходимости, для поддержания необходимой температуру в более низкой термопаре. Как правило, это температура около 1050°C, но температуры от 950°C до 1125°C успешно приводят к крице.

Восстановление руды древесным углем, в теории, может начинаться при температурах выше 680°C, но реально процесс достигает заметного уровня только при температурах выше 900°C. Скорость восстановления возрастает, когда руда опускается через печь, потому что температура увеличивается к фурме. Железо никогда не плавится, и большая часть железа руды объединяется с имеющимися в руде не железными минералами, формируя литьевой шлак.

Задача состоит в том, чтобы произвести шлак с низкой точкой плавления, который будет переносить частицы твердого железа через печь, где они собираются, формируя глыбу железа (называемую крицей). Шлак прилипает к стене только ниже фурмы. Самая низкая точка плавления составляющих шлака соответствует 1070°C, но, в зависимости от состава шлака, вообще более высокие температуры обязаны формировать жидкий шлак. Мы стремились к составу шлака, который плавится приблизительно при 1178°C, что соответствует составу близкому к (2FeO.SiO2), известному как фаялит (оливин богатый железом). Температура в печи превышает эту температуру в области вокруг фурмы и таким образом, формируется литьевой шлак.

Шлак из печи богат оксидом железа, иногда более чем 50 % FeO либо как FeO (известный как вюстит), либо объединенный с кварцем (фаялит 2FeO.SiO2). Постулируется, что высокое содержание оксида железа в шлаке и факт, что шлак расплавляясь, играет важную роль при формировании железной крицы так, как оксид железа, реагирует с углеродом, растворенным в железных частицах, таким образом, уменьшает содержание углерода в них (decarburisation), и в то же самое время производит больше железа, которое 'цементирует' вместе частицы железа, формируя плотную крицу.

Предложенная реакция:

FeO(в шлаке) + C(в крице) = Fe + CO

Образующейся таким образом угарный газ, перемещается вверх печи, где, наряду с CO полученным от сжигания угля, восстанавливает большее количество руды.
Другая теория (1), однако, состоит в том, что жидкий шлак важен в предотвращение науглероживания железной поверхности, блокируя вхождение в контакт с крицей газа богатого СО, сформировавшегося в самой высоко температурной области печи. Утверждается, что это также предотвращает плавление железа, поскольку его точка плавления уменьшается, поскольку содержание углерода увеличивается. Например, у чугуна с содержанием углерода 4.3 % самая низкая точка плавления в 1130°C, температура, легко превышаемая в печи кричного горна, но у чистого железа точка плавления 1550°C. Содержание углерода в крице обычно не превышает 0.8%C, состав, который начинал бы плавиться при 1475°C.

Мы наблюдали содержание углерода столь высокое, как в некоторых областях поверхности, однако содержание углерода внутри крицы обычно намного ниже, как правило, несколько сотых процента.
Периодически, шлак выпускается из печи, для предотвращения слишком большого накопления, которое может заблокировать воздушный поток через фурму, а также, чтобы предотвратить сгущение шлака из-за изменения состава, которое препятствует его свободному протеканию через крицу, явление, которое мы наблюдали. Первый выпуск шлака обычно требуется приблизительно после трех часов плавления.

Иногда, перед выпуском шлака, необходимо отключить подачу воздуха и ввести прут вниз фурмы для очистки ее от шлака. Шлак выпускается, открытием летки и подталкиванием массы шлака, которая накопилась, чтобы сломать ее более холодную 'кожу'. Литьевой шлак затем обычно течет, как правило, 500 г, накапливается снаружи и на основании печи. Выпускающая шлак летка затем вновь запечатывается.

Плавка длиться около пяти часов, в течение которых обычно добавляется 15 - 20 кг и руды и угля. Последним загружается только уголь для поддержания восстановительных условий, в то время как руда последней загрузки продолжает свой путь вниз печи.
В недавних экспериментах, мы дополнительно добавляли 100 г (10% от одной загрузки руды) окалины к каждой загрузке на половине пути процесса плавки. Окалина это отходы производства, когда крица разбивается молотом в процессе ковки и состоит из 100% оксида железа. Ее дополнение во время плавки предназначено для разбавления содержания кремния в шлаке в попытке произвести более низкую температуру плавления фаялита.

Получившиеся составы шлаков, подготовленные нами, близки составам римских шлаков. Мы предполагаем, что переработка такого богатого источника железа могла практиковаться во времена Римской империи, в этом качестве, окалина могла бы быть легко доступна из кузнечных работ.

КРИЦА
Когда печь почти свободна от древесного угля, то можно видеть железную крицу, прилипшую к стене печи ниже фурмы. Через выпускную летку печь полностью очищают от любого остающегося древесного угля, а крицу отделяют от печной стены посредством лома. В недавних экспериментах мы частично уплотняли горячую крицу в печи, используя тяжелый деревянный шест.

В других случаях мы уплотняли крицу вне печи, повторно нагревая ее в отдельном очаге и проковывая ее, сначала деревянным молотком на деревянной наковальне для понижения сковывающего эффекта, и наконец тяжелым деревянным молотком на стальной наковальне, чтобы уплотнить крицу, удалив любой пойманный в ловушку шлак, который не вытек во время перенагревания, и давлением сваривая отдельные частицы железа в пределах крицы.

Иногда, мы позволяли крице охладиться так, чтобы можно было взвесить и разделить ее на части, для исследования насколько она плотная.
Обычно, из 15 кг руды мы производили крицу весом 1.5 кг, то есть 10%-ый выход из руды. Однако, если мы вычисляем выход с точки зрения имеющегося железа, так как обожженная руда содержит только приблизительно 55%-ую окись железа (см. Таблицу 1), и железо в окиси Fe2O3 считается в 70 % веса окиси, (поскольку часть веса - кислород), то для имеющегося наличия железа 15 x 0.55 x 0.70 = 5.77 кг, выход приблизительно 26 %.

Рассматривая микроструктуру крицы, а также формы искр, получающиеся при воздействии точильным кругом, мы можем оценить содержание углерода небольших областей крицы. Часто, оно довольно высокое, в некоторых частях содержание углерода столь же высокое как 0.8 %, иногда наблюдали у поверхности и внутри величину углерода от ноля до 0.5 %. Углерод присутствует как карбид железа, который формируется как близкая смесь слоев карбида железа и феррита, известного как перлит.

Содержание углерода приблизительно выше 0.3 % типично для стали, используемой для технических применений, и может быть упрочено, посредством закалки от температуры приблизительно 850°C (температура зависит от содержания углерода). Области крицы с почти нулевым содержанием углерода намного более мягкие и легче куются в артефакты.

СРАВНЕНИЕ С ДРЕВНИМ ШЛАКОМ.
Мы интересовались не только производством железных криц, но также пытались произвести шлаки, которые выглядят подобно тем, что мы находили в Вилде. Они изменяются по составу, но обычно, если они римского происхождения, то содержат высокий процент оксида железа в форме вюстита (FeO). Под микроскопом вюстит кажется почти белым в цвете, и сформирован скорее как дерево, (дендрит) или появляется как ряд 'капель', когда только 'отделения' дендрита сокращают исследуемую поверхность. Микрографы иллюстрируют некоторые шлаки, найденные в полях и экспериментальные шлаки WIRG для сравнения.

Микроструктура и состав образца шлака из нашей 20-ой плавки наиболее близко напоминает микроструктуру некоторых исследованных древних образцов шлака (Таблица 3). В частности образец шлака 20 содержит более высокую пропорцию вюстита, чем мы нашли в других экспериментальных шлаках, а его химический состав очень близко к шлакам из римских образцов из Холтие (Holtye) и Олдланда (Oldlands). Микроструктура, однако, более похожа на шлак, который, как полагают, был средневекового происхождения. Чтобы достичь такой степени подобия, рудная загрузка была обогащена 10%-ой молотобоиной окалиной на половине пути процесса плавки. 'Шлак печи', который оставался в печи и не вытекал из нее, показал присутствие более низкой величины железа (Fe) и кварца (SiO2) и более высокое количество извести (CaO).

Другие составляющие, видимые в микроструктурах шлака, светло-серый иглы богатого железом оливина, фаялит (2FeO.SiO2) все содержались в стеклообразной матрице, которая имеет общий состав (CaO.Al2O3.2SiO2), соответствующий минералу Анортиту. Относительные пропорции образующих соединения (FeO, SiO2, CaO & Al2O3) переменные так, как они существуют в виде твердых растворов в широком диапазоне составов ( "фазовое поле"), кроме того другие элементы могут заменить основные составляющие элементы, например, кальций может заменить некоторые из атомов железа в Фаялите.
Другие мелкие фазы могут также присутствовать в шлаке особенно, если достигается высокая температура. Примерами являются пироксены (иногда видимые как тонкие иглы, в которых магний или железо заменили кальций в силикатных соединениях), оливин киршстейнит (CaFeSiO4), герцинит (промежуточная фаза между вюститом и анортитом), и калий содержащие соединения, лейцит K (Al2Si2O6) - источником калия здесь является зола древесного угля.

Таблица 3. Сравнение состава шлака найденного в Вилде с экспериментально полученным шлаком (WIRG)

----(1) (2) --(3) (4) (5)
FeO 37.8 47.0 47.8 47.8 43.5
SiO2 29.4 28.9 27.3 27.1 24.5
Al2O3 7.4 9.0 8.5 6.6 7.2
CaO 14.6 7.2 8.5 9.6 13.8
K2O 1.5 1.5 1.4 1.2 1.4
Na2O 0.9 0.9 1.0 1.1 1.1
MnO 2.6 2.2 2.2 2.1 2.5
TiO2 0.6 0.5 0.4 0.3 0.3
MgO 3.6 1.3 1.8 2.8 3.2
P2O5 1.1 0.9 0.7 0.8 1.1
Cr2O3 нет нет 0.1 нет нет

1) средневековый?

2) Римский Холтие

3) Римский Олдланд

4) WIRG плавка 20 выпускной шлак

5) WIRG плавка 20 печной шлак

*Плавка 20. Уголь к руде 1: 1 с 10% добавкой окалины для загрузок с 7 по 20 (последняя)
Скорость подачи воздуха 4-5 литр/сек
Высокая температура могла достигаться в позднее средневековое время так, как кричные печи стали больше и для работы мехов использовалась сила воды, а не людей. Проанализированный состав шлака, идентифицированный как средневековый, предположительно 14-ого столетия.

Интересно отметить, что средневековый шлак в таблице 3 содержит меньше железа, и больше оксида кальция (извести). Присутствие извести повышает выход железа при плавке, кальций замещает железо в шлаке. Тем не менее, неизвестно, включалось ли это специально или это просто результат от загрузок руды, содержащей известь, хотя серия анализов Мортонона (2,3), сравнившего римские шлаки со Средневековыми шлаками, показывает определенную тенденцию для средневековых шлаков проявлять высокое содержание кальция и низкое железа.

Следствием добавления извести является то, что образующейся шлак имеет более высокую температуру плавления, поэтому, когда в средневековой печи были достигнуты более высокие температуры, то стало возможно успешное плавление загрузок с высоким содержанием извести и, следовательно, повысилась эффективность процесса получения крицы.

В конечном счете, с появлением в 13-м веке в некоторых частях Европы доменной печи, а в 1490-е на Вилде, удалось достичь таких высоких температур, что большая часть железа в шлаке замещалась кальцием, и само железо становилось расплавленным, и его можно было периодически выпускать из печи, либо разливая в полезные формы, либо получая в виде чугуна для переработки. Переработка чугуна необходима, так как содержание углерода в нем составляет около 4%, в десять и более раз, чем содержание углерода в некоторых железных крицах. Иногда, кальций добавлялся в печи в виде известняка, а иногда он уже присутствовал в достаточном количестве в руде, и зола угля также обеспечивает СаО.

Таблица 4. Сравнение кричного шлака с типичным шлаком доменной печи. Все участки находятся в Вилде (пустошь)
1 ---2 ----3 ----4
FeO 63.53 51.96 1.73
Fe2O3 24.07 10.02 0.32
FeS2 нет нет нет
SiO2 5.64 25.15 49.63
Al2O3 1.32 8.66 17.54
CaO 1.15 0.61 18.92
MnO 2.46 1.86 4.91
MgO 0.47 0.17 5.12
P2O5 0.65 0.62 0.16
TiO2 0.24 0.31 0.25
H2O(combined) нет нет нет
CO2(combined) нет нет 0.51
SO3(combined) 0.20 0.17 0.32

1 – состав

2- Шеффилд доменная печь

3- Шеффилд лесная кричная печь

4– Ашбунхам доменная печь

Обратите внимание, доменный шлак содержит лишь около 2% общего оксида железа, в то время как кричный шлак в этом примере содержит в общей сложности до 87%. В самом деле, шлак гораздо богаче железом, чем руда, использовавшаяся для его производства. (Это возможно, так как большее количество руды производит меньшее количество шлака). В некоторых регионах после появления доменной печи, древние кричные шлаки были выкопаны и использовались как часть загрузки для доменной печи, настолько они были богаты железом. Не существует письменных упоминаний, как все происходило на Вилде, а большая часть кричных шлаков была использована в дорожном строительстве с римских времен до 19-го века, или просто остались, где они были.

Другой интересный момент, при сравнении шлаков доменной печи и кричного производства, в доменном шлаке содержание диоксид кремния (SiO2) гораздо выше. Способность обработать руды с высоким содержанием SiO2 было еще одним преимуществом при использовании доменной печи.

Когда мы попытались расплавить руду с высоким содержанием кремнезема (25-39% SiO2) из другого региона Вилда ( леса Снейп, возле Вэлдхарста), мы не смогли получить крицу, даже несмотря на руду, содержащую 51% оксида железа. Шлак была очень вязкий и не стекал. Он содержал 69% SiO2, и большая часть железа соединялась с этим кремнеземом, и не производилось свободного железа. Тем не менее, в 19 веке, эта руда отправлялась в Шропшир для использования в доменной печи, хотя высокое содержание кремнезема приводило к производству большого количества шлака, что увеличивало расход топлива.

Сравнение состава шлака при плавке руды с высоким содержанием диоксида кремния со шлаком, полученным при использовании обычной руды, из Шарпторна с низким содержанием диоксида кремния даны в таблице 5.

Таблица 5. Сравнение составов шлака в WIRG эксперименте.

1 ---2 ---3 ---4
FeO 42.4 39.0 13.7
SiO2 30.4 28.4 68.7
Al2O3 7.9 8.2 6.7
CaO 10.4 11.5 3.1
K2O 1.3 1.5 3.5
Na2O 0.9 0.8 0.9
MnO 2.1 2.2 0.7
TiO2 0.5 0.3 1.2
MgO 2.5 2.7 0.8
P2O5 0.9 0.8 0.46
Cr2O3 не наблюдалось

1-состав

2-Шарпторн плавка 15

3-Шарпторн плавка 16

4-Снейп высоко кремнистый шлак плавка 18

Со шлаками есть также интересный момент.

Это температуры плавления при наличии калия и натрия ( в золе древесного угля данные элементы есть!)

И как влияет присутствие серы и фосфора - вопросы пока открыты.

Из рассмотренной работы следует один простой вывод - температура необходимая для получения железа - это минимальная температура получения жидкотекучего шлака.

idler мой майл elcano@inbox.ru

Обратим внимание на следующую дату 1490-1500 годы.

Специалисты из Вилда говорят достаточно интересные вещи

В конечном счете, с появлением в 13-м веке в некоторых частях Европы доменной печи, а в 1490-е на Вилде,

Получается, что в Англии первая доменная печь появилась в самом конце 15 века??

Да вроде и другие источники утверждают тоже самое.

The development of the blast furnace in the British Isles dates from 1490 to 1500, when the charcoal blast furnace was introduced into England by Franch founders coming from Normandi and Picardy in Northern France.
Строительство доменной печи на Британских островах датируется 1490 - 1500 года, когда печь на древесном угле была привнесена в Англию французскими литейщиками из Нормандии и Пикардии с севера Франции.
Blast furnace-theory and practice, 1969, стр. 10. Том 1 Авторы: Julius H. Strassburger
http://books.google.ru/books?id=n7oOAAAAQAAJ&pg=PA10&lpg=PA10&dq=first+blast+furnace+england&source=bl&ots=vt3aSnxRzx&sig=czmc0dL9NbfA4N5jnmbXlwmtb68&hl=ru&ei=XMbjToi2DY2SswbF8vWpCQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=6&ved=0CF0Q6AEwBTgK#v=onepage&q=first%20blast%20furnace%20england&f=false

о том же говорит Вики

They spread from the region around Namur in Wallonia (Belgium) in the late 15th century, being introduced to England in 1491.

В конце 15 века доменные печи распространяются из области вокруг Намюра в Валлонии (Бельгия), в Англии появляются в 1491 году.
http://en.wikipedia.org/wiki/Blast_furnace

и здесь полезно вспомнить Бирингуччи
It is a new thing in warfare, because (as far as I know) iron balls shot from guns were never seen in, Italy before those that King Charles of France brought here for the conquest of the Kingdom of Naples against King Ferrandino in the year 1495.
Это - новая вещь в войне, потому что (насколько я знаю) стрельба железными ядрами из пушек никогда не замечался в Италия до того, как король Франции Карл пришел сюда для завоевания Неаполитанского королевства при правлении короля Феррандино в 1495 году.

То есть имеем достаточно четкие указание на время появления и вектор распостранения технологии чугунного производства.
И даже предполагаемый район зарождения данной технологии.

Есть одно маленькое дополнение. Доменная печь не могла "появиться".

Потому что даже в сыродутном горне, дунув туда как следует воздухом, можно получить чугун.

Что прекрасно показывают современные реконструкторы.

Просто с ростом производительности воздуходувных агрегатов произошёл постепенный, хотя и достаточно быстрый, переход от получения крицы, сопровождаемой некоторым количеством чугуна к получению всей массы восстановленного железа в виде расплавленного чугуна.

И всё это происходило в одних и тех же печах. Более того, даже в семнадцатом веке в одной и той же печи осуществляли и плавку на крицу и плавку на чугун.

Поэтому к написанному нужно относиться с некоторой осторожностью. Если Вы помните - ни Бирингуччи, ни Агрикола не дают отдельного названия для чугуна. А так не бывает - получил что-то новенькое - тут же назови! Иначе как понять, что оно - новенькое?

Опять порадовали китайцы. И здесь они впереди планеты всей. Лет десять назад мне встретилось изображение ящичного меха, качаемого вручную. А вот теперь уже и водяное колесо к нему приделали.
Коммуниздят всё подряд, и со страшной скоростью!

получил что-то новенькое - тут же назови! Иначе как понять, что оно - новенькое?

да, это точно подмечено с точки зрения английского языка: нет специального отдельного слова для чугуна, а есть просто:

cast iron

то бишь "отливать, лить железо", наверное для отличия от "forge", посему и получается "масло масленное" для "чугунная отливка" - cast iron casting.

а по-французски: fonte и чугун, и плавка от fondre, по-испански: fundicion и чугун, и отливка, и литейка.

Такое ощущение: первое, что расплавили вообще, было железо - в чугун!

французский Маленький Роберт сообщает, что

fonderie - как литейный завод, для изготовления металлических отливок с 1373 г; как завод для получения металла из минерального сырья с 16 века!

fonte - как литьё c 1488г., с 1551 колокола и статуи литые.
как чугун (с содеражнием углерода 3,5-6%) с 16 века.

Убстер американский

foundry - литейка с 1601г.

casting - отливка 14 в.

cast iron - чугун 1664г.

Уважаемый Воля,

но здесь есть одна засада
чугун сначала называли свинное железо (pig, sow), не ясно, как на французском.
И переход его в солидное литьевое железо вероятно произошел, когда начали делать, что-то нужное,
типа ядер - вот тогда франки с 1488 годом вполне на месте!!!

Любопытно было бы взглянуть цифирки для стали (steel, acier)?

pig iron - точно это "чушка чугунная". Любопытно, что и в русском "чушка" имеет аллюзию на свинью. Во французском кажется такого нет, у них "fonte brute", хм, но зато нашёл неожиданно "профессионализм - жаргон профессиональный" в словарике литейном для "чушки чугунной", который всё сразу ставит на место:

фр. "Маленький Робер"

Gueuse - 1543г. от немецкого Gose, во множ. ч. от нижненемецкого Gans - "гусь", она же "форма песчаная литейная". Хотя может оказаться, что пеняют друг на друга напрасно.

про сталь, надысь уже поздно подумал, с утра посмотрел, туманят - заметают следы:

Уэбстер steel - сталь до 12 в.

но другие слова по странности:

steel work - изготовление стали, сталелитейка только с 1681г. то есть сталь знали с 12 века, а где делать и собственно делать её только с 17в.
steel worker - 1884г., сталелитейщик.
steel blue - 1817г, только в 19 веке придумали название для стального цвета, увидели, что он голубизной отдаёт.
steel engraving - 1824г. гравировка по стали

у французов МР.:

acier - 12 век, acer - 1080 нижнелатинское aciarium (ой, врут! потому что,...)

acierage - получение стали из железа, передел железа в сталь - 1753г.

acierer - 1) 1740г. наварка стали на оружие инструмент (наши белозерские топоры с наваренными стальными лезвиями по-раньше будут, давал где-то ссылку на статью); 2) 1834. изготовление стали из железа; 3) 1878 получение стали из чугуна.

acierie - 1751 г., завод "стальной".

продолжение "ой, врут!" подумал посмотреть немецкие корни, раз уж французы на немцев кивают к сожалению языка не знаю "дайчерского", дам так чисто аналитически:

есть два основных корня для литейного дела и чугуна:

Gus и Gies, всё основное древо слов однокоренных от них:

чугун - Roheisen, Gusseisen
сталь литая - Stahlguss
разливщик - Geisser
заливка - Giessen, Guss
отливка - Gussstuck, Gussteil,
литейное дело - Giessereikunde
литейка - Giesserei

кажется действительно GUS, здесь корнеслово, но сомневаюсь, что это тот GUS - ГУСь, который ГАНС, потому что чушковой чугун, который по-английски: foundry pig, а по французски якобы от немцев gueeuse, по-немецки Massel (упс!)
(Здесь кажется французы посмеялись и нашли во своём языке слово близкое к немецкому: гус-гусь!)

тут конечно бы язык дайчеровский разуметь надо и словарик толковый немецкий полистать - даты посмотреть (может Андреас соблазниться?), а ещё чую надо испанский пошерстить, там тоже могут быть откровения с датами!
.., потому что во франузском есть forge a la catalan, feu, foyer catalan - тип низкой печи, в отличие от печи высокой - английской.

в принципе по словарю

m Gusses, Güsse
1) тех. отливка, литое изделие; литьё

kastenloser Guß — безопочное литьё

aus einem Guß — отлитый из одного куска; цельный, монолитный (тж. перен.)
2) разливка, литьё
3) жидкий металл
4) ливень, проливной дождь

der Regen schwoll zum Guß an — дождь перешёл в ливень

или
gießen

1. * vt
1) лить, наливать

den Garten gießen — поливать сад

tiefen Frieden in die Seele gießen — умиротворять душу

etw. in Worte gießen — облекать что-л. в словесную форму
2) мет. лить; отливать; разливать
••

einen auf die Lampe gießen, einen hinter die Binde gießen — разг. клюкнуть, выпить, заложить за галстук
2. * vimp

es gießt in Strömen, es gießt wie mit Eimern — (дождь) льёт как из ведра

более менее по делу.
по времени не ясно.

кажется нашёл толковые словари немецкие онлайн

http://homo-linguisticus.com/articles/translations/german_dictionaries_online


http://www.dwds.de/

и кажется там есть указание на время, кажется век 9\10, 18 Jh?, но не понимаю:

http://www.dwds.de/?qu=Gusseisen&view=1

Guß m. ‘das Gießen einer Flüssigkeitsmenge, Schwall, heftiger Regen, das Gießen flüssigen Metalls in eine Form sowie das danach erstarrte Material’, ahd. (9./10. Jh.), mhd. guӡ, mnd. gȫte, aengl. gyte (germ. *guti-) sind Abstrakta zu dem unter gießen (s. d.) angeführten Verb. Gußeisen n. ‘gegossenes (nicht oder kaum schmiedbares) Eisen’ (18. Jh.).

http://www.dwds.de/?qu=Giesserei&view=1

gießen Vb. ‘Flüssigkeit ausfließen lassen, mit Wasser tränken, eine flüssig gemachte Masse, Geschmolzenes in eine Form schütten’. Das gemeingerm. Verb ahd. gioӡan ‘gießen, einschmelzen, vermischen’ (8. Jh.), mhd. gieӡen, asächs. giotan, mnd. gēten, mnl. ghieten, nl. gieten, aengl. gēotan, anord. gjōta (nur ‘laichen, Blicke werfen’), schwed. gjuta, got. giutan ‘gießen’ führt mit nasaliertem lat. fundere (fūsum) ‘gießen, fließen lassen, schmelzen’ auf eine Dentalerweiterung, dagegen anord. gjōsa ‘hervorbrechen’, anord. isl. geysa ‘hervorstürzen’ (s. Geiser), ahd. gussi (um 800), gussa (9. Jh.) ‘Flut’ auf eine s -Erweiterung der Wurzel ie. *g̑heu- ‘gießen’ (Schwundstufe *g̑hu-). Zu dieser Wurzel gehören auch aind. juhṓti ‘opfert’ (und zwar ‘gießt Butter ins Feuer’), griech. chḗin (χεῖν) ‘gießen, ausschütten, ergießen, verbreiten’, ché͞uma (χεῦμα) ‘Guß, Strom’, choḗ (χοή) ‘Weiheguß, Trankopfer’. Seit ahd. Zeit wird gießen, wie auch lat. fundere, als Wort der Metalltechnik verwendet; so ist schon das Part. Prät. ahd. gigoӡӡan ‘gegossen, geschmolzen, durch Gußarbeit entstanden’ in diesem Sinne bezeugt. Aus dieser Verwendung werden ferner Gießer m. ‘Arbeiter in der Gießerei’ (um 1500) und Gießerei f. ‘Betrieb, der Gegenstände durch Gießen schmelzbarer Stoffe in Hohlformen herstellt’ (17. Jh.) abgeleitet sowie die entsprechenden Bedeutungen von Guß (s. d.). ausgießen Vb. ‘Flüssigkeit aus einem Gefäß ausfließen lassen, überschütten, mit Gußmasse füllen’, ahd. ūӡgioӡan (9. Jh.), mhd. ūӡgieӡen. begießen Vb. ‘Flüssigkeit auf etw. schütten’, heute auch ‘etw. mit alkoholischen Getränken feiern’, ahd. bigioӡan (8. Jh.), asächs. bigiotan, mhd. begieӡen. Gießkanne f. (16. Jh.).

если разумеете, пожалуйста, дайте время появления-фиксации в языке разных слов от корня.

Товарищ Сталин не зря взял такую кличку,он же учился на священника, следовательно знал церковнославянский...
Сталь первоначально не значило "очень прочная железяка", а означало что-то очень прочное, в превосходной степени..

у меня вот какое предчувствие, что если появляется новое корнеслово в определённое время в языке, то куст слов быстро разрастается и происходит это в достаточно быстрое время.

То есть не может быть такого, как мы видим во французском, английском, и немецком языках: слово приписывают к 12 веку (или как немцы к 800 г.), а остальные производные появляются в 15-16-17 веках.

Например, если есть "отливка" в 12 веке, то не есть возможно и не должно, чтобы "литейщик" - человек, её делающий, и "литейка" - место, где её делают, появились спустя 300-400 лет.

смотрите ныне, появилось слово компьютер или интернет, и быстро появляются производные - однокоренные: компьютерщик, компьютеризация, нет, инет.

тем более понятно, что ссылка на 800 или 1100 года навряд ли имеет под собой письменный источник - книгу или документ.

ну, какая связь коренная может быть между латинским и немецким:

fundere (fūsum) ‘gießen, fließen lassen, schmelzen’

///Опять порадовали китайцы. И здесь они впереди планеты всей. Лет десять назад мне встретилось изображение ящичного меха, качаемого вручную. А вот теперь уже и водяное колесо к нему приделали.
Коммуниздят всё подряд, и со страшной скоростью!///

Кто это подкинул им идею для большого скачка, наши вроде всего месяц помогали, затем дело закрыли.





Henri Cartier-Bresson
CHINA. The "Great Leap Forward". 1958. Commune of Shiu Shin (310.000 inhabitants living in 280 villages divided into 7 Popular Communes spread over 600 square kilometers). Peasants were encouraged to construct their own smelting owens. Here, peasants work their wind boxes. Every half hour these owens smelted about one hundred pounds of iron used by the peasants to make their own farm tools. But the homemade metal proved too brittle and the tools snapped in two. Such labor was done after the normal work day spent in the fields or rice paddies.

///Потому что даже в сыродутном горне, дунув туда как следует воздухом, можно получить чугун.///

///Что прекрасно показывают современные реконструкторы.///

Да ничего у них не получилось, ни тогда, ни у реконструкторов, а получился кусок сплавленного шлака с содержанием не сплавившихся металлических частиц. Для перековки крицы, т.е. ее пластической деформации (ковка, штамповка) в какое-либо изделие необходим нагрев до температуры 1200 градусов по Цельсию с освобождением от шлаков с добавлением флюсов, но для этого нужна другая печь чтобы периодически производить нагрев отстывшей типа крицы.

Похоже реконструкторы начинают видеть основную проблему при получении крицы.

ШЛАК!

Ли Саудер пишет.

Slag as a physical, chemical, and thermal resource: Ah, now we’re getting down to the nitty-gritty! I still stand by our assertions in the ’02 paper, but we have learned so much more here.
I see slag chemistry as the key to the working qualities of the metal, both directly and indirectly. Directly, in that if you end up with an iron-depleted slag in your bloom, you have a metal that welds poorly and fractures easily, and is in general, just difficult to work. Indirectly, in that the chemistry of the slag bath during all stages of the smelt is the key to the bloom’s carbon content.
In short, I don’t think it’s too bald a statement to say that low-iron slag = bad metal, and high-iron slag = good metal.
We judge the iron content of the slag by observing its behavior upon tapping, and by examining its fracture. We strive for a free-running slag that on freezing, piles up on itself nicely. On fracture, we want to see a grey metallic sheen we refer to as “wustitey”, and a certain shape of fracture surface I don’t believe I could describe meaningfully.
I often see comments in the literature equating very high iron content in archaeological slags with inefficiency on the smelter’s part. Rather, from my point of view, a very high iron content in the slag would point to mastery of the process.

Шлак как физический, химический, и тепловой ресурс: Ах, теперь мы переходим к основным элементам! Я все еще поддерживаю наши утверждения в ’02 статье, однако сегодня мы научились значительно большему. Я рассматриваю химию шлака как ключ к рабочим качествам металла, и непосредственно и косвенно. Непосредственно, в том, что, если Вы заканчиваете работу, когда в Вашей крице шлак обедненный железом, то у Вас есть металл, который плохо сваривается и легко ломается, и вообще, с ним трудно работать. Косвенно, поскольку химия шлаковой ванны в течение всей стадий плавки есть ключ к содержанию углерода в крице.
Короче говоря, я не думаю, что это - слишком пустое заявление, чтобы сказать, что низко-железистый шлак = плохой металл, а высоко-железистый шлак = хороший металл.
Мы судим о содержание железа в шлаке, наблюдая его поведение после выпуска, и исследуя его излом. Мы боремся за свободнобегущий (жидкотекучий) шлак, который застывая, накладывается на себе хорошо. На изломе мы хотим видеть серый металлический блеск, который мы приписываем, как вюститу, а определенность формы поверхности излома, я полагаю, что не смогу обоснованно описать.
Я часто вижу комментарии в литературе, равняющей очень высокое содержание железа в археологических шлаках с неэффективностью по части плавильщика. Скорее с моей точки зрения очень высокое содержание железа в шлаке может указывать на мастерство процесса.
http://www.leesauder.com/pdfs/Practical%20Treatise%20update.pdf

То есть принципиальный вопрос при получении кричного железа, получение жидкотекучего шлака в интервале температур от 900 до 1200 градусов.
С этой точки зрения, торф идеально подходит для получения первого железа, и не просто торф, а тот который при сгорании дает очень много золы!!!

Зола и есть, тот самый природный плавень (флюс) понижающий температуру плавления шлака.
Поташ, одна из составляющих золы торфа и древесного угля!!!
Температура плавления(поташ) -897 градусов.
Сода (есть ли в торфе?) температура плавления – 860 гр.

Всё бы хорошо, но для снижения температуры плавления и разжижения шлака желательно иметь хотя бы 5% окиси щелочного, а можно даже и щелочноземельного металла в шлаке. Есть возможность оценить, сколько окиси калия может доставить зола?
А необходимое количество окиси кальция доставить - раз плюнуть - бросить горсть обожжёного известняка.

Кстати, Lee Sauder, таки жёстко стоит на своём. 1,2-1,5 л/мин/см2 (в моей системе координат 12-15 м/мин) воздуха - вынь да положь! И честно говорит, что пользуется пылесосом, и только иногда - мехами.

Правда, он придумал, как ему кажется более простой способ оценивать расход воздуха - по скорости сгорания угля. Несмотря на некоторые методические колдобины, способ может оказаться полезным в полевых измерениях. Постараюсь его проверить по материалам других авторов.

Кстати, все реконструкторы потихоньку уменьшают размер печи. Маркевитц уже провёл серию Vinland в печи диаметром 20 см, украинский Blacksmith вообще работает с шахтой 13 см, вот и Ли добрался до шахты в 25 см.

Так что размерчик даже с вентилятором имеет значение.

///Мы судим о содержание железа в шлаке, наблюдая его поведение после выпуска, и исследуя его излом. Мы боремся за свободнобегущий (жидкотекучий) шлак, который застывая, накладывается на себе хорошо. На изломе мы хотим видеть серый металлический блеск, который мы приписываем, как вюститу, а определенность формы поверхности излома, я полагаю, что не смогу обоснованно описать.
Я часто вижу комментарии в литературе, равняющей очень высокое содержание железа в археологических шлаках с неэффективностью по части плавильщика. Скорее с моей точки зрения очень высокое содержание железа в шлаке может указывать на мастерство процесса.///

Смотри как повернул, вроде как будто все впорядке, высокое содержание железа в археологических шлаках говорит о высоком мастерстве процесса древних, при всем этом не задаваясь вопросом - а почему же собственно тогда этот древний мастер или древние их мастера такую хорошую крицу бросили как ненужную.

> И второй момент, появление маггемита с "гамма" железом
>после обжига руды, то есть еще до плавки у нас железо
>способное поглащать углерод гораздо активнее, чем обычное
>природное железо в альфа состоянии. (стальная руда?)


Углерод не для того в печи, чтобы «поглощаться железом», но для отбора кислорода .

«…оксид железа, реагирует с углеродом, растворенным в железных частицах, … уменьшает содержание углерода в них (decarburisation), и … производит больше железа, которое 'цементирует' вместе частицы железа, формируя плотную крицу.
Предложенная реакция:
FeO(в шлаке) + C(в крице) = Fe + CO
…Другая теория (1), однако, состоит в том, что жидкий шлак важен в предотвращение науглероживания железной поверхности, блокируя вхождение в контакт с крицей газа богатого СО…
..Мы наблюдали содержание углерода … внутри крицы … как правило, несколько сотых процента.»

Аминь.

elcano, надо поаккуратнее с терминологией.

появление маггемита с "гамма" железом после обжига руды,

Упаси Вас сказать такое в другом месте!
Нет в маггемите никакого "гамма" железа.
Сам маггемит это одна из структурных модификаций оксида железа (коих уже сейчас известно не менее трёх) для отличия от α-Fe2O3 и β-Fe2O3 названная γ-Fe2O3.

Кстати, кристаллическая решётка маггемита имеет структуру шпинели, так же как и кристаллическая решётка магнетита. Потому в таблице 2 у авторов явная ошибка - при термическом разложении сидерита во все времена и у всех исследователей распрекрасно получается магнетит.
А обнаруженную дифрактометром структуру шпинели, авторы на радостях, что так глубоко погрузились в науку, приписали маггемиту.

Что касается самой плавки - в ней нет ничего особенного. У всех всё так.За исключением маленьких нюансов.
Авторы ни словом не обмолвились о работе качальщиков мехов - а это вызывает подозрение в реальности приведенных цифр по воздуходувным агрегатам.
Ну и количество полученного железа в крице нигде не приводится. Показана крица в 1325 грамм - но сколько в ней железа?

В целом несколько отдаёт показухой. Нужно внимательно посмотреть все их публикации.

>Авторы ни словом не обмолвились о работе качальщиков мехов -
>а это вызывает подозрение в реальности приведенных цифр по
>воздуходувным агрегатам.
>

«…Гибкий шланг, для того чтобы приспособить движение мехов во время прокачки, и держать насосы (?) достаточно далеко от печи...

…Иногда, перед выпуском шлака, необходимо отключить (?) подачу воздуха ...»


Что за странные термины в реконструкции древнего железоделанья – « держать насосы», «отключить подачу воздуха»? Возможно, перевод не верен или, не было никаких «двух мехов», но, лишь их электроаналог?
Скорее «второе» - раз они же и признают свои, раннее заявленные, «4-5 литр/сек» свойственными мех. воздуходувке позднего средневековья.


«Микроструктура и состав образца шлака из нашей 20-ой плавки наиболее близко напоминает микроструктуру некоторых исследованных древних образцов шлака… Микроструктура, однако, более похожа на шлак, который, как полагают, был средневекового происхождения…

..Плавка 20. Уголь к руде 1: 1 с 10% добавкой окалины для загрузок с 7 по 20 (последняя)
Скорость подачи воздуха 4-5 литр/сек

Высокая температура могла достигаться в позднее средневековое время так, как кричные печи стали больше и для работы мехов использовалась сила воды, а не людей.»

К этой уверенности авторов, ещё бы и анализ этих "отходов". Те, кто это делал, утверждают, что "отходы" от проковки исходной крицы более чем на две трети состоят из восстановленного железа.
Как раз на полученный авторами металл наберётся.