Почему из железа первоначально изготавливали только украшения кратко ответ
Обновлено: 02.07.2024
ЗАНИМАТЕЛЬНО О ЖЕЛЕЗЕ
Издание 3-е, переработанное и дополненное
Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно основа культуры и промышленности, оно орудие войны и мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой такой элемент, который был бы так связан с прошлыми, настоящими и будущими судьбами человечества.
ЛЮДИ ОГНЕННОЙ ПРОФЕССИИ
Советская черная металлургия
Общеизвестны постоянно высокие темпы развития советской металлургии. Особенно значительны достижения этой отрасли в послевоенные годы. В начале 70-х годов советская металлургия вышла на первое место в мире по производству чугуна и стали. Теперь это высокоразвитая отрасль промышленности, оснащенная современными мощными агрегатами, обеспечивает своей продукцией не только народное хозяйство страны, но и поставляет значительное количество сырья и материалов в другие страны. Советская металлургия выплавляет ежегодно миллионы тонн стали, производит более 20 тысяч типоразмеров стальных труб, более 90 тысяч наименований метизов, свыше 4 тысяч разновидностей горячекатаных и гнутых профилей из 2 тысяч марок сталей.
Важное значение черной металлургии в экономике страны бесспорно. Нет такой отрасли народного хозяйства, которая не потребляла бы черные металлы. Среди главнейших потребителей этой продукции такие отрасли, как машиностроение, строительство и транспорт. Доля черных металлов составляет более 95% всего объема потребления конструкционных материалов отраслями машиностроения. От роста производства этих металлов, расширения их сортамента и улучшения качества во многом зависят рост социалистического производства, ускорение технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства, повышение эффективности производства.
Известно, что производство металлов — работа трудная. Но, несмотря на это, молодые люди приходят в металлургию, становятся настоящими металлургами, испытывая гордость за свою нелегкую, но такую нужную людям работу.
Журналисты, описывая металлургическое производство, не забывают рассказывать, как человек, касаясь кнопки, управляет огромной печью высотой до 80 метров. Нажимая на рычаги, перемещает ковш, вмещающий до 300 тонн стали, и заливает металл в изложницы, хватает стальными руками десятитонные слитки и направляет их в прокатные валки.
Нельзя забывать и о том, что металлург имеет дело с горячим металлом и его профессия не исключает тяжелого физического труда, необычных ситуаций, требующих мгновенной реакции и решимости. Однако настоящего металлурга не пугают эти трудности. Ощущение собственного могущества в укрощении горячего металла в большой степени определяет романтику огненной профессии. Вся страна ежегодно отмечает День металлурга — в этом тоже дань уважения к нелегкому труду.
В старину говорили: “Человек неученый, что топор неточеный. Можно таким дерево срубить, да трудов много”.
Для облегчения своего труда человек и приобретает профессию, овладевает специальными трудовыми навыками и теоретическими знаниями.
Сколько же надо знать металлургу? Горняк и металлург XVI века Агрикола перечислял науки, знание которых необходимо для занятия горным делом и получения металлов. Среди них философия (“дабы он мог знать происхождение и природу подземного мира”), медицина, астрономия, наука чисел и измерений, архитектура, рисование и вопросы права. Вот, чем определялся круг профессиональных знаний металлурга 400 лет назад. Какие же знания необходимы металлургу в наше время? Особое внимание обращается на подготовку специалистов, обладающих не только общенаучными и производственными (практическими) знаниями, но и умеющих оценивать важность новых изобретений, открытий, организовать и осуществить их реализацию.
Существуют различные формы подготовки специалистов, например профессионально-техническое училище, техникум, институт. По уровню подготовки техническое училище приближается к техникуму, после окончания которого можно продолжать образование и повышать квалификацию.
Система современного металлургического образования в СССР основана на органическом соединении теоретического обучения с практической подготовкой будущих специалистов. Теоретический фундамент образования в высших учебных заведениях составляют физико-математические и химические науки, механика, металловедение, теория металлургических процессов, электроника, экономика и другие. На старших курсах изучают специальные дисциплины, определяющие специализацию в области металлургии. В соответствии с требованиями НТР в вузах изучают научную организацию труда, автоматизированные системы управления и электронно-вычислительные машины, их практическое применение в металлургии, роботизацию, управление качеством продукции, малоотходные и безотходные технологии, рациональное использование топлива и материалов.
Ежегодно десятки тысяч молодых специалистов — выпускников вузов и техникумов — примеряют спецовку металлургов. Будущие металлурги обучаются профессиям горновых доменных печей, подручных сталеваров, вальцовщиков, плавильщиков и в профессионально- технических училищах. В области металлургии встречается еще немало трудных проблем, в изучении и решении которых участвуют ученые-исследователи, инженеры-изобретатели, рабочие-новаторы.
Говорят, что самой лучшей профессией называют ту, которой отдают все свои силы, энергию, знания. Авторитет профессии во многом зависит от того, как мы сами относимся к ней. “Если вы удачно выберете труд и вложите в него свою душу, то счастье само вас отыщет”, — писал К.Д. Ушинский. Какой же металлургической профессии отдать предпочтение?
В современном производстве существует много металлургических профессий: доменщик, сталеплавильщик, прокатчик и другие.
Доменщик стоит у начала металлургического цикла. Он первым встречает огненные реки выплавленного чугуна и направляет их в огромные ковши. Прикрывая щитком лицо, человек повелевает здесь бушующей стихией. Это красиво, увлекательно, но и ответственно, требует сильного характера, настойчивости.
В доменном цехе трудятся люди разных специальностей — газовщики, горновые, водопроводчики, машинисты вагонов-весов и рудных кранов, мастера, технологи. Но ведущей среди них является специальность горнового — человека, который работает у горна, где накапливается стекающий сверху чугун. Чтобы стать горновым, надо овладеть широким кругом технических знаний: изучить теоретические основы доменного процесса, химические и физические свойства чугуна и шлака, устройство доменной печи, оборудования и механизмов у горна.
Доменную печь в смене обслуживают несколько горновых. Старший горновой и его подручные перед выпуском плавки специальной электрической буровой машиной просверливают чугунную летку. Огненный ручей металла с шумом течет по литейному двору и по желобу падает в ковш. Сразу становится светло: тысячи искр поднимаются кверху подобно салюту.
Продвигаясь между желобами, горновые “показывают” чугуну дорогу, разгоняют запруды. Когда же весь чугун вытечет, электропушка вновь забьет отверстие летки глиняной пробкой. Между выпусками горновые готовят площадку к приему следующей плавки, проверяют и обеспечивают исправность устройств и механизмов у горна, наличие заправочных материалов, инструментов, следят за приборами.
Выплавляют сталь сталевар и его подручные. Работа у них жаркая, ведь температура расплавленной стали только в четыре раза меньше температуры поверхности солнца. От искусства мастеров к науке сталеварения — вот путь металлургии.
Личное мастерство сталевара и сейчас не утратило своего значения. Пробу металла, взятую в печи, отправляют пневматической почтой в экспресс-лабораторию для анализа. Но еще до лабораторного анализа опытный сталевар может определить, какая сталь у него получается — по тому, как кипит ванна, как выглядит проба на изломе, какие искры взлетают в момент, когда металл из пробной ложки сливается на плиту.
Металл, из которого первобытные люди изготавливали украшения.
Украшения древности
Древние времена отличались довольно тяжелыми временами. Смысл существования людей сводился к тому, чтобы не погибнуть и найти способ существования. Несмотря на всю сложность того периода истории, человек пытался хоть как-то украсить себя.
Роль украшений в древнее время
Начав разбираться в жизни первобытного человека, сразу становится ясным, что знаниями люди не блистали, в основном, все, что они делали, было для духов, как добрых, так и злых. Злые духи могли нанести вред, поэтому для защиты от них проводились обряды различного вида. Украшения же, в свою очередь, изготавливались не для красоты, а в качестве оберегов и амулетов, защищающих от порчи, разных существ и прочих событий.
Материал, используемый для украшений
Украшения, которые создавали древние люди, не были красивыми и изящными, они скорее были грубыми и неаккуратными. На тип украшений сильно влияло то место, где жил первобытный человек.
Около 9 тыс. лет назад люди открыли для себя металлы. Древнейшие свидетельства этого найдены на востоке Малой Азии. Люди, населявшие эту территорию, научились обрабатывать самородную медь. Медь – мягкий податливый металл, его можно ковать холодным. Именно так из неё делали бусы и булавки.
Чуть позже появились украшения из другого металла – золота. Со временем из меди начали делать орудия труда: первыми стали медные сверла. Оказалось, что у меди немало преимуществ по сравнению с камнем: она не такая хрупкая, ей можно придать любую форму, а если что-то не получилось, орудие можно перековать или заточить по-новому. Однако самородки меди и золота встречаются редко.
Настоящая металлургия появилась, когда люди научились выплавлять медь и золото из руды. Для этого сначала использовали гончарные печи, температура в которых достигала 800 градусов Цельсия: ее было достаточно, чтобы расплавить медь, содержавшую примесь серы. Затем металл заливали в каменные формы. Но у медных орудий был серьёзный недостаток: они легко гнулись. Золото было гораздо твёрже, но слишком редко встречалось и слишком дорого стоило, чтобы делать из него лезвия и топоры. Проблему удалось решить, когда к меди стали добавлять немного олова. Так получили сплав бронзы. Он был не только прочнее чистой меди, но и легче поддавался отливке. Из бронзы отливали те части орудий и оружия, которые должны были сочетать твёрдость и остроту лезвия. Из неё же делали вазы, украшения, статуэтки, детали мебели.
Независимо друг от друга центры обработки меди, золота и бронзы появились и в других, как правило горных, районах Азии, Европы и Центральной Америки.
Следующим шагом в развитии металлургии стало освоение железа. Первыми кузнецами были древние хетты, жившие на территории современной Турции 3,5 тыс. лет назад. Железо разогревали в печах, но их температуры не хватало для того, чтобы металл расплавился. Получалась твёрдая масса – крица, состоящая из железа и шлака. Её разогревали докрасна и ковали тяжёлыми молотами, пока шлак не отделится от металла, а изделие не примет нужную форму. Для прочности к железу примешивали древесный уголь, а раскаленные инструменты и оружие из железа закаляли в ледяной воде.
Примерно 2,5 тыс. лет назад китайские мастера научились строить плавильные печи с высокой температурой. В них они впервые получили чугун.
Преимущества железа перед другими металлами были очевидны. Железная руда встречается гораздо чаще, чем медная. Предметы из железа очень прочны и долговечны, а их стоимость существенно ниже, чем медных и бронзовых. Это привело к быстрому переходу от бронзового века к железному.
Распространение металлических орудий труда привело к дальнейшему прогрессу земледелия, способствовало развитию ремёсел и торговли, усилению неравенства, обогащению знати. Появление оружия из бронзы и железа превратило столкновения из-за земли и скота в ожесточённые войны.
Развитие общества не только ускорилось, но и стало неравномерным. Группы людей, расселившиеся по огромным пространствам суши, оказались в несхожих природных условиях. На самых благоприятных территориях Ближнего Востока, Северной Африки и Юго-Восточной Азии переход от первобытности и цивилизации начался в энеолите – медно-каменном веке. В других районах Земли это стало возможно только после освоения бронзовых, а в большинстве случаев – железных орудий труда. Сами сроки перехода от камня к металлу и от бронзы к железу на разных территориях не совпадали и могли расходиться на тысячелетия.
Войти
Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal
История добычи металлов. Бронза и железо. Базовая версия
История украшений тесно переплетена с историей "приручения" металлов. В первую очередь в неолитической технологической революции сыграло роль появление металлических орудий труда и оружия - собствено, с тех пор люди и гибнут за металл. Однако ювелирное искусство было не менее важой частью развития культуры, а его история была тесно связана с историей религии. 5 тысяч лет назад не только Ближний Восток, но и Европа были уже достаточно плотно населены, а войны, миграции и торговля определяли наличие постоянных связей между различными георгафическими регионами. Попытаемся изложить краткую хронологию истории металлургии в базовой версии.
Освоение бронзы, сплава меди и олова, - двольно сложный процесс. Нужно было иметь два вида руды и уметь создавать температуру 1084'C для плавки меди (олово плавится при температуре 232'C). Древнейшие археологические находки из бронзы сделаны в Европе, на территории Сербии и Румынии, в Анатолии, на Кавказе и в Китае. Затем бронза появляется на территории Баварии, Испании и Италии.
Египетские бусины из метеоритного железа возрастом 5 тысяч лет
Самые первые бронзовые изделия делают из меди с добавлением мышьяка или из полиметаллических руд - в которых одноременно находятся и медь и олово. Собствено, месторождений меди было очень много - на Синае, в Анатолии, в горах Европы и Азии, в частности в Карпатах, на Кипре (название меди "cuprum" происходит от названия этого острова), в горах Китая. А вот месторождения олова встречаются редко. Поэтому олово становится одним из первых предметов торговли.
Китайцы закупают олово в Камбодже и Таиланде, первые разработки олова в Европе происходят в чешских Рудных горах, их добывают кельты на территории нынешнего британского Корнуолла и Девона и Бретани во Франции. Около Уль-Бруна (современная Турция) в 1982 году найден древний корабль со всем необходимым для бронзового литья - 10 тонн меди, тонна олова и 150 амфор смолы терпентинной фисташки для литейных форм. А вблизи острова Родос на дне Средиземного моря археологи обнаружили греческое судно с металлоломом, затонувшее более 3 тысяч лет назад.
Торговля ведется морскими и речными путями. Поэтому большое значение приобретают как технологии изготовления инструментов, так и судов, которыми особенно в этот период славится Египет и Междуречье. Знаменитым в древности экспортом становятся также египетские бусы из стекла - одного из первых искусственных материалов, наряду с бронзой. Египетские бусы находят в Шотландии, на Балтике и даже на Урале. Примерно в это же время хетты изобретают железо, хотя, возможно, впервые оно появляется в Таиланде. Хетты тщательно оберегают свои технологии, железо там ценится дороже золота и запрещено к вывозу из страны.
Затем в этой более-менее гармоничной системе происходит кризис, который в 12 веке до н.э. затронул средиземноморские цивилизации - Микены, Крит, Хеттское царство, Египет. Хатусса, столица хеттов, разрушена и государство прекращает свое существование. Население сокращается, материальная культура становится примитивной. Среди версий возможной катастрофы - развитие железной металлургии на Балканах и нашествие данайцев, ахейцев, этрусков. сардов, филистимлян и прочих "народов моря", вооруженных более совершенным оружием. Или катастрофический взыв вулкана Тера-Санторин, падение метеорита в Индийский океан или затопление Черного моря в результате таяния лендников - Потоп, одним словом. Еще версия - огромные миграции голодных людей с севера на юг, вызванные похолоданием. Каждые полторы тысячи лет Атлантический океан вызывает цилические периоды похолодания и потепления (цикл Бонда). Климат портится не только в Европе, но и в Африке и на Ближнем Востоке. В 1109 до н.э. году произошло мощное извержение вулкана Гекла. Эта катастрофа коснулась Средиземноморья, Индию и Китай она не затронула.
В результате медь и олово становятся дефицитными материалами, люди перешли на железо. Железо было известно много тысяч лет, в основном железно-никелевые метеориты и самородное железо. Первоначально его ковали, как и золото, поэтому первыми железными предметами были украшения, как например, бусы из железа в Египте. Из метеоритного железа был сделан кинжал Тутанхамона. Но это железо и инструменты 3 -2 тысячелетий до н.э. были слишком мягкими.
Египетские "космические" бусины из некрополя Герзеха (3200 г. до н.э) в Египте. Группа ученых из Университета колледжа Лондона в Катаре под руководством Тило Ререна доказала, что бусины сделаны из метеоритного железа, результаты были опубликованы в Journal of Archaeological Science. Чтобы не повредить бусины их сканировали при помощи потоков нейтронов и гамма-лучей, высокое содержание никеля, кобальта, фосфора и германия доказывало, что железо имело не рудное происхождение, а метеоритное. Кроме того, древние египтяне применяли для производства бусин не резьбу и сверление, а ковку и неоднократный обжиг. Железо превращали в пластинки толщиной 1-2 мм, сворачивали в цилиндрики длиной 1,5 - 1,7 см. В центре просверливали отверстие для нанизывания на нить. Такая технология требовала большого мастерства, поскольку метеоритное железо твердый, но при этом хрупкий материал. Бусины были частью ожерелья вместе с другими бусинами из золота и драгоценных камней. Хранятся в музе Университетского колледжа Лондона. Исследования показали, что древние люди могли обрабатывать железо задолго до начала производства его из руды. Фото бус отсюда. Подробнее здесь. PDF статьи здесь
Ситуация изменилась после открытия нового способа обработки железа - сыродутного (кричная металлургия). Железная руда смешивалась с древесным углем, в печь мехами накачивался воздух - температура не достигала 1539'C, при которой железо начинает плавиться, но достаточно высокой - 800-1000"С, чтобы железо начинало восстанавливаться из окислов. Полученая масса - крица, проковывалась, в результате удалялись шлаки и железо делалось прочнее + закалка в холодной воде. К VIII в до н.э. люди начали делать оружие из железа такого же качества, как и бронзовое. Произошло это, по-видимому, в Испании. После этого происходит переход от бронзового века к железному, а металлургический процесс в таком виде существовал до начала 19 века, когда появилась доменная металургия и горячее литье.
Читайте также: