Trijų metalų analizė ir istorija

Aliuminis

Vaikštai žeme – ji kieta. Ir tau nė į galvą neateina, kad pusę žemės plutos svorio sudaro tai, kas beveik nieko nesveria,- deguonis. Jo pilna visame viršutiniame žemės sluoksnyje, jis jungiasi su visomis medžiagomis, įskaitant metalus.

Tu žinai , kad deguonis dujos. Jis įeina į oro sudėti. Deguonis būtinas kvėpavimui. Ir ugnies mes neturime be deguonies: degimui būtinai reikalingos šios dujos.

O iš deguonies metale mums jokios naudos, tik vieni nemalonumai ir rūpesčiai.

Na gerai. Pusė žemės plutos svorio – deguonis. O kita pusė? Dar ketvirtadalis svvorio – silicis. Tu jį žinai – jis įeina beveik visų akmenų ir paties paprasčiausio smėlio sudėti.

O trečią vietą pagal svorį žemės plutoje užima lengvas metalas – aliuminis. Iš jos paties susideda dešimtoji žemės plutos dalis. Nėra kito metalo, kurio žemės plutoje būtų tiek daug. Jo netgi du kartus daugiau negu geležies.

Aliuminio nereikia kasti iš žemės gelmių – jis po mūsų kojomis.

Bet štai kas stebina: tūkstančius metų žmonės vaikščiojo per aliuminį ir, valydamiesi prie apavo prilipusį molį, net nepamanydavo, kad jame yra vertingo metalo. Taaip aliuminio yra pačiame paprasčiausiame molyje.

Kai pirmykštis žmogus pasidarė akmeninį kirvį,- tame kirvyje buvo aliuminio. Kai žmonės išmoko statyti namus iš plytų,- tų namų sienose buvo aliuminio. Jie grožėdavosi brangakmeniais – mėlynu safyru, raudonu rubinu – ir nenujausdavo, kad tai tik al

liuminis su deguonimi. Pasaulis sužinojo apie šį metalą tik prieš pusantro šimto metų. Dar vėliau išmoko išgauti gryna aliuminį. O dar vėliau – gerokai vėliau – rado jam svarbių darbų. Tiek darbų, kad nežinau, kaip dabar be aliuminio mes ir gyventume. Dabar jis kiekvienam pažystamas. Ir tu, žinoma, matei daiktų, padarytų iš šio šviesaus, sidabriško metalo.

Kaip jis buvo išlaisvintas

Tur būt, aliuminis, kai jį rado, buvo labai pigus metalas, jeigu jo tiek daug po mūsų kojomis.

Jis buvo brangesnis už auksą! Toks brangus, kad iš jo darydavo tik vertingus papuošalus. Anglijoje – tai buvo maždaug prieš šimtą metų – norėta brangia dovana pagerbti didįjį mūsų chemiką Mendelejevą. Tai jis, Mendelejevas, pirmasis nustatė, kad visa gamta sudaryta iš paprastų devyniasdešimt dviejų medžiagų. Tada dar daugelis šių medžiagų nebuvo attrastos. Mendelejevas sudarytoje savo medžiagų lentelėje paliko joms tuščias vietas ir netgi numatė kiekvieno jų savybes. Dabar jau visi lentelės langeliai užpildyti, ir paaiškėjo, kad Mendelejevo numatymas buvo tikslus.

Taigi anglai norėjo padovanoti Mendelejevui ką nors vertinga. Ir sugalvojo: padarė chemines svarstykles, kurių viena lėkštelė buvo auksine, kita – aliumininė.

Kodėl gi taip aliuminio žmonės nežinojo, o kai rado ir išmoko gauti, tai įvertino brangiau už auksą? Čia viskas priklauso nuo deguonies. Aliuminis žemėje taip tvirtai susijungęs su deguonimi, taip pasislėpęs šiame junginyje, ka

ad jį buvo labai sunku aptikti ir dar sunkiau atskirti nuo deguonies.

Aliuminio Oksidas

Metalo su deguonimi junginys vadinamas šio metalo oksidu. Prašyčiau įsiminti žodį oksidas. Taigi aliuminio ir deguonies junginys yra vadinamas aliuminio oksidu, o geležies arba vario su deguonimi – geležies oksidu, vario oksidu.

Jau buvo minėta: kad molyje yra nežinomo metalo, pirma kartą buvo sužinota maždaug prieš pusantro šimto metų. Ir dar daugiau kaip dvidešimt metų reikėjo mokslininkams, dirbti, kol buvo gauta keletas segtuko dydžio aliuminio kruopelių. Štai kaip atkakliai laikė deguonis šį metalą kaip patikimai jį slėpė! Nenuostabu, kad galų gale išlydžius didesnių aliuminio gabalėlių, jie kainavo brangiau už auksą. Iš aliuminio būdavo daromi papuošalai kaip iš aukso ir sidabro.

O kam jis dabar tinkamas, niekas tuomet nepagalvojo.

Kokios aliuminio savybės

Aliuminis – lengvas metalas. Jis beveik tris kartus lengvesnis už plieną. Aliuminis – tvirtas metalas. Jei paimsi vienodo ilgio ir storio plieninę ir aliumininę vielutę, pamatysi, kad ant aliumininės galima pakabinti didesnį svorį, negu ant plieninės. Plieninė nutruks, aliumininė išlaikys.

Mūsų neapgausi senu sąmoju: kas daugiau sveria – kilogramas geležies ar kilogramas pūkų? Iškart pasakysime, kad jie sveria vienodai, tik kilogramas pūkų užima žymiai daugiau vietos, negu kilogramas geležies.

O kuo skiriasi aliumininė vielutė nuo plieninės, jeigu jų svoris ir ilgis vienodas? A Aliumininė vielutė bus tris kartus st

toresnė už plieninę: juk aliuminis tris kartus lengvesnis už plieną.

Vadinasi, aliuminis – lengvas ir tvirtas metalas. Tai svarbiausios savybės.

Be to, jį nesunku apdirbti. Iš jo galima padaryti ir vielutę, ir ploniausius lakštus, jį galima apdirbti staklėmis, galima ir kūju kalti.

Prie viso to reikia pridurti, kad aliuminis gerai praleidžia elektros srovę.

Kodėl aliuminio ilgai negalėjo niekur pritaikyti?

Išgavo mokslininkai metalą, pasižyminti tokiomis puikiomis savybėmis, ir nerado, kur jį pritaikyti. Keista?

Iš tikrųjų tai nelabai keista. Ką, be smulkių papuošalų, galima buvo padaryti iš metalo, kol jis kainavo brangiau, negu auksas? Įsivaizduokite, parduotuvėje parduodamas puodas, o jo kaina – šimtas litų. Kas gi jį pirks? Tik pasijuoks.

Bet laikas pasakyti, kodėl aliuminis buvo toks brangus. Aliuminis atskirti nuo deguonies reikėjo labai daug elektros srovės. O tuo metu dar nebuvo galingų ją gaminančių mašinų. Štai kodėl taip sunku buvo gauti aliuminį.

Beje, šio metalo tada niekas labai ir nepasigedo. Juk puodus galima pagaminti ir iš kitų metalų. Lengvas ir tvirtas aliuminis – didelių greičių metalas. O dideli greičiai atsirado dvidešimtame amžiuje. Lėktuvas, reaktyvinis lėktuvas, kosminė raketa – štai mūsų amžiaus laimėjimai.

Tuo laiku, kai žmonės išmoko gaminti lėktuvus, jau turėjo galingas elektrines, duodančias pigią srovę. Ir aliuminis tapo nelabai brangiu, bet reikalingu metalu.

Kaip gaunamas aliuminis

Aliuminio yra visur – jo turi du šimtai penkiasdešimt mineralų. Be

et ne iš kiekvieno mineralo, ne iš molio pelninga jį imti. Jei viena dešimtoji dalis molio – aliuminis, tai vargti neverta. Per daug brangu jį išlaisvinti. O štai jei iš dviejų kilogramų molio galima gauti kilogramą su deguonimi susijungusio aliuminio – kas kita. Tokių molių (kartais ir akmenų), turtingu aliuminiu, yra. Ir mūsų šalyje jų daug. Jie vadinami boksitais.

Iš boksuotų visų pirma reikia gauti aliuminio oksidą. Aliuminio oksidas turi dar ir kitą pavadinimą – molžemis.

Kai kurias molžemio rūšis pažįstame. Pavyzdžiui, švitrą, kurio valomi peiliai. Tai kruopelės iš nepaprastai kieto metalo – korundo. Juo galandami plieniniai įrankiai, peiliai. O korundas – tai molžemis, aliuminio oksidas.

Gauti iš boksitų molžemį – ilgas ir sudėtingas procesas. Jis atliekamas cheminiuose aliuminio gamyklų cechuose. Bet gauti molžemį – tik pusė darbo. Norint gauti aliuminį, dar reikia iš molio pašalinti deguonį. Tam molžemio skiedinys supilamas į granitines vonias ir per jį leidžiama stipri elektros srovė. Srovės reikia labai daug. Todėl aliuminio gamyklos visada statomos prie galingų elektrinių.

Aliuminis šiandien ir rytoj

Pirmieji lėktuvai buvo daromi iš faneros. Jie buvo lengvi, bet negreiti. Juos galėdavo aplenkti automobilis. O pajėgus motoras netiko – faneriniam lėktuvui jis per sunkus.

Visi suprato, kad metalinis lėktuvas patikimesnis. Ir greitis jo būtų kur kas didesnis; tik reikia rasti lengvą ir tvirtą metalą. Plienas netinka – lėktuvam jis per sunkus.

Čia ir išgelbėjo aliuminis. Jis tapo svarbiausia medžiaga lėktuvų gamyboje. Kuo didesni lėktuvai, kuo greičiau jie skraido, tuo daugiau jiems reikia aliuminio.

Bet aliuminis ne tik virš žemės skraido. Jis skverbiasi ir į kosmosą: iš aliuminio padaryta daugelis kosminiu laivų ir raketų detalių.

Kadaise per metus visame pasaulyje būdavo išlydoma trisdešimt tonų aliuminio ir dar nebūdavo kur jo dėti. Dabar aliuminio per metus yra išlydoma daugiau kaip trys milijonai tonų, o gamyklos reikalauja dar ir dar.

Jis ne tik virš žemės ir kosmose skraido. Jis ir vandenyje plauko: aliuminį imta taikyti ir laivų statyboje.

Žinoma, kad aliuminis ne vien danguje ir vandenyje – jis dirba ir žemėje. Ir dar kiek darbų jam žemėje atsirado! Pradėjome iš aliuminio statyti vagonus – traukiniu greitis padidėjo. Pa bandėme iš jo gaminti įvairiausių mašinų detales – mašinos pasidarė lengvesnės už plienines, o kokybė ne kiek nenukentėjo.

Aliuminį pagimdė elektros srovė, o dabar jis pats tampa svarbiausiu srovės laidininku. Variniai laidai vis dažniau pakeičiami aliuminiais: jie lengvesni.

Iš aliuminio gaminami virtuvės reikmenys ir indai. Prožektorius, kuris meta i dangų ryškų spindulį, turi veidrodį, pagaminta iš aliuminio.

Brangakmeniai – rubinas ir safyras – tai molžemis, aliuminio ir deguonies junginys. O dabar žmonės išmoko iš aliuminio gaminti dirbtinius safyrus ir rubinus. Juos labai sunku atskirti nuo tikrų.

Kasmet aliuminiui randama vis naujų darbų. Jis vis dažniau išstumia ir varį. Ir rytoj jam bus darbo daugiau, negu šiandien. Ne veltui aliuminis dažnai vadinamas dvidešimtojo amžiaus metalu.

Geležis

Kaip ji gaunama

Iš visų metalų žmonės daugiausiai naudoja geležies. Iš jos gaminamos beveik visos mašinos.

Geležiniai daiktai vos ne kas minute patenka tau į rankas: tai vinis, tai segtukas, tai peilis arba plaktukas. Tik šie daiktai vadinami ne geležiniais, o plieniniais. O kiti geležiniai daiktai – pavyzdžiui, keptuvė arba žarsteklis – vadinami ketiniais. Kodėl taip yra, tu greitai suprasi. Bet galiu tau iškart pasakyti: daugelį geležinių daiktų tu laikei rankose, o grynos geležies niekada nematei. Visai gryna geležis – didelė retenybė. Mokslininkai ją per dideles pastangas gali gauti laboratorijoje. O kartai gryna geležis atlekia į žemę iš kosmoso.

Krintančias žvaigždes matei? Tai juk ne žvaigždės o dangaus kūnų gabaliukai, kartais visai maži kartais dideli. Kai jie patenka i orą, supantį žemę, tai įkaista, ima švytėti, todėl atrodo, kad krinta žvaigždė. Šie žemėn krintantys dangaus kūnų gabaliukai vadinami meteoritais. Kartais jie būna grynos geležies. Bet dažniausiai ir dangaus geležis yra susijungusi su kitomis medžiagomis. Vadinasi, visai gryna medžiaga pamatysi tik muziejuose. O žemėje geležis visada su kokiomis priemaišomis, visada su kuo nors susijungusi – su akmenimis, su moliu ir svarbiausia su deguonimi. Geležis kasama iš žemės tokiose vietose, kur yra jos yra daug susikaupę. Kartais tenka giliai kasti, kol pasiekiama geležis. O kartais ji visai prie žemės paviršiaus.

Urale yra kalnas Magnitnaja. Yra žinoma – prie jo pastatyta didžiulė Magnitogorsko gamykla. Šis kalnas bebeik visas iš geležies rudos.

Vieta kur kasama geležis arba kiti metalai, vadinama rūdynu. Rūdyne kasama rūda. Rūda vadinamas metalas kartu su akmenimis, moliu ir deguonimi. Perskaitęs apie aliuminį, jau žinoma, kiek reikia darbo, kol iš rūdos gaunamas metalas. Geležį gauti taip pat nelengva. Geležį reikia redukuoti – atskirti ją nuo akmenų, molio ir deguonies.

Kaip geležis redukuojama

Pastatoma didžiulė apvali krosnis. Ji sumūryta iš plytų, o iš lauko pusės dar apmušta plieno lakštais. Tokios krosnies name nepastatysi. Ji pati kaip dešimties aukštų namas. Ši krosnis vadinama rūdų tirpinamąja, arba tiesiog aukštakrosne.

Geležiai iš rūdos išlydyti reikalinga akmens anglis. Ne paprasta akmens anglis, o specialiai paruosta aukštakrosnei. Ji sumalama ir įkaitima krosnyse be oro. Tokia įkaitinta anglis vadinama koksu. Jis ne juodas, o šviesiai pilkas. Koksas sunkiai užsidega, užtat kai jau užsidega, tai dega labai kaitriai ir be dūmų.
Į aukštakrosnę geležies rūda ir koksai pilami sluoksniais. Pirma koksas, paskui rūdos sluoksnis, paskui vėl koksas ir vėl rūda. Taip iki pat krosnies viršaus. Ir dar į aukštakrosnę dedama akmenų – klinčių. Jų reikia, kad rūda lengviau ir greičiau lydytųsi.

Aukštakrosnė kraunama ne iš apačios, kaip paprasta krosnis, o iš viršaus. Ir kiekvieną dieną jai reikia traukinių rūdos ir kokso!

Rūda ir koksas pilama į vežimėlius ir pakeliama su lynais. Kai vežimėlis pasiekia patį aukštakrosnės viršų, ten atsidaro durelės. Vėžimėlis apverčiamas ir koksas supilamas i vidų. Tuščias vežimėlis leidžiasi žemyn, o kitas – su rūda – tuo metu važiuoja i viršų. Ir taip pat apverčiamas į krosnį. Šis lynų kelias į aukštakrosnes viršūnę – elektrinis.

O kaip tokią krosnį užkurti? Pasakys: krosnis ne kuriama – ji įpučiama. Kai aukštakrosnė pastatoma, prieš pilant pirmuosius kokso vežimėlius, į apačią priverčiama malkų. O jau po to kokso. Ant kokso – rūdos. Paskui į aukštakrosnę pradedama pūsti karštas oras, toks karštas, kad malkos užsidega ir uždega koksą. Todėl ir sakoma, kad aukštakrosnė įpučiama.

Kai aukštakrosnė įpučiama, ji dirba keletą metų be jokios pertraukos, dieną ir naktį.

Aukštakrosnėje dega koksas. Ir kuo giliau giliau nusileidžia rūda tuo- krosnyje karščiau. Apatinėje aukštakrosnės vietoje taip karšta, kad rūda lydosi. Geležis, akmuo, molis – iš ko susideda rūda, suskystėja. O koksas, kol dega aukštakrosnėje, ištraukia iš rūdos deguonį.

Sunkiais lašais krinta metalas į krosnies apačią. O akmenys ir molis lengvesni už metalą. Todėl jie plaukioja paviršiuje.
Aukštakrosnės apačioje yra dvi angos: viena aukščiau, kita žemiau. Jos aklinai užmūrytos. Kas dvi valandas viršutine anga pramušama. Pro ją išteka šlakas. Taip vadinami išsilydę akmenys ir molis, kuriuose jau nebeliko geležies.

O apatinė anga pramušama rečiau – paprastai kas keturios valandos. Pro šia angą, ją pramušus, veržiasi metalas.
Akinamai ryški ugnies srovė – štai kaip atrodo iš aukštakrosnės leidžiamas metalas. Į visas puses laksto kibirkštys. Išsilydęs metalas skleidžia tokį karštį, kad arti neįmanoma pastovėt.

Koks gi iš aukštakrosnės išleidžiamas metalas? Gryna geležis? Atrodo turėtu būti taip. Juk deguonį iš jo ištraukė koksas, jis atskyrė nuo akmenų ir molio. Ir vis dėlto gryna geležis negaunama!

Mat, geležis pasisavino dalį medžiagos, iš kurios sudarytas koksas,- anglies. Vadinasi, gaunama ne gryna geležis, o geležis su anglies priemaiša.

Tai kuriam galui dirbama? Veltui? Ne, ne veltui! Geležis sus deguonimi niekam netinkama, ji labai netvirta. O iš geležies su anglimi galima padaryti daug daiktų. Ši geležis su anglies priemaiša vadinama – ketus.

Ketus turi viena trūkumą – jis trapus. Žinoma ne toks trapus, kaip stiklas. Išmesi ketus gabalą ant žemės – jis nesutrupės. O štai kaukštelėsi stipriau plaktuku – subyrės i gabalus. Todėl iš ketaus daromi tik tokie daiktai, kurie negauna stiprių smūgių,- keptuvės, kai kurių mašinų dalys.

Dar kartą apie aukštakrosnę

Išsiaiškinkime, ko reikia ketui aukštakrosnėje išlydyti. Geležies rūdos, koksų, klinčių.Viskas? Ne, ne viskas. Dar reikia oro ir vandens.

Prie kiekvienos aukštakrosnės stovi keturi apvalus bokštai. Į šiuos bokštus pumpuojamas oras ir ten šildomas dujomis. Iš bokštų karštas oras vamzdžiais eina į aukštakrosnę. Juk koksas, negaudamas oro, negali degti. O įleisi į aukštakrosnę šalto oro, jis atauš, rūda nesilydys. Todėl ir pumpuojamas i krosnį labai karštas oras, kad kaitriai degtų koksas ir krosnis neatauštų.
Oras reikalingas aukštakrosnei šildyti, o vanduo – jai aušinti. Žinoma ne viduje, o iš lauko pusės. Pačios patvariausios plytos bijo tokio karščio, koks būna aukštakrosnėje. Jei krosnis nebūtų aušinama iš lauko pusės, ji sugriūtų.

Atspėkite, ko daugiausiai pagal svorį reikia ketui iš rūdos išlydyti? Turbūt pamanėte, kad daugiausiai reikės rūdos – geležis juk sunki, akmenys irgi nelengvi.

Bet pasirodo į aukštakrosnę daugiausiai patenka visai ne rūdos. Ir ne kokso. Vandens pagal svorį reikia daugiau, negu rūdos ir kokso. Pavyzdžiui, Magnitogorsko gamyklos aukštakrosnėms aušinti reikia daugiau vandens, negu visai Maskvai – milijonams gyventojų ir dešimtims gamyklų.

O vis dėlto daugiausiai reikia ne vandens. Daugiausiai pagal svorį į aukštakrosne duodama to, kas beveik nesveria,- oro. Vienai tonai ketus išlydyti į aukštakrosnę įpučiama kelios tonos karšto oro. Tik vienoms Magnitogorsko aukštakrosnėms alsuoti reikia daugiau oro, negu visiems žemės žmonėms.

Kur dedamas skystas ketus

Kai reikia išleisti iš aukštakrosnės išlydytą ketų, prie jos bėgiais privažiuoja didžiulis kaušas. Jį veža garvežys. Kaušas pastatomas po skysto metalo čiurkšle. O iš kaušo skystą ketų galima išpilstyti į nedideles formas, kad jis jose suketėtu. Tokie sukietėja gabalai vadinami luitais. Jie kraunami į vagonus ir vežami į gamyklas, kurios gamina ketinius daiktus arba mašinų dalis.

Kaip gaminami ketiniai daiktai

Iš molio su smėliu ir koksu paruošiamos formos. Jos išeina stiprios. O kol ruošiamos, ketiniai luitai vėl išlydomi nedidelėje krosnyje. Po to išlydytas ketus liejamas į paruoštas formas. Tai vadinama liejimu, kadangi į formas liejamas ketus. Kai jis sukietėja, iš formos išimama gatava laidynė arba kokia nors būsimosios mašinos dalis.

Urale yra gamykla, kurioje dirba nagingi meistrai. Jie gali padaryti bet kokią figūrą.. Priliejama į ją metalo – ir išeina ketinis arklys arba ketinės žmonių figūrėlės. Kaslinsko gamykla pasaulyje garseja savo menu.

O kam dar reikia ketaus

Ketiniai daiktai gaminami tik liejimo būdu, kadangi ketus trapus – nei kūju negalim jo kalti, nei staklėse tekinti. O mums reikia labai daug daiktų ir mašinų, kurias keblu gaminti liejant. Ir reikia, kad jie nebūtų dužūs.

Vadinasi vienu ketu neišsiversime.
Geležies rūšis, kurioje anglies yra žymiai mažiau, negu ketuje, vadinasi plienas.

Tai pagrindinė, pati reikalingiausia geležies rūšis. Plienui gaminti sunaudojamas visas ketus, išskyrus nedidelę jo dalį, iš kurios liejami ketiniai daiktai.

Kaip verdamas plienas

Plienas verdamas krosnyse, ne tokiose didelėse kaip aukštakrosnės, o tik dviejų aukštų. Krosnys plačios ir stovi po kelias vienoje eilėje. Kiekvienoje krosnyje krosnyje galėtu tilpti trijų kambarių butas. Ji vadinama marteno krosnimi, arba tiesiog martenu.

Krosnis kaitinama degiomis su oru sumaišytomis dujomis. Dujos dega krosnyje ilgais labai kaitriais liežuviais.

Visas kietas medžiagas, reikalingas plienui virti, atveža mašina su straubliu, panašiu į dramblio. Tik šis straublys plieninis. Ir prie jo prikabinta plieninė kraitė. Mašina kraitę ant straublio įkiša į krosnį ir išverčia į ją šiek tiek geležies rūdos, klinčių ir kitų mineralų, kurių reikia žalingoms priemaišoms iš ketaus pašalinti. O dabar į krosnį grūdami seni, savo amžių atgyvenę plieniniai daiktai, mašinų dalys, bėgių gabalai – žodžiu, tai, kas vadinama laužu.

Marteno krosnyje pradės antrąjį gyvenimą, taps nauju plienu.

Kai visos kietos medžiagos krosnyje išsilydo, prasideda svarbiausia: privažiuoja su skystu ketumi didžiulis kaušas. Ketus išpilamas į krosnį.

Ir visas šis mišinys – ketus, rūda, klintys, plieno laužas – keletą valandų verdamas.

Krosnyje yra maži langeliai. Pažvelgi pro juos – ir matyt kas viduje darosi. Bet žiūrėti i verdantį plieną galima, kaip į saulę, tik pro tamsius akinius, nes tai pavojinga akims.

Reginys labai gražus. Šėlsta sunki skysta liepsna, ritasi bangomis, pašoksta stulpu, krinta ir iškyla didžiuliais kunkulais.

Kol metalas verda, didelė dalis anglies, buvusi ketuje, sudega.

Paruoštas plienas, kaip ir ketus iš aukštakrosnės, išleidžiamas į didžiuli kaušą. O iš kaušo išpilstomas į aukštas siauras formas – kokiles. Šiose formose jis sukietėja. Gaunami plieno luitai yra tokie sunkūs, kad juos galima pakelti tik pajėgiu kranu.

Yra dar ir kitas būdas plienui virti – nedideliuose, savo formoje į kriaušę panašiuose induose. Indai plieniniai, o jų vidus išklotas plytomis. I konverterius – taip vadinami šie indai – pilamas skystas ketus ir per jį paleidžiama labai stipri oro srovė. Didelė anglies dalis susijungia su oro deguonimi ir iš ketaus išgaruoja. Gaunamas plienas.

Labai paprastas būdas. Marteno krosnyje plienas verda keleta valandų, o konverteryje ketus pavirsta plienu per dvidešimt minučių. Tiesa, konverteris vienu kartu duoda žymiai mažiau plieno, bet užtat greitai.

Kodėl gi šis būdas ne visada naudojamas?(Beje, pagerbiam išradėją inžinierių Besemerą, jis pavadintas besemeriniu procesu.) Mat, iš konverterių gaunamas plienas blogesnis, negu marteninis: lieka plienui žalingų priemaišų, kurios buvo ketuje. Toks plienas ne visiems gaminiams tinkamas. Bet, matyt, greitai bus rastas būdas ir konverteriuose padaryti geros kokybės plienui. Mokslininkai jau ieško kelių. Tada didelės plieno dalies nereikės virti didžiulėse marteno krosnyse, ją bus galima gauti konverteriuose.

Mums reikia įvairių geležies rūšių

Gryna geležis – didelė retenybė. Chemikai gali ją pagaminti tik ilgu ir sudėtingu būdu. Bet gryna geležis mums nereikalinga. Tai labai nestipri medžiaga – iš jos nepadarysi jokio naudingo daikto. Stiprumą jai teikia priemaišos. Vieną šių priemaišų tu jau žinai – anglis. Jei jos daug, metalas vadinamas ketumi, jei mažai – plienu.

Ketus ir plienas – svarbiausios geležies rūšys.

Bet plieno mums reikia įvairaus. Kosminei raketai – vieno, laikrodžio spyruoklei – kito, kišeniniam peiliukui – trečio. Kartais plieno reikia labai kieto, kartais lankstaus, o kartais – tokio, kad jį galima būtų aštriai išgaląsti.

Kaip gaunamas reikiamos rūšies plienas?

Į verdamą plieną pridedama kitų metalų – tai vieno, tai kito, tai mažai, tai daugiau. Tokie užkulai – jie vadinami priedais – geležies draugai, ištikimi jos palydovai.

Štai, pavyzdžiui, reikia labai stipraus plieno. Tada į jį dedamas manganas.

Yra žinomi juodi milteliai, kurie parduodami vaistinėje, – kalio permanganatas. Įmetame į vandens stiklinę keleta kruopelių, vanduo pasidaro rusvas, įberi daugiau – jau violetinis. Šis vaistas pagamintas iš metalo – mangano. Jo žemėje daug. Jo visada yra ir geležies rūdoje. O iš ten jis patenka į ketų ir plieną. Bet, kad plienas būtų tvirtesnis, į jį reikia pridėti dar daugiau mangano. Plienas su manganu gali tarnaut labai ilgai. Ir, svarbiausia, nebijo jokiu smūgių, net pačių stipriausių. Įdomu, kad pats manganas yra trapus – sutrupa nuo lengvo smūgio. O plieną jis padaro tvirtesnį.

Rūdys

Mes matėme pakankamai surūdijusių vinių, peilių ir kitų geležinių daiktų. O dėl ko geležis rūdija?

Geležis turi galingą priešą – deguonį. Deguoniui iš geležies rūdos pašalinti ir tenka statyti didžiules aukštakrosnes.

Bet štai nelaimė. Žmogus, jei turi priešą, kovoja su juo arba nors jau stengiasi nesusitikti jo. O geležis veržiasi prie savo priešo – godžiai siurbia deguonį iš vandens ir oro. Ir dėl to suserga.

Iš pradžių ketaus arba plieno paviršiuje pasirodo rudas išbėrimas. Paskui jis skverbiasi giliau į metalą. Geležis praranda tvirtumą, trupa – jai ateina galas. Ji jau niekam netinka, galima išmesti į sąvartyną. O paskui iš sąvartyno ji vežama i marteno krosnį. Atsimenate, kad kartu su ketumi ir rūda į marteną kraunamas ir geležies laužas? Šis laužas – plieniniai ir ketiniai daiktai, žuvę nuo rūdžių.

Ypač greitai rūdija šlapia geležis.

Aliuminis elgiasi kitaip. Ar esi matęs naują aliuminį arba šaukštą ir greta jų pat seną? Turbūt, matėte. Nauji blizga kaip sidabriniai, o seni neblizga, ir jų spalva truputi pasikeitusi – jie pasidarę tamsesni.

Tai vis per tą patį deguonį. Ore jis jungiasi su aliuminiu. Bet tik su jo viršutiniu sluoksniu. Štai kuo aliuminis skiriasi nuo geležies. Aliuminis su deguonimi, arba, kaip sakoma, aliumini oksidas, sudaro metalo paviršiuje ploną tvirtą plėvelę. Ir ši plėvelė nepraleidžia deguonies toliau, giliau į aliuminį. Metalas prarado blizgesį, užtat atkakliai priešinsis rūdims, ne taip, kaip geležis. Tai labai svarbi aliuminio savybė. Jeigu jis kiaurai rūdytų, negalima būtų iš jo statyti lėktuvų.

Žinai, kiek daug geležinių žūva nuo rūdžių? Jeigu per metus mieste atsiranda, sakysime, tūkstantis naujų plieninių daiktų arba mašinų, tai per tuos pačius metus čia išmetama apie trys šimtai plieninių daiktų ir mašinų, žuvusių nuo rūdžių.

Kai gamykloje surūdija mašina arba kokia nors jos dalis, tai iškart galima pastebėti ir ją pakeisti. O jei plaukiodamas surūdytu povandeninis laivas? Juk pro sergantį plieną galėtų prasisunkti vanduo, ir tada laivas nebeišnirtų.

Ne, to nebus..

Chromas

Tai irgi metalas. Pats kiečiausias iš visų metalų.

Jam rasta daug darbų. Tu jį nešioji ant kojų – batukų oda, kad ilgiau nešiotųsi, impregnuodama tirpalu, kuriame yra chromo. Tokia oda vadinama chromine.Bet ne tai svarbiausia.

Chromas ne tik odą, bet ir plieną padaro stipresnį. Jo truputi pridedama į plieną, kai šis verda; gaunamas toks lydinys, kad iš jo galima gaminti tankus. Ir šarvus karo laivams. Ir patrankų vamzdžius.

O pridėjus dar daugiau chromo, gaunamas plienas povandeniniams laivams. Jis nerūdija. Ir todėl vadinamas nerūdijamu plienu.

Tai puiku. Kodėl gi tada visai neatsikračius rūdžių? Virk sau visą plieną su chromu, ir nebus rūpesčių. Arba dar kitaip galima: pagaminto daikto paviršių padengti chromu. Toks būdas yra – tai vadinama plieno chromavimu.

Bet negalima taip daryti su visu plienu. Metalas išeitu labai brangus. Išgauti chromą iš rūdos ir paruošti jį sujungimui su plienu atsieina nepigiai. O be to, labai kietas plienas ne visur tinkamas.

Yra ir kitų nuo rūdžių apsaugoti. Pavyzdžiui, plieninius daiktus galima nudažyti aliejiniais dažais. Dažai neprileis prie plieno nei vandens, nei oro. Motorlaivių ir kitų laivų bortai iš oro pusės paprastai nudažomi aliejiniais dažais. Ir atidžiai stebima, kad jie niekur nenusitrintų. Atsiknos kur nors truputis dažų – toje vietoje pasirodys rūdys, ims ėsti plieną.

O kai iš gamyklos siunčiamos kokios nors mašinos, jos storai aptemptos alyva. Ji taip pat nepraleidžia nei oro, nei vandens. Bet alyva tinka tik tol, kol mašina kelyje. Prieš paleidžiant ją į darbą, alyvą renka nušluostyti arba nuplauti.

Kiek mums reikia geležies

Iš visų metalų geležies žmogui reikia daugiausiai, ypač daug reikia plieno, ketaus mažiau.

Kai dar buvo nedaug mašinų,- praeities amžiuje,- kiekvienam žmogui per metus tekdavo apie kilogramą geležies. O dabar jeigu apskaičiuotume, kiek žemėje gyvena žmonių ir kiek per metus išlydom ketaus bei plieno, tai paaiškėtų, jog kiekvienam žmogui – vadinasi, ir tau – tenka tiek geležies, kad tu nepakeltum: apie 30 kilogramų per metus – maždaug puse tavo svorio.

Tu gali prieštarauti: nei kambaryje, nei klasėje nerasi tiek geležinių daiktų, kad kiekvienam išeitu po 30 kilogramų.

Žemę arė plieniniu plūgu, o plūgą lauku tempė traktorius, padarytas iš ketaus ir plieno. Paskui buvo į darbą paleistos geležinės sėjamosios, o rudeniop atvažiavo į lauką kombainas – nuimti derliaus, iškulti grūdų. Kombainas didelis. Jam pagaminti reikia daug plieno.Grūdus sunkvežimiai vežė prie geležinkelio. Sunkvežimio variklis, jo ratai, važiuoklė ir lingės – plieninės. O kelias ne veltui vadinamas geležinkeliu – bėgiai plieniniai, jais rieda plieniniai ratai, motorvežis iš plieno ir ketaus.Taip išėjo, kad kiekvienam žmogui per metus reikia trisdešimties kilogramų ketaus ir plieno.

Galiūniškas metalas – geležis! Beje, palauk, argi iš tikrųjų? Juk gryna geležis – minkštas metalas, pats vienas jis niekam netinka. Bet žmonės išmoko iš geležies pagaminti galingą metalą – plieną.

O pridėjęs į plieną truputį mangano, tokios trapaus kad iš jo nieko nepadarysi, gavo metalą, dar stipresni už paprastą plieną.

Stipruoliais metalus padaro žmonės.

Varis

Varį lengva pažinti iš spalvos – jis ruzginai raudonas. Vario likimas nepaprastas.

Šį metalą pirmykščiai žmonės žinojo anksčiau, negu geležį. Kartais jiems pasitaikydavo vario grynuolių – taip vadinami metalo gabalai, ne pasislėpę rūdoje, o laisvi nuo mineralų, tartum būtų patys atsiradę.

Tuo laiku žmonės turėjo tik vieną darbo įrankį – akmeninį kirvį. Ir štai jie rado varį. Pabandė, kas stipresnis – akmuo ar varis. Paaiškėjo, kad stipresnis akmuo.

Varis – gana minkštas, netvirtas metalas. O kad pirmykščiai žmonės bandė jo stiprumą, mes žinome: rasta akmeniniais kirviais apkapotų vario gabalų. Bet vis dėlto iš vario taip pat imta daryti kirvius, gal būt, ir medžioklės ginklus. Variniai kirviai buvo daromi akmeniniais kirviais. Ir apskritai iš vario pirmykštis žmogus nedaug būtų turėjęs naudos.

Bet atsitiko taip, kad senoviniai žmonės aptiko vario, susilydžiusio su kitu metalu. Jis vadinasi – Alavas.

ALAVAS

Gauti alavą nesunku. Jis lydosi metalams neaukštoje temperatūroje – truputį daugiau kaip du šimtai laipsnių. Senovėje jį išlydydavo iš rūdos tiesiog anglies laužuose.

Dabar alavui rasta daug darbų. Bet su grynu alavu reikia elgtis atsargiai – tai gležnas metalas. Šaltyje jis gali peršalti. O peršalimas jam mirtina liga, ji netgi vadinama alavo maru. Susirgęs alavas iš blizgančio virsta į blankiai pilką, o paskui subyra į miltelius.

Kartą atsitiko, kad dėl šio alavo maro žuvo narsūs žmonės. Anglijos keliautojas kapitonas Skotas išvyko į ekspediciją į Pietų polių. Tada ten dar niekas iš žmonių nebuvo lankęsis. Antarktidos žemynu ekspedicijos dalyviai krovinius iš pradžių vežė motorinėmis rogėmis, po to arkliais, paskui rogėmis, į kurias buvo pakinkyti šunys, o dar paskui nešė patys. Eidami jie paliko sandėlius su maisto produktais ir žibalu grįžimui atgal. Keliautojai šildydavosi prie žibalinių krosnelių, ant žibalinių primusų virdavosi valgyti.

Su dideliu vargu ekspedicija pasiekė polių. Ten Skotas rado raštelį: paaiškėjo, kad visu mėnesiu jį aplenkė norvegų keliautojas Amundsenas.

O grįžtant atgal, Skotas ir visi jo ekspedicijos nariai žuvo. Svarbiausia jų žuvimo priežastis buvo ta, kad dingo žibalas. Skotas negalėjo suprasti, kur jis pasidėjo. Skardinės buvo beveik tuščios. Šaltis vis stiprėjo, pasišildyti nebuvo kuo. Kapitonas Skotas ir jo draugai sušalo.

Tik paskui buvo ištirta, kas atsitiko. Žibalo skardinės buvo užlituotos alavu. Šaltyje alavas „susirgo“, suiro, ir kuras išbėgo. Tada dar nežinota, kad alavas nepakelia šalčio.

Leave a Comment