Выходит, надо двигаться в сторону поддержания температуры на таком уровне, чтобы капельки не остывали. О от чего они остывают? Ну вот лежат плотно три камешка — руда, уголь, известняк — воздух подаю, уголь раскаляется, остальные его "коллеги" нагреваются, реакция идёт, железная течёт слеза, я ещё воздуха подаю... Так.. Ещё раз фразу провертеть надо в голове. Морозного, свежего воздуха с улицы я подаю в печку... Леший меня задери, неужели все так просто!? Я же сам охлаждаю всю эту смесь, прогоняя уличный воздух! Кислород-то на горение угля уходит, а вот азот из атмосферы, и другие газы, в процессе не участвуют! И они просто тупо работают холодильником! Только слеза железная выступит, как её потоком ледяного газа заставляют застывать! Кислород с углем горят дальше, нагревают кусочек руды с капелькой на боку, теплопроводность его повышается, но следующая-то слезинка опять застынет, тепло уйдёт вместе с азотом в трубу! А значит надо сделать так, чтобы весь воздух, все его компоненты если не помогали горению, как кислород, то хотя бы не мешали! Надо нагреть атмосферный газ! Тогда и тепла оставаться будет в шихте больше, и капельки-слезинки не будут застывать! Да и размеры печки, возможно, станут меньше! И можно уже макет её делать, может, получиться плавка в малом объёме!
Все свои мысли изложил Буревою, сходили с ним на болото, привезли ещё руды на опыты. Остальной народ в деревне уголь добывает на "химии" — его теперь больше понадобиться. Приступили к сооружению тестовой установки. Причём прямо вместо ванночки её делали — труба у нас высокая в печке, зачем новую городить? Для подогрева воздуха соорудили нечто похожее на котёл для паровой машины. Кирпичный короб, в нём — медные трубки, у этого металла теплопроводность больше. Надеюсь, так получиться и воздух раскалить, и сама конструкция не расплавиться. Проходящий по трубкам газ будет их остужать и разогреваться сам. Одни насосы гонят воздух, другие — подают его в сам короб, который мы наполним тем же древесным углем. Раскалённое топливо греет трубки, те — проходящий через них газ, и вот он уже идёт в экспериментальную установку. Та представляет собой чуть модернизированную ванну, с уменьшенным в два-три раза внутренним объёмом. Только её шихтой наполнять будем, не добавляя пока в процессе плавки новую руду. Для опыта все компоненты измельчили чуть не в пыль — я хотел все идеи сразу попробовать. Заложили уголь и шихту, два паровика поставили на подачу воздуха для домны и для нагрева воздуха, насосы дали давление и...
И чуть не сожгли наш горячий цех — пыль из руды, известняка и угля под напором воздуха тупо вылетела в трубу, в прямом смысле слова. Чтобы подобное не повторилось, новую закладку шихты делали умнее. Внизу практически пыль из компонентов, потом — смесь более крупных камешков, потом ещё массивнее, и так, пока не набрали всю ванночку. Продули на холодную — укладка таким образом не давала нижнему слою улетать. Более крупные куски задерживали пылинки угля, руды и извести, практически не меняясь при этом слоями. Опять куча угля во все, предназначенные для этого ёмкости, опять кубометры дров для паровиков, запуск процесса...
Верхние слои стали бодро так проседать вниз, мы это кочергой специальной определили, вся установка бодро так разогрелась, и насосы встали... Давления не хватило, чтобы продуть снизу ванночку. Однако, полученная крица стала просто великолепной! Отличный, никуда не годный, застывший чугун! Но какая у меня теперь наковальня — просто закачаешься! Правда, это стоило нам экспериментальной ванночки, та разрушилась. Добавили новых насосов, дожимающих уже раскалённый воздух перед подачей его в печку. Последний, третий паровик встал в горячем цеху. И ещё одна крутая наковальня, лучше предыдущей, заняла своё место в кузнечной мастерской. Мы просто не успевали ничего выливать, так быстро остывал полученный материал. Но тут я достаточно быстро понял причину.
У нас не получалось удерживать тепло в таком малом объёме. Получалось, что наша установка не даёт жидкого металла из-за того, что быстро остывает, чугун успевает застыть до того, как мы получаем расплавленную субстанцию. Если бы металла было больше, то тепло просто бы не успевало рассеяться за время частичного разбора домны для изъятия ванночки, литье бы удалось. Повысить температуру ещё больше вряд ли удастся, а вот нарастить объем, да снизить теплопроводность стенок печки — можно попробовать. Большая масса жидкого металла будет удерживать тепло. Недолго. Труба-то наша открытая, туда все тепло и будет уходить. Но как с этим бороться мы уже знаем. Надо накидать ещё шихты сверху. Это даст ещё и увеличение давления на ту зону, где слезиться железом руда, а это — повышение температуры, Менделеев с Клайпероном именно так считали, хоть и про газы рассуждали. И если непрерывно подавать новую шихту, да правильно подобрать размер и форму плавильной зоны, которой у нас ванночка выступала, да ещё и объем её увеличить, и подогрев добавить какой-никакой... Мы получим ту самую домну с картинки из детской книжки! Большая, непрерывно работающая печка. Ведь процесс-то не в одном месте происходит, а чуть не по всей высоте домны. Только интенсивность его разная — это мы по очередной наковальне, вынутой из домны поняли, когда внимательно слои железа изучили.
Опять переделали ванночку, на этот раз вернули ей изначальный внутренней объём. Добавили пару слоёв кирпичей для теплоизоляции, причём внутренности отделали плоскими такими глиняными плиточками — их сделали из того огнеупорного сырья, что Первуша нашёл. Для предотвращения потерь тепла использовали воздух. Ванночка теперь не касается всеми стенками домны и земляного пола, а опирается на несколько кирпичных стенок под ней. Добавили ограничитель для шихты у верхнего края ёмкости для расплава в виде вбиваемых молотом самых толстых кусков опор от ЛЭП. Это чтобы не потерять печку — сырья на непрерывную плавку по нашим прикидкам надо такой поток обеспечить, что мы на неделю работы домны будем только на дрова для паровиков лес весь год рубить. Вот и пытались обойтись паллиативом. Только опыт покажет, верно ли решение мы приняли. Оснастили всю домну по всей высоте термометрами, увеличили объем трубы и поменяли систему подачи шихты — она выше теперь стоит. Убрали из трубы окошко для кочерги — будем определять момент изъятия ванночки по закрываемой дырочке в ней самой. Как оттуда что польётся — пора доставать. Усовершенствовали и систему изъятия ванночки, чтобы быстрее доставать её можно было. Помимо этого соорудили промежуточный кирпичный короб для расплава. Это из-за жадности. Огнеупорная глина, которой были отделаны внутренние стенки ванночки, была дефицитом. Разрушать же готовое изделие очень не хотелось, а я не знал как себя поведёт расплавленный металл. Вдруг забьёт все отверстия и покроет стенки толстым слоем металла? Поэтому, если получиться у нас жидкий чугун, будем его в два этапа его лить. Сначала — в новый кирпичный короб, а из него уже по формочкам. Их в глине сделали, обычной, не огнеупорной.
Много других доработок провели. И все это пробило такую брешь в ресурсах "плато", что новые эксперимент, возможно, тупо не из чего будет проводить! Риск велик, если не получиться — придётся что-то мудрить с чугуном, который у нас уже получается, из него делать запчасти для паровиков и станков.
Ранние эксперименты дали нам примерный объем сырья для плавки ровно одной ванночки. Мы с Буревоем перенесли с болота руду, набили известкового камня, который я упорно считал мрамором, народ помогал нам обжигать его и готовить топливо. Тридцать раз с дедом повторили порядок действий, девушки пустили наши невеликие запасы кожи на некое подобие защитных костюмов и перчаток. Финальным аккордом стало совещание на Перуновом поле — теперь уже с дедом скакали перед идолами, обещая Сварогу то химзавод, то экскаватор, то космический корабль.
Раним утром следующего дня приступили к эксперименту. Зажгли светильники для подсветки термометров, раскочегарили паровики, ванночку, с уложенной заранее слоями шихтой, определили в домну. Дождались, пока все агрегаты выйдут на рабочий режим, и начался ад. Дед кормит паровики дровами, я подаю при помощи тканевого конвейера новые порции руды, известняка, угля. Нам едва хватило мощности паровиков на насосы, повесь я ещё на них и загрузку шихты — механизмы бы не выдержали. Вдвоём с Буревоем, защитных костюмов только на нас хватило, разрываемся между наблюдениями за термометрами, двигателями, топливом и периодической проверкой ванночки. Народ нам по сходням подаёт снаружи уголь, руду, известь, дрова — это все, словно кадавр, неудовлетворённый желудочно из бессмертных произведений Стругацких, поглощает наша печка. Причём у меня нарастает паника — ящики с компонентами пронумерованы, и половину уже ушла в топку. Дырочка же контрольная не показывает наличие расплава. Если так дело пойдёт — мы получим самую дорогую наковальню в мире. Вот и ящики из последней партии начали спускать в горячий цех, если опять не выйдет — придётся мне ковать чугу...
— Течет! — диким криком перекрыл гул домны Буревой.
Я прокрутил ещё несколько раз "конвейер", и мы бросились к молотам — надо вбить ограничители шихты, причём чем быстрее — тем лучше. Теперь изъять ванночку. Молотами и топорами разбили все, что удерживало её в домне, бросились к тросам с блоками — наша плавильная зона нехотя высунулась из печи, меня и Буревоя обдало расклалённым воздухом с резким, неприятным запахом. Пригнали ванночку в нужное место — внутри как-то густо, по другому не скажу, плескался шлак. Убрали его кочергой, на секунду, более не позволяла температура, глянули внутрь. Там была чем-то похожая на лаву вулкана жидкость, в которой островками плавал неубранный шлак. Впритирку поставили ванночку к промежуточному коробу, выбили специальный кирпич — и расплав потёк! Побежал по толстенной глиняно-кирпичной трубе, обдав нас паром и другими газами! Если бы не толстенные повязки, наверно, задохнулись бы. Перелили все, и, не убирая ванночку, выбили следующую заглушку, уже в кирпичном коробе. По сделанному нами заранее огнеупорному жёлобу жидкий металл потёк в формочку. Одну залили, вторую, третью, на восьмой процесс прекратился... Процесс литься — но не работы!
Мы опять бросились к домне — выбивать обратно ограничители шихты. Выбили ух — чуть не нам на голову посыпались кусками остатки руды, известняка, угля. Куча пыли, газа, все очень горячее — железными лопатами с дедом отбрасывали отходы железоделательного процесса в сторону. Потом двумя кочергами через отверстия в трубе выбивали прилипшие куски — и опять уборка, следующая чистка — и опять браться за лопаты. Так продолжалось долго...
Обессиленные, мы выбрались наружу. Все село стояло поодаль, зачарованно глядя на трубу горячего цеха. Мы с Буревоем стали буквально сдирать с себе раскалённые защитные костюмы, начали растирать снегом ожоги. Жадно, словно после долгого погружения, глотали морозный воздух. Я уткнулся лицом в сугроб, пытаясь унять бешено колотящееся сердце. Буревой сел рядом, умываясь снегом, поглощая его ртом, засыпая за шиворот рубахи. Народ пришёл в себя, кинулся приводить нас в чувство. Девушки засуетились, озабоченно гомоня, подхватили нас под руки, пытаясь усадить — силы нас покинули, мы с дедом тупо лежали в сугробе. Из горячего цеха валил какой-то дым, пар, газ. Через полчаса мы чуть оклемались, продолжая размазывать снегом черную сажу по рукам и лицу.
— Ну что, получилось? — тихим голосом поинтересовался Обеслав.
— А х.. его знает, — не обращая внимание на возраст собеседника, ответил я.
— Потекло, — добавил дед, — залили железо...
— Не железо, чугун, — машинально поправил я.
— Да хоть и так, — дед обессиленно махнул рукой.
К вечер только мы окончательно пришли в себя и пошли проверять результат нашей работы. В глиняных формочках чернели заготовки — полоски, шестерёнки, трубки и цилиндры. Достали всё, что получилось за день адской работы, отнесли в общий дом и просто вырубились. Утром только, при свете Солнца, начали анализировать получившийся продукт. У нас удалось — это факт. Работы предстоит ещё куча — заготовки были шершавые, кривые, содержали кучу пузырьков и неровностей. В паре мест глина вообще разрушилась, образовав вычурные фигуры. Пара полосок тупо сломалась, пока их извлекали из форм, хрупкий очень чугун вышел. Но сейчас эта груда металлолома — залог нашей независимости от ресурсов "плато". Придётся ещё не раз работать в таком аду, чтобы добиться хоть какого-то приличного металла, ставить много больше опытов, пытаться придать ковкость, крепость, другие нужные эксплуатационные свойства. Но первый шаг сделан — я доказал всем, включая себя, что железо можно лить. И лучше того — это можем сделать мы. А литой чугун — это новые паровики, новые станки и приспособления, а это — пополнение ресурсов рода, и наш коллектив становился более независимым от подарков из будущего.
Долго потом мы с Буревоем разбирали процесс работы. Облазили с дедом всю домну сверху до низу, убедившись в том, что печка если и пострадала, то самую малость, и опять готова к работе. Чистили ванночку и кирпичный короб, выбивая отверстия для подачи воздуха и литья чугуна. Перебирали насосы и трубки для подготовки воздуха, очищая их от пыли, грязи, выправляя и ремонтируя пострадавшие элементы. Мы разбирали и анализировали остатки шихты, надеясь вновь пустить её в процесс. Почистив горячий цех и чуть не по секундам вспомнив свои действия на первой плавке, приступили к модернизации процесса и механизмов для него. К этому и родичей привлекли — нам любая крупица информации была нужна.
На фанерной схеме горячего цеха появилась вытяжная вентиляция. Педалями в ней будут приводиться в движение фанерные вентиляторы. Из-за опасений отравиться газами, вырывающимися в процессе работы, трубу вентиляции будем выводить далеко за пределы деревни. Вдоль горячего цеха на рисунке прошёл маршрут бревенчатой дороги, по которой будут двигаться тележки-вагонетки с компонентами шихты. Привод для подачи её в домну тоже выводился наружу, ложась грузом на плечи, а точнее — на ноги, моих родичей дополнительным педальным приводом. Лента этого конвейера представляла собой крепко сшитую в несколько слоёв ткань, на которой были прикреплены небольшие фанерки-лопатки. Таких податчиков было три, по количеству компонентов шихты. И все это отдавалось на откуп детей и женщин. Вместо вбивания ограничителей на схему легли грандиозные деревянные винты и дополнительное сцепление для отбора мощности к ним от паровиков. Ведь когда мы кинулись изымать ванночку, паровые машинки наши просто тупо заглохли. А ведь в этот момент воздух нам уже не нужен — можно передать мощность на затвор для шихты. Сами же двигатели уйдут наружу, пусть дети их дровами и водой кормят. Мы внутри только валы запланировали.
Правда, потом от идеи полностью остановить систему подогрева и подачи горячего воздуха, отказались. После испытаний наших хрупких заготовок, из который только один кусок трубы показал себя достойно в качестве цилиндра паровой машины, возникла необходимость получение не только чугуна, но и железа, мягкого материала. У меня под впечатлением от наших плавок с разогретым воздухом мысль пришла. Чем в принципе чугун от стали и железа отличается? Я, кстати, знаю. В память десятилетнего ребёнка очень сильно врезался момент, когда батя, очередной раз разбирая свою "Волгу", награждал эпитетами тех конструкторов, которые поставили стальные шатуны на чугунный вал, да ещё и в алюминиевую коробку это все определили. Сколько новых слов, характеризующих родственно-половые отношения изобретателей я узнал! Такое не забывается! Но главное, между делом батя объяснил, что чугун от стали отличается количеством углерода. Уже тут, в этом веке, я понял откуда он берётся в сплаве — из угля, каменного или древесного. А вот как изъять его придумал уже сам. Надо просто кислородом продуть расплав, он с углеродом образует углекислый газ и выйдет из жидкого чугуна. И чем больше его выйдет, тем более ковким, но менее крепким станет получаемый материал. И в пределе получиться железо для гвоздей — мягкое и ковкое.
