Технологическое древо Фронтир Индикона

Второй состав — терракота, что в переводе с итальянского 'жженая земля'. Терракота термостойка и допускает резкое охлаждение, что самым лучшим образом подходит для нанесения глазурей. Подобрать терракотовую массу для отминки и литья большого ума не надо. Память слава богу не дырявая. Шестьдесят процентов глины на сорок процентов воды, плюс электролит добавить — ноль целых две десятых процента соды и ноль целых три десятых процента жидкого стекла. Для глины только тонкий помол, в состав порошка добавить четвёртую часть шамота, который нужен для снижения усадки и повышения плотности отливок. Сам шамот в изобилии имелся кругом, масса лопнувших черепков и кирпичей — обжёг второй раз, измельчил и готово.

С подбором шихты для литейной майоликовой массы пришлось ещё пару дней покопаться, но справился. Глина тугоплавкая — тридцать восемь процентов, легкоплавкая — двадцать один процент, стекло — восемь, кварцевый песок — двадцать один, нефелин-сиенит — пять и шамота — семь процентов. Для отмучивания глины мы использовали три конических бочки с кранами-заглушками. Бочки установили на разной высоте так, чтобы воду можно было сливать, открывая их попеременно. В каждой по три крана. Система слива для мульчи позволяла избежать перемешивания слоёв и не строить сложных систем очистки. Чтобы ускорить процесс оседания глины, в раствор добавляли поташ. Отстоявшийся глиняный раствор из верхнего слоя захватывал черпаком и перекладывал в длинное корыто, где из него испарялась лишняя влага. После того, как глина приобрела консистенцию густого теста и перестала прилипать к рукам, делал из неё шары и складывал их в маленькую бочку. Прежде чем использовать тесто, ему нужно отлежаться пару дней, дозреть. Самая чистая глина после отмучивания шла на обогащение каолина. Её сперва снова высушивали, измельчали, а после растворяли в горячей воде с добавлением электролита, смеси жидкого стекла и соды. Полученный раствор, постоянно помешивая, упаривали в котле до сметанообразного состояния — считай чистый каолин. Использовали только на самые ответственные изделия и глазури. Воды не напасёшься.

Плотность шликера определял пикнометрическим методом. Метод основан на использовании сосуда с точно известным объемом — пикнометра. У меня это колбы объемом сто миллилитров, с нанесенной на узком горле риской точного объема. Кстати, практически на все мои приборы сразу накладывает свои лапки Иван Сергеевич. Не жалко, у него там тоже всё кипит и клокочет, тем более он мне здорово помогает и большую часть рутинных измерений я перекладываю на его плечи. Заполнил пикнометр кипяченой и остуженной дистиллированной водой.

Отливка шликера в гипсовые формы вновь потребовала вычислений и доочистки гипса. Для получения гипса мы измельчали ольгдамит и обжигали его на открытом огне в широких поддонах. Полученный гипс измельчали и промывали, продували воздухом и фильтровали, после чего высушивали. Для дальнейшего использования его нужно обжигать. При повышении температуры, но не более чем до ста восьмидесяти градусов, гипс теряет часть воды, переходя в полуводный — жжёный гипс, известный как алебастр, пригодный для дальнейшего применения как вяжущее вещество. Если обжиг вести при температуре выше двухсот двадцати, то получается безводный гипс, который влагу не поглощает и не 'схватывается' при смешивании с водой — мёртвый гипс.

Прежде, чем мы приступили к литью, в течении недели мы провели большую подготовительную работу: выполнили чертежи моделей, изготовили из молочая модели будущих изделии, отлили из гипса разъемные литейные формы и сбили для них деревянные опалубки. Изготовление опалубки, стержней, разборных форм, расчёт и проектирование литников и литниковых каналов являлся самой трудоёмкой частью работы. Мартин для быстрого изготовления моделей пользовался пропорциональным циркулем. Большая часть форм состояла из двух половин — верхней и нижней. Но были опалубки, собираемые из трёх, и были даже из семи элементов и внутренних стержней. Для изготовления заготовок мы применяли как сливной, так и наливной способы. В первом случаем шликером заполняют гипсовую форму, отбор влаги происходит на поверхности соприкосновения формы и шликера. После образования заданной толщины стенки заготовки избыток шликера сливают. При наливном способе его заливают между двумя гипсовыми поверхностями, с которых происходит отбор влаги. При этом полость между двумя гипсовыми поверхностями образует соответственно внутреннюю и наружную конфигурацию заготовки. Наливной способ — это более интенсивный способ литья; он позволяет получать изделия меньшей влажности и более сложной формы, что требует более сложных литьевых форм и избыточного давления, которое нам сможет обеспечить лишь установка центробежного литья. Хорошо, что хоть её делать не нужно, я позаботился о ней при изготовлении вальцов. Для наглядности разные части форм подписывали и пигментами подкрашивали гипсовый раствор. Для нижней половины в розовый цвет, а для верхней — в зелёный. Со стороны донышка в основании модели оставили неглубокий полусферический вырез — для устойчивости. Иван подобрал разъединительную смазку из жиров, гуммиарабика, каучука и масла баобаба сплавленных на водяной бане.

В качестве эксперимента, после отработки состава и технологии, отлил корпус центробежного, нагнетательного вентилятора и крыльчатку. Корпус две детали — крышка и узкий каркас с невысокими стенками радиусом метр тридцать. Сама крыльчатка так же из керамики, но элементов в ней больше. Целиком отливать её я не решился. Основа — тонкий с рёбрами жёсткости диск с выемками под шестнадцать лопастей, сверху на них одевалось вогнутое вниз, словно горлышко кувшина, кольцо. Лопасти с крышкой и основой соединил шликером, а после слегка, через гипсовые формы подпрессовал.

Сушил сперва два дня на солнце, а после сутки горячим воздухом в печи. Сутки Карл! Сутки непрерывной работы мехами. После этого никто из нашей компании не заикался о ненужности ветряного привода. Дальше по накатанной: первичный обжиг в печи, покрыл глазурью, а затем второй обжиг — утильный. Печь то как раз под размер вентилятора делал. Ничего сверхъестественного, лишь как следует продумать заранее, чего ты хочешь.

К этому времени мы уже запустили ветряк, и проблема с измельчением шихты была решена. Мы сбили формы и отлили массу мелких деталей для печей: трубки и трубы, тигли, сосуды, мензулы, фитинги для труб Y и T образного типа, разных размеров и диаметров, муфты, переходники, крышки, дверки, ручки и ещё куча мелочи, из больших деталей — два корпуса флотационных пульсирующих машин, кристаллизатор, корпуса перегонных аппаратов и большого автоклава, цилиндрический корпус и диски ратификационной колонны, элементы плоской спирали для винтового сепаратора, реторты, котлы и вкладыши для мельниц — всего более трёх сотен позиций, плюс полторы сотни кувшинов, стаканов, свистулек, игрушек, плошек и тарелок себе на хозяйство и на продажу в селение кевенги.

Когда у тебя есть формы, изделия как пирожки можно печь. Отлили деталь и сразу на просушку, а к вечеру можно новую отливать. Изделия делали с двойным, а некоторые и с тройным резервированием. Мало ли потрескаются, а времени на длительные эксперименты с обжигом у нас не было, печи всё под эксперименты со стеклом заняты.

Вискозиметр Осквальда Шликерное литьё Типы шликерного литья Процесс шликерного литья Процесс шликерного литья-2 Процесс шликерного литья-3 Инструмент Гипсовые формы

Химия

Иван Сергеевич.

После того, как Ярослав Александрович провёл глазурный обжиг, мне досталась большая часть изделий оттуда: три пузатых пифоса литров на двести каждый, трубки, реторты, тигли и масса другой мелочёвки. Пифосы, без сомнения, самая ценная часть приобретений. Под каждый из них сложили печь, а после установили сверху. Они довольно тяжёлые, и чтобы их установить мне понадобилась помощь. Сосуды ребристые, за счёт верёвки, обвивавшей и выгоревшей при обжиге. Как оказалось это сделано вовсе не для облегчения веса, а для того, чтобы предотвратить растрескивания большого сосуда при обжиге. Толстые стенки и дно пифоса хорошо накапливали тепло и позволяли поддерживать более равномерную температуру внутри. Дистиллятор, собранный на его основе, за счёт своей глазурованной поверхности уменьшал потери воды до ноля, а новый, целиком керамический охладитель значительно поднимал КПД всего процесса. Старая печь пошла на слом, а вместо неё мне сложили утеплённую перлитом рекуперативную печь с дымовыми трубами, дверками на салазках, поддувалами, колосниковыми решётками. Печи сложили с общей топкой, оборудованной тремя перегородками: справа реторты для дистилляции и сухой перегонки древесины, слева — варочная панель с тремя конфорками. Ярослав Александрович предусмотрел для них квадратные варочные панели из керамики, конечно, не из чугуна. Откуда такое богатство? Толстые, трапециевидного сечения кольца, вкладываемые друг в друга, позволяли удерживать самые тяжёлые реторты, к ним даже крышечка имелась. Единственная деталь из железа — крюк для поддевания эти тяжёлых, по два с лишним килограмма колец, да и то на деревянной ручке. Дефицит, батенька... Дефицит. Печь здорово экономила дрова, при дистилляции за сутки я получал вместо двухсот литров воды триста пятьдесят. КПД улучшилось почти вдвое, а рекуперативная печь длительного горения позволяла на одной закладке дров выпаривать древесину всю ночь. Закладку из сердцевины баобаба меняли четыре раза в сутки. Я уже выявил потребное количество дров и температурный режим. Наладили более эффективное охлаждение. На раму на высоте двух метров установили две закрытые, обмазанные глиной для уменьшения потерь воды от испарения, конические бочки из баобаба. Его оказалось легче всего обработать. Наскоро схваченные верёвкой вместо обручей, они и составили основу проточной системы охлаждения. Вода из бочек, соединенных по низу трубой, поступала в керамический охладитель. Там она нагревалась и стекала вниз, в подземный холодильник-трубу, заполненный до половины галькой. За счёт большой площади окатышей происходило интенсивное испарение и охлаждение воды.Из трубы она попадала прямиком в колодец-термос, похожий по устройству на аккумулятор холода. Кольца из самана образовывали внутреннюю стену, а между ней и грунтом засыпали гальку и залили водой, которую по мере испарения подливали. Такой холодильник позволил уменьшить потери воды на испарение, да и время охлаждения сократилось в два раза, также понизили температуру воды градусов до пятнадцати. Резервуар мы расположили прямо под бочками, рядом установили журавль, так что каждые два часа мне приходилось зачерпывать ведро воды из резервуара и опрокидывать его в бочку. Ведро-непроливайку мне сделал Павел Петрович. Он человек, без сомнения, достойный уважения. Необходимость каждые два часа заполнять бочки утомляла, за целый день так устаёшь, словно вагон угля разгрузил. Но другим не легче, так что старался сам, ну а позже, когда мы добавили ещё две бочки и составили график ночных работ, стало куда легче.

Для лаборатории оборудовали навес и стол.Стол необычный — из пальмы дум, предварительно выдержанной несколько дней в глиняном растворе чтобы, значит, не сгорел. Под каждую реторту или котёл обязательно универсальная подставка — треножник из кольца и коротких, конических ножек. Деревянные штативы для поддержки труб имели вкладыши-прокладки. Всё продумали, дабы пожара избежать. Даже маты навеса хорошенько пропитали глиняной мульчей, да ещё раз в два дня Нганго приставлял лестницу и дополнительно проливал их. Примитив-лаборатория была оборудована весами, мензурками, ретортами, часами и песочными, и большими солнечными и соседствовала с печью, где мой коллега занимался подбором годного для глазурей состава шихты. Так что и столом, и приборами мы делились с друг другом, да и помогали по мере сил. Два химика всё же лучше, чем один. У меня тут и топчан был, над которым висел график и план работ, диаграммы и единственный справочник, который мы с Ярославом Александровичем составили и постоянно пополняли, вытаскивая из памяти новые для этого мира знания.

К слову сказать, все эти замечательные вещи появились далеко не сразу, и как только просохла печь я приступил к выделению поташа из золы — у нас её скопилось не меньше тонны, и соды — короб золы солероса давно дожидался, когда о нём вспомнят. Сухие остатки костра состоят в основном из негорючих минеральных компонентов, они и придают белый цвет золе. Первый шаг — бросить золу в котел с водой. Черная недогоревшая угольная пыль всплывет на поверхность, а те древесные минералы, что нерастворимы, в виде осадка выпадут на дно. Но нам то нужно заполучить те, что растворяются. Нам надо слить с поверхности и удалить угольную пыль, а водный раствор перелить в другую посуду, стараясь, чтобы туда не попал осадок. Затем эту воду можно или кипятить, или разлить в широкие мелкие сосуды и оставить на солнце. После выпаривания там останется белый кристаллический осадок, похожий на соль или сахар, вот это и есть поташ. Словечко то английское и означает, буквально, горшок золы. Зола потребна свежая, выгоревшая дотла, не залитая дождем, в такой есть нужные вам растворимые минералы. Ну а у нас тут какие дожди-то? Белый кристаллический осадок на самом деле состоит из нескольких компонентов, но главный, добытый из древесного пепла — это карбонат кальция, а вот если вместо дров сжечь охапку водорослей или того-же солероса и повторить выпаривание, то мы уже получим не поташ, а кальцинированную соду, или карбонат натрия. В тканях этих растения совсем другой химический состав. Однако, это самый простой способ получения, а Ярослав Александрович недвусмысленно намекнул, что поташ и сода ему нужны максимально очищенные и много, а значит к процессу очистки надо подойти со всей тщательностью.

С каждого килограмма сожженных дров при кустарном выпаривании и очистке выход чуть больше грамма поташа, одна десятая доля процента от веса. Мало, чертовски мало. Однако поташ и сода — настолько нужные нам вещества, что их выпаривание и очистка стоят любых усилий. И поташ, и кальцинированная сода — это крайне нужные щелочи, едкий натр и едкий кали. Кстати, само латинское слово alkali происходит непосредственно от арабского 'выгоревшие угли'.И наши тонны золы, а не факт, что золы у нас действительно тонна, превратятся всего в килограмм поташа, неинтересно! Попробовал травы, выхлоп больше всего получается из золы слоновьей травы — четыреста грамм с килограмма, а килограмм пепла мы получаем из двадцати двух килограмм травы. Вот, уже намного интересней, чем из дров. Решено! Будем массово выжигать траву и собирать пепел от старой, мы уже не меньше гектара выжгли вокруг площадки и дорожек. А у нас, до революции, да и чего уж греха таить, все двадцатые годы поташ выпаривали артельщики кустарным способом. Но везде по-разному, много чего и улучшили и не только форму лотков. Был внедрен способ обогащения поташа путём его продувки кислородом. Выход поднимался до половины. Да, а у меня никакого кислорода нет и в помине, но что мешает нашего друга посадить за меха и не на двадцать минут как при продувке техническим кислородом, а откуда тогда в СССР другой то, а часок как следует продуть. В деревянной трубе дырок насверлить вот тебе и барботирование кислородом. Попробовал. Работает метода. Процентов на сорок не только выход поташа увеличил, но и улучшил чистоту. Процесс выглядел так — после фильтрации и барботирования жёлто-коричневого раствора золы, я осаждал его в течении двух часов и затем фильтровал. Фильтрат выпариваю под солнцем, прокаливаю и снова разбавляю водой. Раствор выдерживаю в длинных корытах три дня, чтобы осадок полностью перешёл в гидрокарбонаты, и затем новый цикл фильтрации и выпаривания. Муторное, но не сильно обременительное занятие растянулось на две недели. Отладил процесс по этапам. Посуды у меня в изобилии, Джон обеспечил тканью для грубых фильтров, а для тонких использовал трофейную хлопковую наполненную мелкорубленными, вываренными в щёлоке и высушенными волокнами баобаба, напоминавшими грубую вату. В итоге, со всеми ухищрениями и продувкой воздухом, вышло поташа двадцать два килограмма, а соды едва девятьсот грамм. Крохи!