Иллюминация

Ночью не спалось. Работа с реагентами без нормальной вытяжки, знаете ли, здоровья не прибавляет. Кидагги рядом не было… Решил прогуляться, подышать свежим воздухом. Проходя мимо склада, заметил, что замок сорван, точнее не замок, а хитрый морской узел, который каждый вечер завязывал Джон и опечатывал красным воском. Так у нас воришки завелись! Рванул за копьём и светильником, вернулся и резко распахнул дверь. Ну, куда ты спрятался, дружок?! Мелькнула тень, знакомый силуэт. Спряталась…

– И что ты делаешь?

– Ярунг…

– Разве я в чём-то отказывал тебе? Или ты не носишь такое ожерелье, что нет даже у старшей жены вождя?

Она забилась в угол и тихо всхлипывала:

– Я не хотела, я не хотела! Меня заставили, я не могла отказаться. Глава рода, он меня заставил.

– Шпионка, значит.

– Ярунг, я не понимаю!

– Зачем пришла ночью, тайно? Стоило хорошо попросить, и я бы сам всё показал, а, впрочем… Хочешь остаться, или может быть тебя прогнать, как собаку, что кусает руку, которая её кормит?

Снова плач и слёзы. Нет, злиться я не мог, всё же умеют красивые женщины из мужчин верёвки вить.

– Ты как узел то развязала?

– Я подсмотрела.

– Ну ничего себе память! А что тебе поручили разузнать? Не верю, что глава рода не знает, что мы купили рынке.

– Про соль и железо.

– Угу, значит, вот что ты им ответишь….

Вербовка прошла успешно, и о ночном происшествии я никому рассказывать не стал. То, что тут есть шпионы и так ясно. Теперь ещё ясно, что вождя волнует откуда столько соли, видно не очень-то верят в мои колдовские способности. Чувствую, просто так это не оставят.

***

На шестьдесят четвёртой плавке я сдулся. Нет, самых плавок было меньше – за раз я устанавливал в печь по шесть-восемь тиглей с разной шихтой и плавнями, да и выдержку варьировал. Тигельные плавки стали сродни алхимии, без чистых материалов подобрать нужный режим плавки и шихту можно, но долго. Выдающийся металлург Аносов потратил на это несколько лет, проведя больше двух тысяч плавок. Мне такая перспектива не улыбалась.

В процессе тигельной плавки различают три периода: плавление, кипение и успокоение. В процессе кипения происходит частичное растворение в шлаке глинозёма из стенок тигля, при успокоении жидкая сталь «отстаивается» с целью более полного удаления газов и неметаллических включений. За счёт взаимодействия металла со стенками тигля происходит раскисление шлака, то есть удаление кислорода и восстановление стали твёрдым углеродом, поэтому правильное соотношение угольного и огнеупорного порошка имеет исключительное значение. В идеале нужен графит, но его нет, поэтому я использую шамотную крошку в смеси с порошковым углем. Тигли прессуем в деревянные формы, смазанные силикатной смазкой.

Чугун выходил замечательный, а вот со сталью пока не очень. Не понимаю в чём дело. Лупа из флюорита только вчера была доведена до ума, и я решил зайти, с другой стороны. При внимательном рассмотрении оказалось, что магнетит имеет в своём составе ильменит, гематит и мелкий кварцит. Нужно чистить и чистить, с таким каши, то есть стали нормальной, не сваришь.

Песок пропускал через массив мини-гидроциклонов, что мы захватили с собой и подвергли флотации. Реагентов для этого процесса мы наработали много, изменения состояли в том, что в качестве собирателя использовали жирные кислоты, полученные из масла ши, а депрессор – камедь рожкового дерева. После флотации песок просушивали, измельчали в шаровой мельнице, прокаливали и подавали в тарельчатый гранулятор. Хорошо быть конструктором оборудования для химической промышленности – не нужно над такими вещами голову ломать!

Мартин сделал его за несколько часов – тарелка из дерева диаметром около метра и подставка, удерживающая его под углом сорок градусов. Вращали вручную, там скорость небольшая нужна – семь-восемь оборотов в минуту. На тарелку сперва наносится слой шихты, в нашем случае – это магнезия, камедь и бентонит. После начала вращения тарелки на её нижнюю часть подаётся железный песок. В процессе вращения он пересыпается по сложной траектории, окомковывается шихтой и превращается в окатыши. При внешней простоте конструкции гранулятора, в нём есть несколько тонкостей. Под действием сил трения, тяжести и центробежной силы песок плотно прилегает к днищу и борту, что предотвращает его скольжение.

Образующиеся окатыши сперва поднимаются вместе с вращающейся тарелкой, а когда сила тяжести преодолевает силу трения, скатываются вниз по поверхности слоя мелкодисперсного вещества под углом естественного откоса. Песчинки магнетита в процессе движения послойно накатываются на шихту и как бы втираются в поверхность гранулы. Чем больше длина траектории движения окатышей по поверхности порошкообразной шихты, тем лучше. Длина траектории пропорциональна диаметру тарелки, поэтому промышленные грануляторы достигают в диаметре пяти метров. Такую большую тарелку мы само собой не сделаем и поэтому, увеличивая скорость вращения диска и уменьшая угол его наклона, можно поднимать гранулируемый материал на большую высоту, в результате чего сокращается мертвое пространство в верхнем секторе диска. Для чего мой гранулятор имеет несколько бортиков равной высоты? Песок ссыпается на поверхность, ограниченную первым бортиком, и окатывается там, постепенно пересыпаясь в смежную зону. Так, пересыпаясь из одной кольцевой зоны в другую и окатываясь в них, гранулы достигают нужных размеров, аппарат я спроектировал под сантиметровые шарики. Процесс гранулирования зависит от влажности песка и шихты, угла наклона, скорости вращения и высоты борта тарелки и, главное, точности дозирования и места, и скорости подачи исходного материала и влаги на тарелку, а также площади смачивания. Отработка всех параметров у меня заняла пару часов, а смачивали шихту из примитивного пульверизатора вручную. Окатыши просушивали в печи, а после обжигали при температуре тысяча двести градусов, не больше, чтобы не допускать образования жидкой фазы. Практически весь металл в наше время выплавляют из окатышей и этому есть свои причины: при обжиге шлаки переходят в шихту, и железо почти полностью очищается от самой вредной примеси – серы, до девяносто пяти процентов увеличивается содержания оксида железа. Если у меня сейчас не выйдет хорошая сталь…

Правильный расчёт, и всё вышло как надо! Я использовал два метода для выплавки, самую качественную сталь плавил под слоем битого стекла и буры в смоломагнезитовом тигле. Эта сталь пойдет на палаш для Павла, свёрла и главное фильеры для протяжки проволоки, думаю, не только бронзовой, но и из мягкого железа можно попробовать, а после науглеродить.

Большую часть окатышей использовал для выплавки качественного чугуна. Тигли с расплавленным чугуном слил в ванную, где плавили стекло, для чего прежде я футеровал её смоло-магнезитом, продувал воздухом и паром. Малый бессемеровский процесс называется, воздух не пронизывает толщу металла, а направляется на его поверхность. При этом получается качественная сталь с небольшим содержанием азота, а главное в этом способе нет ограничений по размеру конвертера, хоть пять килограмм продувай.

С закалкой и выдержкой стали дела обстоят отлично! Имеются и пироскопы, и кольца контроля температуры, более того, из кварцитов выплавил кварцевое стекло и выдул из него трубку. Ртутный термометр мы изготовили и градуировали, теперь у Ивана их уже три штуки! Себе же изготовил попаданческий хай-тек – галлиевый высокотемпературный термометр. У галлия температура плавления двадцать девять градусов, а кипения две тысячи двести! Смекаете, какой диапазон?! Лишь бы стекло выдержало! Проблема ровно одна, при высокой температуре галлий становится очень активным и налипает на стенки, в какой-то мере я смог это побороть, продувая перед заливкой галлия трубку водородом, полученным воздействием серной кислоты на железный песок. Приноровиться можно.

Галлий настоящее сокровище, и чем больше ввожу его в оборот, тем больше понимаю, что вот она «вундер-вафля»! Его можно использовать как антисептик. Три дня назад у нас было ЧП. Тигель взорвался в руках у местного Буратины, в общем, ему повезло, отделался дыркой в предплечье размером с пятирублёвую советскую монету, догадайтесь чем заткнули? Ещё галлий для зубных пломб в сплавах с сурьмой можно использовать, но это уже на будущее.

Но главное – зеркала. Галлий обладает способностью хорошо прилипать к стеклу. Такие зеркала, на секунду, используются в телескопах, до девяноста процентов падающего света отражают! Зеркало элементарно изготовить путем сдавливания галлия между двумя нагретыми листами стекла. Покрытия очень мягкие, ногтем можно процарапать, но зато легко полируются. Зеркала нам нужны для купцов. Я видел одно привозное, и, само собой, поинтересовался ценой – пять рабов ни много ни мало, а качество с нашим даже близко не стояло! Прокат заработал в полную силу, часть зеркал мы сделали золотыми, втирая хлорное золото в медную пластину.

Внезапно кончилась бумага из папируса, слишком интенсивно мы её использовали, вот и упустили. Чтобы исправить столь досадное недоразумение у нас всё есть – вальцы, автоклав и вода. Каолин, сода, каучук, камедь и канифоль всё очищенное. Единственное, что пришлось делать, так это формы для литья корпуса и ножей однодисковой мельницы для размола тонких волокон баобаба. Процесс варки освоили за три дня, за это же время сделали большие рамки из «паутины» с мелкими клетками.

Постоянно шла работа с коллективом. Я убедил Джона, что правильно поданный пряник всегда будет лучше кнута. Для поощрения работников сделали два вырубных штампа – для кругляшей и медалек в форме знака радиоактивности. Медными награждали самых исполнительных, а бронзовыми самых сообразительных. Кругляши использовали вместо денег для покупки внутренних товаров, что не шли на рынок – вкусных лепёшек, мороженного, стеклянных шариков и бронзовых ножей. У нас уже два полных «георгиевских кавалера» появилось. Деньги-то что, а вот значимость цацки, штаны правильного цвета! Направить конкуренцию в правильное русло и заодно стимулировать работу.

***

Оборудовали Ивану лабораторию в отдельном здании с вытяжкой и световыми колодцами со стеклянными колпаками. Чистая химия не терпит резкого перепада температур. Чуть ветерок подул, солнышко припекло, и всё, реакция может пойти насмарку. Для охлаждения лаборатории, а также в качестве предварительного охладителя потока для вихревого холодильника за неделю, из самана, построили ветровую башню или багдир. Необычное сооружение, впервые появилось ещё в эпоху Нового Царства в древнем Египте, а в Иране их строят и по сей день.

Башня высотой восемь метров, наверху устроен накопитель для снабжения водой всего нашего лагеря. По поверхности устроены несколько проёмов, закрывающиеся откидными щитами, подобно клапану, нужные чтобы регулировать потоки воздуха. Внутри башни сложили четыре вертикальных, изолированных канала, уходящие в подземный тоннель. Для запуска «кондея» достаточно открыть дверь с противоположной от потока стороны, и за ней образуется область низкого давления, вытягивающая воздух из башни. Приток же идёт через колодец и подземный канал, где вода, за счёт испарения, охлаждает воздух. Дополнительную тягу обеспечивает нагревание воздуха в трубе, отчего тот становится легче и выходит вверх. Из башни по трубам холодный воздух поступал в лабораторию, на кухню. Про себя не забыли – протянули отдельный канал в наши домики, а местные обойдутся, они к жаре привычные. Температура на выходе – около десяти градусов, даже с тёплым воздухом пришлось смешивать.

Джон занимался клепкой и пайкой. Припой – порошок меди, немного сурьмы, золота и половина галлия. Паста держит практически до шестисот градусов, можно паять стекло, керамику, бронзу, железо! Стоит тех усилий, что мы затратили на получение медного порошка, восстанавливая его из оксида углеродом. Особенно пригодилась для лабораторной посуды. Ручное выдувание утомительное и трудоёмкое занятие, часть посуды типа трубок, пробирок, стаканов, воронок и склянок для солнечных часов мы получали прессованием, припой для стекла на порядок, без преувеличения, ускорил изготовление сложных, с отводами, склянок и холодильников. Единственный минус – из-за примесей железа посуда слегка зеленоватая. Но разве настоящего химика это остановит?

Запуск бисерной мельницы позволил кардинально улучшить качество помолов пигментов и шихты для глазури. На продажу подготовили партию бус из цветного стекла. Ассортимент пигментов для раскраски фарфора вырос, а яркий ультрамарин произвёл фурор. Получили большой заказ на керамику от купцов из Кереве на гжель, морские темы и, вы удивитесь, мотивы первых пятилеток. Мало того скупили всё что было, просили ещё.