3. Skąd się wziął metal?Skąd się wziął metal?
Człowiek pierwotny trudnił się zbieractwem i
odnajdywał kawałki czystego metalu, które
nazywa się samorodkamisamorodkami.
Rzadki samorodek
miedzi z USA
Samorodek złota o wadze 5,5
kilograma (177 uncji), wart
około 315 tysięcy dolarów
znaleziony w Australii
4. Skąd się wziął metal?Skąd się wziął metal?
Potem odkryto, że metale występują w
przyrodzie w postaci rudrud, czyli metalu
zmieszanego z innymi pierwiastkami.
Ruda miedzi Ruda żelaza
5. MetalurgiaMetalurgia
Z czasem człowiek nauczył się otrzymywać
metal w wyniku procesów metalurgicznych, a
obróbkę metali uznaje się za jeden z
ważniejszych wynalazków ludzkości.
6. MiedźMiedź
Pierwszym metalem z jakim spotkał się człowiek
około VIII tysiąclecia p.n.e., była miedź w rudach
miedzi.
Ruda miedzi Samorodek miedzi
9. Miedziany zwójMiedziany zwój
Miedziany zwój został
odkryty przez archeologów
14 marca 1952 r. w grocie nr
3 niedaleko ruin Qumran w
Izraelu (I wiek naszej ery).
10. MiedźMiedź
Miedziane i brązowe narzędzia
Miedź była zbyt miękka aby mogła służyć do
produkcji narzędzi i broni. Szybko wyparł ją z
użycia brąz.
12. Obróbka miedziObróbka miedzi
Początkowo miedź obrabiano na zimnoobrabiano na zimno,
wykuwając przedmioty poprzez uderzenia
kamieniem.
Technikę wytapianiawytapiania ludzie opanowali pod koniec
V tysiąclecia p.n.e. Wówczas zbudowano pierwsze
piece hutnicze. Piece takie nazywano dymarkamidymarkami.
14. Brąz – stop dwóch metaliBrąz – stop dwóch metali
Miedź często występuje w tych samych złożach co
cynacyna. Podczas wypalania rud miedzi
zaobserwowano, że poprzez połączenie (stopienie)
miedzi z cyną powstaje nowy materiał o innych
właściwościach niż łączone metale. W ten sposób
otrzymano brązbrąz. Brąz okazał się dużo twardszy niż
miedź lub cyna, dlatego szybko znalazł
zastosowanie.
15. Zastosowanie brązuZastosowanie brązu
Ludzie zaczęli wykorzystywać go do wytwarzania:
• narzędzi (dłuta, sierpy, motyki),
• ozdób (pierścionki bransolety, spinki, broszki),
Pierścionek
taśmowaty
Okucie skrzyni
16. Zastosowanie brązuZastosowanie brązu
Ludzie zaczęli wykorzystywać go
do wytwarzania:
•a zwłaszcza broni (miecze, groty
włóczni i strzał).
Dzięki wykorzystaniu brązu
szybciej następował rozwój
ekonomiczny i społeczny.
Chiński miecz
z brązu
Łotewska
moneta 1 santim
z 1939 r. wybita
z brązu
17. ŻelazoŻelazo
Pierwsze grudki żelaza, jakie człowiek zaczął
wykorzystywać, spadły na ziemię w postaci
meteorytów. Później odkryto rudy żelaza.
Meteoryt żelaznyMeteoryt
18. Epoka żelazaEpoka żelaza
Miecz samurajski
Epoka żelaza rozpoczęła się w połowie II
tysiąclecia p.n.e. i trwała do XIII w. n.e.
Jednymi z najstarszych ośrodków rozwoju
hutnictwa żelaza był Daleki Wschód: Indie, Chiny i
Japonia.
19. Zastosowanie żelazaZastosowanie żelaza
Wyroby z żelaza cechowały się dużą trwałością.
Niektóre z nich przetrwały nawet do dziś.
Z tego metalu wyrabiano narzędzia, ozdoby i broń.
Grot strzały
Groty włóczni
20. Zastosowanie żelazaZastosowanie żelaza
Z tego metalu wyrabiano narzędzia, ozdoby i broń.
Gwóźdź budowlany z Egiptu
Kris wykonany ze stali
damasceńskiej
Fragment
kolczugi.
21. Rozwój technicznyRozwój techniczny
Rozwój techniczny przyczynił się do wielkiego
zapotrzebowania na na żelazo. W związki z tym, człowiek
nauczył się wytapiać metal z rudy, dzięki czemu
zapoczątkował hutnictwo. Rozwój hutnictwa żelaza wiąże
się przede wszystkim z rozwojem pieców hutniczych.
Z czasem nastąpił rozwój chemii, metalurgii i
metaloznawstwa.
22. Od dymarki...Od dymarki...
Dymarki były to piece wykopane w ziemi, a palono
w nich węglem drzewnym.
Na ziemiach polskich dymarki były znanie już
w I wieku naszej ery.
23. ... do pieca hutniczego... do pieca hutniczego
Aby udoskonalić pracę dymarek zaczęto budować
piece nad ziemią i używać do ogrzewania
nadmuch powietrza. Pierwotnie nadmuch
powietrza odbywał się z miechów napędzanych
ręcznie, a z czasem zaczęto wykorzystywać do tego
celu koła wodne.
Dymarki zaczęły się rozrastać i z czasem nazwano
je wielkimi piecami. Uzyskiwano w nich
temperaturą 1600-1900 o
C.
24. Budowa wielkiego piecaBudowa wielkiego pieca
Wielki piec
Ogrzane
powietrze
Odprowadzanie
mieszaniny gazów
(CO, CO2 i N2)
Rudy żelaza, koks,
topniki
Wózek
zasypowy
Zużel
Usuwanie
surówki
26. Proces wielkopiecowyProces wielkopiecowy
Rudy żelaza, koks, topniki wprowadza się do
wielkiego pieca przez otwór zasypowy specjalnym
wózkiem. Otwór jest zamykany specjalnym stożkiem
zamykającym.
Gorące powietrze jest wdmuchiwane z dołu i dzięki
niemu spala się koks i wytapia metal. Stopiona
surówka gromadzi się na dole, a żużel na górze, bo
jest lżejszy.
Z dużych pieców, co sześć godzin spuszczane jest
około 2 tysięcy ton surówki żelaznej. Proces wytopu
jest ciągły. W normalnych warunkach przerywa się go
tylko wtedy, gdy obudowa pieca wymaga wymiany.
27. SurówkaSurówka
Surówka to stop żelaza (Fe) z węglem (C) o
zawartości węgla do 4,5 % oraz z innymi
domieszkami: krzemem, manganem, fosforem i
siarką.
Surówka jest to produkt wymagający dalszej
obróbki, czyli surowy. Przedmioty z niej wykonane
byłyby bardzo kruche.
Surówka
hutnicza w
postaci gąsek
28. ŻeliwoŻeliwo
Żeliwo powstaje po dalszej obróbce surówki. Jest to
stop żelaza (Fe) z węglem (C) o zawartości węgla
od 2% do 3,8%.
Z żeliwa wykonuje się korpusy silników
spalinowych, ławki, kuchenki, rury.
29. StalStal
Stal także powstaje po dalszej obróbce surówki.
Jest to stop żelaza (Fe) z węglem (C) o zawartości
węgla poniżej 2%.
34. Zastosowanie staliZastosowanie stali
Do wytwarzania przedmiotów użyteczności
codziennej człowieka (sztućce, noże, lampki,
garnki, elementy połączeniowe, itd.).
