ZESZYT IV. K W IE C IE Ń 1925 ROCZNIK IV.
PRZYRODA I TECHNIKA
M IE SIĘ C Z N IK , P O Ś W IĘ C O N Y N A U K O M P R Z Y R O D N IC Z Y M I IC H Z A S T O S O W A N IU , W Y D A W A N Y P R Z E Z P O L . T O W . P R Z Y R O D N IK Ó W IM. M . K O P E R N IK A
W sprawie ochrony przyrody.
O ochronie p rzy ro d y pisan o ju ż w P o lsce niejednokrotnie. Spraw ie tej pośw ięciła rów nież sw oje ła m y P rz y ro d a i T e c h n ik a w początkow ych zeszytach pierw szego ro cznik a w postaci a rty k u łu prof. dr. S. K rzem ie- niewskiego. Od tego czasu, gdy p ierw sze w iadom ości o ru c h u w ty m kie
runku przen ik ać zaczęły w sz ersz e koła sp o łeczeń stw a polskiego, by zyskiw ać dla nowej idei p ierw szy ch zw olenników , zm ieniło się wiele na lepsze. P ow ołana do życia, lat tem u 5, P ań stw o w a K om isja O ch ron y P rzyrody p o szczy cić się m oże już dzisiaj don io słem i rezultatam i. C zę
ściowo już założone, a częściow o m ające się niezadługo u tw orzyć parki narodowe, w iększe i m niejsze rezerw aty , u staw y i rozporządzenia ochronne o raz liczn e publikacje, u św iadam iające szerokie w arstw y społeczeństw a o z n aczen iu o ch ro n y p rzyrody, są dowodem tego, że idee jej zdołały ju ż głęboko w nik nąć w społeczeństw o, zdobyw ając sobie w śród niego zrozu m ien ie i oddźwięk. N iem niej jed nak w iele na tem polu jest jeszcze do zrobienia. N a cały m o b szarze P olski, a zw ła
szcza w jej p ołudniow ych w ojew ództw ach, zacho w ały się do dziś dnia liczne stosunkow o p u n k ty niezw ykle w ażne i ciekaw e przyrodniczo.
Oto ich g a rś ć :
G ip sy w W ołczyńcu pod S tanisław ow em , pod T łum aczem , w C ho- cim ierzu, O b ertynie, O strow cu i C zortow cu pod H orodenką, J a r
S u chodolski pod N iżniow em , liczne ścian k i D n iestru , jak w K oropcu, C zer- nelicy, Zeżaw ie, D o brow lanach, Sinkow ie, K ołodróbce, ścian k i S try p y k. B erem ian, Jazłow ca, ścian k i S eretu, N iczław y, Z brucza, C zortow a Góra k. R ohatyna, K asow a G óra p.* B ołszow cam i, M aku tra p. Brodam i, Staw ska G óra p. C hełm em , D ziew icze S kałki p. K rzem ieńcem , to r
fowisko w Ż w iniaczu p. C zortkow em , w G łuszkow ie p. H orodenką, w Bi- łohorszczy p. Lw owem — to tylko niew ielka część całości. Rozej
rzaw szy się dobrze w okolicy, znajdzie je praw ie k ażdy w pobliżu sw o
jej m iejscow ości. P u n k ty takie to stan o w isk a rzad k ich gatunków roślin i rzadkich okazów zw ierząt, w ażne tak że niejednokrotnie z p u n k tu w i
dzenia geologji lub geografji. R ozprószone po całej P olsce, giną one pozbawione troskliw ej opieki ludzkiej. Z dnia n a dzień ręk a n isz c z y
ło
1 4 6 W sp raw ie och r o n y przyrod y.
cielą albo chciw ej ziem i jednostki p o m n iejsza inw entarz zabytków daw no m in io n y ch czasó w o coraz to now ą pozycję.
C zas tem u przeciw działać! D opóki zaw ieru ch a w ojenna szalała nad P o lsk ą, m o żn a było o tern nie m y śleć, ale dzisiaj nie wolno z założo- nem i ręk am i czekać, aż o statnie zabytki Hory i fau n y w yginą do szczętu.
O bow iązek o ch ro n y tych przy ro d n iczo nieo cen io n y ch skraw ków , sp aść m u si w pierw szej m ierze n a tych , k tó ry ch zaw ód i um iłow anie zw iązały z p rz y ro d ą : n a nau czy cieli n a u k p rzy ro d n icz y c h i m łodzież, ich opiece oddaną. N iech z ich inicjaty w y, pod ich kierow nictw em , pow stają koła lokalne, które za zadan ie postaw ią sobie ochronę tych niew ielkich a w ażn y ch dla n au k i i c e n n y ch dla k u ltu ry skraw ków ziem i. O pieka jed n ak tak a m u si b y ć trw ałą. N ie w y sta rc z y pow ierzchow ne tylko za
intereso w an ie; poprzeć je m u si czyn . T y lk o te objekty m ogą ostać się trw ale, które raz n a zaw sze p rzejdą w ręce ty ch, k tó rzy je szanow ać potrafią. P ierw szem zatem zad an iem kół lo k aln y ch pow inno b y ć dą
żenie do w y k up ien ia lub przy n ajm n iej w ydzierżaw ien ia objektów p rz y rodniczo in te resu jąc y c h . Z ad an ie napOzór nie łatw e. Skąd w ziąć fu n du sz e? T am , gdzie zaw iedzie ofiarność jednostki, sta rc zy ć m u si ogół.
Składki, naw et groszow e, który ch obok szk o ły nie poskąpią, p rzy s to sow nej propagandzie, napew no ludzie dobrej woli, poza szkołą stojący, zbieran e stale, pow ięk szan e dochodam i z im prez szko lny ch, dadzą niew ątpliw ie, w niedługim naw et czasie, taką sum ę, która w ystarczy , p rzy n ajm n iej jako zadatek, do uch ro n ien ia n aszej pięknej p rzyrody od dalszy ch niepow etow anych strat. K su m n a to trzeba n ied u ży ch — bo praw ie w szy stk ie objekty godne o ch ro n y to — nieużytki z gosp o
darczego pu nktu w idzenia: sk aliste ścianki, płonę i jałow e pagórki, k w a śn e torfow iska i t. p.
N iech zatem gim nazju m i se m in a rju m w B ro dach zajm ie się Ma- kutrą, liceum k rzem ienieck ie — D ziew iczem i S k ałkam i, szk o ły w Boł- szow cach — K asow ą G órą i pagórkam i w K opyrogach, m łodzież S ta
nisław ow a — W ołczyńcem , R ohaty n a — Czortow ą G órą i t. d. Co na tem zy sk a sz k o ła ? Z jednej stro n y z a m iast z e sch ły ch badyli zielników , n a k łu w an y ch n a szpilki lub m oczo n ych w sp iry tu sie zw ierząt — czyli t. zw. zbiorów szkoln y ch, p rzy c z y n ia ją cy c h się w w alnej m ierze do gruntow nego n iszczen ia rza d k ich okazów flory i fauny, żyw e m uzeum przy rody , źródło praw dziw ej rad o ści i istotnej wiedzy, z drugiej zaś zaintereso w anie m łodzieży w kieru n k u społecznym , w du ch u w spól
nego w ysiłk u i w spólnego dobra.
K to nie jest cel, k tó ry m b y pogardzić m ożn a!
C h cąc dać p rzykład w tym k ieru n k u i zrealizow ać m y śl rzu con ą
publicznie przez p rez e sa lw ow skiego K u rato rju tn O ch ro n y P rzy rody ,
R ozw ój hu tnictw a żela za . 1 4 7
pr of . Dr . S. K r z e m i e n i e w s k i e g o , p rzy stę p u je grono ludzi dobrej woli do zo rgan izow ania T o w arzy stw a P rzy jació ł S w o jszczy zn y . T ow a
rzystwo to postaw iło sobie za zad anie, m iędzy innem i, także dokładne zinw entaryzow anie i trw ałą ochronę w szy stk ich przyrodniczo w ażnych punktów w okolicy Lwowa. P ra g n ie m y jak n ajgoręcej zachęcić w sz y st
kich, o dczu w ających potrzebę tego rodzaju akcji, a zw łaszcza P P . N a
uczycieli p rzy ro d y, L eśników i Rolników, do podjęcia i dalszego pro w adzenia p ra c y w tym k ieru n k u .
N iech pow stają jedno po drugiem p ro w in cjo n aln e K oła O c h ro n y P rz y rody czy też M iłośników S w ojszczy zn y , niech z y s k u ją sobie słow em i czynem zw olenników i p rzy jació ł i niech p rzy stę p u ją do n a ty c h m ia stowych p ertrak tacy j z w łaścicielam i, n a d a ją c y c h się do och ro n y objektów.
Nie chodzi tu o n aty ch m iasto w y w ykup. T e n m ożna u sk u teczn ić w ciągu szeregu lat — chodzi jed y nie o to, żeby, dopóki nie zbierze się odpo
wiedniej s u m y , ochronić już dzisiaj w łaściw e zabytki od dalszej zagłady.
By zach ęcić w w y ższy m stopniu sw oich C zytelników , rozpisuje P. i T. K o nk urs O c h ro n y P rz y ro d y i w y zn acza 3 n a g ro d y : 1-ą w po staci 30, 2-gą — 20, 3>cią — 10 książek , dowolnie w y b ran y ch , z pośród um ieszczonych n a okładce n in iejszeg o zeszytu.
■ N agrody te p rzy p a d n ą tym w udziale, k tórzy w n ajb liższy m czasie zgłoszą założenie koła m iejscow ego, składająceg o deklarację pisem ną, że podejm uje się w y kupu w ciągu lat najw yżej 5, lub w ydzierżaw ienia conajm niej n a lat 5, przyrodniczo w ażnego objektu i trw ałej jego ochrony i, w zw iązku z tern, naw iązan ia n a ty ch m iasto w y ch pertrak tacy j z w ła
ścicielami. T e rm in zgłoszeń w y zn aczam y do 1 październik a 1925 r.
Oby żadnej szk oły i żadnego p rzy ro d n ik a - w ychow aw cy nie brakło przy apelu. W akcji tej p rzy rz e k am y ze sw ojej stro n y słu ży ć w szelką
pomocą i radą. Redakcja.
1NŻ. W Ł A D Y S Ł A W W R A Ż E J.
Rozwój hutnictwa żelaza.
I. R uda i s u r o w ie c ż e la z a .
Żelazo jest m etalem , najczęściej sp o ty k an y m w życiu codziennem . Zakłady, w y tw arzające je w stan ie su ro w y m , lub też przerabiające żelazo suro w e n a inne gatunki, np. stal, n azy w ają się h u t a m i ż e - l a z n e m i .
Jak w ielkie ilości żelaza surow ego w yrab ia się rocznie na całym świecie, poucza zestaw ienie, zrobione w r. 1910, z którego w ynika, że
10*
1 4 8 R ozw ój h u tn ictw a ż ela za .
w ytw orzono w tym że ro ku 60 m iljonów tonn surow ca, z czego 20 m iljo- nów tonn przyp ad ało n a sam e N iem cy. P ro du kcja św iatow a podczas w ojny bardzo spadła, obecnie z a ś z rok u n a rok podnosi się, w czem i P olska nie zostaje w tyle poza in n em i k rajam i. W yrób su ro w ca czyli żelaza w stan ie su ro w y m je st''w ła śn ie jed ną z n ajp o tężn iejszy ch gałęzi p rzem y słu n a G ó rn y m Ś ląsk u , poza k o p alniam i w ęgla i hutnictw em cy n k u , k tó ry w edług dat, po d an y ch autorow i p rzez jednego z w ła ści
cieli h u t c y n k o w y c h x), stanow ił przed w ojną 20% produkcji światowej, a 80% produkcji euro pejsk iej cyn k u .
W ęgiel, k tó ry jest n ajg łó w n iejszą p rzy m iesz k ą żelaza, w pływ a na jego ch em iczn e i m ech an iczn e w łasn o ści, dlatego procent jego za w a r
tości d ecyduje, do jakich celów żelazo m oże by ć użyte.
R ozróżniam y dwa rodzaje żelaza te c h n ic z n e g o 2): żelązo kujne, zaw ie
rają ce od 0 ‘03% , a naw et m niej, do 1’6% w ęgla, i surow iec (a także że
lazo dolew nicze) z 2‘2 % do 4 ‘5% w ęgla. Żelazo o zaw artości od 1 *6 % do 2 ’2 % rzadko byw a używ ane.
Poniżej zajm iem y się jed y n ie w yrobem surow ego żelaza, zwanego krótko s u r o w c e m .
N iektóre m etale, głów nie platynę, złoto, czasam i srebro oraz rtęć, rzadziej m iedź, ołów, cyn ę, nikiel, an ty m o n , sp o ty k am y w przyrodzie w stanie rodzim ym , t. z., że dla o trzy m an ia nadającego się do użytku m etalu w y sta rc z y oczy ścić go z zan ieczy szczeń sposobem m ech an icz
nym . N iektóre z w yżej w y m ien io n y ch m etali w y stęp u ją w praw dzie w p rzyrodzie w stanie rodzim ym , ale w zw iązku z inn em i m etalam i.
Po za tern poprzednio w y m ienione m etale oraz w szy stk ie inne znajdują się w p rzy rod zie w postaci zw iązków ch em iczn y ch , nieraz bardzo skom plikow anych. Zw iązki ch em iczn e, z k tó ry ch o trzy m uje się m e
tale, n a z y w a m y r u d a m i . Żelazo w y rab ian e byw a jed y n ie z rud, bo też w n ich praw ie w yłączn ie się zn ajd uje. W bardzo m ały ch ilościach sp otyka się czasem żelazo rodzim e, np. w b azaltach okolic w u lkan icz
n y c h w postaci dro b n y ch pyłków . N a n iektóry ch w y sp ach koło Gren- landji znajd y w ano kilkudziesięciotonnow e b ry ły żelaza, zanieczyszczone siark ą, niklem , kobaltem i węglem . Żelazo zn ajd u je się prócz tego jeszcze w stan ie rodzim ym w m eteory tach , które zaw ierają w sobie rów nież in n e m etale. P ierw sze n arz ę d z ia żelazne w y rab ian e b y ły praw dopodobnie z m eteorytów , jak o tern w nioskow ać m ożna z w ykopalisk.
‘) H u ta cy n k o w a G ie sc h e ’s E rben w S z o p ien ica ch .
-) W razie c h ę c i d o k ła d n iejszeg o zazn ajom ien ia się z w ła sn o ścia m i żela za , odsyłam czyteln ik a do d zieła prof. /in c z y c a » Ż e la zo “, g d y ż jest ono jed yn ą k sią żk ą p olsk ą, ma
jącą po za tern tę w y ż s z o ś ć nad literaturą o b cą , ż e obejm uje c a ło ś ć w bardzo zw ięzłej, przystęp nej, jed n ak w y s o c e n au k ow ej form ie. P ró c z teg o w „ Ż elazie“ pod ana jest ob szer
n ie literatura ob ca, o d n o sz ą ca s ię do żela za .
R ozw ój hu tnictw a żelaza. 1 4 9
Już 6.000 lat przed C h ry stu se m b y ły z n a n e przedm ioty żelazne, stąd spór o to, czy żelazo, czy też m iedź (bronz) b y ła p ierw szym p o znanym metalem, zo stał w ostatn ich c z asa c h załatw io n y n a k o rzy ść żelaza. Ilości żelaza rodzim ego, choćby naw et sp o tyk an e, jak w spom niano, w b ry ła c h kilkudziesięciotonnow ych, nie m ają dla prak ty ki, t.. j. dla przem y słu , żad
nego znaczenia, bo porów nane z p ro d u kcją jednego now ożytnego pieca, dającego około 600 tonn surow ca n a dobę, są ilością znikom o m ałą. T e olbrzym ie ilości żelaza, jakie sp o ty k am y n a k ażdy m kroku pod roz- maitemi p ostaciam i, są w y tw arzan e w hu tach z rud.
R udy żelaza, czyli żelaziaki, są zw iązkam i żelaza z tlenem lub bez
wodnikiem węglow ym . N ajw ażn iejsze z n ich są zestaw ione w po niż
szej tabeli, k tó ra podaje skład ch em iczn y ru dy , znak chem iczny, oraz zaw artość żelaza w p rocentach.
W A Ż N IE J S Z E R U D Y Ż E L A Z N E . R odzaj rudy
i n azw a
S k ład c h em ic zn y
Znak ch em iczn y
Z aw artość ż ela za w p rocen tach
idealn a p rak tyczn a
M agnetyt (żelaziak m a g n e
ty czn y )
T len ek źela - z a w ó -że la z o w y
F e O . F e , O,
(F e3 04) ' 72-4 6 0 - 6 8
H em atyt (żelaziak c z e r
w on y)
T len ek żela zo w y
- . i ' : -
Fe203 70-0 4 0 - 6 0
Lim onit (żelaziak bru
natn y)
W odorotlen ek
ż ela zo w y 2 F e , 0 3 .S H 30 59-89 2 8 - 3 5
S y d ery t (żelaziak sp atow y)
W ęglan
żela za w y FeCO., 48-27 3 0 - 3 9
N a 11-tym m iędzynarodow ym ko n g resie geologicznym w S ztok
holmie w r. 1910 obliczono w p rzy b liżen iu Zapas nadającej się do przeróbki ru d y n a około 22 m iljardów tonn, z których, licząc średnio 45°/0 żelaza, o trz y m alib y śm y około 10 m iljardów tonn żelaza. Z ap as tej rudy p rzy obecnem w zrastającem tem pie przeróbki sta rc zy łb y na przeciąg 50 lat. Jeżeli p o m yślim y , że do tego cz asu z n a jd ą się now e pokłady ru d y, a po za tern jest jesz c ze ponad 200-m iljardow y zapas rudy, bądźto uboższej, bądźto tru d n iejszej do w ydobycia, m ożem y być spokojni o p rzy szło ść, bo p rak ty czn ie z a p a s ru d y jest praw ie niewy czerp aln y .
Ruda, w ydobyw ana z ziem i, jest znaczn ie z a n ieczy szczo n ą p rzy m iesz
kami m ineralnem i, a oprócz tego, jak w idać z pow yższej tabliczki, sy d e ry t
nie jest połączeniem żelaza z tlenem , Z obu p o w y ższych powodów
ruda m usi b y ć w m n ie jsz y m lub w ięk szym stopniu przygotow ana,
1 5 0 R ozw ój hu tnictw a żelaza.
ażeby się n adaw ała do topienia w w ielkim piecu. P rzygotow anie to może być chem iczne, m echan iczn e, lub m ech an iczn e i chem iczne zarazem .
W ielkie b ry ły ru d m u sz ą być rozd rabian e, a c z y n n o ść ta je st wtedy bardzo k o rzy stn a , gdy ró w n o cześnie u su w a się choćby częściowo z ł o ż e , t. j. p rzy m ieszk i m in eraln e, które, d o staw szy się z ru d ą do pieca, m u sz ą b y ć stopione, przez co zw iększa się zu życie paliw a. R udę roz- d rabia się ręczn ie lub n a sp e cja ln y c h m asz y n a ch . C z a se m poddaje się ją p rażen iu w sp e cja ln y c h piecach, o p ala n y c h tan im w ęglem ; prażenie n ad aje rudzie kru ch o ść, uw aln ia częściow o o d -sia rk i i fosforu, a przy p rażen iu sy d ery tu , który jest w ęglanem żelazaw ym , zachodzi reakcja chem iczn a, zm ien iająca w ęglan w zw iązek żelaza z tlenem .
R udy dobrego gatunk u , t. z. ru d y, które nie m ają wiele z a n ie c zy szczeń ch em iczn ych, jed n ak zaw ierają w iele złoża, silnie z ru d ą zro
śniętego, m iażdży się i oddziela n a sp e cjaln y ch m asz y n a ch , zw anych sortow nikam i. M a sz y n y te, p rzy ciąg ając zapom ocą elektrom agnesów m ag n ety czn ą ru dę, oddzielają ją tem sam em od n iem agn etyczneg o złoża.
C z y n n o ść ostatnia, zw ana w zbogaceniem rud y, je s t obecnie pow szechnie stoso w ana do o czy szczan ia ru d m agnetytow ych, m ają cy c h w łasności m agn etyczn e. T ak w zbogacona ru d a, m ają ca postać m iału, m u si być przed w rzuceniem do w ielkiego pieca uform ow ana w w iększe bryły.
W ykonuje się to albo zapom ocą b rykietow ania, t. j. ug n iatan ia prasam i ru d y w cegiełki (brykiety), lub też w sp e cja ln y c h piecach obrotow ych sp ieka się ru d y w postać bryłek.
Przygotow anie m echan iczn e ru d y m iało za cel, jak w idzieliśm y, u su n ięcie złoża. Złoże sk ład a się z ró żn y ch zw iązków , jak kwarc, glinka, dolom it, w apień, p o siad ający ch w y so ką tem p eratu rę topliwości, w y ższą od tem p eratu ry , p an ującej w piecu. Zw iązki te, jed n e kw aśne, jak k rzem io nk a (kw arc, piasek), glinka, drugie zasadow e, jak dolomit i w apień, p o m ieszan e ze so bą dają łatw o topliw e połączenia, które po stopieniu w yp ływ ają z pieca w postaci szklistej m asy , zw anej ż u ż l e m . H u tn ik sta ra się tak dobierać ru d y , ażeby żaden ze zw iązków nie znajdow ał się w nad m iarze, w ięc w razie n a d m ia ru np. związków k w a śn y c h (krzem ionkow ych), dodaje zw iązków zasadow ych, i odwrot
nie. D odatki te n azy w ają się t o p n i k a m i , bo ułatw iają topienie złoża, które z topnikam i tw orzy ż u ż e l . D la w ytw orzenia tem p eratu ry , po
trzebnej do przepro w ad zenia reak cy j, zach o d zący ch w w ielkim piecu, uży w a się paliw a, które odpow iadać m u si p ew nym w aru nk om , ażeby się do tego celu nadaw ało. Paliw o tak ie m u si daw ać wiele ciepła, czyli m usi m ieć w ielką w artość k alo ry czn ą. N ie m oże zaw ierać wiele po
piołu, k tóry m usi b y ć tak sam o, jak złoże, dla u su n ię c ia z pieca prze
prow adzony w żużel. Po za tem paliw o m usi b y ć w y trzy m ałem , ażeby
R ozw ój h utnictw a żelaza. 1 5 1
pod ciśnieniem w arstw nabojów w w ielkim piecu nie zostało zm iażdżone, oraz pow inno b yć porowate, ażeby, sty k ając się na wielkiej p rzestrzen i z w cisk a- nem pow ietrzem , tw orzyło gazy, potrzebne dla procesu.
Paliw o, m ające te w arunki, m usi być sztu czn ie w yrabiane,
a jest niem węgiel drzew n y Ryc, 50.
i koks. W ęgiel drzew ny, w olny
od szkodliw ych p rzy m ieszek , ja k sia rk a i fosfor, jest paliw em b ardzo do
brem . S tosow ane m oże być tam , gdzie stoją do d y sp o zy cji z n aczn e z a pasy drzew a. Surow iec, w ytopiony n a w ęglu drzew nym , n ależy do n a j
lepszych gatunków surow ca, ze w zględu jed n a k na m ałe z a so b y drzew a na kuli ziem skiej, jest m aterjałem bardzo drogim . D ziś pow szechnie do w ytapiania su ro w ca u ż y w a się k oksu, k tó ry m a zaletę w iększej w y trzy m ałości i porow atości, niż w ęgiel drzew ny , a w ielką w adę, że jest z an ie
czyszczony sia rk ą i fosforem , k tó re podczas topienia udzielają się że
lazu. K oks w y rabia się przez su c h ą d esty lację w ęgla kam iennego, k tóry do desty lacji m usi b yć rów nież przyg o tow an y przez ro zd rab n ian ie, so r
towanie, płókanie, w końcu ubijanie. D esty lacja, czyli p rażen ie bez do
stępu pow ietrza, odbyw a się w szczeln ie zam k n ięty c h kom orach pieca koksow niczego, o p alan y ch gazam i. Pod w pływ em w ysokiej tem p e ra tury m iał w ęglow y w piecach kokso w niczy ch spieka się, tw orząc bryłę, m ającą k sz ta łt kom ory. Po u k oń czeniu d esty lacji w y p y ch a się m a sz y nowo b ry ły koksow e z pieców i zlew a wodą dla zapobieżenia dalszem u żarzeniu się i sp a la n iu na w olnem pow ietrzu. P rz y tej sposob no ści łam ie się b ry łę koksow ą d rągam i, jak to w idać n a ryc. 50.
P odczas p raż e n ia w ęgla tw orzy się p a ln y gaz, który odprow adzany bywa do zak ład u celem o czy szczenia, oraz w ydzielenia zaw arty ch w nim c e n n y c h produktów , jak sm oła, benzol i am o njak . Sm ołę i benzol przerabiają dalej fabryki chem iczne, z a ś am on jak w form ie siarczan u am onowego słu ż y do celów rolniczy ch .
Z jednej to n n y w ęgla o trzy m uje się śred n io 780 k g koksu, 30 kg sm oły i teru , 12 k g s ia rc z a n u am onow ego, 6 k g benzolu i 174 kg (297 m 3) gazu o dużej w artości k alo ry czn ej, jak to w idać z ryc. 51.
F ab ry k i ch em iczne przez d alszą p rzeró b k ę gazu i sm oły o trzym u ją
bardzo w iele now ych produktów , z k tó ry ch do w ięcej z n a n y ch n ależy
smoła w łaściw a, naftalina, karbol, benzol, toluol i ksylol, u ż y w an e do
wyrobu sz tu c z n y ch barw ików i perfum erji.
152
R ozw ój hu tnictw a żelaza.D o sp alen ia węgla i w ytw orzenia gazów, p otrzeb n y ch do p ro cesu w iel
kopiecow ego, w tłaczać m u sim y do pieca o lbrzym ie ilości pow ietrza. Nowo
ży tn y piec, d ający 300 tonn surow ca n a dobę, potrzebuje do tego 800 tonn ru d y z topnikam i oraz 400 tonn koksu, czyli razem 1200 tonn ciał stałych.
D o sp alen ia z a ś jednej to n n y ko k su potrzeba 3.000 m3 sucheg o pow ietrza.
Z pow odu wilgoci zaw artej w pow ietrzu, n ieszczelności ru r i t. p. m u si się w tłaczać do pieca 40% w ięcej, t. z. n a 1 tonn ę k o k su 4.200 (3.000 -j—1.200) m3, z a ś dla sp a le n ia 400 ton k o ksu 1’6 m iljonów m5 pow ietrza, które waży 2100 ton. Z tego w idać, że n a 1200 ton ciał stały ch potrzeba praw ie dw a ra z y tyle, bo aż 2100 ton, pow ietrza, ftż e b y objąć w y obraźnią taką ilość pow ietrza przep ro w ad zim y n a stę p u jąc y rach u n ek . D orosły
człow iek zużyw a n a dobę 0 ‘9 k g tlenu, k tóry, jak w iem y, stanow i 21%
sk ład u pow ietrza, a w ięc człow iek doro sły w d y cha 4 ’3 k g pow ietrza na dobę; poniew aż do w ielkiego pieca w tłaczam y 2.100 ton pow ietrza, to ta ilość sta rc zy ła b y do w dychiw ania przez dobę dla blisko pół m iljona ludzi. T y c h w ielkich ilości pow ietrza d o starczają m iech y m echaniczne, pędzone m otoram i, f t b y zaoszczęd zić paliw a, a w n ętrza pieca nie o stu dzać tak w ielką ilością św ieżego pow ietrza, podgrzew a się je do w ysokiej te m p e ra tu ry (700—800°) w t. zw. o g r z e w a c z a c h , o p ala n y c h pal- nem i gazam i, ucho dzącem i z w ielkiego pieca. O grzew acz taki widać n a ryc. 54 (w sk azu je go napis), po za tem sz cz y ty trzech ogrzew aczy w idoczne są n a ryc. 55, z lewej stro n y za w ielkim piecem . O grzew acz jest to budyn ek, k ilk an aście m etrów w ysoki, w kształcie w ieży, podzie
lony w ew n ątrz pionow em i przegrodam i z ogniotrw ałej cegły, zw anej szam otow ą. P a ln e gazy, ch w y tan e u w ylotu pieca, doprow adzone są przew odam i do ogrzew acza i, zm ieszan e tam z pow ietrzem , sp a la ją się, o grzew ając przegro dy i śc ia n y . P rz ep u sz c z o n e n a stę p n ie przez ogrze
w acz pow ietrze, zasilające w ielki piec, odbiera ścian o m ciepło, ogrze
w ając się. W ielki piec m a zazw yczaj 4 —5 ogrzew aczy, bo gdy jedne ogrzew ają pow ietrze, drugie m u sz ą b y ć w m ięd zy czasie ogrzew ane.
O m ów iw szy w szy stk ie czynn ik i potrzebne dla ru ch u w ielkiego pieca, zajm iem y się tera z jego opisem .
m Okg
węgla
7 8 0 kg | j j _|_
koksu
surowego
R y c, 51
R ozw ój hu tnictw a żelaza. 1 5 3
W yrób żelaza w staro ży tn o ści po
legał n a w ytap ianiu go z bry ł rudy,']
w ym ieszanej z w ęglem drzew nym , w jam a ch ziem n y ch lub m ały c h pie
cach, bu dow anych z gliny i kam ienia.
Podobne u rzą d z e n ia spotyka się dziś jeszcze u ludów dzikich w A fryce i środkow ych Indjach.
Ryc. 52 przedstaw ia piec, zrobiony z gniazda m rów czego, do którego z j ed- nej stro n y przez otwór w kłada się rudę z w ęglem drzew nym , z drugiej dmie się pow ietrze. Robią to dwaj ro botnicy, w praw iając w ru ch w ory sk ó rzane, służące za m iechy.
W ytw orzoną b ry łę żelaza o w ła
snościach stali p rzek uw an o m łotam i,
usuw ając przez, to częściow o żużel,
Ryc. 52.znajdujący się tam w n ad m iern ej
ilości. W X V I w ieku budow ano już w yższe piece z kam ienia, jak w skazuje ry c. 53. S taw iano je na szczy tach w zniesień, ab y otrzym ać jak n ajw ięk szy n a tu ra ln y ciąg pow ietrza.
Po za tem istniało wiele in n y ch odm ian pieców, z których na uw agę zasługują piece w głębne w form ie jam , gdzie ciąg pow ietrza u z y sk i
wano przez n astaw ian ie zgiętej, szerokiej ru ry w k ieru n k u w iatru. Piece te u trz y m a ły się praw ie do koń ca X V III w ieku. D opiero kiedy zapotrzebow anie żelaza staw ało się coraz w iększe, a po
w ietrze zaczęto tłoczyć urządzen iam i m echan iczn em i, rozpoczął się szybki rozw ój pieców. Z końcem X V I w ieku s ły n n y piec w górach H a rc eń sk ic h p ro dukow ał dzienn ie 750 kg surow ca. D ziś wielki piec w hucie A u g u st T h y sse n p ro du k uje 700 do 800 ton surow ca na dobę. U życie m ech an iczn y ch m iechów um ożliw iło p odw yższenie te m p e ra tu ry pieca, przez co z a m iast bloków ż e la z n y ch o trzy m y w ano surow iec pły n n y , n a d a ją c y się do odlew ania. O dlew y
Ryc. 53.
próbow ano [robić już w śred n ich w ie
1 5 4 R ozw ój hutnictw a żela za .
kach, np. ru sz n ik a rz e przetapiali żelazo w m ały ch tyglach dla w yrobu broni. P ro c es ten, sto so w any od X V w ieku do d ro b n y ch ilości, po ch o
dził ze W schodu, gdzie dziś jesz c ze p rzez topienie ru d y w tyglach z dodatkiem w ęgla drzew nego w y rabia się tego rodzaju żelazo, słu żące następ n ie m iędzy innem i do w yrobu sły n n e j stali dam asceń sk iej.
P om im o tego, że przez u ży cie m iechów m ec h a n ic z n y c h podniesiono tem p eratu rę w piecu, długo jed n ak nie było jesz c ze m ow y o zu ż y tk o w aniu płynnego surow ca, bo w ielkie piece nie b y ły odpow iednio zbu
dow ane. P ierw szem i odlew am i żelaznem i by ły kule dla celów w ojen
nych, datu jące się od połow y X V w ieku. W drugiej połowie X V w ieku odlew nictw o żelazne ju ż tak daleko postąpiło, że z ty ch czasów datują się pierw sze żelazne działa. W p oczątk ach X V I w ieku, jak w skazują zabytki m uzealn e, zaczęto w y rab iać sp rz ę ty użytkow e.
M iechy m echan iczne, pędzone siłą w odną, nie pozw alały w y k o rzy stać terenów , bogatych w ru d ę i m aterjał opalow y, nie m ają cy c h siły natu raln ej (w odnej) do popędu. Rozwój p rze m y słu hutn iczego w całem tego słow a zn aczen iu n a stą p ił dopiero od chw ili w y n alezienia m asz y n y parow ej i u ży cia jej do popędu m iechów . N a ten cz as p rzy p a d a też i próba zastąp ien ia w ęgla drzew nego ko ksem z powodu w ytrzebienia lasów . Od tego też c z a su rozw ój w ielkich pieców postępow ał szybko, z roku n a rok budow ano coraz to w iększe. D ziś doszły one do w prost olbrzym ich rozm iarów .
W ielki piec, jak to w idać w p rzek ro ju n a ry c. 54, m a w ew nątrz k ształt dwóch stożków ścięty ch , sty k a ją c y c h się sz e rsz ą stro n ą, a za
k o ń czonych u dołu częścią w alcow ą.
G órna część szy b u (w nętrza), t. j. stożek górny, zw ie się g a r d z i e l ą , a koniec jej g ó rn y nazy w a się w y l o t e m . M iejsce zetknięcia obu stożków , tw orzące m iejsce n a jsz e rsz e szy b u , nosi nazw ę p r z e s t r o n u , dolny stożek zwie się s p a d k i e m , z a ś część w alcow a p r z y s t a w ą , zako ń czona w dole k o t l i n ą . K ształt szy b u w ielkiego pieca p rz y s to sow any jest do procesów , jakie się w nim odbyw ają.
W rzucan e do w ylotu w pew nych odstęp ach ^czasu n aboje koksu,
n a p rzem ian z nabo jam i ru d y i topników , o padają zw olna i przechodzą
p ro ces topienia, poczem w postaci su row ca o raz żużla b y w ają w y p u
sz czan e z kotliny sp u stam i. Pow ietrze, w tłaczane d y s z a m i w górnej
części kotliny, odbyw a drogę przeciw ną, w y tw arzając przez spalenie
w ęgla gazy, które u n o szą się k u wylotowi i by w ają ch w y tan e do p rz e
wodów, o dprow adzających je do m iejsca, zużycia. N aboje, o padając wdół,
zw iększają pod w pływ em go rąca sw oją o b jęto ść; a b y p rzy tern p o su
w aniu się wdół nie u sz k a d z a ły w y p ra w y pieca, gardziel stopniow o się
ro zszerza. W m iarę jak ubyw a k o ksu w skutek spalenia, ru d a spieka
R ozw ój hu tnictw a żela za .
155 się, a dom ieszki przechodzą w p ły n n y żużel, śred n ica szybu zw ęża się lejkow ato aż do p rz y s ta w y ; w kotlinie zbiera się p ły n n y surow iec i żużel. N a ry c. 54 i 55 w idać z praw ej stro n y u rząd zen ie do dowozu i do zasilan ia pieca ru d ą i koksem . Po lewej stron ie ry c. 54, jak w s k a zują n ap isy , jest urząd zen ie do w yw ozu su ro w ca i żużla. Po praw ej
stronie pieca w idać ogrzew acz pow ietrza, połączony przew odem z ru rą pow ietrzną, okalającą p ierścien iem piec. Z p ierścienia tego dopływa pow ietrze do otworów w piecu, t. j. dysz, których ilość zależy od w ielkości pieca i zw iązanej z tem ilości w ytw arzanego s u rowca. S tosu je się zw ykle od 4— 12, a naw et i więcej d ysz.
W ylot pieca m a urząd zen ie auto m atyczn e do z a silan ia nabojam i i do ch w y tan ia gazów (to ostatnie w idać n a ry c. 55). M iejsce dowozu rudy i k o ksu jest połączone ze szczytem pieca w yciągiem sk o śn y m , pędzonym w n o w szy ch u rząd zen iach elektrycznie. G órna część, t. j.
gardziel w ielkiego pieca, podparta je s t żelaznem i słupam i, stojącem i
wprost n a fundam encie, przez co nie w yw iera n a c isk u n a p rzy-
stawę. P rz y sta w a posiad a poniżej d y sz dwa s p u sty (otwory), w dolnej
części dla surow ca, w yżej dla żużla. W ielki piec w y m u ro w an y jest
w ew nątrz cegłam i z ogniotrw ałej gliny ze w zględu n a w yso ką tempe-r
raturę, jak a w nim p an u je. A ż e b y choć częściow o ochronić piec od
zniszczenia, stosuje się w dolnej części (w okolicy p rzy staw y ) e n e r
1 5 6 R ozw ój h u tnictw a żela za .
giczne chłodzenie wodą, p ły n ąc ą na pow ierzchni p ieca w śrubow o bieg
nącej ry n n ie. W m iejscach sz cze
gólnie zag ro żonych w m urow ane są w ścian ę p ieca przew ody, którem i k rą ż y woda.
D o chłodzenia używ a się w prost olbrzym iej ilości wody, około 3 m3 n a m in u tę ; ilość ta rów na się zu życiu w ody przez m iasto, liczące 30.000 m ieszkańców .
D olna część pieca opancerzona jest z zew n ątrz żelaznem i płytam i, które w zm acn iają k on struk cję, gdyż cienkie śc ia n y nie w y trzy m ałyb y parcia m as, z n a jd u jąc y c h się w e
w nątrz pieca. G ó rna część pieca R>c- 55- w zm ocniona jest gęsto opasującem i
je obręczam i.
S zczy t p ieca stanow i część odrębną, p o dpartą podobnie jak gardziel żelazn em i podporam i, aby w strząśn ien ia, p o w stające p rzy w syp yw an iu nabojów , nie u dzielały się całem u piecowi, a piec nie dźw igał ogrom nego ciężaru, jaki stanow i w yciąg w raz z zam k nięciem w ylotu.
Ja k już w spom niano, naboje, sk ład ające się z rudy, topników i koksu, b y w ają okresow o w sy p y w an e n a szczycie. A b y zrozum ieć cały proces topie
nia, b ęd ziem y obserw ow ali jed en z takich nabojów w czasie p rocesu.
G azy, d ążące od dołu pieca, sp o ty k ają po drodze naboje, oddają im sw oje ciepło tak, że u w ylotu tem p eratu ra ich w ynosi tylko 160—200u;
w tej tem p e ra tu rz e nabo je tra c ą zaw artą w n ich wilgoć. T e m p era tu ra naboju, opadającego ku dołowi, szybko w zrasta, a na głębokości 3 m od w ylotu w y n o si około 500°. W tej tem p eratu rze traci nabój ju ż i wodę h igroskopijn ą. W spom niano n a początku, że ru d y żelaza są głównie zw iązkam i ch em iczn em i żelaza z tle n e m 1).
D ajem y im ogólny z n ak FeO, co będzie sym bolem jakiegokolw iek- bądź p ołączenia żelaza z tlenem . C hcąc ze zw iązku FeO otrzym ać żelazo (Fe), m u sim y rud zie odebrać tlen (O), czyli ru d ę zredukow ać.
D zieje się to w w ielkim piecu zapom ocą Węgla w sposób dwojaki, p rzez b e z p o ś r e d n i e działan ie w ęgla (C) n a rudę, czyli redukcję b ezpośredn ią (FeO -j- C = Fe -j- CO), lub też przez p o ś r e d n i e dzia-
!) W yjątek sta n o w i sy d er y t, który m u si b y ć z a m ien io n y p rzez p rażen ie na zw iązek tlen ow y.
R ozw ój h utnictw a żelaza. 1 5 7
łanie w ęgla, który w pierw tw orzy gaz, tlenek węgla CO, a ten dopiero odbiera ru d zie tlen ( F e O C O — F e C O ? ) ; jest to red u k cja p o średnia. R edukcja b ezp ośredn ia zachodzi tylko w w ysokiej te m p e ra tu rze (800 —1000°|, a więc w do ln y ch w arstw ach pieca, red u k c ja pośred n ia głównie w g ó rn y ch w arstw ach pieca, t. j. w tem p eratu rze niższej (600—750°). R edukcja p o śred n ia zachodzi także w tem p eratu rze w yż
szej, ale w tedy nie jest trw ałą, bo p o w stający dw utlenek węgla rozpada się n a tlenek w ęgla i tlen (CO
2== CO -j- O), k tóry napow rót łąc z y się z żelazem { F e - \ - 0 = FeO). Ś cisłej g ra n ic y z a k re su red u k cji pośredniej i bezpośredniej niem a, gdyż odbyw ać się one m ogą rów nocześnie obok siebie. D a lszy m p rocesem w w ielkim piecu jest naw ęg lanie zred uk o
wanego ju ż żelaza zapom ocą tlenku w ęgla, który, ro zk ład ając się, tw orzy dw utlenek i węgiel (2 CO -* CO
2-f- C). T e n o statni byw a chciw ie po
chłaniany przez rozżarzon e żelazo. Żelazo, ro zp u ściw szy w sobie około 3% węgla, posiada zn aczn ie n iższą tem peratu rę topliw ości i, topiąc się, ścieka krop lam i m iędzy ro zżarzo n y m k oksem do kotliny.
W racając do n aszego naboju, zostaw ionego w tem p e ra tu rz e 500°, po
w iedzieliśm y, że stracił w szelką wodę. W tem p e ra tu rz e 600° będzie się już odbyw ać bardzo w y raźn ie red u k cja p o średn ia ru d y ; p rzy dalszem opadaniu naboju, a tern sam em p odw yższeniu tem p eratu ry , rozpoczyn a się także i red u k cja b ezpośred n ia. N abój w okolicy p rze stro n u (tem p era
tura 800°) je s t już do połow y zred u k o w an y . W tej okolicy tem p e ra tu ra naboju początkow o powoli, n a stęp n ie bardzo szybko w zrasta tak, że przed kotliną dochodzi już do 1700°. W sp ad k u odbyw a się dalej red ukcja, ale już tylko bezpośred n ia. W tej p rzestrzen i pieca n a stę p u je szy b k ie na- węglenie żelaza p rzy ró w no czesn em topieniu. C zęść tru d n o topliwego złoża, która z topnikam i nie p rzeszła poprzednio w żużel, przechodzi w tej okolicy rów nież w stan p ły n n y .
S topiony surow iec i żużel sp ły w a do kotliny, gdzie żużel, jako g a tunkowo lżejszy , zbiera się n ad żelazem i przez s p u st (otwór w górnej części kotliny) w ypływ a stale z pieca, n ato m iast żelazo, z eb ran e w k o
tlinie, w y p u sz c z a się okresow o co 3 —6 godzin. C zas potrzebny, ażeby w rzucona u w ylotu ru d a w yd o stała się w postaci su ro w ca p rzez spust, zależy od rodzaju ru dy , g atun k u surow ca, o raz in n y ch w arunków i w ynosi 15—30 godzin.
W ielki piec w ytw arza, jak w idać z opisu, oprócz surow ca, w ielkie ilości żużla oraz gazy, z a w ierające cen ne, bo p aln e składniki.
Żużel, k tóry stanow i około 150% produkcji surow ca p rzy ró w n o
czesnym m ałym ciężarze gatun k o w y m (2 —2*5), w y tw arzany jest, jak
widać, w olbrzym iej ilości, bo objętościow o jest go około 4'5 ra z y więcej,
aniżeli surow ca. Z u ż y w a n y byw a częściow o do w yrobu cegieł na bruki,
1 5 8 R ozw ój hu tnictw a żelaza.
n a sy p y , a 6 ile zaw iera wiele w apna, do w yrobu t. zw. cem en tu żu żlo wego. N iezuży ty żużel w y sy p u je się n a t. zw. h ałd y w pobliżu huty.
G azy, uch o dzące w ylotem pieca, są palne, bo zaw ierają do 30%
tlenku w ęgla oraz wodór, dlatego też s ą chw ytan e, o czy sz c z an e i z u ż y wane. D aw niej gazy te zapalan o nad piecam i, a b y u s u n ą ć ich trujące działanie, a piece w yglądały, zw łaszcza w nocy, jak płonące
p o c h o d n i e .D ziś gazów ty ch po o d czy szczen iu z p yłu i p a ry używ a się do popędu m otorów spalinow ych, pędzący ch m a s z y n y elektryczne, w ytw arzające prąd. Po za tern słu żą g azy te do o palen ia o grzew aczy pow ietrza.
G łów nym w ytw orem wielkiego pieca je s t surow iec. P ro d u k cja dzienna, jak już w spom niano, w ynosi w zależno ści od w ym iarów pieca oraz rodzaju ru d y 300—600 tonn. P rz ez p rzebicie otw oru w spu ście, który podczas topienia jest za tk a n y , w y p u szcza się surow iec do kadzi p rz e w oźnych, celem przetran sp o rto w an ia go do stalow ni, gdzie zo staje p rze rab ia n e n a żelazo k u jn e. O ile surow iec m a b y ć p rzechow any, dopro
w adza się go ry n n am i do hali, gdzie zasty g a w form ach różny ch kształtów . K aw ałki surow ca, odlane w ten sposób, n azy w ają się g ę s i a m i .
W zależn o ści od m aterjału opałow ego, użytego do w yrobu surow ca, ro z ró żn iam y surow iec koksow y, surow iec drzew ny, suro w iec elektryczny, z któ ry ch ostatni w y tap ian y jest w sp e cja ln y c h piecach elektryczn ych . Surow iec, w zależności od tego, pod jakiem i postaciam i jest w nim za
w arty w ęgiel, dzieli się n a surow iec b i a ł y i s z a r y . N azw y te wzięto od barw y przełom u. Z aw artość in n y ch składników , jak m an g a n i krzem , pow odują, że p rzy m an g an ie węgitel m oże pozostaw ać w żelazie w po
staci zw iązku chem icznego żelaza z węglem (Fe^C), zw anego karbidem , i w tedy przełom jest biały, przy zaw artości w iększej k rzem u , węgiel w y
dziela się w żelazie w postaci płatków grafitu i w tedy przełom je s t szary.
T a k surow iec biały, jak i sz ary , m a w iele odm ian. Z rodzajów surow ca białego uży w a się surow ców ,' jak p u d larsk i, m arlinow ski i tom asow ski (zaw ierający w iele fosforu), do w yrobu żelaza kujnego m etodą, której nazw ę w sk azu je sam surow iec. Z rodzajów su row ca szareg o u żyw an y byw a surow iec bessem erow ski, p u d larsk i i m artinow ski rów nież do w yrobu żelaza kujnego (m etody w sk a z u ją n azw y surow ców ).
Do tej g ru p y zalicza się także surow iec odlew niczy, u ży w a n y do odlewów.
L IT E R A T U R A .
Prof. D r. S tan . A n c z y c . W ykład tech n ologji m etali. C z ę ś ć I. M aterjały. Lwów, G u b ry n o w icz. 1913.
Prof. D r. S tan . A n c z y c . Ż elazo. W arszaw a, G eb eth ner i W olff. 1923.
D r. W . F r a e n k e l . L eitfad en der M etallurgie. D r e sd e n , V e rla g T . Steinkop ff. 1922.
V erein D e u tsch er E isen h ü tten leu te. G em ein fa sslich e D a rstellu n g d e s E isen h ü tten w e se n s. 12. A u fl. D ü sseld o rf. 1923.
O kręt rotorow y. 1 5 9 EDM UND R O M ER.
Okręt rotorowy.
W o statn ich m iesiącach ubiegłego ro k u dokonano w N iem czech w y
nalazku, który, b y ć m oże, ogrom nie zm ieni żeglugę m orsk ą. M ianow i
cie z n a n y niem iecki ko n stru k to r, dyr. F lettn er, k o rzy stając z daw no już zaobserw ow anego zacho w ania się w alca, w irującego w prądzie powietrza, zastąp ił żagle wielkiem i,
stalowemi, szy b k o w irującem i w ie
żami w kształcie w alca. W ieże te, m ając osiem ra z y m n iejszą po
wierzchnię od n o rm aln y ch żagli, poruszają okręt z tąż sa m ą sz y b k o ścią. P a rad o k s ten polega na oso- bliwem zacho w aniu się w alca, wi
rującego w prądzie pow ietrza.
W yobraźm y sobie w alec n ie ru chomy, w y staw iony n a w iatr. P rąd
powietrza będzie się zprzodu w alca rozdzielać na dwie części, a za w al
cem sy m e try c z n ie schodzić. Jeśli stru gi płynącego pow ietrza p rzed sta
wimy p rzy pom ocy linij, to — p om ijając w iry, jakie się utw orzą za w al
cem skutkiem lepkości pow ietrza — o trzy m am y obraz p rzedstaw io ny na ry c. 56. P rąd pow ietrza w yw iera na w alec pew ien n acisk , sta ra ją c się go p o ru sz y ć w k ieru n k u ru ch u prądu.
G dy w alec w praw im y w ru ch obroto
w y, p o ry w a on za sobą są siad u jące c z ą steczki stojącego pow ietrza, te za ś przez tarcie poryw ają d alsze tak, że wokoło w alca pow stanie c y rk u la c y jn y ru c h po
w ietrza, p rzed staw io n y n a ry c. 57.
Je śli nato m iast w alec będzie się obracał we w ietrze, oba poprzednie ru c h y pow ie
trza z e su m u ją się. Z jednej strony w alca
ru ch c y rk u la c y jn y m a ten sam kierunek,
có w iatr — z tej stro n y pow ietrze z wielką
szybkością odpływ a, nie nap o ty k ając żad n y ch oporów, a naw et przeciw
nie — zn ajd u jąc ułatw ienie, dzięki w irującem u walcowi, tak, że tu p an u je
niższe ciśnienie, niż wokoło. Z drugiej n ato m ia st stro n y zd erzają się dw a
prądy pow ietrzne o k ie ru n k a ch w prost p rzeciw nych, przez co pow staje
zagęszczenie pow ietrza, n ad w yżk a ciśn ien ia ponad norm alne.
160
O kręt rotorow y.R yc. 58.
R óżnice ciśnień po obu stro n ach w alca w y tw arzają siłę, prostopadłą do k ieru n k u w iatru.
O braz linji prądów pow ietrzn ych wkoło w alca w c z asie jego obra
cania się w chwili d ziałan ia w iatru p rzed staw ia ryc. 58. Z astan aw ia nas tu fakt, że niższe ciśn ien ie pa
n u je tam , gdzie jest więcej linij p rąd u , gdzie więcej p rzep ływ a po
w ietrza w ciągu sek undy, a nie od
w rotnie, jak b y się zdaw ać mogło.
Zjaw isko, w yżej opisane, znane ju ż pół w ieku tem u — dziś zasto
sow ał F lettn er do sw ego okrętu rotorowego. Siłę pędną rotorów F lettn era stano w ią: owa zw yżka i zniżka ciśn ien ia po przeciw ległych stro n ach w alca — a zw łaszcza zniżka ciśnienia, której siła s s ą c a jest blisko 10 ra z y w iększa od na
cisku, w yw ieranego z drugiej strony.
P rz y całym opisie nie uw zg lęd n ialiśm y wirów, które pow stają po stro
nie w alca, w rzeczy w istości bow iem odchy lają one k ieru n e k sity od k ieru n k u n o rm aln ego do k ieru n k u w iatru.
P raw dziw e stosunk i p rzedstaw ia ryc. 59.
W ielkość pow ierzchni zak resk o w an y ch od
pow iada sile, jaką w yw ierają zniżki, w zględ
nie zw yżki ciśn ienia. Po szczegółow ych b a d an iach okazało się, że p rzy pew n y m sto su n k u szyb ko ści obwodowej w alca do s z y b kości w iatru, m ianow icie p rz y sto su n k u 3 do 1, owo działan ie ssąc o -p c h ają ce je s t n a j
siln iejsze i tak silne, że m yśl z a sto so w ania w alców zam iast żagli p rzy b rała k ształty realne.
Z końcem ubiegłego roku przebudow ano s ta ry statek żaglow y „B u c k a u “ n a dośw iad
czaln y statek rotorow y (ryc. 60). W budo
w ano w eń dwie 17 m w ysokie, okrągłe wieże stalow e, osadzone obra- calnie i n ap ędzane m otoram i elektry czn em i. P ierw sze dośw iadczenia d ały w cale dobre w yniki — statek jeździ z szybkością, jak ą osią
g ają żaglow ce z 8-krotną p o w ierzchnią żagli, jest przytem b a r d z i e j
z w r o t n y niż żaglow ce, a przed ew szy stk iem do obsługi całego statku
w ystarcza jeden jed y n y człow iek, który ze sw ego m ostku k apitań
skiego w praw ia w ruch obie wieże i ster. B ardzo w ażną też rolę od
O n ow ych próbach w y zy sk a n ia siły wiatru. 1 6 1
grywa fakt, że ro to ry są tańsze od zw ykłego oża- glenia. D zięki ich m ałej pow ierzchni okręt w cza
sie b urzy jest o wiele mniej n a ra ż o n y n a w y
w rócenie, niż żaglow iec, gdyż p rzy żaglow cu s a me tylko liny i m aszty przedstaw iają dla w iatru w iększy opór, niż rotory.
W ynalazek m a jed n ą zasadniczą w ad ę: w iel
kie zu ży cie energji na obracanie rotorów. Z u
żywają one około 30% tej energji, która jest potrzebna do p o ru szania okrętu z tą sa m ą szybkością.
W y nalazca w y raża jed n ak nadzieję, że tru dn o ści te dadzą się u su n ą ć przez odpow iednie sk o n stru o w an ie rotorów i w tedy praw dopodobnie nowy ten p o m y sł zajm ie poczesn e m iejsce w żegludze m orskiej, oraz tworzyć będzie pow ażną ko n k u ren cję statkom z nap ędem śrubow ym .
Inż. T A D E U S Z N 1E M C Z Y N O W S K I.
O nowych próbach wyzyskania siły wiatru.
G dy T ow arzy stw o F lettnera, su b w encjonow ane przez rząd i Zw ią
zek in ży n ieró w i n iem ieckich, pracow ało nad rozw inięciem i udo
skonaleniem sposobów zastosow ania siły w iatru do nap ęd u statków , we Francji robił p ró b y n a d tem sam em zag adn ien iem in ży n ie r M. L. Coft- stantin pod egidą „Office nation al d es in v en tio n s“. Z astosow ał on jed n ak nie w alce rotujące, jak F lettner, lecz elem ent inny, dobrze zn a n y z lotnictwa, t. j.: propeller, czyli śm igę.
Założenie jego było zupełnie proste. O b racająca się śm iga w cina się w pow ietrze, w yw ołując siłę ciągnącą, zdolną do po ru szan ia lek
kich objektów, jak np. sa n ek po lodzie (patent U stjanow icza), niew iel
kich łódek (próby takie robiono przed dw om a laty w stoczni gdańskiej).
Z drugiej stro n y taka sa m a śm iga, u m ieszczona n a punkcie stałym ,
np. w ieży, i poddana d ziałaniu dość silnego w iatru, obraca się, a naw et
może w ykonyw ać ja k ą ś pracę, np. pędzić m ły n lub g enerator elektryczny.
1 6 2 O n ow ych próbach w y zy sk a n ia siiy wiatru.
C o n stan tin połączył te dwie rze
czy: ustaw ił w iatrak n a wózku, a śmi gę połączył p rzekładnią zębatą z ko
łam i. Wiatr o bracał śm igę, śm ig a koła i cały wózek p o ru szał się w kie
ru n k u pod prąd dm ącego pow ietrza.
N atu raln ie próby b y ły robione n a m odelach w m ałym zakresie.
W ózek C o n stan tin a, n a którym przepro w ad zan o bad ania w C o n
serv ato ire des f tr ts et M etiers w P a ry ż u — stanow iło niew ielkie pudło alum injow e n a czterech ko
łach, zao p atrzo ne zprzodu w śmigę, połączoną układem kółek stożko
w y ch i czołow ych z tylną osią.
C iężar wózka — 1.200 P", ciężar
R yc. 61. L e Bois-Rosfc. , a r
u ż y te c z n y : 10 —12
at^ .
P o m y śln e w yniki prób lab o rato ry jn y ch pozw oliły C onstantinow i na zastosow anie swego w y n alazk u w p rak ty ce. U staw ił on n a łódce, na w ysokim m aszcie, dw uskrzydłow ą śm igę o śre d n ic y 9 m etrów , połą
czoną ze zw y czajn ą śru b ą okrętow ą. P rz y w ietrze o prędkości 7 mlsek.
po ru szała się łódka z ch y żo ścią 2 m na sek u nd ę, czyli p rzeszło 7 km na godzinę. Ł ódkę tę, n azw an ą „Le B ois R o s e “, p rzed staw ia ryc. 61.
C zy uda się zastosow anie tego p o m ysłu do d uży ch statków , w y daje się bardzo w ątpliw em . Do nap ęd u d u ży ch statków potrzeba bow iem odpow iednio du żych m ocy. Moc, d aw ana przez śm igę, je st p ro p o rcjo n aln a do opisyw anej przez nią pow ierzchni, czyli, in nem i słowy, do kw ad ratu śred n icy . D w a ra z y w iększa śru b a daje m oc cztery razy w iększą, f lle w iększa śre d n ic a w y m ag a w y ższy ch i m o cn iejszy ch wież, ich ciężar spow oduje p rzesu n ięcie się śro d ka ciężkości okrętu ku gó
rze. Ż eb y u n ik n ąć zbyt dużej w yw rotności statku, trzeba go będzie głębiej z an u rzy ć, co znow u pociągnie za so bą zw iększenie oporów jazdy . W szy stk ie te okoliczności m ogą u tru d n ić budow ę d u ży ch stat
ków w edług projektu C o n stantin a. W k ażdy m razie od dnia w y k on a
nia prób n a „Bois Rosfc“, t. zn. od 15 w rześn ia 1923, nie zn ajd u jem y w zm ianek o żadny ch now ych p o m y słach w tym k ieru n k u .
Pojaw ił się jeszcze in n y sposób zasto so w an ia p o m ysłu C o n s ta n tin a : u m ieścić śm ig ę n a przedzie autom obilu czy też lokom otyw y. N ależy jedn ak przytem zrobić jedno z a strz e ż e n ie : Śm iga będzie pom agała m o
torowi tylko w tym w ypadku, gdy autom obil będzie jechał przeciw wia-
O n o w y ch próbach w y zy sk a n ia siły wiatru. 1 6 3
trowi, dostatecznie siln em u. O ileby sam ochód p o ru szał się w pow ie
trzu spokojnem , śm iga k ręciłab y się rów nież, ale praca p rzez nią w y konana m u sia ła b y by ć p ok ry ta przez m otor sam ochodu.
R y cin a 62 p rzedstaw ia n a m u rzą d z e n ia autom obilu z propellerem . Śm iga je s t połączo na kołam i zębatem i z osią, o patrzoną sprzęgłem , wy- łączalnem zapom ocą dźw igni. D ru g a część sp rzęg ła działa w prost na napęd kół wozu.
G dy przeciw sam ochodow i w ieje wiatr, w łącza się sprzęgło.
Śm iga w tedy pom aga m otorowi. O ile w iatru n iem a lub gdy w ieje z biegiem sam ochodu, sprzęgło się w yłącza i śm iga kręci się luźno.
Nie z n am jed n ak p rak ty czn eg o w y k o n an ia tego p om ysłu.
Je st n ato m iast w tym p o m yśle coś, co m oże stanow ić pow ażny po
stęp w kolejnictw ie. Je st to zm n iejszen ie oporów ru ch u .
W oporach ru c h u pociągu bardzo w ażną rolę odgryw a t. zw. opór powietrza. Je st on zw y czajn ie w iększy, niż o pory tarcia w łoży sk ach i tarcie kół o sz y n y , a ro śn ie bardzo w ybitnie z przy ro stem prędkości poruszającego się pociągu.
W yobraźm y sobie p ęd zący wóz kolejow y. Pow ietrze otaczające z n a j
duje się w zu p e łn y m spo czy n k u . P o w ierzch n ia czołow a wozu uderza o powietrze, p ru je je i rozdziela na boki. Je st to p ierw sza strata, bo na pokonanie jej trzeba zu ży ć pew ną m oc. O pór u d erzen ia m ożna zm niejszyć p rzez n ad an ie pow ierzchni czołowej k ształtu innego, np.
ostrza. Robi się to często p rz y paro w o zach p o śp ieszn y ch . O statnio zbudow any przez S c h n eid era w C reu so t n ajw ięk szy w E uro pie p a ro wóz m a pow ierzchnię czołow ą zbudow aną w k ształcie połowy ostrego jaja (ryc. 63.)
Pociąg, będ ący w ru ch u , poryw a za sobą pow ietrze, otula się do pewnego stopnia
płaszczem , k tóry wlecze za sobą.
Szczególnie daje się to odczuć w tu nelach i w p rze kopach. T a r c i e płaszcza pow ietrz
nego o pow ietrze otaczające, pozo
stające w sp o c zy n ku, w ym aga zn o wu pew nej ener- gji ze stro n y p a
l l *
1 6 4 O n o w y ch próbach w y z y sk a n ia siły wiatru.
R yc. 63. N ajw ię k szy w E u ro p ie p a ro w ó z n a 2.500 K . M ., z b u d o w a n y p r z e z firm ę S c h n c id ra w C re u s o t.
row ozu, jest więc znow u oporem . Z m n iejsza go się przez unikanie w y stający ch części k o n stru k c y jn y c h , które m ogłyby słu ż y ć jako punkt zaczepienia dla p łaszcza pow ietrznego. W idać to doskonale n a ryc. 63.
T rzeci opór jest n ajw ięk szy i n a jw a żn ie jsz y ; jest to t. zw. ssące działanie pociągu. O statni w agon p o ru sza się w przód, pozostaw iając za sobą p rze strz e ń próżną. D o tej próżni w pada pow ietrze, tw orząc dwa silne w iry. (Porów naj ry c. 64). P a n u je tu podciśnienie, zprzodu parow ozu sp iętrzenie ciśnienia, różn ica ty ch ciśn ień daje.siłę, pchającą pociąg ku tyłowi, którą m u sim y pokonać.
O pory te, a tern sam em i stra ty energji n a ich pokonanie, rosną bardzo w ybitnie z prędkością ru ch u . B ędą za ś jeszcze w iększe, o ile przeciw biegowi parow ozu w iać będzie siln y w iatr. M a to wielkie znaczenie p rzy p o śp ieszny ch pociągach fran cu sk ich , idący ch ogrom nie s z y b k o : p o śp ie sz n y P a r y ż —H aw r = 110 kmigodz., pociąg Cote d 7 \z u r (M a rsy lja —Y m tim ille) = 90 km!godz. Lokom otyw a, której foto
graf ję przed staw ia ry cin a 63, jest zbudow ana dla tej ostatniej linji, w zdłuż której h u lają w pew nych p o rach roku gw ałtow ne w ichry.
C o n stan tin u m ieszcza n a czole parow ozu śm igę. U z y sk u je przez to zm n iejszen ie oporu czołowego i częściow e p rzy n ajm n iej zni
szczenie p łaszcza. Śm iga w yrzuca pow ietrze na zew nątrz — niszczy jego energję.
N iestety, bez zm ia n y pozostaje
bardzo z n a cz n y opór ssan ia . I tem u
Hyc. 64. wiry za poruszającym się walcem. jeszcze trzeba zaradzić, d a ją c osta-
O ob licza n iu daty św ięta W ielkiej N o c y . 1 6 5
tecznie wozowi kształt cy g a ra bardzo w ydłużonego. D ośw iadczenie w tym w zględzie m am y już z instytutów aero d y n am iczn y ch , z a jm u jących się b adaniem oporów po w ietrznych ró żn y ch ciał, w ażnych w lotnictwie i p rzy budow ie sam ochodów i pocisków .
C zy w yn alazek C o n stan tin a p rzy jm ie się w form ie przez niego podanej, czy też będziem y starali się zw iększy ć prędk o ść pociągów przez dalszą zm ianę kształtu w agonów , trudno dziś przew idzieć. O now ych, d alszy ch próbach zastosow ania śm igi przy parow ozach d o ty ch czas nie w iem y.
A . S T A C H ? .
O obliczaniu daty święta Wielkiej Nocy.
C elem niszejszeg o a rty k u łu jest zap ozn anie czytelnika z form ułą wielkanocną, słu ż ą c ą do obliczania d aty tego ruchom ego św ięta. Św ięto to, obchodzone jako św ięto Z m artw y ch w stan ia P ańskiego, m a ch a ra k te r święta, zw iązanego z fazą k się ż y c a i rów nonocą w iosenną (której datę przyjm uje się niezm ien nie jako 21 m arca). W edle bow iem przep isu kościelnego św ięto W ielkiej N ocy należy obchodzić w pierw szą n ie
dzielę, n a stę p u jąc ą po pierw szej pełni k sięży ca, w ypadającej po rów- nonocy w iosennej, t. j. po dniu 21 m a r c a ; jeżeli z a ś pełnia w ypada w niedzielę, w ów czas p rz e p is k o ścieln y w ym ag a obchodzenia tego święta w niedzielę n astę p n ą . D atę W ielkiej N ocy, zarów no w k a le n darzu g reg o rjań sk im , jak ju ljań sk im , m o żn a w y z n a c z ać zapom oćą tablic, których użycie w ym aga znajom ości pew n y ch w ielkości (w yrazów tec h nicznych), zależn y ch od u rząd zeń k alen d arzy , jak np. liczba złota, li
tery dzienne, litera niedzielna, g ran ic a W ielkiej N ocy i t. d. W rozw a
żaniach n a sz y c h nie będę się zajm ow ał urząd zen iem ty ch tablic, po
nieważ zajęłoby to zbyt wiele m iejsca, n ato m iast podam tylko czysto rachunkow y sposób obliczania d aty tego św ięta dla dowolnego roku bez p o sługiw ania się jakiem ikolw iek tablicam i, przy czem do w yk on ania tego ra c h u n k u po trzebna jest w yłącznie znajo m ość czterech z a sa d n i
czych działań, t. j. dodaw ania, odejm ow ania, m nożenia i dzielenia. P o dam tu w pierw w zory, słu żące do obliczania daty W ielkiej N ocy w k a lendarzu g reg orjańskim , a w ażne dla dw óch stuleci, m ianow icie od roku 1900 do rok u 2099; n a stęp n ie podam u z a sa d n ien ie ty ch wzorów oraz ogólną ich postać, w ażną dla w szy stk ich stuleci zarów no dla k a lendarza g reg orjańskieg o ja k juljań sk ieg o.
Sposób obliczania daty W ielkiej N ocy w k alen d arzu grego rjań skim
(rzym .-kat.), w ażn y od r. 1900 do ro k u 2099, jest n a stę p u ją c y :
1 6 6 O ob liczan iu daty św ięta W ielkiej N o c y .
