Фронтир Индикона. Часть II

Бронза

Утром обсуждали три генеральных линии развития:

– Иван, на тебе по-прежнему вся химия, работа с коконами, под них заберёшь один из тиглей автоклавов.

– Не пойдёт!

– Почему?

– Большая часть коконов туда не войдёт, а резать нити не хотелось бы.

– Что же, тогда жди бронзы. Мартин, Павел, на вас – столярка, доделывайте станок и привод беговой дорожки. Джон, тебе отдельное задание: Иван в наше отсутствие проводил обогащение песка и обнаружил в нём магнетита до двух процентов, так что послезавтра с винтовым сепаратором и командой отплываешь на пляж. Впрочем, на месте всё покажу, всё равно нам оборот воды придётся налаживать. Ну а я займусь железом, флотацией и бронзой, а как только я сделаю доспехи и оружие, мы с Павлом снова отправимся в поход.

– Опять без нас?!

– Да, и на то есть ряд причин. Во-первых, у нас с Павлом есть какой никакой опыт обращения с холодным оружием, во-вторых, бронзовые доспехи и оружие за оставшиеся две недели на всех мне не сделать и, главное, нельзя забывать про нашу миссию, время и так утекает сквозь пальцы. Завтра предоставлю скорректированный план выделения нужных элементов, выстроенный на том, что у нас серной кислоты будет в достатке. Так что, Иван, не подведи!

– Молодой человек, вам ли не знать, что для получения кислоты требуется очень высокое значение энергии, и поэтому осуществление данной задачи возможно лишь в присутствии качественного катализатора, которого у нас нет. Нужны платина, а ещё лучше пентаксид ванадия.

– Иван Сергеевич…

– Что Иван Сергеевич?! Хотите предложить мне теплообменник с керамическими трубами, а катализатор из оксида железа и каолина? Так в этом случае, да при атмосферном давлении, выход кислоты в лучшем случае составит доли процента!

– Иван Сергеевич, да я даже не думал о таком! Вы тут недавно сколько калийной селитры получили, а? Камерный способ, не слышали случаем?

– Что!!! Да вы дефицитную селитру на кислоту извести хотите?! Не позволю! Да это какой убыток то!

– А что, у вас есть другие варианты? Если нет то, литров двадцать серняги через три дня предоставьте, а после я вам и катализаторы обеспечу и теплообменник из медных труб сделаю. Так что давайте делом займёмся, а спорить потом будем.

***

В текущий момент половина наёмного народа вкалывала на столярке, остальные занимались ткачеством, шитьём и склеиванием приводных ремней для станков, ну и ещё дроблением камней, готовкой и плетением циновок. Мартин уже изготовил первый ткацкий стан-самокат, который конструкционно не отличался сложностью. На раме из деревянных брусков укреплены четыре деревянных же кронштейна такой же толщины. Они предназначены для закрепления трёх реек квадратного сечения, в каждой из которых сделаны пропилы, причём одна имеет двести пятьдесят два пропила, а две – по двести двадцать шесть. Пропилы служат для равномерного распределения по рейке нитей основы. Гребёнка станка служит для поднятия и опускания нитей основы при протаскивании сквозь них поперечной нити – утка и представляет собой рамку, на которую закреплены костяные пластины шириной чуть больше сантиметра. Всего семьдесят восемь полосок, в середине каждой просверлено отверстие для нити, сам челнок также вырезан из кости. Нечего сложного, все части изготовлены отдельно. Пропилы делались медной пилой по направляющим, по предварительно начерченным линиям, костяные элементы изготавливались и просверливались на месте, после чего крепились на клей и шипы. Чтобы получить ткань, сперва необходимо натянуть основу, то есть, привязать нити. Чётные пропускаются через пазы между рейками гребёнки, а нечётные – через отверстия. После, нити основы привязываются к задним рейкам и наматываются на них. Местные мастерицы плели на похожей, но узкой раме и нехитрые принципы ткачества усвоили сразу. Станок Мартина раз в десять поднял производительность труда и, главное, на нём выходило широкое полотно, а тут ткань, мало того, что дорогая, да ещё и узкая. За сутки, три звена, сменяя друг друга изготавливали от десяти до двенадцати квадратов грубой ткани.

Как-то на собрании я предложил ввести цветовую дифференциацию штанов, как в фильме Кин-дза-за. Запомнить имена всех наёмников трудно, а по номерам они толком не откликаются. Красители есть, шаблоны для тактических штанов тоже. Так что на данный момент большинство работников щеголяли в штанах и шортах, некоторые в халатах или жилетах и в банданах. Надсмотрщики, контролёры и повара получили шорты, окрашенные вытяжкой из листьев дерева муха-ха-ха. Эффектно смотрелось, цвет правда не совсем зелёный, а скорее болотный с белыми прожилками. Один в один американский камуфляж «тигр» для действий в тропиках. Шорты, окрашенные соком корней баобаба в рубиновый цвет, предназначались только передовикам производства и старшим групп, ну а нам, как и положено старшему командному составу, окрасили одежду фиолетовым отваром чудесного мха. Цак в нос вставлять не стал, извините, металл в дефиците. По общему решению, после пары случаев порезов на площадке, чтобы не травмировать ноги всем работникам сплели римские сандалии по нашему образцу с усиленной подошвой, а то бегают босиком, а кругом щепки, стружка, опилки. Травмы нам не нужны. Одеждой и обувкой все остались чрезвычайно довольны. Значимость подростков, одетых в необычные цветные шорты с карманами, в селении взлетела на небывалую высоту. Джон обучил наёмников есть ложками и даже деревянными палочками. Не у всех получалось, но всё же прогресс налицо.

Мартин изготовил очень больше количество шаблонов, линеек, других приспособлений и разделил получение досок и брусков на технологические операции. Схема работы была такой: сначала по образцу доводили доску до идеала, Мартин намечал места отреза, пазов и отверстий. Каждую операцию делал отдельный человек – кто-то лучше отрезал, кто-то хорошо сверлил. Само собой, в сверле были и стабилизаторы, и готовые шаблоны глубины. Захочешь криво отрезать, не выйдет. Рецепт качества – разделить труд на отдельные простые операции, не требующие высокой квалификации, контролировать каждый этап, поэтому на пять работников один контролёр. При наличии у Мартина наших чертежей, бумаги, кульмана, части шипов, линеек, циркулей, гибкого метра и других средств измерения, всё продвигалось шустро, и, можно сказать, что наступил качественный перелом.

***

За прошедшее время были собраны ящики для флотации, большой рычажный пресс и станок для центробежного литья на основе нашего колеса, установленного горизонтально с ручным приводом, дробилки, шаровые и стержневые мельницы, два верстака. Длинные столы для обработки, кожи, шитья, формовочные столы для кирпичей, тележка для глины и много других мелочей, на что у нас ушёл целый месяц, а сейчас изготавливались детали для большого ткацкого станка с ножным приводом и вундревафли – беговой дорожки по типу наклонного конвейера. Быки, шагающие под небольшим наклоном, будут приводить в движение единый вал для двух десятков небольших шлифовальных и полировальных станков для обработки каменных бусинок. Тут с ветрами негусто, плотину не построишь, так что это единственный вариант привода, а станков в полуразобранном состоянии и, главное, подшипников у нас с запасом.

Иван не только получил качественную селитру и поташ, но и подобрал оптимальный состав и концентрацию реагентов для флотации лопарита и циркона. В наше отсутствие он оборудовал лабораторию и параллельно занимался разделением бентола – смеси бензола и толуола, что мы в количестве одного кувшина захватили с собой. Её нам, конечно, не хватит, и скорее всего придётся строить большой перегонный куб. Работа была проделана колоссальная, наши дома и навесы для работников приняли цивильный вид. Саман – лучший материал для жарких стран, и никакие стены из травы с ним не сравнятся. Мартин изготовил сборно-разборную опалубку под стандартный дом – цилиндр, на полное изготовление которого требовалось не больше двух дней и обучил местных более прогрессивному типу кладки – «позвоночник-ребро». В качестве пластификатора решили использовать не навоз, привлекающий массы мух, а бычью кровь и сгущённый настой стеблей папируса. После укладки стен в куполе прорезали отверстия под световые колодцы. В стене, в полуметре от уровня земли, во избежание визитов ползающих родственников, прорезали круглые, как в домике хоббита, проёмы под двери. Мы смогли превратить убогие домики в эко-жилища достойного уровня. Побелили снаружи и внутри, предусмотрели ниши под светильник. В домах сделали пол: сперва слой песка, после щебень, а уже на него пропитанные мульчей тростниковые маты, поверх которых наносился финишный слой белого, покупного каолина с пластификатором и мелкой сечкой папируса. Смесь трамбуем, выравниваем по уровню, и как только она высохнет, полы можно покрыть пропиткой – подогретым маслом ши, которое замечательно защищает пол от износа, делает его поверхность гладкой и жёсткой. Вторым ингредиентом для пропитки и улучшения проникновения масла в пол является натуральный скипидар. Пропитку наносили несколько раз, чередуя слои масла, разбавленного скипидаром, постепенно увеличивая долю последнего до ста процентов. Чтобы пол стал совсем приятным и гладким пропитывали поверхность пчелиным воском в два слоя. Параллельно, из оставшихся досок изготавливали кровати и стулья. Дом обносили оградой, высаживали рядом местную экзотику – похожие на фикус небольшие, приятно пахнувшие деревца, а под устроенным у дома навесом оборудовали душевую кабинку, умывальник, ванную и индивидуальный туалет. Всё из самана с качественным пластификатором, с тем лишь отличием, что количество слоёв масла для пропитки увеличили вдвое. Свечи, на полы – качественно выделанные шкуры, набитые плотными жгутами из баобаба матрасы – улучшение быта не останавливалось ни на минуту, а шкур было достаточно, чтобы хватило не только нам, но работникам.

Впрочем, все эти улучшения быта проходили фоном, основное моё занятие – это, конечно, печи. Кладка множества печей потребовала инструмент, в том числе и из меди – гладилки, кельмы (особые мастерки печника), деревянные ёмкости для раствора, сита, осадочные киянки с каучуковой насадкой, кирочки для скалывания, уровни, рулетки, угольники и даже рукавицы и те сделали. Десять человек помощников, некоторые особо сообразительные на третий день научились пользоваться отвесом и расшивками для швов. Объём работ большой, и моё дело – обучение и надзор, но как вы спрашивается научите людей класть кирпичи, если они их первый раз увидели? Так что пришлось делать регулируемые шаблоны для кладки. Вещица занятная и служит как раз для качественной кладки «буратинами». Устройство рамки – две продольные поперечины с пазом, ручки, регулируемые поперечины и крышка, снимающая лишний раствор. Использовать такой инструмент большого ума не надо. На уже готовый ряд кирпича устанавливается основной шаблон. Благодаря наличию в его конструкции упоров, предотвращающих смещение поперёк стены, а также фиксированной толщине шва, приспособление обеспечивает горизонтальность и стабильную толщину слоя. Шаблоны как продольные, так и торцевые. Научиться работать на таком дело десяти минут – знай наноси из дозатора готовый раствор и разравнивай. В случае, когда речь идёт об огнеупорных и стекловаренных печах, без шаблона делать нечего, там толщину швов надо до миллиметра выдерживать…

Первые печи сложили для готовки, пережога угля и сушки древесины, подогрева воздуха, длинную с несколькими топками и камерами – для нужд химической лаборатории. Такие печи не требуют большого опыта кладки и будет время отобрать самых сообразительных ребят из туземцев. Шишек набили, не без этого, но хоть опыта набрались перед тем, как приступать к большим печам. Да много, а что делать, что делать? Ассортимент материалов таков, что без множества специализированных печей не обойтись. Первым сложили каупер, от которого к печам шёл утеплённый воздушный канал. Большая печь – для обжига керамики и шамота, с возможностью установить внутри реторты для перегонки мышьяка и фосфора, чуть меньше печь – для закалки железа и меди, ну и основные. Отражательная, регенеративная печь для плавки чугуна и стекла с ванной и двумя камерами, высокотемпературная печь для обжига огнеупоров и газогенератор Сименса необходимый для их работы. Плюс, поскольку тут нигде нет перлита, пришлось изготавливать пеношамот для утепления. В итоге, работы по кладке печей заняли восемь дней. Кое-что делал ещё по мере входа в строй печей, например, провёл очистку меди.

***

Чтобы экономить дефицитные тигли, плавку меди проводил в отражательной печи, уместив туда все наши запасы. Плавил по отработанной схеме под слоем древесного угля, после продувал воздухом через верхнюю фурму, подсоединив к трубам подачи воздуха привезённый вентилятор улитку. Тонкостенных труб и готовых форм, отлитых из шликера, мы взяли с запасом, ведь большая часть привезённого груза составляла керамика. Тем не менее, на выплавку деталей и сборку водо-охлаждаемой фурмы ушли сутки. Фурма составная – три трубки, одна из которых под воздух, а остальные – охлаждающие. Литой блок с пятью расходящимися в стороны соплами и две соединительные вставки с трубками. Детали притирались и соединялись клёпкой, после чего готовый блок помещался в шамотную трубу с перлитом и трубки соединялись с кожаными шлангами подачи воды и воздуха. Вместо насоса для циркуляции воды использовали бочку, поднятую на высоту трёх метров, для меди хватит за глаза.

Подсоединив улитку к фурме, мы вручную опустили трубу в ванну расплавленного металла и начали продувку. Шланги травят немного, но это ничего, давление то от улитки всё равно никакое. После десятиминутной продувки дразнил металл сырой древесиной. Вторая продувка, пять минут и в расплав добавляем селитры, всего один процент от веса металла. Селитра ключевой компонент, она реагирует с примесями и очищает медь от свинца и висмута, переводя последние в шлак. После растворения и интенсивного перемешивания я возобновил продувку дразнение, добавил буры. Последняя способствует образованию на стенках ванны глазури, предохраняющей расплав от доступа кислорода, а также растворяет окислы меди. Столько работы! Нет, электролиз меди намного проще огневого рафинирования. И всё же овчинка выделки стоит: к вечеру у нас была разлита по формам мягкая и красная медь.

***

Сегодня у нас с Иваном день химика-передовика. Нам предстоит чистить серу и выделить мышьяк и фосфор. Грязное и жутко вонючее дело, в прямом и переносном смысле, без масок даже и нечего за него браться.

Чтобы выплавить мышьяк, сперва придётся получить оксид мышьяка три, для чего нам надо прокалить измельчённый аурпигмент и реальгар. Соединения мышьяка – страшный яд и дым тоже не подарок. Поэтому печи на самом краю лагеря и обязательно высокая пятиметровая труба с угольным фильтром. Минерал смешивали с угольным порошком и сжигали в токе воздуха подсыпая смесь, а после просеять получившийся белый порошок, тот самый оксид. Его у нас получилось немногим меньше двух центнеров, довольно высокий улёт, и ничего с этим не поделаешь. Белый мышьяк это и яд, и одновременно ценное лекарство, которым раньше лечили сифилис и рак. Помогало не спорю, но это тот самый случай, когда лекарство не на много лучше болезни – уж больно ядовито. Полученный порошок мы поместили в реторту, соединённую с конденсатором. Всё это мы привезли с собой. Конденсатор конический, охлаждаемый проточной водой, широкой частью соединялся с цилиндрической ретортой, а на узкую, коническую горловину насадил медный алонж для более эффективного осаждения. Все сосуды глазированные, чтобы было легче отделять осаждённый металл. Процесс получения мышьяка из оксида называется карботермия, и он много ещё где применяется, а известен со времён древнего Рима.

Теперь смешиваем оксид с угольным порошком в соотношения один к полутора, замазываем крышку и понемногу нагреваем реторту. Реакция восстановления оксида начинается при шестистах градусах и интенсифицируется при восемьсот пятидесяти и выше, если мне память не изменят. На этой стадии не образуется ядовитых газов, только углекислый. Где-то через полчаса, начали интенсивную приливку водой конденсатора и на горловинах стали осаждаться пары мышьяка. Благодаря наличию термометров никаких плясок с бубном, только успевай покрикивать, чтобы вовремя в бочку воды заливали. Утром разобрали реторты и скребками снимали мягкий мышьяк, толстым слоем осевший на стенках. Восемьдесят семь килограмм, неплохой результат! Полученный мышьяк, тем не менее, тоже необходимо чистить и чуть позже я его также продувал и плавил под слоем угля, а рафинирование проводил смесью соли и селитры в равных долях.

На следующий день реторты, собрали, промыли и тут же стали заполнять их упаренной до сиропообразного состояния мочой в смеси с песком. Работать можно только в маске с угольным фильтром и в очках. В своё время получение фосфора было страшной тайной, которая продавалась только за большие деньги, а в двадцатом веке способ известен любому студенту первого курса химфака. Вываркой второй день руководил недовольный Иван. Отвратительно, до рези в глазах, пахнущую, густую массу перемешивали с белым песком в соотношении один к трём и загружали в освободившиеся реторты. Медленно, в течение восьми часов, мы нагревали реторты, дожидаясь пока не будут удалены ядовитые летучие соединения – фосфористый водород или фосфин и угарный газ. При отгонке фосфора я смотрел чтобы не было закупорки в приемниках и время от времени прочищал прутом. Полный цикл – тридцать шесть часов.

Реторты соединили с общим приёмником, в качестве которого я использовал сборную, секционную колонну для перегонки, немного похожую на ректификационную. В колонну от реторт входили патрубки, по которым пары фосфора поступают в верхнее отделение, наполненное водой. Не сгустившиеся пары и газы попадали в среднее отделение, тоже наполненное водой, а затем, через находящуюся здесь трубку, в нижнее отделение и выходили сгорая наружу. Фосфин при взаимодействии с водой всегда образует примесь дифосфина, который на воздухе самовоспламеняется. В природе, на кладбищах или иных местах именно так образуются «блуждающие огни» зеленоватого цвета. Фосфор собирался под водой во всех трех отделениях. Выходящее из приёмника пламя имело зеленоватый оттенок и немного напрягало наших помощников, впрочем, они уже мало чему удивлялись. Колдуны, они и в Африке колдуны, пусть и белые. Разобрав реторты, мы достали из подводы красно-бурый фосфор, которого набралось не меньше двух пудов. Полученный фосфор сильно загрязнён оксидами и кремнистыми соединениями и никуда не годен, поэтому сперва пришлось его фильтровать через хлопковые и замшевые фильтры, выдавливая под прессом, а после снова перегонять в ретортах с крышками аллонжами.

Фосфор под водой расплавляли, снова смешивали с одной восьмой частью песка и, дождавшись пока он остынет, помещали в реторту. Верхняя, медная часть реторты с отходящей трубкой шла во второй тигель, где под слоем воды собирался уже чистый, белый фосфор. Ага ну вот и чесночный запах пошёл. Всего вышло двенадцать килограмм, чего, впрочем, нам за глаза. Фосфор я перегружал в толстостенные сосуды в темноте. На открытом воздухе он нередко самовозгорается и причиняет болезненные и трудно заживающие ожоги, на воздухе немного дымит, образуя небольшое, но различимое облачко. Если днём на свету чистый белый фосфор постепенно желтеет и переходит в красный, то ночью эффекты ещё интересней: окисление сопровождается бледно-зеленоватым свечением и энергичным мерцанием, напоминающим серию электрических искр. Всё это феерическое шоу наблюдали издалека наши наёмники, которые даже спать не ложились, и теперь моя репутация колдуна поднялась на недосягаемую высоту.

Пары мышьяка, да в купе с фосфином, дрянь та ещё! Чувствовал я себя не очень, во рту металлический привкус, жжение. А запах тухлой рыбы въелся так, что мерещится мне повсюду. Хоть я и работал в маске дважды меняя фильтры, а техпроцесс у меня, смею думать, не хуже, чем в начале двадцатого века, хорошая вытяжка, но тем не менее.

Зато теперь для выплавки бронзы у меня есть всё необходимое. Мышьяковая бронза подзабытый сплав, а между тем он появился гораздо раньше оловянной. Первые сплавы получали добавлением в медь реальгара, который из-за своего ярко-красного цвета считался магическим камнем, или аурипигмента, который ассоциировался с солнцем. Положительное влияние на качество металла было сразу замечено древними металлургами, металл получался гораздо лучшего качества, чем медь. Скорее всего добавление минералов в шихту изначально носило ритуальный характер. Кое-где производство мышьяковых бронз началось ещё в пятом тысячелетии до нашей эры. В связи с ядовитостью мышьяка кузнецы получали сильные отравления, которые приводили к ломкости костей и болезням суставов. Неудивительно, что боги-кузнецы у индоевропейских народов были хромыми – Телявель у балтов, Вёлунд или Воланд у германцев, Гефест у греков и Сварог у славян.

Присутствие мышьяка в бронзе в количестве до шести процентов массы более чем в два раза повышает её прочность и твёрдость и улучшает ковкость в холодном состоянии. Предметы из мышьяковой бронзы легко поддаются холодной ковке и по твёрдости мало уступают оловянной бронзе. Слитки выходят более плотные. Для нас значение имеет и цвет сплава. При добавлении к меди двух-трёх процентов массы мышьяка получается бронза красного цвета, четырёх-двенадцати – золотистого, больше двенадцати процентов – серебристо-белого. Из мышьяковой бронзы можно получать изделия, похожие на золотые и серебряные. Кроме того, по сравнению с чистой медью, плавящейся при температуре, тысяча восемьдесят три градуса, медь, легированная мышьяком, плавится при более низкой температуре. То же самое относится и к твёрдости мышьяковистой меди, которая в результате наклёпа или прокатки резко повышается.

Перед добавкой мышьяка, медь легировал фосфором. Для этого и затеял его выделение, дело в том, что фосфор не только убирает шлаки и закись меди, но и придаёт ей жидкотекучесть и антифрикционные свойства. Плавку вёл в ванне, под слоем флюса. Желтоватый металл разливали в чушки, а немного серебристой бронзы получили в тигле – всего триста десять килограмм. Не так и много, но это с какой стороны посмотреть.