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球墨铸铁井盖的历史

背景
一个主要城市的地下充满了地下公用设施:下水道,雨水渠,蒸汽隧道和公用设施走廊。通常会定期向这些地下管道挖掘称为检修孔的通道,以便维护人员接触它们。井盖是必需的,以便人们可以清洁,检查或修理地下公用设施。在纽约市的第三个供水隧道中,井盖可以很浅或深达70层。井盖是圆形铁板,沉入街道和人行道,使路人不会落入沙井。

井盖的直径必须至少为22英寸(56厘米),但直径可达60英寸(1.5米)。平均覆盖重量在250到300磅(113-136千克)之间。重要的是下水道井盖很重,因为下水道会产生甲烷气体,可以推动轻质罩盖,让有毒气体进入街道。

历史
一旦人们开始在城市生活,人类排泄物的问题就成了问题。第一批城市沿着巨大的河流建造,作为开放的下水道。由于与人们密切接触造成过多人类排泄造成的周期性瘟疫,这种情况几乎不令人满意。罗马土木工程师用地下污水管的发明解决了这个问题。手工挖掘并用砖砌成的罗马下水道收集了城市的废物并将其沉积在下游。罗马人建造了进入这些下水道的通道,以便定期清洁。在约旦杰拉什古老的罗马城仍然可以看到封闭这些通道的石头井盖。


 
现代文明升级到罗马人的水平还需要一段时间。1856年,芝加哥下水道系统开始建设。到1870年,纽约市仅有200英里(320公里)的下水道铺设,而今天则为6,200英里(10,000公里)。第一个带盖的沙井可能建于十九世纪初,不是用于下水道,而是用于水或城市天然气管道。众所周知,这些沙井的盖子都没有存活到现在。

原料
井盖由铸铁制成。铸铁意味着将铁熔化然后浇注或浇铸到模具中。典型的井盖采用灰铸铁铸造。球墨铸铁因其较大的强度而被用于特殊的井盖,就像在飞机终端附近发现的那样。灰铸铁由元素铁和合金元素碳和硅组成。合金剂,主要是碳,使铸铁具有强度和耐久性。通过向铁水中添加锰来生产球墨铸铁。锰使铁中的碳形成结核而不是薄片,使球墨铸铁具有更高的强度和延展性。

除了铁之外,制造井盖所需的其他原材料是绿砂,它是用粘土粘在一起的沙子。生砂用于生产浇注铁水的模具。砂混合物由约90%的硅砂,4-10%的粘土,2-10%的有机物(例如煤)和2-5%的水组成。沙子不是绿色的。绿色是指在铸造过程中允许其保持湿润的事实。

设计
每个井盖,从最简单到最华丽,首先用木头或铝制成。该模型用于制造将浇注熔融铸铁的模具。为井盖表面创造的设计与创造它们的技术人员一样多种多样。所有井盖都是圆形的,因为圆形物体不能掉入相同直径的圆孔中。这是至关重要的,因为沙井的重量很容易杀死站在它下面的工人。圆形井盖也可以在表面上移动,因为它们可以滚动。有矩形实用工具箱盖,但它们没有安装在检修孔上。

制造
过程
所有铸件,包括井盖,都是在称为铸造厂的大型工厂生产的。废钢进入铸造厂,熔化并合金化,并留下铸铁。铸铁无处不在。美国一个典型的家庭包含大约2,000磅(900千克)的铸铁件,主要用作管道和管件,但也用于熔炉和空调。铸造过程包括五个步骤,模型制作,模具制备,熔化/浇注,冷却和精加工。

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