Сыродутный процесс

1.2 Сыродутный процесс

Самым сложным и ответственным делом являлась выплавка железа из руды, осуществлявшаяся при помощи так называемого сыродутного процесса. Сущность сыродутного процесса заключается в том, что железная руда, засыпанная в печь поверх горящего угля, подвергается химическим изменениям: окислы железа (руды) теряют свой кислород и превращаются в железо, которое в размягченном состоянии опускается в нижнюю часть печи, где скапливается в крицу. Техника примитивного сыродутного процесса хорошо выясняется на основании этнографических данных. Знаменитые разработки железа в Устюжне Железнопольской описываются исследователем середины XIX в. следующим образом: «С незапамятных времен на расстоянии 60 верст от самой Устюжны к востоку и до Железной Дубровки разрабатывалась здесь железная руда. Почти каждое селение имело свои домницы, или плавильни, где производилась эта тяжкая убийственная работа. Тысячи людей, истинно в поте лица, трудились над этой беловатой землицею, превращающейся после пережжения в красно-багровую и, наконец, в ступках горна в крепкий темносиний металл («кришное железо»)». Тяжесть этой работы хорошо известна и древнерусским литературным памятникам. Даниил Заточник восклицает: «Лучше бы ми железо варити, ни [нежели] со злою женою быти». Очевидно, варка железа считалась труднейшей из работ, известных автору. Варка железа производилась в так называемом сыродутном горне.

1.3 Печи

С ростом потребности в железе и умения «варить» его появляются специальные печи, устраиваемые в самом поселке, но уже подальше от жилищ, на краю его, у вала. Так расположены печи на белорусских городищах I—VII вв. н. э., например, в Оздятичах, в Свидне. Несколько позднее, в эпоху Киевской Руси место выплавки переносится иногда ближе к источнику сырья ввиду трудности доставки больших количеств руды в поселок.

Одна из наиболее ранних печей (городище Кимия) представляет собой круглую яму около 1 м в диаметре, вырытую в земле и густо обмазанную глиной. Глина найдена в сильно обожженном состоянии. Вокруг печи — большое количество шлаков. Верх у печи открыт. Никаких следов приспособлений для дутья не обнаружено. Печь, углубленная в землю, едва ли давала какие-нибудь преимущества по сравнению с обычным очагом.

1.4 Эволюция домниц

Дутье (или «дмонка») являлось основной работой при варке железа. Меха раздувались вручную. Эта непрерывная работа и делала процесс варки столь тяжелым. Важность дутья для выплавки железа из руды хорошо осознавалась уже давно. Недаром тот же Даниил Заточник, сам себя называющий «смысленым и крепким в замыслах», пишет, что «не огнь творит разжение железу, но надмение мешное». «Надмение» — дутье; отсюда надменный — надутый; от этого же корня происходит и глагол «дмать» (очевидно, в форме «дъмати») и название горна — «домна» («дъмна), «домница». С появлением дутья («надмения мешного») печь или горн превратились в «домницу», а с разрастанием производства термин «домница» охватил все печи с применением мехов.

В результате нагнетания воздуха в домницу там происходит процесс восстановления железа. Восстановленное железо сползает по углям вниз, собираясь на дне домницы в виде ноздреватой и вязкой массы, так называемой крицы, «кричного железа» (этого же корня слово «кръч» — кузнец, ковач железа).

По окончании варки железа, для того чтобы получить крицу, необходимо было разломать домницу и удалить все посторонние примеси. Крицу из печи извлекали ломом или пешней. Горячая крица захватывалась клещами и тщательно проковывалась; без проковки крица не могла идти в дело, так как полученный металл был слишком порист. Проковка удаляла с поверхности крицы частицы шлака и устраняла пористость. После проковки крицу снова нагревали и снова клали под молот. Эта операция повторялась несколько раз. Крицу иногда дробили на куски и каждый кусок проковывали отдельно или же проковывали всю массу железа. В первом случае получались небольшие продолговатые болванки весом около 200 г, а во втором — массивные куски железа весом в несколько килограммов. Дальнейшая эволюция домницы шла по пути вытягивания печей ввысь для улучшения тяги, увеличения количества сопел и нахождения наиболее выгодного профиля внутренней части печи. Кроме того, впоследствии была изобретена такая конструкция, у которой передняя часть домницы (ее чело) разбиралась и позволяла вынимать крицы, не разрушая всей домницы. Иногда на под домницы ставили глиняные сосуды, в которые опускалась кричная масса, или делались углубления около печи.

1.5 Кузнечное дело в деревне

Для разогревания железа кузнецу необходим горн с хорошо наложенным дутьем — мехами. Конструкция кузнечного горна значительно проще, чем домницы; он представляет собою, по существу, простую жаровню.

Для извлечения раскаленного металла из горна и для держания его на наковальне служили клещи (иногда называются «изымало» — от глагола «изымать», вытаскивать). Клещи делались из двух половинок, скрепленных осью; их форма различна: одни из них приспособлены для вытаскивания и держания небольших предметов, другие имеют специальные крючки на концах для держания широких и массивных вещей и больший размах захватывающей части клещей. Такие крючки могли не только прижимать металл, но и вонзаться в него. Раскаленное добела железо клалось на наковальню и подвергалось ковке. Наковальни XI—XIII вв. представляют собой массивную железную четырехгранную усеченную пирамиду, вбивавшуюся узкой частью в пень. Площадь рабочей поверхности наковален невелика (50—150 кв. см), но вполне достаточна.

Внимательный анализ железных вещей позволяет установить различие технических приемов ковки.

К вещам, наиболее простым по изготовлению, нужно отнести ножи, обручи и дужки для ушатов, гвозди, серпы, косы, долота, плужные ножи, шилья, кочедыги, медорезки, лопаты и сковороды. Все эти плоские предметы не требовали специальных приемов и могли быть изготовлены и без подручного кузнеца.

Ко второй группе надо отнести вещи, требующие сварки, например: цепи, дверные пробои, железные кольца от поясов и от сбруи, удила, кресала (огнива), светцы, остроги. Следы сварки почти всегда удается обнаружить, так как, несмотря на легкую свариваемость железа в состоянии белого и даже красного каления, швы не всегда хорошо проковывались. Так, например, удается установить, что трезубая острога выкована не из одного куска, а из трех стержней, нижние концы которых сварены ковкой. Сварка требовала уже больше ловкости от кузнеца, а иногда и участия его помощника.

Следующим техническим приемом было применение зубила (молотка-секача) для разрубания железа. Этот прием мог быть применен только при совместной работе обоих кузнецов, так как нужно было, во-первых, держать клещами раскаленный кусок железа, что при небольших размерах тогдашних наковален было нелегко, во-вторых,— держать и направлять зубило, и, в-третьих,— бить по зубилу молотом. Зубило применялось при выработке ушков для ушатов, лемехов для сох, тесел, мотыг, жиковин (петель) дверей. При помощи пробойника (принцип работы тот же, что и с зубилом) пробивались ножницы (осевые), клещи, ключи, лодочные заклепки, отверстия на копьях (для скрепления с древком), оковках лопат и на пластинах клепаных котлов.

Наиболее сложно было изготовление топоров, копий, молотков и замков.

Топор выковывали из длинной уплощенной полосы, которую сгибали посредине, затем в сгиб просовывали железный вкладыш с таким поперечным сечением, какое было желательно для топорища, а соприкасающиеся концы полос сваривали вместе и получали лезвие топора. Обушную часть топора нередко разделывали зубилом для получения острых шипов, содействующих укреплению топора на рукояти. Так же делали проушные тесла, отличавшиеся от топора только поворотом лезвия (перпендикулярно рукояти). Существовал и второй способ ковки топоров, применявшийся только для изготовления боевых топоров,— изготавливались две полосы равных размеров, между которыми вставлялся вкладыш (перпендикулярно длине полос), а затем полосы по обе стороны вкладыша сваривались ковкой. С одной стороны получалось лезвие топора, а с другой — или молот, или клевец, или же просто массивный оттянутый обух.

Копья ковали из большого треугольного куска железа. Основание треугольника закручивали в трубку; в нее вставляли конический железный вкладыш и после этого сваривали втулку копья и выковывали рожон (острие).

Древние русские кузнецы изготовляли иногда и винты (например, дверные кольца для замков), но делали их не нарезкой, а путем перекручивания четырехгранного стержня. Получавшиеся винты значительно крепче сидели в дереве, чем обычные гвозди. Верхом кузнечного искусства являлись замки.

Работы с зубилом, со вкладышем, кручение железа — все это требовало участия двух кузнецов. Отсюда можно сделать вывод, что в деревенских кузницах XI—XIII вв. работало, по всей вероятности, по два кузнеца, один в качестве основного мастера, другой — подручным. Эти общинные ремесленники обслуживали все нужды ближайших поселков. Приведенный ассортимент кузнечных изделий исчерпывает весь крестьянский инвентарь, необходимый для стройки дома, сельского хозяйства, охоты и даже для обороны.