"Немощные" предки и железо, которого столько отлить они не могли. ч1

Или этапы большого и длинного пути железного века.

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Уже давненько повис так и неразрешённый пока вопрос:

Перефразирую Пушкина и, применительно к металлам в период перехода 19 века в 20-й, спрошу: Что на свете всех нужнее, всех дешевле и важнее? Ответ кроется в цифрах демонстрирующих годичное производство металлов в пудах и средней цены пуда в мире:

Золото - 28 600 пуд. - 18 000 руб.

Серебро - 337 300 пуд. - 650 руб.

Медь - 29 032 000 пуд. - 12 руб.

Цинк - 29 600 000 пуд. - 4.5 руб.

Свинец - 49 000 000 пуд. - 2.3 руб.

Чугун - 2 467 250 000 пуд. - 0.38 руб.

Из этих циферок ясно обнаруживается первостепенная роль железа в хозяйственной жизни мира того времени.

Возможно, граждане альтернативщики немедля зададутся вопросом, почему в списке указан чугун, а важнейшая роль отведена железу. Всё проще паренной репы.

Чугун, на самом деле, является лишь полупродуктом переработки всяческих железняков (магнитного, красного, шпатового, бурого), а также сферосидерита, железного блеска и других железосодержащих руд. Две трети произведённого чугуна поступали в дальнейшую переработку. Именно из него приготовляется железо и сталь. Естественно, стоимость такового конечного продукта гораздо выше. Так сортовая, рыночная сталь стоила от 1 руб./пуд, а инструментальная сталь - до 18 руб./пуд. В 1899 г. было произведено 1 654 280 000 пудов стали.

Если разсматривать железо (в широком, или в общем смысле), то по процентному содержанию в нём углерода оное издавна делилось на три группы (чугун, сталь и железо в узком, или в "тесном" смысле). Именно с углеродом и с величиной доли его связаны многие свойства металлов каждой из групп:

Такая классификация была продолжительное время удовлетворительной и господствовала на практике и в науке до середины 19-го века, когда в железоделательной промышленности в результате различных усовершенствований был произведён переворот. Если раньше, по старым способам (в кричных горнах и пудлингованием) железо и сталь добывались в тестообразном состоянии, то к середине 19-го века эти продукты научились добывать уже в разплавленном виде, применяя окислительное плавление (рафинирование) чугуна. Так появились две разновидности: сварочный и литой металл. Кроме того, усложнение и усовершенствование производства породили целый ряд промежуточных продуктов, которые в старую классификацию попросту не укладывались, например, появились чугунистая сталь, мягкая сталь, твёрдое железо, сталистый чугун, различные сорта стали по роду назначения и т.д.

Это я цитирую книгу Владимира Эдуардовича Дена, изданную в 1907 году. Постараюсь здесь и в следующих статьях изпользовать её в качестве канвы.

История выработки и переработки железа довольно длительна. Его добывали ещё хетты, снабжавшие свою армию железным оружием. Его добывали уникальным способом на Шри-Ланке ещё в третьем столетии до новой эры. И начиналось всё с самых примитивных способов. На каменный очаг или костёр укладывали куски руды, после обжига получались небольшие губчатые куски, которые уплотняли ударами молотков. Затем додумались до горнов - очагов, ограниченных стенками с боков и открытых сверху, в которые воздух подавали принудительно посредством ручных мехов из шкур животных. Меха совершенствовали, для подачи воздуха, например, приспособили водяную силу. Так получили способ добывания железа в сыродутном горне.

Этот способ весьма разпространился и применялся местами ещё в 18 веке.

Дутьё посредством ручных мехов определяет принципиальное отличие следующего этапа в металлургии от способов и этапов прежних. Как писал Даниил Заточник - древнерусский литератор: "Не огнь творить ражежение железу, но надымание мешное". От слова "дмати" (дуть) произошло русское название - "домница".

Вообще-то, слово "домница" поначалу обозначало больше, чем просто плавильная печь. Им называли сарай, где находились железоплавильные горны, оборудованные дутьём.

Домница была стационарным сооружением и воздвигалась на довольно продолжительное время. В писцовых книгах термин "домница" впервые упоминается только в конце XV века. Вероятно, подобные сооружения так назывались и раньше.

Находки позволили археологам реконструировать устройство древних домниц.

Итак, горн продолжали усовершенствовать, увеличением его высоты получили домницы - стоячие цилиндрические печи высотой от 1.8 до 4.5 м, разширяющиеся в середине.

Домница. Для работы мехов применена сила воды

Такие печи могли давать до 250 пудов железа в неделю. Получали это железо в виде больших кусков (криц), затем их разрубали на части, проваривали и проковывали. Четыре тонны за неделю в одной печи - сущие крохи по нынешним меркам.

Железоделательные производства возникали и на Урале, и в Зауралье. Вообще-то, эта история (освоения рудных залежей и развития металлургии в Приуралье и на Урале) интересна сама по себе. Например, одно из характерных явлений в жизни государства нашего в XVII веке - резкое усиление торговли и промышленности, а также вовлечение в эту область деятельности различных слоёв населения. Создавались как крупные предприятия, так и мелкие. Одними из новых заводчиков были Тумашевы. Первое упоминание об основателе династии - Тумашеве Александре относится к середине 40-х годов XVII века. Он был плавильщиком на Пыскорском медеплавильном заводе близ Соли Камской. После закрытия завода без дела сидеть не стал, а продолжил медеплавильное дело уже в качестве частного предпринимателя. За успешную и качественную работу семья получила поощрение: правительство объявило Тумашевых и мастеровых людей их завода неподсудными воеводе соликамскому, а также разпорядилось "оберегать и обидить никому не велено".

Через некоторое время Тумашевы объявили, что "руд медных в том месте не стало и впредь не будет". Далее Тумашевы подрядились искать руды, узорочьи камни и, даже, золото в Верхотурье, а затем и железную руду. Постепенно, сыновья Тумашевы освободились от подневолья и перешли из разряда государевых плавильщиков в разряд предпринимателей. Дело это было муторным и продолжительным, но, выгорело. В результате, в районе Нейвы в районе Краснопольской слободы в 1669 г. был создан железоплавильный завод. Это было событием в жизни Зауралья. Потому Тумашевыми и их заводов интересовались.

Сам завод был невелик, да и работал он недолго. Представлял из себя двор заводчика, где находилась изба его. Против избы разполагалась "домница рублена, а в ней три горна". К производственным помещениям относилась и кузница с двумя наковальнями и двумя горнами. Упоминаний о вододействующих мехах в архивах не встречается, скорее всего, мехи были ручными. Из инструментария завода числились: 9 клещей, 7 больших и малых молотов, 4 мехов, "большие домнишные" клещи, ножницы "большие, чем режут железо и медь", тиски, топоры, кирки и проч. На разстоянии 0.5-1.5 вёрст от завода находились три заводских рудника. Завод выпускал кричное и некоторое количество расковного или "битого" (то есть более качественного и чистого) железа. Что касается производительности, то по сведениям распроса Дмитрия Тумашева (сына) тобольским воеводой в декабре 1670 г. "выплавлено де при нем, Митьке, во 178 году битого железа 145 пуд... Да в нынешнем во 179 году сентября с 1-го числа декабря по 4-е число выплавлено у него железа кричного 223крицы, а весом в них будет столько ж пуд". Из этой записи следует, что в 1670 г. за три с небольшим месяца на заводе было произведено около 223 пудов кричного железа (или годовую производительность около 900 пудов и возможный объём полуфабриката порядка 1100-1200 пудов в год). Как видим, железо делали и в 17 веке, но весьма в небольших объёмах.

Благодаря домницам  был открыт чугун. Случалось, что при высокой температуре часть получаемого в них железа обуглероживалась и переходила в жидкое состояние. Затем было замечено, что посредством "освежения" чугун можно превратить в железо. Хотя железо теперь получалось с помощью двух процессов (на лицо усложнение производства), выгода через сбережение топлива и меньшие потери металла перевешивала. Этот способ постепенно стал заменять прежний.

Для производства железа многие столетия применялось древесное топливо. В результате, вырубка лесов стала весьма опустошительной, возникла острая потребность заменить дерево чем-то иным. Так после запрещения в Англии рубки лесов для производства железа во второй половине XVI в. железодельщики стали пробовать перевести выплавку на минеральное топливо. В 1665 году успеха добился Додлей (Dudley). Он дал описание изобретённого им применения каменного угля, но открытие разпространения тогда не получило. В 1735 г. способ выплавки чугуна на коксе открыл Авраам Дерби (Derby). Размеры получаемой выплавки (до 1365 пудов в неделю) впечатлили других промышленников, и новый способ стал быстро разпространяться в тех странах, где с лесами были серьёзные проблемы. В России и в некоторых других странах изпользование древесного угля продолжалось ещё долго, практически до начала ХХ столетия.

(на этом интересном месте завершим первую часть описания хода века железного)