Илья Пешкин - Аносов
Первобытный человек очень скоро догадался, что скорость восстановления железа зависит от интенсивности поступления воздуха в очаг горения, и для усиления подачи воздуха употребил пустотелую бамбуковую палку.
Но человеческие легкие оказались слишком слабыми, чтобы обеспечить восстановление значительного количества железа, и вместо дутьевой трубки стали применять мехи. Их сначала делали из сшитых шкур животных.
Яму, в которую насыпали железный камень, стали огораживать крупными гранитными камнями, а воздух в горн подавали через особые отверстия — сопла.
По истечении известного времени подачу воздуха прекращали, печь взламывали и со дна ее доставали куски железа, восстановленного из руды.
Прошло немало времени, пока в конструкцию печи внесли еще одно усовершенствование: перед (грудь) печи начали делать вставным. Тогда уж не приходилось каждый раз разрушать печь, чтобы доставать сплавившееся железо.
При непрекращающемся дутье плавка продолжалась много часов, а то и сутки, пока на дне печи не получалось значительное количество железа. Однако это железо было крайне неоднородным, оно всегда было обильно перемешано с посторонними веществами — золой, кремнием. Чтобы избавиться от посторонних примесей, лепешки железа по нескольку раз проковывали. В итоге удавалось получить кусок железа весом 5—10, реже — 20 фунтов (8 килограммов).
Чтобы добиться еще более высокого уровня выделки нового металла, железодельцы стали строить более высокие шахтные печи, их делали конусообразными.
Это было весьма разумное решение. Сырые материалы — железная руда, древесный уголь — по мере восстановления опускались вниз, к очагу горения. Но для высоких печей оказались непригодными старые мехи, приводившиеся в действие человеческой силой. Их заменили новые, более мощные мехи. Рычаги, при помощи которых они наполнялись воздухом, поднимали и опускали уже не люди, а животные. А еще позднее для приведения мехов в действие использовали водяную энергию.
Усовершенствованы были и методы кузнечной обработки железа. Еще в глубокой древности известен был метод закалки науглероженного железа, то-есть стали. Ее нагревали докрасна, а затем быстро погружали в воду или в иную жидкость. Сталь при этом становилась исключительно твердой.
Конечно, в те времена никто не мог объяснить, что при этом со сталью происходит. Способность стали принимать закалку приписывали не самому металлу, а составу, в который его погружали. На этой почве возник ряд фантастических представлений и религиозных мифов. Говорили, что в сталь переходит сила дующих в горах ветров или сила животных и даже людей.
В летописи одного храма в Балгале (Малая Азия, около 900 лет до нашей эры) был обнаружен такой рецепт закалки кинжала: «нагреть до тех пор, пока он не засветится, как восходящее в пустыне солнце. Затем охладить его до цвета царского пурпура, погружая в тело мускулистого раба. Сила раба, переходя в кинжал, и придаст металлу твердость».
Процесс закалки был описан Гомером:
…Расторопный ковач, изготовив топор иль секиру,
В воду металл, — на огне раскаливши его чтоб двойную
Крепость имел, — погружает, и звонко шипит он в холодной
Влаге…
После того как открыты были столь ценные свойства железа и найдены средства придать ему надлежащую твердость и остроту, оно все быстрее стало вытеснять камень, дерево, бронзу.
По словам Энгельса, железо «…создало обработку земли на крупных участках, сделало возможным превращение в пашню широких лесных пространств; оно дало ремесленнику орудия такой твердости и остроты, которым не мог противостоять ни один камень, ни один из известных тогда металлов»[13].
Искусство производства стали в древние времена стояло на высоком уровне. В Индии и в других странах Востока изготовляли прекрасные сорта стали, известные под названием «булат». Одним из старинных способов производства стали является метод так называемого дамаскирования. Полученные в сыродутном горне железные сплавки вытягивались в полосы, сваривались и проковывались. Полученный брусок разбивали на куски, из них снова вытягивали полосы и их опять сваривали. Эти операции повторялись много раз. В результате выходил плотный кусок стали, который можно было употребить для изготовления твердых и острых инструментов и клинков.
На территории нашей Родины железо выделывалось с древнейших времен. Следы металлургического производства, относящиеся к прошлой эре и первым столетиям нашей эры, обнаружены на Кавказе, в Прибайкалье, Западном Алтае и других местах.
По мнению Д. Кашинцева17, горнометаллургическое производство на Урале насчитывает не менее трех с половиной тысячелетий.
Исследованиями, произведенными советским ученым Б. Колчиным, удалось установить, что не позднее середины первого тысячелетия нашей эры в центральной и северной полосах нашей Родины действовали довольно совершенные сыродутные печи. В них получали железо и сталь весьма высокого качества.
Применив для исследования древней технологии производства кузнечных изделий комплексный металловедческий метод, то-есть рентген, электронный микроскоп и другие средства познавания металлов, молодой ученый установил, что древние русские ножи имели стальные лезвия. В русских кузницах выделывали не только топоры, косы, серпы, ножницы, но и мечи.
До последнего времени существовало мнение, что древнерусские воины были вооружены мечами скандинавского происхождения. Теперь доказано, что это выдумка историков-космополитов.
Мастерам древней Руси известны были различные методы ковки, сварки, цементации, обточки, резки, полировки, инкрустации по стали. При раскопках в Новгороде найдены изделия из стали, относящиеся к XII веку18.
Изобретение новых, более мощных мехов и переход на водяную энергию повлекли за собой дальнейшее увеличение размеров шахтных печей. Но сплошной слой руды не пропускал воздух, и горение угля, а стало быть, восстановление железа шло медленно. Тогда догадались переслоить руду и уголь. Это простое решение повлекло за собой самые непредвиденные последствия. На нижних горизонтах печи температура поднималась настолько высоко, что железо начало не только восстанавливаться, но и расплавляться, то-есть приходило в жидкое состояние. В результате на дне печи оказывался уже не сплавок мягкого металла, а жидкая масса.
Казалось бы, лучшего и желать нельзя — не надо взламывать печь, достаточно пробить небольшое отверстие, и жидкий металл сам потечет из печи.
