Европейская металлургия в раннее средневековье
18 ноября 2017
После того, как великая Римская империя рухнула, на долгое время лидерство на политической арене Европы перешло к франкам и германцам. Именно на территории Германии, Скандинавии и Франции стало развиваться металлургическое производство. На всей территории Европы пользовались спросом франкские мечи отличного качества.
Во многом успехи франкских и германских металлургов были обусловлены самой природой. В Альпийских горах и на территории Скандинавии, а также в ряде других регионов имелись богатые залежи железных руд. Сначала их можно было добывать на поверхности, а со временем люди научились углубляться внутрь гор, используя специально пробитые штольни.
После падения Римской империи в течение нескольких столетий потребление металла заметно уменьшилось. Поэтому, несмотря на то, что еще римляне и их соседи галлы активно истощали земные недра, люди раннего средневековья не испытывали особых проблем с железом.
Первоначально европейцы строили большие горны, которые в Германии получили название «штюкофен» от немецкого «штюк» - крица и «фен» - печь, т. е. «печь, в которой выплавляется крица». Такой горн имел высоту до 4-5 метров. Плавильщики, стремясь добиться увеличения производительности, пошли по очевидному пути. Чтобы получить больше железа, они увеличили размер печи. Как следствие, изменились условия, в которых происходил теплообмен между поднимающимся снизу оксидом углерода и железной рудой, которая опускалась сверху. Степень науглероживания железа значительно повысилась. Поэтому повысилось и качество выплавляемого железа.
В Испании пошли по другому пути. Там не стали увеличивать размер горна, зато начали наращивать интенсивность его использования, увеличивать температуру. В обоих случаях изменения привели к появлению дополнительного тепла в печи, результатом чего стало улучшение качества железа.
Но, несмотря на успехи раннесредневековых металлургов, стоит иметь в виду, что они во многом уступали в мастерстве металлургам арабского востока. На протяжении нескольких сотен лет культура, наука, техника арабов значительно превосходила европейскую. Это касается и выплавки железа. Не зря крестоносцы, пришедшие отвоевывать у мусульман Святую землю, с восхищением говорили про арабский булат (статья «Нужен ли сегодня булат») – ничего сравнимого с ним в Европе делать не умели.
Производительность «штюкофена» достигала 250 кг в день, что по раннесредневековым меркам было весьма неплохо. Нужно заметить, что подобные технологии выплавки железа были известны не только в Европе, но и в Иране, Индии, а позже – в Турции. Любопытно, что в такой печи уже можно было получить чугун, но из-за особенностей конструкции чугун стекал вниз и смешивался со шлаками. Очистить его от шлаков было практически невозможно, хотя некоторые народы пытались найти применение и грязному чугуну. Например, турки даже в XIX столетии отливали из него пушечные ядра, а индусы делали гробы. В Европе брусчаткой из литого шлака мостили дороги. В России известны дома, где из блоков литого чугуна, смешанного со шлаками, выполнены фундаменты.
Еще одной проблемой для раннесредневековых металлургов было то, что в «штюкофене» внешний слой крицы получался стальным. Конечно, европейцы ничего не имели против стали, но разделить сталь и железо было чрезвычайно затруднительно. Не было никакой возможности тонко контролировать процесс, поэтому результаты двух плавок могли в значительной степени различаться между собой. В отличие от индийцев, которые занялись усовершенствованием технологии, раннесредневековые европейские металлурги занялись экспериментами с чугуном и впоследствии открыли передельный плавильный процесс. Дело в том, что европейских плавильщиков гораздо больше интересовало количество, чем качество. Металл использовался, в первую очередь, для того, чтобы изготавливать оружие, а также орудия труда. На большее его не хватало, было бы трудно ожидать, что бы тысячу лет назад европейское производство позволяло бы выпускать, например, сэндвич-панели. Жителям Европы было важно обеспечить оружием среднего качества большое количество воинов, и эту задачу раннесредневековая металлургическая промышленность вполне выполняла. Ближе к концу средневековья металлурги решились вновь увеличить размер печей. На смену «штюкофенам» пришли более крупные и производительные «блауофены», ведь стремительно растущей европейской экономике требовалось больше железа. Но в «блауофене» был высок выход чугуна, который был неоднородным, и из него можно было производить лишь простые и грубые предметы – наковальни, пушечные ядра и т. д. Эту проблему европейские мастера решат уже в другую эпоху.
Во многом успехи франкских и германских металлургов были обусловлены самой природой. В Альпийских горах и на территории Скандинавии, а также в ряде других регионов имелись богатые залежи железных руд. Сначала их можно было добывать на поверхности, а со временем люди научились углубляться внутрь гор, используя специально пробитые штольни.
После падения Римской империи в течение нескольких столетий потребление металла заметно уменьшилось. Поэтому, несмотря на то, что еще римляне и их соседи галлы активно истощали земные недра, люди раннего средневековья не испытывали особых проблем с железом.
Первоначально европейцы строили большие горны, которые в Германии получили название «штюкофен» от немецкого «штюк» - крица и «фен» - печь, т. е. «печь, в которой выплавляется крица». Такой горн имел высоту до 4-5 метров. Плавильщики, стремясь добиться увеличения производительности, пошли по очевидному пути. Чтобы получить больше железа, они увеличили размер печи. Как следствие, изменились условия, в которых происходил теплообмен между поднимающимся снизу оксидом углерода и железной рудой, которая опускалась сверху. Степень науглероживания железа значительно повысилась. Поэтому повысилось и качество выплавляемого железа.
В Испании пошли по другому пути. Там не стали увеличивать размер горна, зато начали наращивать интенсивность его использования, увеличивать температуру. В обоих случаях изменения привели к появлению дополнительного тепла в печи, результатом чего стало улучшение качества железа.
Но, несмотря на успехи раннесредневековых металлургов, стоит иметь в виду, что они во многом уступали в мастерстве металлургам арабского востока. На протяжении нескольких сотен лет культура, наука, техника арабов значительно превосходила европейскую. Это касается и выплавки железа. Не зря крестоносцы, пришедшие отвоевывать у мусульман Святую землю, с восхищением говорили про арабский булат (статья «Нужен ли сегодня булат») – ничего сравнимого с ним в Европе делать не умели.
Производительность «штюкофена» достигала 250 кг в день, что по раннесредневековым меркам было весьма неплохо. Нужно заметить, что подобные технологии выплавки железа были известны не только в Европе, но и в Иране, Индии, а позже – в Турции. Любопытно, что в такой печи уже можно было получить чугун, но из-за особенностей конструкции чугун стекал вниз и смешивался со шлаками. Очистить его от шлаков было практически невозможно, хотя некоторые народы пытались найти применение и грязному чугуну. Например, турки даже в XIX столетии отливали из него пушечные ядра, а индусы делали гробы. В Европе брусчаткой из литого шлака мостили дороги. В России известны дома, где из блоков литого чугуна, смешанного со шлаками, выполнены фундаменты.
Еще одной проблемой для раннесредневековых металлургов было то, что в «штюкофене» внешний слой крицы получался стальным. Конечно, европейцы ничего не имели против стали, но разделить сталь и железо было чрезвычайно затруднительно. Не было никакой возможности тонко контролировать процесс, поэтому результаты двух плавок могли в значительной степени различаться между собой. В отличие от индийцев, которые занялись усовершенствованием технологии, раннесредневековые европейские металлурги занялись экспериментами с чугуном и впоследствии открыли передельный плавильный процесс. Дело в том, что европейских плавильщиков гораздо больше интересовало количество, чем качество. Металл использовался, в первую очередь, для того, чтобы изготавливать оружие, а также орудия труда. На большее его не хватало, было бы трудно ожидать, что бы тысячу лет назад европейское производство позволяло бы выпускать, например, сэндвич-панели. Жителям Европы было важно обеспечить оружием среднего качества большое количество воинов, и эту задачу раннесредневековая металлургическая промышленность вполне выполняла. Ближе к концу средневековья металлурги решились вновь увеличить размер печей. На смену «штюкофенам» пришли более крупные и производительные «блауофены», ведь стремительно растущей европейской экономике требовалось больше железа. Но в «блауофене» был высок выход чугуна, который был неоднородным, и из него можно было производить лишь простые и грубые предметы – наковальни, пушечные ядра и т. д. Эту проблему европейские мастера решат уже в другую эпоху.