Раздел 4. Техника средневековых цивилизаций
«Бездушен колокол, а благовестит во славу господню». (Горное дело и кузнечное ремесло)
Горное дело и металлургия
Горные разработки в средневековой Западной Европе велись корпорациями — товариществами рудокопов, которые совместно добывали руду, обогащали ее и выплавляли металлы. Каждому участнику принадлежала определенная доля.
Эксплуатировались в первую очередь открытые разработки: руду извлекали из многочисленных озер и болот, из-под дерна и торфа; рудники использовались реже. Разработка железных руд велась практически по всей территории Европы: в Штирии, Каринтии, Тироле, Вестфалии, Силезии, Чехии, Англии, Испании (Астурии), Средней Швеции, Южной и Северной Италии.
Цветных металлов добывалось очень мало, их всегда не хватало. Медь добывалась в Скандинавии, Германии, на территориях западных славян, в Албании и т. д. В Испании велась разработка железа и ртути, которую использовали для амальгамирования золота (способа извлечения золота из тонко измельченных руды или песка посредством смачивания ртутью), в Британии и Италии — олова и свинца.
Добыча металлических руд производилась вручную. Орудиями труда служили кирка, клин, молот и заступ. Примерно с VIII в. начался переход к добыче глубоко залегающих запасов полезных ископаемых, сначала глубиной до 10 м.
Откачка воды из шахт велась вручную, иногда с применением воротов. С XIV в. для этого стали использовать ступальные колеса, а также конный привод. Подземные разработки освещались масляными лампочками, или плошками. В шахте, укрепленной деревянными опорами, породу раскаляли до появления трещин, затем вручную вырубали, выгребали и поднимали на поверхность в заплечных мешках или посредством воротов. Доставленная на поверхность руда сортировалась.
Толчение руды в эпоху раннего Средневековья производилось в ручных ступах, позднее — с помощью специальных толчей, приводимых в движение силой животных или воды. Затем руда подвергалась промывке и обогащению (удаление пустой породы), после чего поступала в плавку.
Наибольшего мастерства в горно-металлургическом промысле добились средневековые мастера Германии, Чехии, Венгрии, Австрии. Имеются даже данные о том, что в XII в. горняки Гарца применили порох для взрыва породы на горе близ г. Гослар. Саксонских рудокопов, считавшихся самыми искусными в Европе, приглашали на рудники Швеции и Англии. К XIV в. добыча в этих странах уже представляла собой специализированное, хорошо организованное товарное капиталоемкое производство, основанное на применении сложных механизмов.
На Руси в качестве сырья для выплавки железа использовалась наиболее доступная и легко поддающаяся обработке болотная или озерная железная руда. Наличие залежей руды, условий для обработки и сбыта продукции стало определять экономическое лицо целых районов. Устюжна Железнопольская, новгородские земли были основными поставщиками металлических изделий в другие районы.
Добытая железная руда проветривалась, просушивалась, а затем перерабатывалась на месте. Повсеместно основным способом получения железа оставался сыродутный процесс 1 при котором происходило прямое восстановление железа непосредственно из железной руды на древесном угле. В результате применения этого способа получалось сварочное мягкое (малоуглеродистое) железо? 2
1 Римская техника металлоплавки (в огнеупорной муфельной печи, куда воздух нагнетался рычажными складными мехами-гармоникой) сохранилась в Испании, которая в это время стала основным поставщиком стали в Европе.
2 Первые в Западной Европе разработки каменного угля (на территории Нидерландов) относятся к XII в. Но каменный уголь применялся не в металлургии, а для отопления, приготовления пищи и т. д.
В зависимости от местных условий развивались различные варианты сыродутного способа получения железа. Так, богатые железом руды острова Эльба перед загрузкой в горн подвергали восстановительному обжигу. Обожженные руды вывозили также на Корсику или в Италию и плавили там. Этот способ вошел в историю металлургии как корсиканский или «корсиканская кузница». На Пиренейском полуострове возникла «каталонская кузница». В основе этой технологии также лежала специальная предварительная обработка руд.
На ранних этапах развития металлургии было характерно восстановление железа в ямных горнах с естественным дутьем («ветряные печи») — технология, применяемая издревле. На Руси она просуществовала вплоть до VIII в. Позднее восстановление железа производилось более совершенным способом — в сыродутных горнах с искусственным дутьем.
Сыродутные печи с ручными мехами, топившиеся древесным углем, были мелкими — не выше 0,6 м, диаметром 0,35 м; нередко они устраивались в земляных ямах. Трехчасовая плавка давала тестообразный железный ком — крицу, сильно загрязненную шлаком. После многократной проковки получали металлическую чушку массой в несколько килограммов. Круглосуточная эксплуатация такой печи давала до 500 кг железа, причем около 70-75 % руды шло в отходы.
Низкая степень извлечения железа из руды и невысокая производительность горнов не удовлетворяли увеличивающегося спроса на металл. Вот почему наряду с сыродутными горнами стали применяться низкие шахтные печи конической формы — не выше 1,5 м при ширине 0,5-0,6 м, снабженные двумя мехами (в Германии, в Сааре — не позднее X в.).
Эти печи имели стены из обожженной глины на дранке, но открытые сверху. Такая печь позволяла извлекать из руды с 72 % железа металлическую массу в 15 % от всей массы руды.
К XIII столетию в Штирии появилась печь с ручными мехами, полностью окруженная кладкой. Из такой шахтной печи образовалась более высокая — до 3,5 м, с водяным дутьем, получившая название штукофен. К концу века появились доменные печи типа штукофен, но еще более высокие (с лоточным приемом) и объединенные с «дутьевым домом». На Руси им соответствовала домница. В таких печах руда тоже переделывалась на железо. Закрытая шахта печи хорошо концентрировала тепло, плавка шла равномерно, руда использовалась полнее.
В дополнение к способам, унаследованным от античности, в средиземноморские страны и на Ближний Восток проникало из Южной Азии, преимущественно из Индии и Китая, искусство выделки превосходной стали, получившей в Западной Европе название «дамасской» — по названию одного из крупнейших центров в арабском мире. Характерными признаками этой стали были переливчатый блеск, волнистый узор, возникавший в момент охлаждения металла в тигле. Персы называли ее «волнистой сталью» («пулад джаухердер»). На Руси она получила наименование «булат» и использовалась для изготовления сабель. Клинок такой сабли должен был хорошо гнуться, но не ломаться. Булатные клинки ценились очень высоко. Западноевропейские и русские мастера безуспешно пытались разгадать секреты изготовления этой стали. Лучшее булатное оружие приходилось закупать на Востоке. Русь, Персия, Аравия, Сирия и Япония закупали булатные слитки массой 600—700 г. Здесь же, на Востоке (в Индии), с VI в. берет свое начало способ химико-термической обработки металла — цементация, обеспечивающая ему поверхностную твердость.
В XII-XIII вв. русские мастера усовершенствовали способы изготовления изделий из кричного (сварочного) железа. Известны им были и сталистое железо, и различные сорта стали, которая на Руси именовалась булатом или харалугом 3. В начале XIV в. на территории нашей страны велась выплавка чугуна, о чем свидетельствуют раскопки городища Великие Болгары в Поволжье.
3 Слово «булат», вошедшее в русский язык через посредство тюркских кочевников, происходит от персидского «пулад» — сталь. Слово «харалуг» происходит от тюркского «каралук» — сталь, булат.
Обработка металлов
Металлообрабатывающие промыслы охватывали целый ряд ремесленных профессий, к которым, прежде всего, относится древняя специальность кузнецов (ковалей). Обработкой железа занимались также колоколь- ники, оружейники, бронники, замочники и т. д.
В западноевропейских, восточных и русских кузницах имелись: кузнечный горн с воздуходувными мехами, наковальня, часто с набором подкладок фигурного профиля, ассортимент молотов, молотков и молоточков с профилированными бойками, разные типы кузнечных клещей, кусачки, циркули, щипцы, зубила, шарнирные ножницы, резцы, напильники, сверла, пилы, гвоздильни, бородки, обсечки, всевозможные литейные формы (тигли, льячки, служащие для розлива металла).
Средневековые кузнецы хорошо владели сложными приемами механической и термической обработки железа. Изготовляемые ими изделия достигали очень высокого качества. Судя по источникам, кузнечное ремесло пользовалось почетом.
Важной отраслью средневекового ремесла была обработка цветных металлов. Котельники, златокузнецы, чеканщики, эмальеры и прочие мастера изготовляли различную хозяйственную утварь, предметы роскоши, всевозможные украшения. Широко использовался процесс литья по восковой модели. С начала XIII в. для создания тонких литых изделий русские мастера начали применять способ литья «навыплеск». Сущность этого способа состояла в том, что в литейную форму через верхнее отверстие наливался расплавленный металл, небольшая часть его застывала при соприкосновении со стенками формы, а остальная выплескивалась через нижнее отверстие.
Для изготовления различных украшений применяли чеканку, гравировку, позолоту, чернь, филигрань (скань), зернь. Техника филиграни (скани) предполагала напаивание на металлическую основу художественного орнамента тонкой (простой или витой) золотой или серебряной проволоки. Зернь делалась путем напаивания множества крохотных шариков, составляющих определенный узор.
В V в. в Италии и Франции появились первые колокола. В VIII-IX вв. они распространились по всей Западной Европе. Отливались они из бронзы, позднее в сплавы стали добавлять железо и даже серебро. Единоличные специалисты-литейщики были универсалами. На Руси колокола появились в X в. 4 Особенно славились колокола из брабантского (на границе Франции и Италии) г. Малин, от которого пошло русское выражение «малиновый звон». Собственное колокольное производство появилось в Киеве во второй половине XIII в.
4 На западноевропейское происхождение русских колоколов указывает их название — от нем. clocke, фр. clockes. Интересно, что по-церковнославянски колокола называли «кампан» — от итал. сатрапа.
Вопросы и задания:
1. Составьте карту рудных месторождений Европы в Средние века. Какие районы были наиболее освоены в этот период с точки зрения рудных ископаемых?
2. В тексте встречается образное выражение о труде кузнецов: «превращают кровь земли в железо». Объясните его смысл.
3. На основе текста и дополнительной литературы опишите особенности различных ювелирных техник, применявшихся в Средние века.
4. Какие инструменты и приспособления использовались кузнецами? Почему их труд весьма высоко ценился в эпоху Средневековья?
5. Почему изготовление колоколов относилось не столько к ремеслу, сколько к искусству? Правомерна ли подобная оценка?
