Производство железа в поселениях Средней Шексны - Реферат


 

«Железный век» - так можно охарактеризовать ХХI век, как в России, так и во всём мире, поэтому тема металлургии очень актуальна в настоящее время.

Эта тема очень близка и мне лично по многим причинам.

Во-первых, я живу и учусь в знаменитом на всю Россию городе Череповце, где расположен металлургический гигант – ОАО «Северсталь». Череповецкий металлургический комбинат - это предприятие полного цикла, включающее коксохимическое, агломерационное, доменное, сталеплавильное и прокатное производства. Продукция этого завода занимает одну третью часть рынка чёрных металлов России. Череповец фактически является моногородом, бюджет которого, а, соответственно и благосостояние его граждан, напрямую зависит от работы данного предприятия.

Во-вторых, мои родители являются инженерами-металлургами, поэтому с детских лет меня привлекает профессия металлурга.
В-третьих, дальнейшую свою жизнь я решил связать с металлургией и сейчас учусь на 2 курсе Череповецкого металлургического колледжа по специальности «Металлургия чёрных металлов». Особенно мне интересны спецдисциплины, связанные с технологией производства стали.

Город Череповец ведёт свою историю с конца ХVIII века, а поселения древних племён (сначала финно-угорских, а затем и славянских) датируются Х веком. Большую помощь в изучении истории металлургии мне оказал директор Череповецкого археологического музея – Кудряшов А.В., автор публикаций по данной теме [3,4,5,7]. В экспозиции музея представлены интересные экспонаты с раскопок местных поселений. При посещении музея, я узнал, что местная металлургия берёт своё начало не с середины ХХ века (возникновение Череповецкого металлургического завода), а намного раньше – в эпоху средневековья. Меня очень заинтересовал такой «сплав» наук, как: история, краеведение, археология и металлургия.

Характеристика района Средней Шексны

Средняя Шексна – это название всего ныне Череповецкого района, в период Х –ХI вв. Череповец и его ближайшая округа территориально относились к древнему району Белозерья, где в конце I — начале II тысячелетия обитали финно-угорские племена. До прихода на территорию края древнерусских переселенцев местное население занималось выплавкой металла и его обработкой на протяжении столетий. Истоки железоделательного и кузнечного ремесла уходят в эпоху раннего железного века.

Следы существования местной металлургии имеются на ранних селищах, датируемых Х -первой половиной ХI вв. Железоделательными центрами на Средней Шексне были поселения Кривец, Минино, Октябрьский мост, Луковец. Это подтверждают обнаруженные здесь следы производства железа: обломки глиняных воздуходувных трубок, многочисленные скопления шлаков, в том числе лепешкообразной формы, которые образуются при кустарном доменном производстве. На поселении Кривец обнаружена углубленная в землю постройка, в ней происходили производство и кузнечная обработка железа.
Кузнечная обработка железа производилась почти на всех исследованных поселениях Средней Шексны. Здесь обнаружены кузнечные инструменты – молоты, клещи, зубила, заготовки ножей и стрел, а также полуфабрикаты – заготовки железа, его обрубки. Производство железа и его обработка были, вероятно, специализацией жителей ремесленного поселка Кривец на нижней Суде.

Железные помыслы в Череповецком крае (X - XVI вв.)

Черная металлургия и металлообработка были теми важнейшими отраслями хозяйственной деятельности человека, которые оказывали определяющее влияние на экономическое развитие общества. От объема производства металла и технологического уровня кузнечной обработки изделий зависело развитие ремесла и земледелия в государстве в целом и в отдельных его регионах. Вопросы, связанные с железными промыслами Древней Руси, неоднократно освещались в научной литературе. Однако особенности развития металлургического и металлообрабатывающего производства на окраинах Руси остаются недостаточно изученными до настоящего времени.

Череповец и его ближайшая округа территориально относились к древнему району Белозерья, где в конце I — начале II тысячелетия обитали финно-угорские племена. До прихода на территорию края древнерусских переселенцев местное население занималось выплавкой металла и его обработкой на протяжении столетий. Истоки железоделательного и кузнечного ремесла уходят в эпоху раннего железного века. За последние годы экспедиция музея археологии Череповецкого музейного объединения под руководством А. В. Кудряшова исследовала более 20 средневековых поселений X—XVI веков, на которых обнаружила свидетельства существования железных промыслов — остатки производственных конструкций, криц, многочисленных изделий кузнечного ремесла, шлаки. Итоги исследований позволяют дополнить известный ранее материал о технологии варки металла и его обработки на поселениях края в эпоху средневековья.

Источники сырья для получения железа

Древняя металлургия развивалась там, где имелось сырье — железная руда и топливо. В качестве топлива средневековые мастера Белозерья использовали древесный уголь. Для его получения углежог выкапывал яму, помещал туда дрова, в основном хвойных пород, затем сверху покрывал их дерном, оставляя несколько отверстий для доступа воздуха. Через одно из них дрова поджигали. Когда температура в яме поднималась, отверстия закрывали. Под воздействием высокой температуры дрова обугливались, при этом значительно сокращался их объем и вес, но энергетическая ценность сохранялась. Полученный таким образом древесный уголь использовался в сыродутных печах. В древности Череповецкий край изобиловал хвойными лесами - основным источником топлива для доменных печей. До сих пор в череповецких лесах можно встретить заброшенные угольные ямы.

В X—XVI веках территория среднего течения реки Шексны была известна богатыми залежами болотной руды с невысоким содержанием железа, значительные выходы которой до сих пор встречаются в верховьях реки Андоги, в нижнем течении реки Суды, на реках Ворон, Петух. В огромных количествах сырье добывалось и перерабатывалось в районе современного села Улома. О технике добычи болотной руды на территории края дают представление этнографические материалы академика В. М. Севергина за 1803 год: «Железные руды находятся в уездах... Череповецком и Кирилловском. Руда сия есть железная земля красноватого цвета, промышленники познают оную по ржавой воде, выступающей на поверхность болот. Тамошние жители судят о доброте руды по роду деревьев, на оной растущих, под березняком и осинником почитают лучшею... Руда лежит под черноземом на аршин глубиною, промышленники копают ямки и узнают доброту руды по цвету и тяжести, а найдя таковую, снимают верхний слой, затем вырывают железную землю, складывают на сухие места кучами и оставляют месяца на два проветривать и просыхать». Наличие удобных водных путей - рек Шексны, Кондаши, Большого Юга и других - способствовало доставке сырья к производственным центрам. Значительная часть руды в Белозерье перерабатывалась в сельских железоплавильных центрах.

Технология получения железа

Выплавка металла проводилась в сыродутных печах овальной или цилиндрической формы. При подаче воздуха в такую печь использовали обычный сырой воздух, отсюда и происходит термин "сыродутная печь" (с XV зека их называют "домницами"). При археологических раскопках исследователи находят печи в разрушенном состоянии. Остатки сыродутных печей на поселениях встречаются редко, так как их обычно размещали вблизи мест добычи и обработки руды. При неполной археологической сохранности домницы восстановить ее внешний облик, технологический процесс получения металла можно только по этнографическим наблюдениям XVIII - XIX веков.

Древнерусские печи были двух типов: наземные сооружения, то есть такие, которые стояли на уровне земли, и ямочного типа. На основании археологических материалов типичная наземная древнерусская сыродутная печь вырисовывается в следующем виде. Она представляла собой сооружение высотой 0,8 - 1,2 м. Внутренний диаметр составлял 0,6 - 0,8 м, толщина стенок - 0,12 - 0,2 м.
Сыродутная печь ставилась на основание из булыжных камней, стенки возводились каменные или сбивались из глины на деревянном каркасе. Объем печи колебался от 0,3 до 0,45 куб. м. Печь была стационарным сооружением и служила долго. Для увеличения срока службы печи иногда ее помещали в каркас, который заполняли песком и глиной.

Вначале ремесленник протапливал печь дровами, затем через верхнюю часть - колошник - загружал доверху древесным углем. Через отверстие в нижней части печи мастер поджигал уголь, туда же он вставлял воздуходувную трубку (сопло), длиной 0,4 - 0,6 м. Затем отверстие закладывали камнями и замазывали глиной. Далее ремесленник соединял сопло с мехами. На этом подготовительный этап заканчивался и начинался процесс дутья. Во время плавки мастер неоднократно добавлял в печь уголь и руду. Когда угля оставалось около половины печи, через отверстие под соплом выпускали шлак, затем продолжали дутье. Восстановленное железо капельками спускалось на дно печи в специальное углубление, там оно сваривалось, образуя крицу. Вес крицы колебался от нескольких сот граммов до 6 - 8 кг. Процесс выплавки металла продолжался около 3 часов. Около печи располагался огромный валун, служивший наковальней. На нем крицу "обжимали" - обколачивали молотком, уплотняя и освобождая ее от шлаков. Современные исследования показали, что качество металла было высоким.

Изделия из железа и стали изготавливались в специально оборудованных помещениях - кузницах. Центральное место в кузнице занимал кузнечный горн - печь для разогрева металла. Чтобы получить нужную температуру, мастер использовал меха для подачи воздуха в горн. Рядом с горном располагался инструментарий кузнеца: наковальня, различного веса молотки, зубила, клещи. Размеры наковальни обычно не превышали 18 х12 см, но для изготовления мечей, серпов, кос использовались длинные наковальни. При температуре выше 900° железо становилось мягким, и под ударами молотков металл приобретал форму изделия.

Археологический анализ находок

При археологических раскопках исследователи находят наземные печи в разрушенном состоянии. При такой сохранности восстановить их внешний облик можно только по описаниям XVIII— XIX веков. В наиболее распространенном варианте домница представляла собой сооружение высотой 0,8 - 1,2 метра с внутренним диаметром 0,6 - 0,8 метра. Сыродутная печь ставилась на основание из булыжных камней, стенки возводились из камней или сбивались из глины на деревянном каркасе. Аналогичные печи изучены археологами в древнем Белозерье и на поселении IX—X веков Крутик. На правом берегу реки Шексны, примерно в 20 километрах от Череповца, до образования Рыбинского водохранилища находилось старинное село Кондаша. В настоящее время поселение размыто водами водохранилища. Отмель на месте некогда существовавшего села завалена шлаками, обломками криц, кузнечным инструментарием, железными поделками. По обнаруженному материалу — фрагментам глиняной посуды с волнистым орнаментом — можно предположить, что поселение Кондаша существовало длительное время, начиная с XIII века. На отмели были обнаружены фундаменты четырех домниц. Они представляли собой развалы камней овальной формы размером 1,7x1,2 метра. К сожалению, наземный вид этих сооружений реконструировать невозможно, но данный факт свидетельствует о наличии железоплавильного производства в доменных печах наземного типа в Череповецком крае и в эпоху позднего средневековья.

В конце 1980-х - 1990-х годах на поселениях Череповецкого района Октябрьский мост (г. Череповец, р. Шексна, X-XIV вв.), Кривец (р. Суда, X-XII вв.), Минино-5 (р. Большой Юг, X-XII вв.) экспедицией Череповецкого музейного объединения были проведены раскопки и изучены остатки производственных сооружений, функциональное назначение которых связано с выплавкой металла. Одна из таких построек исследовалась в 1993 году в районе поселка Кривец, расположенного в нижнем течении реки Суды. Полуземлянка находилась на северной окраине поселения, в некотором удалении от жилых домов, рядом с ручьем. В мастерской обнаружено большое количество фрагментов прокаленной глины, шлаков правильной лепешкообразной формы и обломков воздуходувных трубок. Роль горна выполняла яма глубиной до 1,2 метра, размером 1,3x1,5 метра, с очажными камнями на дне. К горну примыкала подгорновая яма сегментовидной формы. В конструкцию постройки входили также два углубления до 0,3 метра, содержавшие в своем заполнении угли и лепешкообразные шлаки. Рядом с горном лежали большие плоские камни, служившие наковальней. На таких валунах ремесленник обжимал крицу молотком, уплотняя и освобождая ее от шлаков. Подобные камни с выбоинами на вершинах обнаружены также на поселении Крутик и в древнем Белоозере. Яма-горн применялась и для приготовления пищи. В ней найдены кости животных и древнерусская керамика. По материалам, обнаруженным в полуземлянке, ее можно датировать XII веком. К сожалению, мастерская была исследована раскопками частично, поэтому дать полную техническую характеристику конструкции ямы-горна и способа выплавки металла в ней не представляется возможным. Конструкция ямы-горна существенно отличается от наземных сооружений - домниц, но технология получения металла в различных типах железоплавильных печей была одинаковой. В 1991 году в северной части поселения Минино-5, рядом с ручьем, была исследована постройка, в которой ремесленник занимался выплавкой металла. Мастерская была размером 4,9x3 метра и представляла собой темное пятно культурного слоя с россыпью очажных камней. В нем найдены обломки криц и воздуходувных трубок. Концентрация отходов доменного производства была сосредоточена в северо-¬восточном углу помещения около ямы овальной формы, заполненной черным углистым слоем с колотыми камнями и лепешкообразными шлаками. С восточной стороны от жилищного пятна располагались две небольшие ямы, в заполнении которых также были найдены шлаки и колотые камни. В целом можно выде¬лить некоторые общие черты в производственных конструкциях поселений Кривец и Минино-5.

Жители поселения Октябрьский мост также занимались варкой металла. В одной постройке была обнаружена очажная яма размером 4x1,2 метра, которая использовалась для производственных целей. Функциональное назначение мастерской было многопрофильным. Во время археологических раскопок в ней были найдены обломки шлаков и криц, а также литейная форма и бронзовая заготовка. По всей видимости, ремесленник занимался выплавкой цветного и черного металла. Специальных технических приспособлений для варки металла в помещении обнаружено не было. Вероятно, для производственных целей он использовал домашний очаг. То, что постройка использовалась как жилое помещение, подтверждают находки костей животных, керамики, одностороннего прямоугольного гребня, бусины-лимонки и других предметов. По вещевому инвентарю землянку можно датировать X-XI веками. Отходы производства в виде лепешкообразных шлаков, криц, обломков воздуходувных трубок подтверждают существование доменного производства и на других поселениях Череповецкой округи: Минино-2, 4 (XI-XIV вв.), Соборная горка (X—XIV вв.), Любец (XIV-XVI вв.), Гавино (XIII-XVI вв.), Степаново (X-XVI вв.), Аннино (XIV-XVI вв.). На шести археологических памятниках было найдено более 50 шлаков правильной лепешкообразной формы диаметром 7-12 сантиметров. Вес 60 процентов шлаков составляет от 0,3 до 0,6 килограмма, индивидуальная масса других шлаков не превышает 1,3 килограмма. По всей видимости, средневековые ремесленники Череповецкой округи применяли малые производственные объемы при выплавке металла. Изготовлением железа в качестве подсобного промысла занимались крестьяне, но производство стали требовало усилий профессиональных мастеров. Изделия, выкованные из различных сортов металла, были обнаружены на поселениях Октябрьский мост, Луковец (р. Шексна, X-XII вв.), Кривец и других. Местные мастера умели получать из железа высококачественные сорта стали, используя для этого глиняные сосуды. В 1990 году на поселении Минино-2 были найдены фрагменты горшка с прикипевшими частицами черного металла.

Горн окончательно стал составной частью деревенской кузницы, превратившейся в обычную ремонтную мастерскую. По материалам XVIII-XIX веков, крестьяне деревень Череповецкой округи плавили металл с октября по март, во время, свободное от полевых работ. Вероятно, и в более ранние этапы истории сельские жители производили основное количество железа.

Металлографический анализ находок

К XIII веку древнерусские кузнецы умели изготавливать около 160 видов изделий. Они выковывали сельскохозяйственные орудия труда - серпы, лемеха; оружие - мечи, топоры, наконечники стрел и копий; бытовые предметы - ножи, гвозди, пилы, ножницы, кресала для высекания огня и многое другое. Для получения изделий кузнецы использовали различные технологии. Исследовать структуру металла помогает металлографический анализ изделий. Благодаря ему можно определить качество металла, его химический состав, технологию изготовления предметов.

В лаборатории естественнонаучных методов Института археологии Российской академии наук был проведен металлографический анализ железных изделий, найденных при раскопках шести памятников X-XIV веков работниками музея археологии города Череповца. Наиболее интересные коллекции получены с поселений Октябрьский мост, Минино-5, Кривец. Результаты металлографического анализа показали, что
большая часть изделий выполнена в сложных технологиях с использованием различных сварных схем, основанных на сочетании железа и стали. Сварные технологии кузнецы применяли при изготовлении ножей в схеме трехслойного пакета. В качестве боковых полос использовалось железо, а центральную полосу - прочную сталь - мастера выводили на рабочую часть изделия. Такие ножи не стачивались и служили их владельцам очень долго. Наряду с трехслойными ножами выявлены два пятислойных, происходящих с поселения Октябрьский мост.

Изготовление ножей в технике трех- пятислойных схем было доступно не каждому кузнецу и свидетельствует о высочайшем уровне мастерства. Недостаток стали кузнецы восполняли за счет использования различных сварных технологий. Мастер изготавливал предмет из железа, а в его рабочую часть вваривал сталь. Сварные схемы представлены торцевой, косой, V-образной наварками. При помощи сварных схем изготавливались косы, серпы, наконечники стрел, топоры. В простых технологиях выковывались шилья, светцы, кресала, некоторые наконечники стрел. По мнению исследователей, часть высококачественных изделий X-XII веков, найденных на территории края, является привозной из ведущих производственных центров Скандинавии и Северо-запада Руси.

Металлографически исследованная коллекция из Минино-5 представлена 16 экземплярами, включающими такие категории, как ножи, косы, наконечники стрел. Наиболее многочисленной и интересной с технологической точки зрения категорией являются ножи (10 экз.) Из них шесть целых экземпляров, четыре в обломках. Некоторые ножи выполнены в технологии так называемого трехслойного пакета, т.е. из трех полос металла: в центре с выходом на режущую часть помещена сталь, по бокам от нее железные полосы, причем использовалось железо особого качества – твердое, высокофосфористое. В коллекции из Минино-5 выявлены три ножа, выполненные в трехслойной технологии. Технологически они могут быть сопоставлены с «классическими» экземплярами: центральная полоса из качественной стали, боковые полосы –их фосфористого железа (микротвердость феррита 236-274 кг/мм2). Но судя по целым экземплярам, трехполосовая схема выявляется как на клинке, так и на черенке. Это позволяет полагать, что при изготовлении этих ножей использовался трехполосовой полуфабрикат.

В технологии варки стальной лезы в железную основу отковано два ножа. В одном случае использовалось фосфористое железо повышенной твердости (микротвердость феррита 181 кг/мм2). Технология вварки близка трехслойной технологии, отличаясь лишь тем, что в случае вварки центральная стальная полоса не доходит до спинки.

Четыре экземпляра изготовлены в простых технологиях: целиком из сырцовой стали или из железа повышенной твердости. В технологии наварки стального лезвия на железную основу выполнен только один нож. Из других категорий кузнечного инвентаря, подвергнутых металлографическому анализу, в технологии вварки стальной полосы в железную основу откована коса.

С использованием простейших кузнечных приемов из разных сортов железа и сырцовой стали откованы наконечники стрел.

Один предмет клинообразной формы (по-видимому, клин от топора) длиной 5 см оказался необычным с точки зрения структуры: она содержит участки феррита, перлита, сорбита, цементита и даже ледебурита (структура чугуна). Такая структура могла образоваться случайно, по всей видимости, при нахождении предмета долгое время в контакте с углеродосодержащими материалами.

Заключение

В данной реферативной работе была представлена краткая характеристика древних железных промыслов на территории моего города. Я узнал, по какой технологии производили железо в эпоху средневековья на Русском Севере. Удивление вызвал тот факт, что буквально в паре сотен метров от металлургического колледжа находится древнее поселение Октябрьский Мост, где работали древние металлурги и кузнецы.

Тема древней металлургии весьма обширна. Чем больше «погружаешься» в нее, тем больше возникает вопросов. Интересно было бы провести сравнительный анализ образцов древних металлических изделий и современной стали. Лабораторное оборудование металлургического колледжа для металлографического и спектрального анализа дает возможность провести такого рода исследования. На следующий год я планирую представить свою исследовательскую работу в рамках проведения конференции, посвященной истории металлургии.

  • Антипин М.Ю.
  • Мальцева О.В

«Железный век» - так можно охарактеризовать ХХI век, как в России, так и во всём мире, поэтому тема металлургии очень актуальна в настоящее время. Средняя Шексна – это название всего ныне Череповецкого района, в период Х –ХI вв. Череповец и его ближайшая округа территориально относились к древнему району Белозерья, где в конце I — начале II тысячелетия обитали финно-угорские племена. До прихода на территорию края древнерусских переселенцев местное население занималось выплавкой металла и его обработкой на протяжении столетий. Истоки железоделательного и кузнечного ремесла уходят в эпоху раннего железного века.

  • железный век;
  • история металлургии;
  • Средняя Шексна;
  • получения железа;
  • археологические находки.
  1. Еремеев С. Т. Железные промыслы в Череповецком крае (Х – ХVI вв.) / Череповец: Краеведческий альманах. Вып. 3. – Вологда: Легия, 2002. – 320 с.
  2. Голубева Л. А., Кочкуркина С. И. Белозерская весь (по материалам поселения Крутик ). – Петрозаводстк, 1991. – 198 с.
  3. Кудряшов А. В. Поселение и могильник Кривец на Нижней Суде / Древности Русского Севера. – Вып. 1. – Вологда, 1996. – 266 с.
  4. Кудряшов А. В. Средневековая история Череповецкой округи по археологическим данным / Череповец: Краеведческий альманах. Вып. 2. – Вологда: Легия, 1999. – 536 с.
  5. Кудряшов. В.А., Розанова Л.С.,
  6. Терехова Н.Н. Технологические традиции в кузнечном ремесле населения средней Шексны / Российская археология, 2003, №4, с. 93-101.
  7. Терехова Н. Н., Розанова Л. С., Завьялов В. И., Толмачева М. М. Очерки по истории древней железообработки в Восточной Европе. – М.: Металлургия, 1997. – 320 с.
  8. Череповесь: от эры динозавров до средневековья: книга для чтения / Кудряшов А. В., Косорукова Н. В., Яшина О. В. и др. – Череповец: Порт-Апрель, 2005. – 148 с.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

Оставь комментарий