Книга: Давно ли люди гибнут за металл и как именно закалялась сталь

А ведущие специалисты, в области металловедения прямо говорят о том, что пока точно никому неизвестно, когда и где возникла металлургия железа. Да и только ли железа?

Принято считать, что сначала, почему-то, люди научились выплавлять чистую медь (!), а уж только потом додумались, что это - не вполне функционально и экономично и "изобрели" бронзу, что, по мнению историков, напрямую свидетельствует о поступательном пути прогресса человечества.

Но давайте зададимся простым вопросом: что легче получить - чистый металл или металл, загрязненный различными примесями? Если мы берем, к примеру, металлический лом, который уже состоит из остатков неких изделий, металл которых изначально не содержал в себе никаких примесей, то наша задача, по сути, сводится лишь к тому, чтобы постараться произвести переплавку его таким образом, чтобы особо не ухудшить качество металла.

Но! Когда мы говорим о древней металлургии, мы, прежде всего, имеем в виду получение металлов из руды, то есть - из породы, а, как известно, в породах, как раз, металл практически никогда не встречается в чистом виде! Исключения, конечно же, есть, но они весьма специфичны и реки, да и поговорим мы о них чуть позже.

И проблема тут не только в том, что в месторождениях металлы содержатся, преимущественно, в виде окислов, с большим содержанием примесей других соединений, но и так же и в том, что большая часть месторождений металлов являются полиметаллическими, что означает присутствие в руде сразу нескольких видов металлов.

У нас на Урале, к примеру, много самых различных руд, в том числе и полиметаллических, и совершенно не удивительно, что там, вначале, научились выплавлять то, что проще получить - мышьяковую бронзу. И только потом и значительно позже, научились разделять бронзу на медь и другие легирующие металлы.

Если инки располагали крупнейшими медными месторождениями, то они, естественно, сразу начали выплавлять медь, качество которой, то есть - состав самих сплавов в различных медных изделиях инкской культуры, так же резко отличается, в зависимости от того, какое именно сырье использовал в своей работе древний мастер. То же самое можно сказать и о металлургии золота, серебра, свинца, олова и других металлов древности.

Б.А. Шевченко, в своей книге "Как возникла металлургия железа" подробно рассматривает этот вопрос:

"Примерно 40-33 тысяч лет назад древние мастера в районе Курской магнитной аномалии (КМА) открыли способ получения корольков (5-10 грамм) чистого железа. Это была, даже по сегодняшним меркам, передовая технология прямого восстановления железа.

На территории КМА наши предки в 8-3 тысячелетии до н.э. изобрели и использовали домницу (или сыродутный горн ютановского типа), позволяющую получать железо из руды в почти "промышленных" масштабах - до 10-15 кг за одну плавку…

... необходимо учесть две аксиомы археологов, с которыми практически никто из них не спорит:

1. Новые технологии появляются там, где много необходимого для этих технологий сырья.

2. Новые технологии являются "побочным продуктом" более древних технологий.

…Основные залежи железа КМА находятся на глубине 60 метров и более, но было известно несколько выходов сильно окисленной руды на поверхность. Кроме того, на склонах оврагов, а в некоторых местах и на поверхности почвы довольно часто встречаются железосодержащие минералы, в частности конкреции лимонита, марказита и, значительно реже, конкреции пирита. То есть железосодержащего сырья у наших предков было более чем достаточно.

…Более древняя технология - это получение минеральной краски - гематит (охра, кровавик) - в Костенках она в большом количестве применялась в ритуале захоронения некоторых (?) соплеменников. Археологами раскопаны богатые могилы, дно которых и кости скелета были обильно посыпаны охрой. Чем выделялись эти люди от остальных соплеменников? Возможно, это были вожди племени или шаманы, или …?

Вопрос - новая гипотеза (рожденная при подготовке этого варианта статьи) - не от нас ли пришел метод изготовления мумий из тел фараонов в Древнем Египте (4-3 тысячелетие до н. э), когда труп фараона обертывался кусками материала, обильно пропитанного охрой, а между слоями материала укладывались в строго определенном порядке пластинки гематита?

Заметим, что в небольших количествах эта минеральная краска также использовалась гончарами для росписи сосудов перед обжигом, а также древними художниками для росписи стен пещер.

Краску получали путем прокаливания в кострах железосодержащих конкреций, на что указывают находки археологами в остатках древних кострищ обожженных конкреций лимонита, причем, внутри двух из них археологи обнаружили небольшие корольки чистого железа. Заметим, что марказит и пирит при длительном нагреве становятся лимонитом и далее - охрой.

Корольки железа в обожженных конкрециях появлялись не всегда, а только в некоторых случаях. Для древних ремесленников это было великое чудо, которое скорее подтверждало святость или величие того человека, которого необходимо было захоронить. Они, пожалуй, в те далекие времена и не догадывались, что создают новую технологию - металлургию железа и закладывают основы того самого "железного века", который появится через много тысяч лет и в котором живем и мы, их далекие потомки - люди начала XXI века.

На территории КМА нет месторождений меди и других цветных металлов. Находки меди и бронзы единичны и найденные изделия и слитки изготовлены только из привозного металла (Урал, Кавказ, Карпаты). Создается впечатление, что древние жители этого региона из каменного века шагнули сразу же в железный век. Вернее железный век у них начался еще тогда, когда повсеместно царствовал век камня.

Уточним, что минеральные красная и коричневая краски, полученные из руд железа, использовались людьми для художественных нужд еще 15-20 тысяч лет назад. В это время были написаны все известные фрески каменного века: бизоны Альтамирской пещеры (Испания), олени пещеры Фон-де-Гом (Франция), мамонты Капской пещеры (Россия, Сибирь), антилопы, быки и охотники пещеры Тассили (Алжир).

Теперь - второе утверждение. В окрестностях села Ютановка историком А.Г. Николаенко найдено более 30 домниц, предположительно конца каменного - начала бронзового века. Даже при однократном использовании этих домниц, можно было получить около 400 кг железа. Оценки историка показывают, что, с учетом числа домниц, площадок для дробления железной руды и складских помещений, этот "металлургический комбинат" конца каменного века ежегодно мог производить более 430 тонн железа.

По данным 35-летних исследований группы краеведов "Алан" (А.Г. Николаенко) в IV-X веках нашей эры основным занятием жителей оскольской долины была черная металлургия. Причем древние металлурги использовали передовую технологию прямого восстановления железа. В окрестностях нынешнего Старого Оскола найдено более двух десятков мест, где осуществлялось древнее металлургическое производство. Интересно, что одно из таких мест было обнаружено и на территории нынешнего Оскольского электрометаллургического комбината при его строительстве.

Кроме того, учтем, что археологи, при раскопках Чатал-Хююке в Малой Азии, нашли несколько небольших криц железа, которые отнесли к 6 тысячелетию до н.э.

…В окрестностях Старого Оскола в могильниках бронзового века (3-2 тыс. лет до н. э) археологи нашли первые изделия из железа, так называемые "прошивки" - примитивные швейные иглы. А из королька железа массой несколько грамм, пожалуй, только иглу и можно было выковать.

Гончары Старого Оскола в древности также расписывали глиняную посуду минеральной краской, которую получали путём обжига конкреций лимонита. При нашей разборке остатков древнего гончарного горна (XVII - XVIII века) на Казацкой слободе Старого Оскола была найдена в его топке обожжённая конкреция лимонита. Технология получения минеральной краски для раскраски гончарных изделий путем обжига железосодержащих конкреций существовала в нашей местности вплоть до конца ХVIII века.

Планировали заняться "практической археологией", то есть воспроизвести в современных условиях древнюю технологию получения минеральной краски. Думали собрать 10-15 кг различных железосодержащих конкреций, загрузить их в топку, напоминающую гончарный горн, долго (4-6 часов) прокаливать их на небольшом огне, а затем попытаться за счет концентрации естественного дутья ветра максимально поднять температуру в топке. До загрузки и после остывания все конкреции проверить металлодетектором на наличие чистого железа. Основная цель таких экспериментов - попытаться получить хотя бы несколько корольков чистого восстановленного железа. Окрестности Старого Оскола находятся на водоразделе Днепра и Дона (260-280 м выше уровня моря). Здесь часто дуют сильные ветры постоянного направления, и этим можно будет воспользоваться при проведении эксперимента.

Рассказал об этой идее доценту МИСиС Малышевой Т.Я., а она говорит, что не стоит делать того, что уже давно сделано. Открывает учебник по металлургии железа на странице с диаграммой "железо-кислород" и говорит, что в предельно упрощенном виде лимонит (Fe2O3 * n H2O, он же гетит, гидрогетит, бурый железняк) при длительном прокаливании при температуре до +2000˚C теряет кристаллическую воду и превращается в гематит (Fe2O3), который и является минеральной краской. При дальнейшем прокаливании гематит превращается в магнетит (Fe3O4), который в свою очередь, может либо сразу восстановиться до чистого железа, либо, пройдя через стадию (FeO). Для восстановления железа температуры восстановительного пламени простого костра (600-700˚С) будет недостаточно, в гончарном горне (800-1000˚С) есть небольшая вероятность получения чистого железа, но если процесс будет идти в топке с дутьем, то можно обеспечить температуру до 1100˚-1300˚С, необходимую для восстановления железа.

В местной газете нашел ряд интересных фактов. Средневековое арабское историко-географическое описание "Худуд-ал-Алем" свидетельствует, что в долине реки Рось (древнее название р. Оскол) находился город Арта (Арт), где "убивают всех иностранцев, когда они попадают туда. Там производятся клинки для мечей и мечи, которые можно перегнуть надвое, но если отпустить, то они возвращаются в прежнее состояние". Местонахождение этого города археологами до сих пор точно не установлено, но с военной точки зрения, как мне кажется, более удобного места, чем место расположения нынешнего города Старого Оскола найти трудно.