Металлургический эксперимент на “Кузнецкой крепости”

День металлурга — один из самых значимых праздников для многих жителей Новокузнецка.

Именно металлургии город обязан своим становлением и стремительным развитием в эпоху строящегося социализма, и именно благодаря ей ему недавно присвоено звание “Город трудовой доблести”.

Но металлургическо-кузнечная тема для коренного населения нашего региона далеко не нова. Ещё в 1622 году томские воеводы доносили русскому царю: “Около Кузнецкого острогу на Кондоме и Брасе (Мрассу) реке стоят горы каменные великие, и в тех горах собирают кузнецкие ясачные люди каменья, разбивают молотами намелко, а разбив, сеют решетом, а просеяв, сыплют понемногу в горн, и в том сливаетца железо: и в том железе делают пансыри, бехтерцы, шеломы, копья… и продают rолмацким людям на лошади, коровы, овцы, а иные дают ясак железом же…”

Сейчас трудно поверить, что предки современных шорцев в полной мере владели искусством получения железа. Мало того, выплавленное ими железо было достаточно высокого качества! Служивые казаки говорили, что шорское “железо доброе, лучше свейского (шведского)”. Именно за умение плавить металл и ковать оружие шорцев стали называть “кузнецкими людьми”, а край — Кузнецким.

Разрозненные шорские племена нашего края до прихода русских находились в жёсткой зависимости от джунгарских кочевников, которым вынуждены были платить ясак железными изделиями в виде различных предметов вооружения. С разгромом Джунгарии в середине века спрос на военное снаряжение, а соответственно и на железо резко упал. У русских, взявших под “руку царя” обширные территории, потребности в местном железе не было. Поэтому ясак они стали брать пушниной, доход в казну от которой составлял порядка 20 процентов. Так начался упадок этого древнего ремесла. Однако еще вплоть до конца XVIII века шорские металлурги и кузнецы обеспечивали всеми необходимыми железными изделиями свои хозяйства.

Но как могли шорцы в небольших примитивных “домнах” получать столь качественный металл? Проверить это экспериментальным путём, а если точнее, то реконструировать процесс получения железа, взялся старший научный сотрудник музея-заповедника “Кузнецкая крепость”, кандидат исторических наук, археолог Юрий Викторович Ширин. В ходе археологических раскопок ему не раз приходилось сталкиваться со следами древнего металлургического производства. За основу эксперимента было взято описание данного процесса, сделанное Иоганном Гмелиным, участником Сибирской академической экспедиции под руководством академика Генриха Миллера в 1734 году.

Находясь в Кузнецке в сентябре 1734 года, Гмелин достаточно подробно записывал свои наблюдения. И вот как в его описании выглядит процесс выплавки железа: “Наконец, нас пригласили в одну юрту, у входа в которую мы увидели плавильную печь. Ясно, что для плавильной печи не требовалось специальной юрты, и что для этой цели оказалась пригодной любая юрта. Печь стоит на том месте, где обычно находится очаг для варки пищи. Яма, которая имеется во всех татарских юртах на месте очага, составляет часть плавильной печи. Глиняное сооружение, дно которого имеет одинаковый поперечник с выкопанной в земле ямой, около полуфута, кверху сужается, и верхний поперечник на расстоянии фута от пола не превышает полутора дюймов; все это составляет, вместе с ямой, плавильную печь. Впереди имеется отверстие, которое замуровывается во время плавки, а сбоку есть другое, в которое вставляется два меха. Вся работа производится двумя татарами; один подносит попеременно уголь и руду, причем руды он брал на закладку не более того количества, которое умещается на кончике ножа, руда употреблялась в мелко измельченном виде. Таким образом он заполнял печь, а другой парень в это время дул двумя мехами. Как только уголь садится, приносится новая порция руды и угля, и вся эта процедура повторяется до тех пор, пока не будет высыпано в печь около трех фунтов (1 фунт — 0,45 кг) руды — количество, какое печь может вместить за раз. После того как высыпана последняя руда, плавильщик, подув немного мехами, вынимает внизу с помощью щипцов замурованный там камень. Плавка лежит в яме; ее извлекают из-под углей и очищают от налипших углей, ударяя о нее чурбаком. Из трех фунтов руды получают около двух фунтов железа, которое хотя и выглядит довольно нечистым, однако на деле оно хорошее. Все это мы наблюдали в течение полутора часов”.

Вот такой нехитрый процесс. Если учесть размеры печи, количество руды и время самого процесса, то вполне можно говорить о весьма высокой производительности этих печей. А плавили шорцы много. Есть подтверждение того, что за год они могли получить до полутора тонн железа, для тех условий очень даже не плохо.

Этот интереснейший научный эксперимент было решено проводить в максимальном соответствии с трёхсотлетней “гмелинской инструкцией”. По описаниям, собственноручно, Юрий Викторович изготовил глиняную печь и воздуходувные двухкамерные меха из телячьей кожи. Для топки использовался древесный, сосновый уголь, который, в отличие от берёзового, не спекается и более полно выгорает, что для чистоты эксперимента очень важно. Сырьё — болотная руда (лимонит) — собиралось из под дёрна с ранее заболоченных мест. Содержание окиси железа в такой руде составляет от 20 до 60 процентов. Перед загрузкой в домницу руда обжигалась, затем толклась и просеивалась.

Итак, после всех приготовлений доменная печь XVIII века была задута. В связи с отсутствием опыта, в отличие от шорцев, в эксперименте участвовало не два, а три человека: один стоял на мехах, второй каждые 30 — 40 секунд загружал руду, третий (Юрий Викторович) закладывал топливо и руководил процессом. Спустя три часа наступил момент истины! Из раскалённого горна извлекается крица — смесь железа и шлака. Здесь важно не упустить момент: пока крица раскалена, необходимо деревянным молотом “выжать” из неё шлак. “Отжатая” и остывшая крица пробуется на магнит. Липнет — не оторвёшь!

Эксперимент практически завершён. Металл получен, трудозатраты определены. Однако остался ещё один важный момент — геохимический анализ. Данный анализ нужен для того, чтобы сравнить химический состав “свежего” железа с железом, полученным шорцами сотни лет назад. Он поможет не только определить, какую руду использовали металлурги прошлого, но и, возможно, откроет какие-то технологические секреты. По словам Юрия Викторовича, это только начало, и исследования в данном направлении будут продолжены.

Ну, а всех любопытных приглашаем в музей “Кузнецкая крепость”, где можно будет получить ответы на самые разнообразные вопросы, связанные с историей нашего региона. Кстати, печь, в которой производилась плавка и которая полностью идентична древнешорской печи, теперь установлена в экспозиции музея, в зале археологии. Приходите, это интересно.