ГОРНОЕ ДЕЛО, МЕТАЛЛУРГИЯ И МЕТАЛЛООБРАБОТКА
Техника горного дела
Как добыча, так и обработка металлов проходит через все Средневековье. Но развитие горного дела и металлургии до XV в. шло чрезвычайно медленными темпами и собственно достигло широких масштабов лишь к последнему периоду. Главным стимулом к оживлению в деле добычи руды, особенно железной, было введение огнестрельного оружия (середина XIV в.), стремление изготовлять огромные пушки и бомбарды, железные ядра, усилить, насколько возможно, оборонительный доспех, который в XV в., вопреки трудности отражать пулю, продолжал служить и совершенствоваться. Общим же стимулом добычи горных бо-•Йтств был расцвет городов, уже богатых и самостоятельных в XIII в., но особенно развивших торговлю и ремесленную деятельность в XIV—XV вв. Наибольшее экономическое значение имели следующие города: ряд крупных южнонемецких центров— торговых посредников между Италией и Германией (Аугсбург,, Нюрнберг и др.); города Ганзейского союза,1 тянувшего к северным морям (Гамбург, Любек, Бремен, Кельн, Брюгге и др.); средиземноморские республики, сильные торговлей с Востоком (Венеция, Генуя); северо- и среднеитальянские коммуны (Милан, Флоренция и др.).
На фоне роста торгово-денежных отношений расширялся круг потребностей, раздвигались рамки усложнившейся жизни; политическая и экономическая деятельность приобретала все более широкие размахи. В связи с этим добыча и разработка полезных ископаемых стала одним из важнейших факторов хозяйственной жизни развитого феодального общества. В зависимости от месторождений распространение горного дела было неравномерным. Ведущей страной была Германия, дальнейшая же обработка металлов широко производилась и в странах бедных сырьем, или еще не научившихся добывать его.
Горное дело у варваров может быть освещено лишь весьма слабо, отчасти по римским источникам, отчасти на основании археологических находок. В первые века нашей эры добыча горных богатств в рудниках заальпийских провинций и в Испании поддерживалась римлянами; эти разработки после падения Рима перешли в руки варваров; затем они либо заглохли, либо постепенно возродились после образования варварских государств. Некоторые месторождения были, повидимому, открыты и разработаны варварами независимо от римлян. Но трудно было бы с точностью выделить исконно-варварские металлургические центры. В общем для раннего периода рисуется приблизительно следующая картина.
Галлия была знакома с добыванием железа, по крайней мере, в своей восточной части. В Испании, славившейся всяческими рудами, добывали серебро, медь, железо, ртуть (она шла для амальгамации золота). Британия издавна гордилась оловом и имела железо. Относительно Германии известно, что добыча руды производилась на западных и южных окраинах, занятых римлянами, где последние добывали железо в районе лимеса (см. введение). Вероятно железо находилось и кое-где на северогерманской равнине. Германцы в сражениях с римлянами были вооружены коваными железными мечами и копьями; однако происхождение самого железа неясно. В отличие от железных, бронзовые изделия, находимые ныне вдоль старых речных путей и по морским берегам, были, очевидно, привозными.
Особенно богатой и издавна разрабатывавшейся в отношении горных сокровищ была римская провинция Норик (к югу от Дуная, ныне горнопромышленные области Штирия и Карин-тия). Остготский король Теодорих (VI в.) имел здесь своих оружейников; немало железа привозилось оттуда в северную Италию, гда оно шло на изготовление оружия лангобардов (VII— VIII вв.). Особым видом добычи было получение золота промывкой из речного песка. Эта добыча практиковалась искони, и таким образом добывали золото из Рейна, Роны, По, Тибра, Дуная и других рек.
С каролингской эпохи (VIII—IX вв.) и по XIII в. наметились места горных разработок, достигшие затем значения крупнейших горнопромышленных центров. Частично были восстановлены старые римские рудники и постепенно прибавились вновь открытые месторождения. Копали железную руду
?в Штирии (Эйзенерц), в Каринтии (Хюттенберг), в Вестфалии (Штальберг и так наз. Зигерланд); кроме того, добывали руду болотную, прощупывая ее под дерном и торфом на болоте, и руду озерную, прощупывая ее на неглубоком дне, зимой, со льда (и то и другое в Швеции). Богатая полезными ископаемыми Венгрия давала золото, серебро, свинец(Кремниц и др.). Продолжали промывку золота на реках и особенно много золота получали из песков р. Вотавы в Чехии (Писек). Еще в X в. были открыты громадные залежи серебра в горном массиве Гарца (знаменитые рудники на горе Раммельсберг), где вскоре из соединения нескольких деревень вырос город Гослар. За эти рудники, как источник неиссякаемого обогащения, велись кровопролитные войны между германским императором Фридрихом Барбароссой и герцогом саксонским Генрихом Львом (вторая половина XII в.), на землях которого находился Раммельсберг. Подобные войны, частые в те времена эпидемии и пожары прерывали работу, но в силу необычайного богатства залежей она неизменно возрождалась. Гарц воспитал множество опытных горняков, которые перекочевывали в другие местности и отыскивали новые месторождения. Таким новым центром горных разработок стал в конце XII в. город Фрейберг (в нынешней Саксонии) на северном склоне Рудных гор, в маркграфства Мейссен. Немного южнее находились не менее богатые, также •саксонские, рудники Хемница. Фрейбергские серебряные руды были открыты людьми из Гослара, заметившими сереброносную породу в размытых колеях дороги. Этот доходный промышленный центр так же, как и Гослар, возбуждал вокруг себя борьбу зе его обладание. Фрейберг, Хемниц и другие рудники в Саксонии создали там целый горнопромышленный район, откуда выписывали знатоков горного дела, для организации и улучшения производства в других странах. Так, в XIV в. саксонские мастера налаживали добычу медной и железной руды и олова в Англии; один немецкий мастер просил отдать ему шлаки на девонширских рудниках, так как он умел извлечь из них еще не мало металла; немец руководил работами на бургундских рудниках французского купца Жака Кёр. Саксонские горняки выселялись целыми группами на горные разработки в Чехии и Венгрии и вытесняли оттуда местное население. Из Саксонии был родом автор замечательного труда по горному делу, Георгий Агрикола (1494—1555), проведший жизнь в ряде горнопромышленных центров Саксонии и Чехии; он подвел итоги развития техники горного дела вплоть до середины XVI в. и положил в своем сочинении «De re metalIica» (1556) основание минералогии и металлургии как науки.
Единственным топливом в средневековых плавильнях был древесный уголь, для добычи которого беспощадно уничтожались леса. Каменный уголь добывали с начала XIV в. около Аахена и Дортмунда (к западу и востоку от Рейна) и в окрестностях Льежа (нынешняя Бельгия), но он шел исключительно на отопление домов, особенно больших общественных зданий (напр. ратуш), имевших центральное отопление. Добыча его производилась отдельными крестьянами и даже не подлежала обложению, в виду своей незначительности.
Острая необходимость в непрестанной добыче и обработке руды уже с раннего времени (примерно с XII в.) определила положение и права горняков. Несмотря на чрезвычайную трудность, работы, протекавшей в примитивных и тяжелых условиях, несмотря на наступившую к концу рассматриваемой эпохи особенно сильную эксплоатацию рудокопа и плавильщика, горняки являлись наиболее свободным элементом в среде остальных трудящихся. В XIII в. горнопромышленные округа уже имели ряд привилегий, кодифицировавшихся в местном горном праве. В первую очередь горное право получили наиболее крупные серебряные рудники.
Важнейшим преимуществом горняка было право свободного передвижения; он не был прикреплен к определенному месту, и мог работать на любом руднике по собственному выбору. Горняки широко пользовались этим правом; мы знаем, что многочисленные саксонские горняки работали на всех рудниках Германии и даже других стран. Кроме того, горняки были освобождены от военной службы; часто они имели право пользоваться окружающим лесом для выжигания угля; они не были привязаны к определенной общественной мельнице и печи, подобно крестьянам, не имевшим права молоть зерно и выпекать хлеб,, минуя мельницу и печь сеньера, с соответственными поборами в пользу последнего. Для тех времен это было большим материальным и моральным преимуществом. Города горных районов быстро становились свободными, т. е. получали привилегии особого городского положения, причем они являлись руководителями всего округа, жившего по своему горному праву. Это-
-соединение сил, с одной стороны — города, с другой стороны — рудников, давало возможность отвоевывать новые права и занимать то или иное независимое политическое положение (так было, напр., в Госларе).
Горное право имело особенное значение в виду того, что рудники были предметом особого вожделения со стороны крупнейших феодалов, и вокруг них, как спорного источника богатства, часто разгоралась острая социальная борьба. Собственниками рудников были в течение всего Средневековья императоры и короли; они пользовались правом горной регалии, т. е. правом на недра, независимо от прав землевладельца данной территории. Обыкновенно рудники целиком или частями жаловались феодалам, монастырям или городам, которые и осуществляли экс-плоатацию. В императорскую или королевскую казну поступала значительная доля дохода. В конце изучаемого периода рудники обычно отдавались в полное владение крупным купеческим домам, в обеспечение за предоставленные императору денежные средства. Такими всемогущими заимодавцами были в XV—XVI вв. знаменитые банкиры Фуггеры, ссужавшие Габсбургов1 колоссальными наличными суммами и получившими от них в залог рудники в Тироле, Каринтии, Венгрии и Испании. Владельцы рудников сдавали их по частям в аренду; сначала самим мелким «производителям, которые и были собственно добытчиками руды; с течением времени из их среды выделились мелкие предприниматели, а производители превратились в простых рудокопов, уже не владевших основным средством производства, т. е. долей рудника. Когда для более расширенного производства понадобилось вложение капитала, то пайщиками стали почти исключительно горожане города, находившегося в центре рудничного округа (напр., Гослар на Гарце), а впоследствии и купцы из далеких городов.
Какова же была техника добычи и обработки руды?
Кроме многочисленных открытых разработок на дневной поверхности, эксплоатировавших богатую руду хищнически и случайно, с частым забрасыванием недоработанных участков и без углубления в землю, были и рудники со штольнями, снабженными деревянными креплениями; бывали даже небольшие шахты (метров до 10 глубиной). Глубокому проникновению в толщу земной коры препятствовала неудовлетворительность технических приспособлений. Крайне примитивна была столь существенная для подземной работы техника водоотлива. Для откачки воды в рудниках пользовались либо воротами — ими день и ночь поднимали воду ведрами, либо производили работу ручным способом, когда люди, стоя один над другим в шахте, передавали друг другу бадьи с водой. Значительные усовершенствования были введены лишь в XIV в. в Венгрии, где вода из рудников откачивалась при помощи нории и ступаль-ного колеса, или конным приводом, на канатах и цепях в специальных кожаных мешках. Все эти виды водоотлива чаще всего оказывались бессильными, чтобы освободить рудник от воды, и приходилось прекращать работу, забрасывая богатые месторождения. Вопрос вентиляции разрешался преимущественно устройством простой тяги воздуха (хотя Агрикола уже говорит о механических приспособлениях для подачи воздуха в рудники). Наиболее элементарным был способ, описанный еще Плинием и заключавшийся во встряхивании рабочими четырехугольного полотна для приведения в движение воздуха. Вопрос освещения разрешался применением масляных лампочек, скорее—светильников или плошек, находившихся в руках у рудо* копов или подвешенных на стенке штольни. Орудиями работы были служившие еще с древности кирка, клин, молот и лопата. Тупым концом кирки загоняли клин, острым — разбивали куски руды. Применялся также огневой способ ломки породы: костер, разведенный у стенки штольни (рис. 28), накалял породу, заставляя ее растрескиваться, для ускорения чего горячую породу поливали водой.
Обогащение руды было весьма несложным: первое дробление происходило еще под землей, затем руду в бадьях поднимали на поверхность с помощью ручного ворота, установленного над шахтой; после этого отбивали пустую породу молотками, отбирали руду руками; при больших работах руда размельчалась толчейными мельницами, с конным приводому или с водяным колесом; перед засыпкой в печи руду просеивали через грохот.
Одним из наиболее ранних промыслов была добыча соли. У древних германцев рассол из соленых источников (они были предметом племенных раздоров и даже войн) сливали на раскаленные угли, с которых затем снимали почерневшую соленую золу; таким образом в пищу употреблялась соль черного цвета. Кельты (галлы) имели значительные разработки каменной соли. Бриттов римляне научили кипятить рассол и осаждать его в открытых чанах. В Испании брали рассол из соленых колодцев. Промышленный характер добычи соли известен уже с раннего Средневековья. Добыча преимущественно выварочным процессом происходила либо в феодальных поместьях трудом крепостных крестьян, либо мелкими производителями, которые целыми группами арендовали соленые источники и строили над ними свои солеварни. Эти здания состояли из подвала над колодцами и верхнего помещения, куда рассол подавался норией, приводимой в движение конной тягой или ручным приводом. По деревянным желобам рассол направлялся в бронзовые чаны и выпаривался. Готовую соль формовали отдельными караваями и держали на складах для продажи. Каменную соль добывали вообще в незначительном количестве; известны (с XII в.) только большие залежи и интенсивная разработка около Велички (в Галиции), богатой солью до наших дней. С древних времен продолжалась добыча соли выпариванием морской воды, особенно во Франции, на побережье Атлантического океана.
§ 17. Металлургия железа
В раннем периоде феодальной эпохи производство железа происходило старым сыродутным способом, при котором непосредственно из руды получали железо в тестообразном состоянии; сваренный в крицы металл обжимали молотами для.
удаления шлака и придания удобной для дальнейшей обработки формы. Печи древнейшего периода были очень примитивны, благодаря слабому дутью, не доводившему железо до состояния расплавления. Это были либо открытые горны, либо низкие шахтные печи (выс. 1.50 м, шир. 0.50 м). В течение всего Средневековья открытые горны были обычны в мелком кустарном горном деле; их устраивали повсюду, где была хоть небольшая поверхностная добыча руды, в лесах (откуда их название — лесные плавильни, лесные кузницы), где работали крестьяне-одиночки, бывшие одновременно и рудокопами, и плавильщиками, и угольщиками и кузнецами. Пример открытого горна дает гравюра из сочинения Агриколы (рис. 29); более ранних образцов полностью не сохранилось. Низкие шахтные печи, служившие преимущественно для чистых, легкоплавких руд (такие руды в первую очередь и весьма хищнически плавились в этих примитивных печах), не могли развить достаточной температуры для составляющих главную массу более тугоплавких руд. К XIII в. из низкой шахтной печи образовалась более высокая и более усовершенствованная плавильная печь, носившая название штукофена, т. е. печи, выделывающей крицы. Штукофены были первой ступенью на пути от простой сыродутной (или низкой шахтной) печи к доменной печи. Впервые они появились в богатой железом Штирии, затем в Чехии и постепенно .в других горнопромышленных районах; они существовали параллельно с низкими шахтными печами и открытыми горнами, но представляли возможность обработки гораздо более тугоплавких руд. Штукофены складывались из песчаника и высотой достигали 3.50 м (рис. 30). Шахта имела форму двойного усеченного конуса, суживавшегося по направлению и к колошнику и к дну. В стенке имелось одно отверстие и для фурмы и для вытаскивания крицы. Перед плавкой руда подвергалась обжигу в штабелях или выветриванию; затем ее закладывали в шахту печи, прослойками вперемешку с углем.
Процесс переделки руды непосредственно в железо происходил в штукофенах совершенно так же, как на открытых горнах и в низких шахтных печах, но налицо был определенный прогресс: закрытая шахта хорошо концентрировала тепло, а благодаря ее высоте плавка шла равномернее, медленнее и полнее, так что руда оказывалась более использованной. Независимо от намерений плавильщика, в штукофенах получались сразу все три вида железного сырья: чугун, который стекал, как отброс, вместе со шлаком, ковкое железо в крицах и сталь, тонким слоем покрывавшая крицы.
Преимущества штукофена не оказались, однако, достаточными для всех тугоплавких руд. Требовалось более сильное дутье; тогда для приведения в действие мехов стали употреблять водяное колесо. Вал водяного колеса снабжался посаженными на него в разбивку кулаками, которые оттягивали крышки клинчатых кожаных мехов (рис. 31). Применение гидравлического двигателя к мехам надо относить к концу XIV в., так как в XV в. уже многие плавильни передвинулись в связи с этим с гор и холмов вниз, в долины, на берега рек. Это усовершенствование явилось исходным моментом для крупнейшего сдвига в технике металлургии, так как привело к открытию чугуна и его литейных и переделочных свойств. Действительно, благодаря мощным воздуходувным мехам развилась такая высокая температура, что в печи, вместо обычной вязкой крицы, стала получаться совершенно расплавленная масса (чугун), которую сначала считали отбросом производства. Некоторое время среди плавильщиков царило весьма «враждебное» отношение к чугуну, так как казалось, что он поглощал требуемую твердую крицу ковкого железа.1 Получая огромное количество отброса, начали постепенно добавлять его к свежей руде и увидели, что этот отброс превращается в железо, лучшее, чем то, которое выплавлялось непосредственно из руды. Тогда стали уже сознательно переделывать чугун в железо, нарочно усиливая дутье. Так, в течение XV в., сначала бессознательно и ощупью, а затем вполне сознательно было сделано величайшее металлургическое открытие — переделочный процесс. Широкое применение он нашел уже в XVI столетии, в связи с распространением доменных печей.
После того как в штукофенах научились получать густой чугун (к середине XIV в. относятся и первые грубые отливки из этого чугуна), их начали приспособлять то для выделки криц, то для литья чугуна. Однако последнее требовало некоторых изменений в устройстве печи; появились еще более приближающиеся к доменной печи так наз. блауофены (т. е. под-дувные печи). Они отличались большей высотой (5—б м), чем штукофены, и допускали непрерывность плавки при весьма высокой температуре. Однако и эти печи считали нужным пускать то на крицу, то на чугун и потому остерегались делать их слишком высокими и чрезмерно усиливать дутье, а это препятствовало плавке самих тугоплавких руд, которых было не мало. Стремление устранить эти недостатки блауофена привело в результате длительного опыта к устройству нового типа печей — домен, предназначенных исключительно для получения чугуна. Вместе с этим был окончательно признан переделочный процесс.
Древнейшие домны появились в Зигерланде (Вест-фалия) в половине XV в., так как эта местность, при большом железном производстве, не обладала легкоплавкими рудами и, кроме того, ощущала сильную убыль леса — источника угля для печей. Появились они также в восточной Франции и во Фландрии; в других странах в течение XV в. их еще не было.
Конструкции первых домен отличались от предшествовавших им блауофенов тремя чертами: большей высотой шахты, более сильным воздуходувным аппаратом и увеличенным объемом верхней части шахты; в этих печах достигалось значительное повышение температуры и еще более длительная, ровная плавка руды. Сначала строили домны с закрытой грудью, но вскоре открыли переднюю стенку и расширили горн, получив домну с открытой грудью. На этом закончилось развитие рудоплавильных печей в средние века, выразившееся в постепенном переходе от простейшего открытого горна и низкой шахтной печи, через штукофены и блауофены, к домне с открытой грудью.
В качестве побочной области металлургии железа в феодальную эпоху найден был способ получения стали или, вернее, способ цементации железных криц. Крицы клались в кузнечный горн и при достаточной температуре и осторожном дутье покрывались сталеобразным слоем, сохраняя внутри вязкое железо; большие цементированные крицы дробились и подвергались дальнейшей цементации. После проковки, в таком необработанном виде «стальные» крицы поступали в продажу. Местности с развитым железным делом, как Штирия, Каринтия, Зигерланд, отправляли полуфабрикат стали в Италию (изделия из «миланской» стали), в Англию и Францию. Вывоз стали в XIV в. был очень значителен и в северной Европе находился всецело в руках ганзейских купцов (XIV в.).