История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 1

В середине XIV в. невиданная эпидемия чумы (Черная Смерть) унесла примерно одну треть населения Европы. Резкое сокращение рабочей силы поставило горнодобывающую промышленность почти на грань остановки. Чтобы не снижать производства железа, без которого не могло обойтись оружейное дело, металлурги были вынуждены увеличивать эффективность металлургических процессов^{239}. Именно в этот период французские и немецкие ремесленники осуществили дальнейшее усовершенствование каталонского горна, увеличив его размеры до 5 м высотой, что обеспечило выход кричного железа до 350 кг. В этом случае для приведения мехов в действие применяли уже водяное колесо. В результате горны превратились в небольшие шахтные печи для производства сыродутного железа — домницы — немецкие штюкофены. Увеличение массы и размеров образующейся крицы привело к тому, что для ее проковки стали использовать большие молоты, которые приводили в движение с помощью водяного колеса.

Домница (штюкофен). Германия. XV–XVI вв.

^{Печь, предназначенная для переработки чугуна:}

^{А — плоская лещадь, выстланная песком, формовочной смесью или огнеупорной глиной; В — по периметру лещади проложены металлические трубки, через которые непрерывным потоком поступает вода, чтобы предохранить от подплавления; C — дутьевая фурма.}

Рисунок XVIII в. 

По мере усовершенствования способов дутья и увеличения высоты горна температура процесса повышалась. Она достигла таких значений, при которых стал возможен процесс науглероживания железа, в результате которого получался чугун (точнее, передельный чугун). По сравнению с крицей чугун был более твердым, поэтому его нельзя было ковать. Этот сравнительно хрупкий продукт сначала считали отходом производства. Несмотря на то что технология изготовления чугуна была известна еще в древнем мире в VI–V вв. до н.э. (см. гл. 2, п. 2.3), по всей видимости, она была на некоторое время утрачена в эпоху «темных веков» раннего Средневековья, поскольку европейские народы еще не могли найти ей применение.

Позже было замечено, что при загрузке в горн не железной руды, а чугуна также получается низкоуглеродистая железная крица, причем такой двустадийный процесс (кричный передел

) оказался более выгодным, чем сыродутный, поскольку практический выход сварного железа существенно увеличился. В XII–XIII вв. технология кричного передела получила широкое распространение в странах Западной Европы.

Начиная с XI в., в Западной Европе стали формироваться основные промышленные центры черной металлургии. Активную разработку рудных месторождений вели в Германии (Гарц, Нассау, Силезия) и Швеции (в провинциях к северу от Стокгольма).

C XIV в. чугун начали выплавлять не только как полупродукт для дальнейшего передела, но и как материал для отливки различных изделий — технология литья

, известная еще античным металлургам, получила свое второе рождение в западноевропейских странах. Как считают специалисты, одна из самых первых домн была построена в шведском местечке Лапфитан в период с 1150–1350 гг.^{240} В 40-х гг. XIV в. домны появились в Германии (Рейнская долина) и Льеже (территория современной Бельгии). К 1409 г. первая домна была построена во Франции, а в 1496 г. по велению английского короля Генриха VII был создан центр черной металлургии в Ньюкасле^{241}. Стремительный рост объемов производства литейного чугуна был обусловлен появлением огнестрельного оружия, и в первую очередь пушек. C конца XIV в. чугун стали широко использовать для литья пушечных ядер, изготовления посуды и сооружения печей.

^{Плавильные печи с передним горном (из книги Г. Бауэра (Агриколы) «О горном деле и металлургии»). Базель, 1556} 

Еще одним достижением стало создание более эффективных дренажных и вентиляционных систем, что позволило добывать руду в шахтах большой глубины. Все это привело к тому, что производство черных металлов с 1460 по 1530 гг. увеличилось практически в пять раз^{242}.