Полученная тем или иным способом руда промывалась и подвергалась предварительной обработке, заключавшейся в дроблении ее и легком обжиге, способствующем процессу восстановления окислов железа.
Позднейшие способы предварительной обработки руды, как, например, многолетнее выветривание руды, в изучаемое время, очевидно, не применялись, так как на городищах никогда не находят следов таких складов руды.
Самым сложным и ответственным делом являлась выплавка железа из руды, осуществлявшаяся при помощи так называемого сыродутного процесса. Название «сыродутный» очень позднее и чисто кабинетное — оно возникло лишь в XIX в., когда в доменные печи стали нагнетать подогретый воздух. Старый способ плавки с нагнетанием «сырого», неподогретого воздуха начали называть в отличие от нового «сыродутным».
Сущность сыродутного процесса заключается в том, что железная руда, засыпанная в печь поверх горящего угля, подвергается химическим изменениям: окислы железа (руда) теряют свой кислород и превращаются в железо, которое густой тестовидной массой стекает в нижнюю часть печи. Это и называется восстановлением железа. Необходимым условием для восстановления железа является постоянный приток воздуха.
Восстановительный процесс не является плавкой металла в собственном смысле слова, так как железо еще не превращается в жидкое состояние; для этого нужна температура в 1500–1600° (такая температура была недоступна древним металлургам), тогда как для восстановительного процесса достаточно 700–800°[284]. Применяемые иногда термины «плавка руды», «выплавка железа» и т. п. употреблены условно. Точнее всего будет неупотребительный ныне древнерусский термин «варка железа». Недостатком этого способа является низкий процент выплавки металла из руды. Часть металла остается в руде; чем меньше жара в печи, тем больше этот остаток, тем тяжелее будет шлак. Примитивный сыродутный процесс изучался на этнографических примерах. Знаменитые разработки железа в Устюжне Железнопольской описываются исследователями середины XIX в. так[285]: «С незапамятных времен, на расстоянии 60 верст от самой Устюжны, к востоку и до железной Дубровки разрабатывалась здесь железная руда. Каждое почти селение имело свои так называемые домницы, или плавильни, где производилась эта тяжкая, убийственная работа… Тысячи рук, истинно в поте лица, трудились над этою беловатою землицей, превращавшейся после пережжения в красно-багровую и, наконец, в ступках горна в крепкий темно-синий металл» (кричное железо). Тяжесть этой работы хорошо известна и древнерусским литературным памятникам: Даниил Заточник восклицает: «Лучше бы ми железо варити, нежели со злою женою быти». Очевидно, варка железа считалась труднейшей из работ, известных этому образованному автору. Варка железа производилась в так называемом сыродутном горне.
Только в последнее время, благодаря массовому обследованию городищ, предпринятому Белорусской Академией Наук, мы получили реальное представление о древнерусском сыродутном горне[286].
Прообразом сыродутного горна был обычно очаг в жилище. В.А. Городцовым в Галичской стоянке (относящейся к скифскому времени) обнаружены остатки очага, расположенного в центре крупного жилища (шалаша), внутри которого было найдено около 50 кусков железного шлака. Шлак лежал и в стороне от очага[287].
Едва ли этот очаг имел какие-либо специальные приспособления для плавки металла. С ростом потребности в железе и умения «варить» его появляются специальные горны, находящиеся еще на городище, но отнесенные уже подальше от жилых изб к краю городища, к валу. Так расположены печи на белорусских городищах I–VII вв. н. э., например, в Оздятичах в Свидне. К сожалению, датировка большинства сыродутных горнов затруднена. На городище Березняки (см. выше) IV–V вв. выплавка железа не производилась, и крицы приносились в готовом виде и складывались у ворот поселка.
284
Реакция восстановления железа начинается еще при 400°, а при 700–800° получается уже губчатая ноздреватая крица. —
285
286
287