Очистка железной крицы и превращение ее в железные бруски

Работа по очистке железной крицы и превращению ее в железные бруски являлась отдельным процессом. Он требовал от кузнеца значительного умения и опыта. Очистка производилась молотом на наковальне возле печи, где кузнец проковывал железную крицу. Таким образом он уменьшал содержание шлака и увеличил плотность крицы. Он изменял также форму железа от большой глыбы, с которой трудно было обращаться, к такой, которая могла быть без труда нагрета в обычной печи. Поскольку фермер был и плавильщиком и кузнецом, форма очищенной железной крицы была не важна. Но если предполагалось, что крица должна была обрабатываться другими, не местными кузнецами, форма куска железа приобретала важность. Она становилась выражением обстоятельств производства, качества, происхождения и назначения железного бруска.

Очистка железной крицы и превращение ее в железные бруски

Попытки проследить в археологическом материале следы очистки губчатого железа весьма редки. Наиболее древняя кузница по очистке криц в Дании была раскопана в Брунеборге, в южной Зеландии, где были найдены куски шлака выпукло-вогнутой формы, фрагменты окалины и железной крицы с рваными краями. Эти остатки были датированы, также как и найденная тут же площадка для отжига руды, ранним до-римским железным веком (500-300 гг. до н.э). Три, или, возможно, пять кузниц, в которых железные крицы очищались от шлака, были обнаружены в районе Снейберг в Западной Ютландии, датирующиеся первым столетием новой эры. Они были неразрывно связаны с плавильной печью, находящейся под той же самой крышей. В Хюрупе, в северной Зеландии, были найдены четыре очень сильно разрушенных распашкой горнов. Предположительно, они также служили для обработки железных криц. Они датируются поздним римским железным веком. Места первичной очистки губчатого железа от шлака, относящиеся к раннему германскому железному веку, были найдены также в Видхойгорде, Снорупе и Киркебо, в южной Ютландии.

Кузнечный шлак

В Дании зарегистрированы, в основном, находки шлака, оставшегося от очистки железной крицы, которые датируются периодом от 700 до 1200 гг.н.э. Цельные кузнечные шлаки в ранний германский железный век достигают веса 600-800 г, а в эпоху викингов и раннем средневековье они в среднем весят больше. Наибольший вес приближается к 1000 г. Эксперименты по проковке крицы показали, что, вероятно, кузнечный горн глубиной 20-25 см должен был вычищаться по крайней мере один раз в день. Выпукло-вогнутые шлаки, получающиеся в ходе экспериментов с очисткой губчатого железа, весят приблизительно 1000 г, имеют более высокое содержание силикатов и более низкую плотность, чем подобные же шлаки, остающиеся от печей, используемых для экспериментов с кузнечной обработкой железа. Таким образом, для того, чтобы связать выпукло-вогнутые шлаки с процессом очистки железной крицы, необходимо ориентироваться больше на морфологию и плотность, чем на химический состав шлака.

Кузнечный шлак, оставшиеся от процесса очистки крицы

Когда губчатое железо очищается с помощью молота на наковальне, шлаки легко высвобождаются из губки отжатием, как только они нагреваются до нужной температуры. Они падают плотным слоем на наковальню и образуют большие куски, иррегулярной форме и лишь слегка магнитные. Как только кузнец начинает чувствовать все особенности железной крицы, находящейся в данный момент в обработке, он постепенно применяет больше силы при ударах. Тогда хлопья пузырящегося шлака, отделяющегося от куска железа, начинают падать на наковальню и вокруг нее, в то время как шарики шлака разлетаются по большей части мастерской и остаются на полу. Таким образом, при проковке на наковальне получается смесь пластинчатого шлака с высоким содержанием силикатов и беспорядочных обломков пузырившегося шлака, выдавленного из внутренних частей железной губки, а также и более плоской магнитной окалины, которая является частичками окисленной поверхности железа. В начале процесса очистки железной крицы преобладают силикатные хлопья шлака, но в дальнейшем процент окалины постепенно увеличивается. Шлак, оставшийся от процесса очистки железной губки, состоит, помимо хлопьев и шариков шлака, также из бесформенных частиц железной крицы с рваными краями.

Анализ шлаков, оставшихся от процесса очистки железной крицы

Сравнивая свойства археологических материалов, добытых в процессе раскопок со свойствами материалов, полученных в ходе экспериментов, можно составить ясную морфологическую и металлургическую характеристику шлака, остающегося от процесса проковки крицы на наковальне. Шлак, получающийся при очистке губчатого железа является лишь отчасти магнитным и состоит из (1) больших, часто полых шариков шлака с нерегулярной поверхностью, которые могут содержать от 55 до 61% окиси железа и от 23 до 31% силикатов; (2) грубых хлопьев шлака с нерегулярной поверхностью, которые состоят на 90-93% из окиси железа и на 1,3-2,1 % из силикатов, и (3) разорванных, немного округлых фрагментов железной крицы, которые могут содержать 54-55% окиси железа и 33-35% силикатов. Все эти компоненты определены в ходе металлургических исследований.

Jernudvindingsovnene i Lejre - 15 måneder efter sidste brænding

Især ruinen af den røde ovn kan stadig ses på forholdsvis lang afstand

Slaggeaftapningsovnen. Den røde farve stammer fra ristet, pulveriseret
 myremalm, der er blandet med næsten flydende ler og derefter malet på skakten
Bagerst: Rekontruktion af Sønder Holstedovnen

Плавление болотной руды для получения железной крицы

Повсюду в Дании в течение двух тысяч лет фермеры сами производили железо, которое затем использовали для изготовления орудий их ежедневного труда. Во многих областях страны добыча болотной руды, выплавка из нее железа, его очищение проковкой было неотъемлемыми частями работы года. Но даже там, где крестьяне имели поблизости и в достатке необходимое сырье и традиционно занимались получением железа в течение целых двух тысяч лет, их работа все же определялась прежде всего сельскохозяйственными нуждами, и обычно имела характер скорее домашнего ремесла чем ориентированного на рынок производства.

Плавление болотной руды для получения железной крицы
Болотная руда и лес были двумя необходимыми компонентами для железоделательного производства в Дании. Болотная руда, которая и в наши дни находится в процессе непрерывного формирования, распространена почти повсюду в Дании. Она залегает в виде тонких пленок или в виде плотных слоев до полуметра толщиной. Физическое состояние руды – ее цвет, форма, пористость и содержание в ней воды – значительно варьируют в зависимости от условий ее формирования. Датская болотная руда обычно находится в двух различных формах: твердая, плотная и мягкая, земляная охристая руда. Химический состав руды также изменяется очень сильно – не только от области к области, но также и в пределах одной и той же местности. Для фермеров, которые занимались производством железа в доисторические времена и в средние века, главным условием было наличие доступа к болотной руде с хорошим физическим и химическим составом.

Ямы для выжигания древесного угля

На железоделательном центре в Снорупе была обнаружена только одна яма для отжига угля. Она имела полусферическую форму и была глубиной всего лишь на несколько сантиметров ниже пахотного слоя. Подобное же основание угольной ямы было найдено на поселении Киркебро со следами железоделательного производства раннего германского железного века. Три угольных ямы были раскрыты в Крарупе поблизости от группы из 102 шлаковых блоков, оставшихся от железоплавильных горнов типа Дренгстед.

Места обжига железной руды

Такие археологические объекты, как скопления обожженной болотной руды, могут относиться только к железоделательному производству. Также как и угольные ямы, места обжига железной руды, весьма редко находят в Дании, но они, безусловно, существуют. При них, в отличие от угольных ям, могут быть найдены сопутствующие археологические предметы, такие как фрагменты глиняной посуды, жернова, дробильные камни, куски шлака. Подобная картина была зафиксирована на поселении Брунеборг раннего до-римского времени, где место обжига руды находилось рядом с отвалом, содержащим около 50 кг обожженной гранулированной болотной руды, шлаков выпукло-вогнутой формы и пластин шлака.

Железоплавильные горны

Многочисленные раскопки, теоретические исследования и археологические эксперименты были посвящены тому, чтобы выявить развитие типов горнов и изучить технологические особенности их работы. Известно, что в Дании крестьяне умели добывать железо из болотной руды уже с начала железного века, но археологический материал, относящийся к раннему до-римскому железному веку ограничивается фрагментами шлака, обожженной болотной рудой и железными предметами. Железоделательные горны (или печи) известны только начиная с периода между 200 г. до н.э и 600 г. н. э., и затем горны снова появляются с 1100 до 1200 гг. н. э. В настоящее время мы можем идентифицировать четыре различных разновидности горнов: типа Эспевай, типа Дренгстед, и горны с выпуском шлака. Все выделенные группы подчиняются типологической системе, разработанной для западноевропейских горнов; но в ней они рассматриваются как представители шахтных горнов и горнов с выпуском шлака соответственно. Кроме того, выделяются земляные (ямные) горны. Горны этих четырех типов существовали в разные исторические периоды в различных районах.

Ранние горны

Одна из наиболее ранних находок остатков железоделательного горна в Дании была сделана на до-римским поселении в Брунеборге недалеко от Скандеборга. Там, в 1976, были обнаружены ямы, обмазанные глиной, которые сопровождались находками шлака, как выпукло-вогнутой формы, так и аморфного шлака, оставшегося от железоделательного производства. Также на поселении Хорнелунд, недалеко от Снорупа, было найдено 7,4 кг плавильного шлака в выгребной яме, датированной началом до-римского железного века. Довольно трудно определить тип этих ранних горнов, они были, вероятно, простыми земляными горнами без выпуска шлака.

Горны типа Эспевай

Низкий, утопленный в землю горн, известный как горн типа Эспевай, был компактным железоплавильным горном с земляной шахтой толщиной 30-40 см. Как строился такой горн, еще до конца не ясно в деталях, но, по-видимому, существовало несколько региональные вариантов. На нескольких горнах типа Эспевай  глиняная обмазка шахты сохранилась in situ до высоты почти половины метра. В Дании горны этого типа использовались в течении приблизительно трех столетий. Они сооружались отдельно или группами около ферм. Четыре таких горна в Ворбассе находятся недалеко от усадьбы, датирующейся ранним римским железным веком – временем от рубежа эр до второго столетия н.э. Имеются также примеры горнов типа Эспевай, находящихся в комплексах для извлечения железа из руды и дальнейшей обработки крицы.

Горны типа Дренгстед

Горны со шлаковыми ямами сооружались в виде глиняных шахт, построенных над предварительно вырытыми ямами. Отверстие в основании шахты было почти круглым, примерно 40 см в диаметре, в то время как глубина ямы зависела, вероятно от того, насколько далеко вниз плавильщик мог достать до дна ямы рукой. На некоторых шлаковых блоках можно заметить негативные отпечатки какого-то орудия, возможно, маленькой лопаты, которая использовалась древним мастером для рытья ямы. Яма заполнялась соломой, вереском или целыми снопами злаков с соседних полей. Вокруг заполненной ямы сооружалась глиняная шахта высотой около одного метра с толщиной стен почти 15 см; внизу делались два, три или четыре воздуходувных отверстия. В Дании горны со шлаковыми ямами типа Дренгстед датируются поздним римским или ранним германским железным веком, то есть с периода между вторым и шестым столетиями нашей эры. В южной и западной Ютландии с помощью систематических раскопок и магниторазведки удалось обнаружить и исследовать несколько тысяч горнов типа Дренгстед. Они располагаются обычно не так, как подобные же горны в Польше и Чехословакии, рядами, а группируются в более или менее правильные кластеры и линии, идущие вдоль оград и границ усадеб, а также вдоль длинных домов на поселении. Исследованиями датских железоплавильных шлаков было установлено, что выход металлического железа при каждой плавке в горне типа Дренгстед составлял 1/5 от веса шлакового блока, что равно примерно 40 кг железа с каждого горна.

Поздние железоплавильные горны
Горны с выпуском шлака нечасто встречаются при археологических раскопках в Дании. Такие горны представляли собой прочную конструкцию и использовались для выплавки несколько раз, но они не оставляют после себя почти никаких следов, особенно в настолько интенсивно используемом для сельского хозяйства ландшафте, как датский. Судя от по данным раскопок в других скандинавских странах и экспериментальных плавок, археологически остатки горнов с выпуском шлака должны характеризоваться длинными застывшими потоками шлака и, возможно, шлаками выпукло-вогнутой формы, где на поверхности отмечаются следы вытекания шлаков. На железоделательных центрах в лесу Нювэнге на острове Фюн, и в лесу Йельс в южной Ютландии были найдены груды плавильного выпукло-вогнутого шлака, вместе с глиняной посудой, которая может быть датирована XI-XIV вв.н.э. Для ряда небольших горнов без выпуска шлака был предложен термин «крестьянские горны».