Архивная версия статьи, 2002 год (без графики и таблиц)

     Секреты производства белой жести в средневековой Европе

   Мы продолжаем цикл рассказов об истории металлургии. Сегодня речь пойдет о технологии получения белой жести. С явлением коррозии металлов человек столкнулся сразу же после того, как научился производить металлические изделия. Первые попытки защиты медных предметов от окисления, по-видимому, относятся к эпохе раннего железного века. Известно, что кельты, этруски, иберы, греки натирали медные сосуды оловом, а римляне применяли и горячее лужение, погружая медную посуду в оловянный расплав. Однако в связи с редкостью олова и несовершенством технологии упомянутые способы лужения в Древнем мире широкого распространения не получили. В раннем Средневековье лужение было также мало распространено, поскольку олово применялось, главным образом, для изготовления бронзы, игравшей роль главного декоративного металла эпохи. Но в XV в. спрос на олово резко возрос в связи с освоением технологии производства «пушечной» бронзы: с середины XIV в. до середины XV в. бронза выполняла роль стратегического металла. За это время произошел значительный прогресс в технологии добычи и обработки оловянной руды - касситерита. Последовавшее затем освоение технологии производства артиллерийских орудий из чугуна позволило использовать олово для получения белой жести. Производство оловянной руды Прежде чем описать эту интересную технологию, рассмотрим средневековые способы добычи и подготовки оловянной руды к плавке и собственно процесс производства металла. В Европе олово получило распространение в виде россыпных месторождений, сосредоточенных, главным образом, вдоль берегов рек, протекавших в горных районах средневековых Австрии, Саксонии, Чехии, Моравии, Швейцарии. Поэтому оловянная руда добывалась методом промывки грунта, содержащего частицы касситерита. Для осуществления этой операции на месте предполагаемой россыпи устраивались специальные длинные и покатые канавы с уступами из камней и дерна, получившие название грабенов. Затем в канавы направлялся поток воды из близлежащей речки или ручья. Сами рудокопы, стоя в рудном потоке в специальных сапогах, откалывали широкими кайлами, получившими название «утиных носов», рудные отложения вместе с землей и растительным покровом, состоящим из мха, корней растений и т. п., и бросали их в воду. Тяжелые частицы касситерита и песка оседали на дне грабена, а более легкие частицы грунта и растения уносились быстрым водным потоком. Процесс промывки оловянной руды был чрезвычайно трудоемким и длительным. Вот как описывает его в своем произведении «12 книг о металлах» один из основоположников научной металлургии Григорий Агрикола: «Промывальщики, обутые в высокие, из дубленой кожи сапоги, стоят в грабене и выбрасывают из него деревянными граблями о семи зубьях корни деревьев, кустарников и трав, а оловянные крупины отгоняют назад, к головной части грабена. После долгих неустанных трудов и стараний в течение примерно четырех недель они достают из грабена оловянные крупины. Смешанный с ними песок, поднятый из грабена железными лопатами, они ворочают в воде туда и сюда до тех пор, пока песок от них не отстанет и не упадет обратно в грабен и не останутся одни лишь оловянные крупины. Все собранные оловянные крупины они снова промывают в небольшом баке, помешивая их, поднимая их наверх и ворочая их деревянной лопаткой, чтобы отделить от них оставшийся мелкий песок. Они неустанно возобновляют эту работу до тех пор, пока вся россыпь не будет разработана или пока можно будет направлять воду в канавы, проведенные для ее промывки». Для более глубокого разделения крупинок руды и песка устраивались специальные промывные ящики со сложной системой желобов и железных решеток, удерживавших частицы касситерита, в то время как пустой песок уносился потоком в ручей или речку. Агрикола отмечает, что в местах наиболее интенсивной добычи касситерита вода в реках окрашивалась в красноватый цвет. Так происходило, например, с речкой Мюглиц, притоком Эльбы, в районе города Альтенберга. Добытая с таким трудом оловянная руда подвергалась отжигу в специальных печах, похожих на печи для выпечки хлеба, для удаления вредных примесей железа и свинца, которые часто присутствовали в россыпях касситерита в виде сульфидных включений. (Оловянные руды с большим количеством примесей железа и свинца приобретают характерный синеватый оттенок, за что и получили у металлургов средневековой Европы название «синих руд».) Подготовленная к плавке руда перерабатывалась в металл в два этапа. Сначала выплавлялось черновое олово. Для этого устраивалась печь особой конструкции, высокая и узкая, с осадительной камерой для улавливания оловянной пыли и возгонов. Горн печи изготавливался из плит твердого песчаника, а поду придавался небольшой уклон, чтобы выплавляемый металл мог естественным путем стекать через выпускное отверстие в передний горн. Внутреннее пространство печи представляло собой четырехугольную усеченную пирамиду с малым основанием внизу. Высота печи достигала трех метров, а размеры внутреннего сечения составляли около 0,6х0,4 м вверху и 0,4х0,2 м внизу. Над печью устраивались две сводчатые стены, формировавшие осадительную камеру. Стены осадительной камеры и дымоходов покрывались медными листами для облегчения осаждения олова из возгонов. Отходящие газы покидали печь через узкие отверстия или трубы в крыше. Загрузка печи осуществлялась смесью оловянной руды и древесного угля в пропорции 1:1 по объему. При этом уголь предварительно тщательно промывался в бочке до полной очистки от гравия, земли и других примесей, которые могли в ходе плавки забивать выпускное отверстие и загрязнять металл. Из переднего горна олово вытекало в обмазанные глиной тигли. Плавка продолжалась 3-4 дня, после чего из печи и осадительной камеры собирали оловянные настыли (наросты в форме бугра) и мелкие оловянные шарики из швов футеровки. Впоследствии эти материалы вместе с рудой снова загружали в плавильную печь. Чушки чернового олова переплавляли в горнах, построенных из песчаника и обмазанных глиной. В горн помещались сухие поленья попеременно в стоячем и продольном положении, на которые укладывались чушки олова общей массой до 600 кг. После воспламенения поленьев расплавленный металл стекал в тигель, причем чистое олово, не загрязненное примесями (главным образом, железом, свинцом и медью), скапливалось в верхней части тигля. Чистое олово разливалось мастером в прутки на тонких медных листах, а черновое вновь поступало на переплавку в плавильную печь. Таким образом, технологический процесс производства олова в эпоху Средневековья превратился в сложную многостадийную технологию с элементами производственного рециклинга. Получение белой жести Процесс получения белой жести был не менее сложен и трудоемок, чем собственно производство олова. Из белой жести изготавливали украшения, посуду для хранения пищевых продуктов, предметы интерьера. Только очень обеспеченные люди могли позволить себе приобретать белую жесть для использования в качестве кровельного материала. Для удобства лужения листы черновой жести изготавливались около 1 м в длину и ширину при толщине не более 2 мм. Их называли «картами» или «карточками» (название сохранилось до наших дней). Черновые листы изготавливались с помощью «гладильных» молотов из кричного железа очень высокого качества. Их поверхность предварительно вручную очищалась от окалины с помощью так называемого «мыльного» камня. Здесь работали женщины, причем на этой трудоемкой и очень ответственной операции могло быть одновременно задействовано до 40 работниц. Очищенные железные листы подвергали травлению в бочках с раствором молочной кислоты, полученным в результате брожения ржаной муки. Подготовленные таким образом листы подвергали осмотру и сортировке, а затем лужению в ваннах. Процесс травления был громоздким и сложным. Он проходил в несколько ступеней в бочках с растворами разных концентраций. Сначала листы на сутки помещали в старый «ржаной» раствор, затем сутки выдерживали в свежем растворе и, наконец, еще сутки - в очень старом растворе, в котором ржаная закваска находилась до двух недель. Для ускорения травления бочки обогревали. После травления листы очищали песком до блеска (эту операцию, как правило, выполняли женщины) и до лужения держали в баках с водой. Для лужения применяли три ванны, в которые последовательно специальными клещами опускали рамы с жестяными листами. Объем лудильной ванны составлял около одного кубометра. В каждой ванне содержалось 600-700 кг жидкого олова. Обычно в расплавленный металл добавляли одну часть меди на 70 частей олова (большее количество меди уменьшало блеск покрытия). Под ваннами для поддержания олова в расплавленном состоянии устраивали топки для сжигания древесного угля. В расплав опускали карты с черновыми листами (до 20 листов одновременно). Затем быстро выдергивали листы клещами и опускали в чаны с холодной водой. Эта операция проводилась для удаления лишнего олова с поверхности листов. Между операциями лужения поверхность жестяных листов покрывали салом. Способ его приготовления являлся важной секретной частью технологии. Сало сначала сильно охлаждали, а затем быстро разогревали. В результате такой обработки оно надежно предохраняло олово от окисления и контакта с влагой. Луженые листы полировали паклей, смесью опилок, мела и отрубей до зеркального блеска (причем и эту операцию выполняли женщины), после чего упаковывали в бочки (в рулонах) или ящики. Наиболее известными центрами производства белой жести были города Амберг, Вундизель и Нюрнберг. Однако принято считать, что впервые в промышленном масштабе процесс лужения был организован в австрийской провинции Пфальтц. Более 300 лет Австрия и Германия сохраняли монополию на производство белой жести, пока в 1665 г. секрет ее изготовления не выкрал будущий основоположник английской политической экономики Эндрю Яррингтон. * * * Итак, промышленный процесс горячего лужения методом погружения жести в оловянный расплав известен не менее шести столетий и принципиальных изменений почти не претерпел: ванна с расплавом олова и баки с салом, а затем с жиром, пальмовым или хлопковым маслом постепенно «обрастали» механизмами и устройствами, что привело в конечном счете к современным конструкциям лудильных агрегатов. П. И. Черноусов, кандидат технических наук, доцент МИСиС

 Важно:
  ДЛЯ ОБМЕНА КНОПКАМИ - возьмите наш код, поставьте его на Ваш сайт и добавьте Ваш ресурс ЗДЕСЬ

Код кнопки:


Главная | Рубрикатор | Размещение рекламы | Рекламные агентства | Обзор выставок
Строчная реклама | Рынок металлов | Статьи и анонсы | Адреса фирм из статей
Содержание справочника ЛКМ | Анкета для посетителей | Доска объявлений | Страница ссылок