Страница 32 из 39
Оловянно-свинцовый сплав использовался для пайки, но больше ценился певтер – сплав с максимальным содержанием олова, с примесью латуни и висмута. Такой сплав легко отливался в глиняные или песчаные формы, далее изделие из сплава дорабатывалось молотом. Из-за простоты процесса литья первые печатные шрифты отливались из певтера в формы из мягкого камня или металла.
На протяжении всего Средневековья и эпохи Возрождения латунь производилась в тиглях, содержащих каламин, древесный уголь и медный лом, нагреваемых конической подземной печью. Цинк для сплавов с медью и получения латуни импортировали из Дальневосточного региона, в основном голландцы, или собирали как побочный продукт из печей, где переплавлялись серебро и свинцовые руды. Прошло удивительно много времени, прежде чем цинк признали существенной составляющей каламина. В XVI веке Парацельс называл цинк гибридной формой меди; только в начале XVIII века в металле, «отвоеванном» у каламина, признали калаем (calaem – индийский и китайский цинк. – Пер.), привезенный с Востока. Выплавка цинка началась в Суонси примерно в 1720 году, в Бристоле – в 1740 году, в Силезии и Бельгии – позже в том же веке.
Из Германии и Фландрии – основных центров производства латуни – поступала листовая латунь для украшения английских церквей позднего Средневековья; производство латуни началось в Англии во времена правления Елизаветы I. Несмотря на заманчивое сходство с золотом, латунь масштабно не применялась: в книге Бирингуччо 1540 года описывается латунно-литейный завод в Милане, где в одной форме отливаются 1200 маленьких изделий – интересный пример массового производства. Добавляя 5 процентов латуни и 8 процентов олова к меди, получали бронзу. Бронза издавна использовалась для крупных отливок, вроде статуй и колоколов; из бронзы отливали пушки, ибо медные сплавы корродировали и трескались быстрее имевшегося тогда железа. Для выплавки больших объемов металла в XVI веке создали отражательную печь, в которой тепло отражалось от низкой кровли, поэтому топливо не контактировало с металлом.
Медь вместе с драгоценными металлами и их сплавами шла на чеканку монет. Количество монет и качество их чеканки стали весьма острой проблемой в XVI веке, когда испанцы спровоцировали быстрый рост цен по всей Европе, импортируя неимоверное количество серебра из Вест-Индии, Мексики, а в 1553 году из Перу. Пришлось пойти на беспрецедентные меры. Например, Генрих VIII постоянно снижал содержание драгоценных металлов в золотых и серебряных монетах в последние 20 лет своего правления. Эдуард VI и Мэри попытались восстановить ценность монет, но только Елизавете I удалось изъять из обращения основную денежную массу и начать перечеканку. Хотя финансовые проблемы королевства, ставшие одной из главных причин гражданской войны, не решились, новая английская валюта 1561 года была умело отчеканена и соответствовала своей стоимости. На некоторое время грубую чеканку ковкой заменили чеканкой на винтовом прессе. Процессом руководил француз Элой Местрел, прежде служивший при Парижском монетном дворе; от пресса отказались после казни Местрела по обвинению в фальшивомонетничестве в 1573 году. Пресс заработал в середине следующего столетия, на нем чеканили монеты двое крепких мужчин.
Качественные монеты содержали определенную часть примесей. Например, в немецкой золотой кроне было 6–7 процентов примесей, что считалось приемлемым, если сплав состоял из двух частей серебра и одной части меди. Стерлинговое серебро Елизаветы I несколько столетий включало 7,5 процента примесей других металлов. Самой маленькой елизаветинской серебряной монетой было полпенса, медные монеты появились в 1613 году, они были в обращении в Ирландии в XV веке.
Дальнейшее развитие черной металлургии
Металлургическая индустрия к концу рассматриваемого периода ассоциировалась с каменным углем, что сформировало ход промышленной революции. Существовало три доминирующих фактора. В XVI веке, после длительного периода незначительных колебаний цены на железо, оно резко подорожало. В то же время военные кампании и затрачиваемые на них средства спровоцировали спрос на железо – например, по приказу полководца Тилли ежедневно тратилось 12–18 тысяч чугунных пушечных ядер во время двухмесячной осады Магдебурга в 1631 году. Несмотря на прирост населения, возник избыток произведенного железа в условиях мирного времени – на изготовление сельскохозяйственных орудий, задних стенок камина, кочерег и устройств для приготовления пищи в домашних условиях. Увеличился дефицит древесины для производства древесного угля, цены на который возросли, что вызвало перемещение отрасли из района в район и даже из страны в страну, поэтому в XVIII веке Швеция стала ведущей угольной страной. В Великобритании решили перейти с древесного угля на каменный.
После преобразования кричной печи в доменную повысилась производительность труда и снизилось потребление топлива. Печь стала выше, тяги хватало для температуры приготовления чугуна для отливки. Энергия водяных колес решила проблему печной тяги, и к концу XVII века работали с печами высотой около 10 метров. В такие печи непрерывно подавали руду и топливо, она могла выплавлять чугун сорок недель подряд. В результате Англия на столетие получила монополию на отливку чугунных пушек, начиная со времен Генриха VIII и заканчивая подъемом шведской индустрии в период Тридцатилетней войны. В 1682 году из чугуна сделали водопроводы, соединяющие Марли с Версалем, а вскоре после 1700 года владелец металлургического завода, швед Кристофер Полем, на производстве в Стьярнсунде применил прокатные чугунные вальцы как основу для малых вальцов из кованого железа, которые расходовали меньше гидроэнергии. Дисковые пилы для продольной разрезки также использовались в Швеции в начале XVIII века (рис. 53).
Рис. 53. Дисковая пила для продольной разрезки, на гидроэнергии. Сведенборг «Подземное царство», 1734 г.
Однако кричное железо для ковки не годилось. Хотя в доменной печи удавалось снизить общее количество примесей в руде, из-за высокой температуры, при которой это происходило, в конечном продукте появлялась сера и фосфор; кузнецы по-прежнему предпочитали работать с блюмом, производимым при более низких температурах. Кованое железо использовали чаще чугуна. При работе в кузнице теперь применялась тромпа (водотрубная воздуходувка) – итальянское изобретение примерно 1500 года. Она заменила мехи; воздух перекачивался туда-сюда за счет закрытого накопителя воздуха (или «духового ящика». – Пер.) и водопроводной трубы. Кузнечные молоты обычно работали на гидроэнергии, как и хвостовые молоты; устройства для волочения проволоки, а также вальцовые мельницы и дисковые пилы для продольной разрезки, используя тот же источник энергии, готовили полосовое железо и железную проволоку.
Сталь производилась по-разному, но малыми объемами. Для сельскохозяйственных инструментов кузнец часто изготавливал сталь самостоятельно, снижая объем подходящей руды в печи. Стандартный метод подразумевал обработку блюмов ковкого железа, которые науглероживали погружением в расплавленный чугун, содержащий больше углерода. Полосы кованого железа длиной до 1,5 метра также науглероживали для придания твердости, обжигая с древесным углем 3–7 дней в печи, похожей на пекарскую. Наконец сталь готовили в тиглях, нагревая железо с древесным углем, – таким методом в Индии изготавливали «сталь Вутца»; о ней узнали в Англии в XVII веке, но первым ее внедрил в коммерческое производство на Западе Бенджамин Гентсман – часовщик из Донкастера, построивший заводы вблизи Шеффилда в 1751 году.
Для каждого из этих процессов постоянно требовалось топливо. Применение каменного угля при ковке железа в кузницах не вызывало никаких серьезных технических проблем; вполне возможно, что в некоторых районах каменный уголь смешивался с древесным углем в кузнице для производства подков и других простых железных изделий задолго до того, как стали использовать только каменный уголь. В Англии и Шотландии в конце Средневековья каменный уголь служил бытовым топливом, потому что в окрестностях было много обнаженных пород и легкодоступных залежей. Но в Бельгии, Нидерландах и Люксембурге крупные угольные шахты разрабатывались специально под изготовление железа для отделки и другое металлургическое производство, сделавшее Льеж сосредоточением оружейных заводов особенно в первой половине XVI века. Во второй половине того же века, при правлении Елизаветы I, стало не хватать древесины; поговаривали, что дефицит усиливался из-за стремительной продажи лесов при закрытии монастырей. Из-за роста населения, развития судостроения и усиления производственных нужд уголь начали добывать в Тайнсайде и других районах Англии, Шотландии и Уэльса. Подсчитано, что к 1660 году эти районы добывали в пять раз больше каменного угля, чем все другие страны, вместе взятые; данное лидерство, с незначительными изменениями, сохранялось весь XVIII век.