Литейное дело во времена средневековья

Лекция 3. (ауд. – 1 ч., самостоятельная работа – 9 час).

Литейное производство во время средневекового периода (V-XVII вв) Труд Агриколы (Георга Бауэра) «О металлах». Распространение чугунного литья. Сыродутный способ и криничный передел.

Упадок и крушение Римской империи сопровождались глубокими социальными потрясениями, которые в итоге привели к революционным изменениям в обществе. На смену рабовладельческому пришел новый общественный строй. Основой его служила собственность господствующих классов на землю, которую обрабатывали уже не рабы, а феодально зависимые крестьяне. Процесс распространения и укрепления феодализма продолжался столетиями; этот общественный строй был преобладающим в течение всего средневекового периода и позднее: примерно в V—XVII вв.

В период распада Римской империи, когда начался переход к новому общественному строю - феодализму, люди уже располагали солидными познаниями в области металлургии. Они освоили добычу и переработку золота, серебра, меди, железа, олова, свинца, ртути, сурьмы, бронзы и стали, а также сплавов свинца и олова.

В средние века перед наукой была поставлена единственная цель - обосновывать и подкреплять авторитет церкви и существующие общественные отношения. Тех, кто придерживался других взглядов, не совпадающих с официальными, преследовали как еретиков и безжалостно истребляли. Однако, несмотря на неблагоприятные условия, в мрачные средние века были заложены довольно существенные основы науки о металлах. Одним из истоков этой науки послужила алхимия - таинственная и сумрачная полунаука, полумагия, которая зародилась, по-видимому, в Александрии в III-IV вв. н. э. Арабские врачи и металлурги преодолели предубеждение античных ученых перед ремесленной, практической работой. Они первыми начали экспериментировать и создали многие лабораторные методы и устройства, составившие впоследствии базу для развития экспериментальной химии. Они расплавляли, перегоняли, выпаривали самые разнообразные вещества. Несомненно, в своих трудах алхимики использовали и познания древних, дошедшие до них из Вавилона и Египта.

Происхождение слова «алхимия» не вполне ясно. Возможно, оно складывается из арабского определенного артикля «ал» и древнеегипетского «хеме», означавшего, в частности, черный цвет. Вместе с тем, согласно недавним исследованиям, название этой науки, возможно, идет от греческого слова «химиа», что означало «металлическая отливка».

Алхимия пришла в Европу в XI-XII вв. и в последующие 500-600 лет оказывала сильное влияние на развитие естествознания. В действительности именно она ознаменовала собой раннюю стадию развития химической науки и металлургии. Но, безусловно, пытаясь связать и объяснить реальные факты и наблюдения на основе мистических представлений, алхимия совершила множество ошибок, которые закрепились надолго. И когда времена господства алхимии подошли к концу, она, с одной стороны, еще долго оставалась главным препятствием для рационального подхода к химическим веществам и процессам, но, с другой стороны, послужила отправной точкой для создания многих современных гипотез и теорий.

Главную свою задачу, высшую цель алхимики видели в получении философ­ского камня («ляпис философорум») и универсального растворителя («ликвор алкагест»). Оба они должны были служить для того, чтобы превращать неблаго­родные металлы в благородные. В соответствии с представлениями того времени все вещества образовались из двух алхимических элементов: серы и ртути. Парацельс (1493-1541) в качестве третьего элемента добавил еще и соль. Но в поисках этих двух чудесных средств алхимики должны были непрерывно расширять свои естественно-научные познания, разрабатывать новые химические и металлургические методы; на этом пути было сделано много различных открытий и изобретений - от пороха до фарфора.

Одним из высших авторитетов в алхимии был легендарный врач и химик Джабир ибн-Хайян (латинизированное имя - Гебер), живший, по-видимому, в VIII в. и которому приписывают разделение металлов на благородные и неблагородные по их поведению на воздухе и в огне. Другой алхимик - бенедиктинский монах Базилий Валентинус, живший в Эрфурте в XV в., разделял вещества, которые выглядят как металлы, на настоящие металлы и их «пасынки», полуметаллы. Например, сурьму он считал пасынком свинца, а висмут - пасынком олова. К полуметаллам относили и некоторые соединения, например ртути с серой.

Позднее, когда вокруг алхимии стало собираться все больше мошенников, она приобрела дурную славу. Особенно это характерно для XVII-XVIII вв. Владетельные князья надеялись с помощью этих мнимых «делателей золота» поправить свои пошатнувшиеся из-за непомерного тщеславия финансовые дела.

В то же время средневековье было и периодом расцвета многих ремесел, свя­занных с металлообработкой. Широкое практическое применение металлов привело к тому, что люди смогли ближе и глубже познакомиться с их свойствами и особенностями, в том числе технологическими. Кузнецы, жестянщики, литейщики, лудильщики и многие другие металлисты приобрели богатый опыт в обращении с металлами.

Предметы обихода и художественные изделия, отлитые или выкованные из металла, свидетельствуют о высоком искусстве и больших технических возможностях мастеров средневековья. Они освоили металл и научились придавать ему самые разнообразные формы. Примерно в 800 г. были отлиты из бронзы знаменитые двустворчатые ворота Аахенского собора. Каждая створка этих «Волчьих ворот» имеет высоту почти 4 м, ширину 1,35 и вес 1700 кг. Литой металл содержит 85,3% меди, 9,6% олова, 3,5% свинца и 0,6% железа.

Бронзовое литье достигло наивысшего расцвета в XI в. Бронзовые скульптуры того времени по своему художественному и техническому совершенству превосходят все, что было создано раньше и принадлежат к самым значительным творениям средневековья. Новых высот достигли только мастера эпохи возрождения. В литейном деле почти столетие принадлежало нюрнбергской мастерской Фишеров. Отлитые этой семьей бронзовые статуи являются шедеврами литейного мастерства. На протяжении всего средневековья металлурги считались самой уважаемой категорией ремесленников и наибольшим почетом среди них пользовались оружейники.

В XV-XVI вв. одним из лидеров в области металлургии стала Германия, что сделало ее центром первой буржуазной революции в религиозном облачении в виде Реформации. В это время появляется трактат «О металлах» Агриколы (Георг Бауэр, 1494-1555 гг., саксонский профессор), созданный в течение 20 лет. Труд Агриколы ознаменовал рождение научной металлургии и состоял из двенадцати томов, где четко и ясно в отличие от алхимиков описаны технологические процессы и оборудование, касающиеся горного дела, обогащению и подготовке руд к металлургическому переделу, плавка и литье металла, его кузнечной обработке, описаны процессы получения соли, соды, селитры, серы, битума и стекла. Трактат Агриколы был понятен любому образованному человеку, даже не обладающему специальными знаниями, дополнялся 292 гравюрами на дереве, поэтому в течение более двух столетий оставался основополагающей книгой в металлургии.

В 1500 г. Германия произвела 30 тысяч тонн железа, Франция - 10 тысяч тонн, Англия и Швеция - по 5 тысяч тонн, и по всей остальной Европе - 10 тысяч тонн. В это время Якоб Фуггер (1459-1525) становится «рудным королем». Он владеет почти всеми рудниками в Штирии, Тироле, Северной Венгрии и Испании. Ему принадлежала монополия на торговлю медью.

Во времена Агриколы и Фуггера немецкие горнорудные промыслы переживали свой расцвет, но во второй половине XVI в. они начали приходить в упадок. Тому было много причин. Снизилась добыча руды в уже выработанных рудниках, больше металлов, особенно драгоценных, стали привозить из Америки. Вместе с тем уже начиная с XIV в. назревали чреватые последствиями перемены в способах получения железа. Возрастающий спрос на железные изделия требовал новой, более производительной технологии выплавки железа из руды. Три тысячелетия железо получали в виде губчатой, но твердой «крицы» малопроизводительным способом - путем восстановления древесным углем при невысоких температурах, а теперь благодаря переходу на доменный процесс удалось во много раз поднять производительность труда. При этом из печей выпускали чугун в расплавленном, жидком состоянии. Таким образом, железные материалы стали оказывать все более заметное преобразующее влияние на общественное производство.