Это изобретено в Китае - Мао Цзо-бэнь
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Выплавлять медь люди научились 4 000— 4 500 лет назад. Еще в эпоху Шан-Инь, более трех тысячелетий назад, медеплавильное дело занимало в производстве заметное место. В Нанкинском музее экспонируется отлитый в ту эпоху большой медный котел «дин» [61] весом в 1 400 цзиней [62].
Если учесть, что медь плавится при температуре более 1 000 градусов, можно сделать вывод, что в иньском обществе литейное дело достигло высокого уровня, что иньцы уже умели получать в плавильных печах необходимую температуру и не только извлекали медь из руды, но и осуществляли все остальные процессы металлургического производства. Они могли даже отливать фасонные изделия путем заливки литейных форм жидким металлом и искусной декоративной чеканки, о чем свидетельствуют дошедшие до нас медные предметы той эпохи.
При раскопках в Аньяне (провинция Хэнань) был обнаружен также кусок медной руды весом в несколько десятков цзиней. Материалы раскопок показывают, что металлические предметы того периода?это изделия из сплава меди и олова, то есть из бронзы. Различное пропорциональное содержание обоих компонентов сплава определялось разным назначением бронзовых изделий.
Рис. 34. «Дафандин» — большой медный котел в стиле «дин».
Эпоха Шан-Инь
А железо китайцы научились выплавлять лишь более трех тысяч лет назад. Если учесть, что медные руцы менее распространены, чем железные, этот факт может показаться парадоксальным. Но дело в способах извлечения металла из руды. Мы уже говорили, что для выплавки меди (то есть для получения меди в виде расплавленного металла) требуется температура порядка 1 000 градусов, Железо плавится при более высокой температуре. Это значит, что его извлечение из руд требует более совершенной техники металлургического производства.
Основные компоненты железной руды — кислород и железо. При нагревании ее с углеродом выделяется углекислота, полученная в результате взаимодействия кислорода и углерода, а остается железо (содержащее, правда, ряд посторонних примесей). Производство железа осуществлялось первоначально сыродутным процессом, в горнах или малых шахтных печах. Дутье подавалось посредством естественной тяги — дымохода; позднее воздух в печь стал вдуваться мехами. Сыродутный горн не мог, конечно, дать высокой температуры, обеспечивающей извлечение из руды чистого железа в виде расплавленной массы; получалась не плавка, а раскаленная тестообразная масса ? крица, которую тут же и проковывали молотом для частичного выдавливания из нее шлака,
Восстановленное таким образом — путем очищения от примесей обработкой под молотом с рядом повторных нагревов ? железо шло в поковку, но, малоуглеродистое, мягкое, оно не годилось еще для изготовления таких предметов, как колокол, например, или треножник. Постепенное совершенствование технологии: увеличение размеров сыродутных горнов, совершенствование техники дутья ? применение системы воздуходувных мехов, нагнетавших воздух сразу с четырех сторон?? все это дало возможность развивать в горнах более высокую температуру и получать уже не крицу, а плавку ? жидкий металл, чугун. Это, в свою очередь, меняло и существо процесса изготовления железных изделий: от поковки можно было перейти к литью, к производству фасонных изделий путем заливки жидкого металла в литейные формы. Этот способ выплавки и отливки чугуна был назван «чжуте» ? «литье»[63].
Литейное дело возникло в Китае на тысячу лет раньше, чем в Европе. В древних книгах мы находим записи, свидетельствующие о том, что в 513 году до н. э. в княжестве Цзинь уже умели отливать треножники с рельефным узором. В литейную форму, на стенки которой наносился нужный рельефный орнамент, заливали расплавленное жидкое железо, дававшее после остывания фасонную отливку с орнаментом. Так написано в книгах.
А сталь? Сталь, как и железо, принадлежит к числу железоуглеродистых сплавов, разница лишь в процентном содержании углерода, которого в стали меньше, чем в чугуне, но больше, чем в кованом железе. В стали, кроме того, меньше посторонних примесей. Попросту говоря, она чище.
Когда железную поковку обкладывали в печи углем, углерод в процессе горения угля проникал в верхний слой поковки. Затем железо вынимали и обрабатывали под молотом. И только после много кратного повторения нагрева и обработки под молотом получали заготовку с равномерным по всей массе размещением углерода, придававшего железу качества стали. В результате такой обработки сыродутного железа древние китайцы получали высококачественную сталь. Размеры производства были очень малы: чугунная болванка весом в несколько сот цзиней давала после такой термомеханической обработки несколько десятков цзиней стали, и само производство стоило дорого.
В древней китайской литературе мы часто встречаем упоминания о «драгоценных мечах», клинках, таких, как «Гань Цзян», «Мо-се» [64] и др. Вот они и были выкованы из этой буквально сто раз закаленной и тысячу раз отбитой высококачественной стали, которую в Китае делали из кричного железа. В княжестве У в эпоху Чуньцю (722–481 годы до н. э.) в производстве этих клинков было занято более 300 человек ? масштабы по тому времени значительные. Упругая, незатупляющаяся, звонкая и легкая, эта сталь была отличным материалом для знаменитых «драгоценных мечей». В эпоху Восточной Ханьской династии китайская клинковая сталь проникла в Рим и пользовалась там большой известностью. О китайской стали писал Плиний, называя ее несравненной.
Рис. 35. Схема конструкции «шуй пай» — воздуходувного агрегата, приводившегося в действие энергией воды.
Ду Ши, живший в эпоху Восточной Ханьской династии, изобрел в 31 году «шуй пай» — воздуходувный агрегат, приводившийся в действие энергией воды. Использование для дутья гидроэнергии не только значительно экономило рабочую силу, затрачиваемую на эту трудоемкую и тяжелую работу, но и способствовало прогрессу металлургического производства: равномерная мощная подача воздуха обеспечила, в свою очередь, возможность увеличения габаритов печей и повышения температуры в них. Помимо изменения принципиальных основ металлургии железа (с переходом к доменной плавке), значительно снижалась себестоимость производства, повышалось его качество.
Подробное устройство воздуходувок того времени не сохранилось. Мы знаем только принципы их устройства. Согласно описаниям, заимствованным из «Книги о земледелии» Ван Чжэна («Нун шу»),написанной в 1313 году, схема действия этих агрегатов сводилась в общих чертах к следующему: водяное колесо (1), вращавшееся энергией воды, передавало усилия на приводное колесо (2), укрепленное на одной оси с первым; эксцентриковая передача (3, 4, 5) сообщала движение системе промежуточных рычагов (6, 7), соединенных с мехами (8), которые подавали дутье в горн (9).
Рис. 36. Поршневые
