4.7. Совершенствование техники земледелия и развитие горного дела и металлургии

Развитие торговли привело к совершенствованию производства и совершенствованию земледелия. В земледелии стала применяться трехпольная система, при которой пашня делится на три поля: на первом из них сеются озимые культуры; на втором – яровые; третье остается свободным (под паром). Производится ежегодное чередование полей. Кроме зерновых культур в больших масштабах стали выращивать виноград, хлопок, овощи, фрукты. Дальнейшее развитие получило животноводство. Все это вызвало большую потребность в железе, широко применявшемся для производства сельскохозяйственных орудий, ремесленных инструментов и предметов домашнего обихода.

Большое достижение в хлебопашестве – замена деревянных частей плуга и бороны – железными. Это привело к росту производительности сельскохозяйственных работ. Кроме того, нужны были другие металлы (медь, золото, серебро) для церковной утвари, украшений и других изделий.

В связи с этим быстро развивалось горное дело. Древний способ получения железа (точнее железа с содержанием углерода не более 0,01-0,04%) с помощью сыродувного процесса был мало производителен. Для устранения этого недостатка увеличили высоту печи и усилили поток воздуха с помощью мехов. Первоначально меха сшивали из шкур животных, которые представляли простой кожаный мешок, производимый в действие руками или ножным способом. В дальнейшем стали применять более мощные меха, приводимые в действие водяными колесами. Для этого колесо через цевочную передачу вращало кулачковый вал, от которого в свою очередь в действие приводились меха. Для каждой плавильной печи имелось два меха, работающих попеременно. Воздух в печь подавался через сопло, проходившее в отверстие, сделанное в задней стенке печи на высоте полуметра от пола.

В таких печах стали получать чугун (сплав железа с углеродом от 1,7 до 4-5%), который не плавился, не сваривался, но обладал хорошими литейными свойствами; из него стали отливать ядра и пушки.

Таким образом, совершенствование сыродувной печи привело к построению доменной печи, в которой получили чугун. В печь закладывались руда (обычно обогащенная) и каменный уголь с большим содержанием углерода (в дальнейшем кокс) и необходимые добавки. Содержимое доменной печи продувалось снизу воздухом; позднее стали подавать подогретый воздух. В результате этого выплавлялся чугун, который подразделялся в зависимости от назначения на два вида: литейный чугун и передельный чугун, перерабатываемый в сталь в сталеплавильных печах. При вторичном переплаве передельного чугуна в кричной печи стали получать сталь – сплав железа с углеродом (0,04-1,7%).