К сожалению для наших предков, в отличие от цветных металлов, железо в чистом виде практически не встречается. К счастью для наших предков, оно намного больше распространено, чем другие металлы. Правда содержится в примесях и добыча его намного трудней добычи меди и олова (статья про бронзу).
Температура плавления железа составляет 1539 градусов. Древним печам (статья про печи и глину) были недоступны такие температуры и люди освоили железо значительно позже бронзы.
Широкое использование железа в производстве оружия началось только в первом тысячелетии до нашей эры с изобретением сыродутного способа его добычи. Но стоит отметить, что есть свидетельства о добыче железа народами проживавшими на территории Армении ещё за три тысячи лет до нашей эры!
Самыми часто встречающимися рудами являются оксид железа и гидрат оксида железа. Чтобы выделить из него железо, необходимо вывести кислород – восстановить. Само собой наши предки и понятия не имели о химических реакциях и к финальным результатам они пришли благодаря наблюдениям и экспериментам.
Сначала они поняли, что нет необходимости доводить руду до температуры плавления. Требуется лишь больше топлива хорошего качества и жар. Сформировались новые требования к архитектуре печи и технологии плавки.
Как строилась и использовалась печь для добычи железа?
При постройке печи выкапывали яму и её стенки измазывали глиной. Затем к печи подводилось отверстие для надува воздуха. После возводили верхнюю часть печи конусовидной формы.
Для топлива подходил древесный уголь, который клали внутрь печи, укладывали железную руду и верхний сверху вновь укладывали толстый слой древесного угля. Топливо разжигалось и начинался его сильный раздув. Высвобождающееся железо было намного тяжелей шлаков и опускалось на дно печи. Полученный материал называется «крица». Плавка завершалась, печь разбивалась, а крица извлекалась и передавалась в кузницу для последующей обработки.
В кузнице крица повторно разогревалась в горне и оббивалась молотами, так удалялся оставшийся шлак.
Необходимые качества железо обретало только в результате ковки, и кузнечное ремесло стало одним из ключевых отраслей производства. Но само по себе чистое железо является мягким металлом и его нельзя использовать для создания инструментов или оружия. Важную роль играет процент содержания углерода. Если он был равен диапазону 0,3-1,7%, то железо можно было придавать закаливанию и так получалась сталь. Чтобы её получить заготовку раскаляли до красна, оббивали и охлаждали.
Чтобы получить больше железа и лучшего качества, важным элементом производства был раздув. Для упрощения раздува люди стали использовать сшитые шкуры со вставленным дульцем. При разведении шкур воздух набирался и при сведении высвобождался, проходив через дульце в печь. Но даже это усовершенствование позволяло увеличить температуру с 1000 до 1200 градусов и извлечь лишь половину железа из имеющейся руды.
Очень скоро железо стало использоваться во всех областях жизни человека, сделало орудия труда более качественными, перевернуло развитие военного дела, искусства и положило конец первобытному обществу.