aldanov (aldanov) wrote,
aldanov
aldanov

Categories:

Термические технологии: печи и температуры. 4. Медь в Древнем Царстве Египта - Начало.

Как-то я начал серию статей про то, как человечество овладевало термическими технологиями, начав костром и   гончарными печами, а продолжив металлургией и стекловарением.  Чем выше достигалась температура, тем больше возможностей получала цивилизация.

Возвращаюсь к этой большой теме  по случаю занятий Древним Египтом. Для него был очень важен медный век, поскольку для строительства пирамид был нужен не только камень, но и металл. Потом, надо сказать, нигде так быстро и ярко не прошла эволюция технологии обработки меди и развития специальной логистики, как в Древнем Египте.

Первая часть – тут

Вторая часть - тут

Третья часть - тут

К теме термических технологий также относятся мои статьи

Как наступал железный век в Древней Греции. Часть 1 и Как наступал железный век в Древней Греции. Часть 2.

4663981249_577bf1fa70_b

Рис. 1. Медный инструмент в свое время послужил созданию великих пирамид.

Диффузия новой технологии.

800px-Metallurgical_diffusion

Рис. 2. С одной стороны,   график «диффузии  металлургии» логичен - движение от центров появления новой технологии к окраинам. С другой, распространение новой технологии требовало наличия   медной и оловянной руды, которые встречаются очень неоднородно, а потому и «диффузия» зависит в первую очередь от них, и лишь потом от способности воспроизвести чужие изобретения. Хотя вот египтяне оказались способны долгое время обходиться без олова.

«Медный век», как начало века бронзы - дальнейший толчок к борьбе за экономику печи и овладению более высокими температурами.   Для решения металлургических задач   печь стала приспосабливаться к этим новым  требованиям, то есть начала развиваться, как техническое устройство.

Появление обработки меди (рис. 1) связано с некогда существовавшей  частой встречаемостью медных самородков в некоторых регионах. Их  можно было ковать, делая разные мелкие медные предметы. Но за пределками богатых самородной медью районов (рис. 2) требовалась уже термическая обработка медной руды, собственно металлургия, а для этого  поиск руд и умение их переработать.

В Египте такие руды встречались, но все же не в очень большом количестве. Да и топлива там не было в избытке, потому что потребителей дерева было слишком много. Приходилось как-то справляться с этими проблемами: в стране, набравшейся небывало высокого мастерства в обработке камя, нужны было из чего-то мастерить зубила и трубчатые сверла, да еще и в «промышленных количествах».

Рассматривая детали производства медных орудий, мы получаем сведения об одной из сторон  строительства пирамид.  Археологи потому весьма интересуются деталями становления медной  металлургии Египта давно{C}{C}[i]{C}{C}. Но в последние годы появилось много новых интересны[ работ, дополняющих картину.

Мне кажется особо существенным установить датировку этапов развития металлругии, последовательность изобретений и усовершенствований в этой области.

До начала использования плавильных печей.

Анализируя большой корпус медных предметов Лукас пишет, что:

-  «В Египте медь вошла в употребление раньше золота, еще в бадарийский и ранний додинастический периоды... Древнейшими из сохранившихся до нас медных предметов являются бусы, сверла и булавки, относящиеся к бадарийскому периоду, которые продолжали употребляться в ранний додинастический период, когда к ним прибавились браслеты, маленькие долота, кольца, наконечники гарпунов, различные мелкие орудия, как,  например, иглы и щипчики, и другие небольшие вещицы. «Все предметы, изготовленные до среднего додинастического периода, весьма редки, невелики и непрочны»

AN00414113_001_l

Рис. 3. Колечки из полосок меди – бадарийская культура, Египет. Британский музей.

Итак, в 4500-3600 гг. плавить медь еще не начали,  потому ковали самородный металл или восстановленную древесным углем медную губку, полученную, к примеру, из малахита.

Печи, рудники, и  места развития медной металлургии.

Лукас  «Но к концу додинастического периода египтяне уже располагали «вполне эффективным медным оружием», а в ранний додинастический период широко пользовались «тяжелыми удобными топорами, теслами, долотами, ножами, кинжалами, копьями, орудиями и украшениями», а также хозяйственной утварью, такой, как кувшины и тазы. Петри нашел немало хорошо отделанных медных предметов эпохи I династии в царских гробницах или кенотафах в Абидосе, хотя эти гробницы подверглись ограблению и еще прежде раскапывались. Эмери недавно нашел очень много медных предметов в гробнице Джера. Обычным методом покрытия одного металла другим в Древнем Египте была наковка тонких листов».

Wadi-Maghara

Рис. 4. Вади Магхара в Синайской пустыне – одно из основных мест добычи меди в раннем Древнем Египте.

«О том, что во время Древнего царства по крайней мере часть горного промысла в  Магхара приходилась на долю медной руды, свидетельствуют обнаруженные там горняцкие поселения того времени, где были найдены куски медной руды, тигли, медный шлак, плавильные отходы и литейные формы. Тот факт, что в одном медном топоре среднего додинастического периода и в нескольких медных полосках эпохи I или II династии содержалось некоторое количество марганца, служит весьма убедительным доказательством добычи медной руды по соседству с марганцевыми месторождениями в Синае, вероятно в Магхара. В таком случае выплавка меди из синайской руды практиковалась уже в средний додинастический период».

«Мы имеем два доказательства разработки медной руды и плавки металла в Древнем Египте: во-первых, наличие древних рудников с найденными поблизости остатками рудничных поселков и древних шлаковых отвалов и, во-вторых, надписи, оставленные вблизи рудников рудокопными экспедициями.... Древние разработки медной руды  ... известны в Магхара и в Серабит-эль-Кадиме. Оба эти места расположены в юго-западной части Синайского полуострова на расстоянии приблизительнодевятнадцати километров друг от друга. ... Здесь были обнаружены остатки горняцких поселений преимущественно  эпохи Древнего, а также и Среднего царства, и в первых из них «найдено большое количествомедного шлака и отходов от плавки, осколки медной руды, множество сломанных тиглей и фрагмент литейной формы», а во вторых — «большое количество медного шлака и плавильных отходов, куски тиглей, древесный уголь, а в одном случае кусок содержимоготигля в виде толченой, но еще не полностью восстановившейся руды»; кроме того, там же найдена недатированная форма для отливки клинков оружия...» Рудокопные экспедиции оставили после себя надписи в Магхара, в долине и на рудниках Серабит-эль-Кадима, в храме в Серабит-эль-Кадиме и вблизи храма и в Вади-Насб».

В Магхара было найдено 45 надписей, в том числе 36 наскальных, 8 граффити и одна стэла (см. Рис. 5) Самая ранняя из «их относится к I династии, три — к III, три — к IV, восемь —к V, две — к VI и тринадцать — к XII династии. От XVIII и XIX династий сохранилось по одной надписи. Пять надписей Древнего и восемь Среднего царства не могут быть отнесены к каким-либо определенным династиям.

Meghara-Relief

Рис. 5. Сцена триумфа фараона Семерхета. Рельеф в Вади-Магхара. 1-я династия. Древнее царство. Заметим, что тут все изображения принадлежат фараону (короны Верхнего и Нижнего Египта), на картине представлены также медные короткие мечи, нечто вроде кистеней, и булава.

Итак, медь в 3500-2800 гг. уже плавят в печах,  и потому становится возможным ковать из медных отливок  большие предметы и  листы. О чем говорит и Лукас «Иногда утверждают, что в более ранние периоды, когда медь употреблялась в сравнительно небольшом количестве, она добывалась из самородного металла (то есть из меди, встречающейся в природе в металлическом состоянии).  ...  нет никакого сомнения в том, что во все последующие периоды она добывалась исключительно путем выплавки из руды.

Технология добычи руды.

«Надо полагать, что медные руды, и главным образом малахит, вначале и долгое время потом добывались исключительно из поверхностных залеганий без всяких попыток ведения подземных разработок. Для вырубки руды было вполне достаточно грубых каменных(кремневых) орудий. Но позднее вслед за уходящими под землю жилами люди начали рыть шахты, для чего они, несомненно, пользовались уже медными долотами, образцы которыхсохранились до нас начиная с позднего до династического периода. В синайских рудниках Петри нашел свидетельства употребления для вырубания породы только медных долот ине обнаружил никаких следов применения каменных орудий».

Руду сортировали, дробили, просевали.

copper_2

Рис. 6 Тимна – шахты, прорубленные во времена Древнего Египта. В Тимне они преимущественно создавались   в период Среднего царства.

Технология плавки.

Лукас «Дробленую руду перебирали вручную и затем плавили. В наше время медь получается из руды в результате целого ряда сложных металлургических процессов в особых плавильных печах, причем характер этих процессов и устройство печей обусловливаются составом обрабатываемой руды...   Руду смешивают с коксом и соответствующими флюсами и плавят в печи с дутьем. Древнеегипетский вариант современного метода заключался в том, что раздробленную руду смешивали с древесным углем прямо на земле в кучах или в неглубоких ямах. Иногда место плавки старались расположить насклоне холма или в долине (как это было, например, в Вади-Насб в Синае), чтобы полностью использовать выгоды, которые мог дать ветер. То, что движение воздуха раздувало огонь, было, конечно, замечено уже в глубокой древности. В более позднее время появляются меха. Карелли нашел в Синае остатки древней печи для выплавки меди. Она представляласобою вырытую в земле яму глубиною около 75 см, окруженную каменной стенкой с двумя отверстиями для дутья».

«Медь плавится при температуре 1083° по Цельсию; такая температура вполне могла быть получена описанным нами примитивным способом при условии закладки за один раз небольшого количества руды. Коглен пишет, что для выплавки меди из малахита или другой углекислой руды достаточно температуры 700–800° по Цельсию.

В результате произведенных Когленом экспериментов в области простейши способов плавки медных руд для получения металлической меди он пришел к выводу, что медь была получена впервые случайно, но не на лагерном костре, не в яме и не на каком-либо другом открытом огне, как принято считать, а в гончарной печи, то есть в закрытой камере».

Такая небольшая печь, однако, позволяла получать всего-то 5 кг меди. Собственно, это очень мало, и как справиться с выплавкой больших количеств меди?

Но недавно замечательное открытие{C}{C}[1]{C}{C} сделала французская экспедиция на Синае, начавшая работать там с 2006 года. Она обнаружила батареи печей, причем в одном месте было сосредоточено аж 27 таких батарей, включавших почти 3000 таких печей (рис. 7). Помимо этого, археологи показали, что само расположение печей предполагало использование характерных потоков воздуха для достижения более высокой температуры.

батареи печей
{C}{C}Рис. 7. Один из примеров батареи печей, существовавший во времена не позже пятой династии. Простой расчет показывает, что при полной загрузке печей можно было выплавлять аж 15 тонн металла за плавку.

Они также провели реконструкцию, используя одну из батарей, при измеряя достигаемую температуру в зависимости от времени дня и скорости ветра (рис. 8).

Экспериментальная плавка

Рис. 8.  Экспериментальная плавка – температуры у передней и задней стенки печей в зависимости от времени дня, который связан с усилением ветра  в период от примерно 9 часов и до 13-15 часов. Такие печи, получаются, позволяли проводить 4-5 плавок в течение дня. Расчет показывает, что тогда на батарее печей можно было бы получать аж 60-75 тонн металла в день при полной загрузке всех батарей – ну и, конечно, решении всех сопутстсующих задач с рудой, топливом, керамикой, рабочей силой. Конечно, эти цифры предельные. Но все же такой «индустриальный подход к делу впечатляет.

Еще одна интересная печь – в городке Бухен в Нубии. В ранних  надписях упоминаются фараоны 4 и  5 династии- Хафре, Менкаура, Усеркаф, Сахура, Нефериркара, Ниусерра. Интересно, что,  кажется, найдя торговый путь, по которому  медные руды, которые доставлялись к Нилу издалека (потому что рядом таких руд нет), египтяне спешно колонизировали этот пункт, создав укрепленный город и построив печь продвинутой конструкции, в которой можно было ставить несколько тиглей с рудой      (рис. 8)

p173f25

Рис. 8. Печь времен Древнего царства – египетская колония Бухен, Нубия.

Получается, что египтяне Древнего царства очень настойчиво боролись за повышение качества плавок меди и повышения эффективности труда.   Но это далеко не все, что они могли сделать и сделали в этой области.

}




А. ЛУКАС  «МАТЕРИАЛЫ И РЕМЕСЛЕННЫЕ ПРОИЗВОДСТВА  ДРЕВНЕГО ЕГИПТА», М., Изд. Иностр. Лит. 1958

Окончание очерка следует.

Tags: Египет, Технологическая цивилизация
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 10 comments