«Железный век» в парке «Оленьи ручьи»
- Информация о материале
- Автор: Составитель Трубецкой В.С.
В конце 1990-х – начале 2000 годов А.В. Добров стал активно продвигать идеи создания летних учебно-полевых подростковых лагерей на территории парка «Оленьи ручьи». Начались они с 1999 года как Учебно-полевая программа «Железный век».
Введение
Предлагаемая учебно-полевая программа знакомит участников с историей добычи железных руд на Урале на примере месторождения Митькинский рудник, расположенного на территории СОГУ «Природного парка «Оленьи ручьи», на западном склоне Бардымского хребта. Это месторождение осадочных железных руд стало активно разрабатываться в конце XVIII – начале XIX веков для обеспечения рудой Нижнесергинского металлургического завода в числе других 18 рудников, расположенных в окрестностях г. Нижние Серги. Основные рудные минералы – лимониты и гематит, добыча которых велась как в карьерах, так и в шахтах. Добыча руды продолжалась вплоть до 1914 года.
За этот период были добыты сотни тонн руды высокого качества, возник поселок рудокопов и углежогов, в котором жило около 150 человек, сложился целый комплекс горной добычи, включавший в себя, кроме шахт и карьеров, гидротехнические сооружения, дороги, зимники, кричное производство. В конце XIX века Сергинско-Уфалейское товарищество установило на руднике паровую машину (локомобиль), обеспечивавшую привод водоотливных насосов. Машина была изготовлена в Англии в г. Гейнсборо компанией «Marshall sons and Co», что может свидетельствовать не только о развитых внешнеэкономических связях уральских заводчиков, но и об их стремлении к организации высокотехнологичных для того времени производств.
Сегодня территория Митькинского рудника, на первый взгляд, мало чем отливается от окружающих лесов. Лишь озера, образовавшиеся на месте выработанных карьеров, да настоящие горы отвалов, поросшие едва ли не столетним лесом, и бурьян на месте посёлка напоминают нам о тех временах, когда здесь кипела жизнь. Однако полученные в архивах документы и данные археологических исследований позволяют нам понять, какова цена славы уральских металлургов и, безусловно, следующим поколениям необходимо знать основу и цену наших технологических достижений и социального прогресса.
Территория Митькиных рудников нами в основном изучена, частично благоустроена и подготовлена для проведения экскурсий. Но никакая экскурсия не даст участникам таких навыков и знаний, какие может дать практическое участие в учебно-полевой программе, которая была разработана в природном парке «Оленьи ручьи» и неоднократно проведена с участием старшеклассников из городов Ревда, Нижние Серги, Михайловск, поселок Верхние Серги.
В ходе выполнения первого этапа программы участники осваивают простейшие приёмы топографии, изучают признаки рудопроявления, знакомятся с рудными минералами и вмещающими горными породами, геологической историей рудника и методами добычи руды.
На втором этапе участники добывают руду, готовят шихту и оборудуют плавильную печь.
Третий этап – выплавка железа в сыродутной печи и анализ полученных образцов крицы.
Заключительный этап – экскурсия на современный металлургический завод.
Одновременно с выполнением основной программы в лагере реализуются другие программы, содержание которых естественным образом вытекает из образа жизни полевого лагеря. Это, прежде всего, организация жизнеобеспечения в условиях летнего горно-таежного ландшафта: ориентирование, устройство бивака и ночлега, организация питания, санитария и гигиена.
Обязательный элемент программы – ознакомительные экскурсии в центральной части парка, дающие общее представление о ландшафтах, достопримечательностях, истории заселения и промышленного освоения юго-западной части Среднего Урала.
Важный раздел программы – ведение дневника лагеря – документа, лежащего в основе подготовки отчетной полевой конференции.
Дневник эколого-краеведческого лагеря «Оленьи ручьи - 2003»
Названия организаций, принимающих участие в проекте: Природный парк «Оленьи ручьи» (Свердловской обл.), Центр детского творчества г. Нижние Серги (Свердловской обл.), Свердловский областной педагогический колледж, Металлургический холдинг.
Идея: Проведение летнего детского научно-исследовательского лагеря на базе природного парка «Оленьи ручьи» в июле-августе 2003 г.
Цели и задачи:
1. Формирование навыков научно-исследовательской деятельности подростков;
2. Ранняя профессиональная ориентация учащихся;
3. Изучение истории, ботаники, зоологии, экологии родного края.
Направления деятельности:
1. Экологическое. Мониторинг состояния р. Серга
• Изучение гидрорежима р. Серга (озера, болота, реки, ручьи бассейна р. Серга);
• Изучение растительности и животного мира р. Серга;
• Выбор мониторинговых объектов;
• Сплав по реке Серга.
2. Историко-металлургическое
• Строительство плавильной печи по образцам Древней Руси;
• Проведение плавки железной руды из Митькинского рудника. Получение кричного железа;
• Получение булатной стали;
• Изготовление изделий из стали.
3. Археолого-этнографическое
• Разработка экскурсионной тропы по археологическим памятникам р. Серга;
• Проект строительства поселения раннего железного времени, как экскурсионного объекта;
• Проведение экскурсий по парку.
4. Биологическое
• Изучение флоры и фауны природного парка «Оленьи ручьи»;
• Создание фотоколлекции насекомых, птиц, рептилий парка;
• Изучение процесса расселения бобров в парке.
5. Издание ежедневной газеты в лагере, создание видеофильма, публикация отчета о работе лагеря в местной прессе, проведение итоговой конференции.
Приезд
27 июля. День первый
Пригородный поезд замедляет ход. Все тише и тише стучат колеса. Выходит проводница и объявляет: «Остановка Бажуково». Молча, посмотрев в окно, я встала, взяла сумки и проследовала к выходу. Выйдя из вагона, на перроне остановилась и осмотрелась вокруг. Из вагонов с шумом и гамом выпадали ребята с рюкзаками. В голове моей промелькнуло: «Вот и началась моя четвертая экспедиция на Бажуково».
Ярко жарило солнце. Теплые, тяжелые запахи трав и цветов кружили голову. Хотелось отойти от городской суеты: стоять и просто смотреть на ближайшую кромку леса и уходящую вдаль железную дорогу. Раздался крик: «Пошли!» и шумная, разноцветная разнокалиберная толпа сергинских мальчишек и девчонок рассыпалась по дороге на первую стоянку. Там нас ожидал приятный сюрприз в лице Ольги Тимофеевны. С ней мы знакомы по второй экспедиции. Интересная женщина, опытный инструктор и наставник для нас.
Солнце уже не только жарило, но палило. На свеженьких, на нас налетели лесные гады: мошка да комары. Вот и первые прелести жизни в уральском лесу. Но отдыхать времени не было. Началось обустройство лагеря. Ставили палатки, натягивали тенты, насыпали дорожки от палаток к заветным местам. В самый разгар работы начался никому сейчас не нужный дождь. Все лихорадочно начали прятать под полиэтилен свои сумки, а сами стоически мокли возле возникающих палаток.
Кипела работа на полевой кухне. Лазили по мешкам с продуктами. В результате долгих и упорных поисков, а потом резки, разделки, соления и жаренья получился борщ (правда, без тушенки – забыли). Проголодавшиеся туристы даже не заметили этого досадного промаха.
Очнулась я, когда на горизонте в зареве пропадали последние лучи солнца. Ворочаясь и тихо вздыхая, я засыпала в своем спальнике.
Людмила Калугина
Карстов мост
29 июля. Третий день
Сегодня, вкусно пообедав, мы пошли на Карстов мост. Вышли мы примерно часа в три дня. Ребята сказали, что идти нужно километра четыре. Бесконечно петляя по тропе, преодолевая овраги и мосты, мы подошли к смотровой площадке над Сергой. Со скалы, где мы стояли, виднелась сверкающая на солнце река, неторопливо спешащая в обрамлении лесов. Мы защелкали в восторге затворами фотоаппаратов. Маша на фоне Серги. Маша и Ирина с Сергой в обнимку. А вот к ним добавился еще и Алеша Иванов.
Дальше побежала тропинка, и мы вместе с нею побежали по направлению к Карстовому мосту.
Карстов мост – это событие! Это нужно видеть! Мы спустились по пологому берегу к реке. На противоположной стороне возвышалась огромная скала. В ней вода промыла большое сводчатое отверстие и через него можно проникнуть внутрь странного мира карстовых пещер. Можно, поднимаясь наверх, вдруг вынырнуть посредине скалы в маленькое окошечко пещеры. Можно забраться на самую верхотуру и оттуда озирать окрестности.
Здесь мы решили передохнуть. Подкрепились и пошли дальше. Когда мы только поднялись в обратную дорогу, нас позвали металлурги, которые остановились в нашем в лагере. Они сказали, что открыли новую тропу, по которой можно вернуться в лагерь гораздо быстрее. Идя и разговаривая о перловицах с Лешей Ивановым, мы очень быстро дошли до лагеря. После этой беседы я стала с уважением относиться к перловицам.
Мне очень понравилась прогулка и бесконечное великолепие Карстова моста.
Ольга Кзёнз
Две тысячи лет тому назад…
30 июля. Четвертый день
В нашем лагере мы живем почти как первобытные люди. Признаками этого являются отсутствие электричества, горячей воды, мебели и других удобств. Но не только это является отличительной чертой первобытности. Чтобы узнать, как жили наши предки, мы ходили на городище раннего железного века.
Для начала нам объяснили, что городище следует отличать от других видов древних поселений. Древние селища не имеют защиты (как и более поздние поселки, селения), городища же, наоборот, хорошо укреплены. Даже само слово «городище» имеет общий корень со словами «городьба», «ограда», «огород», т. е. огороженное место. Оленеручьевское городище относится по типу к мысовым, т.е. с одной стороны омывается рекой, с двух других защищено глубокими оврагами. Подобраться к нему можно только снизу, поднимаясь по крутому склону. А вся низина хорошо просматривается с городища. Мы штурмовали его в хорошую погоду: не было ни дождя, ни зимней оттепели, ни града летящих навстречу стрел и копий, но, надо признаться, подниматься было трудно. Наверху мы все запыхались. Поднялись и уткнулись в еще одну систему укреплений. С четвертой стороны городище было укреплено рвом и земляным валом. Сейчас по дну рва бежит тропинка, а вал возвышается над ним на полметра. Ученые предполагают, что в древности ров и вал должны были быть более солидными. Более того, гребень вала тогда мог быть укреплен еще и частоколом. Пробираясь же домой, жители городища использовали как лестницу сучковатый ствол дерева. И пока враги с усердием поднимались на площадку городища, жители его отстреливались сверху.
Кроме остатков вала нам показали углубления, которые сохранились от жилищ древних людей. Сейчас это неглубокие ямки площадью всего три на четыре метра. Когда-то люди, придя сюда, долбили скалу деревянными лопатами, а, может быть, были у них уже к тому времени и металлические инструменты. Затем валили деревья, рубили бревна и складывали полуземлянки, углубляя жилища в землю наполовину. А чтобы экономить тепло зимой, стенки жилищ присыпали землей. Вот так и получались полуземлянки. Землянки же углубляли еще больше: у них земля насыпалась даже сверху – на крышу. Зимой, наверное, в таких домах жилось тепло, а вот весной и летом в них должно быть сыро. Поэтому можно предположить, что в летний период жители городища жили в более легких и удобных жилищах – чумах, а на городище возвращались с наступлением холодов.
Всего в четырех километрах от городища располагается известный Митькинский железный рудник. Можно высказать предположение, что рудник этот был открыт еще жителями оленеручьевского городища. Даже сегодня, поднимаясь по Митькиному ручью, можно встретить бурые пятна выходов железняков. И если дело обстояло так, то жители городища должны были заниматься производством железа, а, возможно, и его торговлей. И тогда им было что прятать за крепкими стенами городища. В XVIII веке демидовские рудознатцы наткнулись в тайге на древние шахты и карьеры. Именно с этого времени рудник вошел в число нижнесергинских железных рудников. Но вот вывозить руду отсюда по урманам и болотам за 25 верст на Нижнесергинский завод было сложно. Только по зимнику.
Ирина Устьянцева
Встреча с художником
31 июля. Пятый день
Сегодня, пообедав, где-то около трех часов дня мы пошли на станцию Бажуково знакомиться с художником Валентином Анатольевичем Костиным. Он выставлял свои работы в Санкт-Петербурге, Москве, Зеленограде, Томске и других городах. Сам художник живет сейчас в Екатеринбурге.
Мы вошли в помещение казармы. Когда-то в подобных казармах жили рабочие, прокладывавшие железную дорогу. Сейчас оно приспособлено для размещения туристов. Стены казармы украшают картины, сделанные из природных материалов. Мы заняли место за столами, и Валентин Анатольевич начал показывать свои великолепные произведения. Большая часть картин состоит из бересты. Для большей декоративности к бересте прикладывают лишайники, цветы, былинки.
Ни на что не похожее направление в декоративно-прикладном искусстве названо Валентином Анатольевичем филогеистикой. От сочетания греческих слов «фило» – любить и «гея» – земля. Получается «любовь к земле» – к тому, что на ней произрастает. В природе так много красоты, говорит Валентин Анатольевич, что ее не нужно придумывать. Нужно учиться видеть. Это и засохший листочек, и кусочек коры, и травинка. Все удивительно гармонично.
Особенно интересным нам показался самодельный инструмент, приспособленный для пропилки дерева. Нам дали поработать с ним. С помощью его мы изготовили себе маленькие сувенирчики. Дым стоял столбом. Сосредоточенные и восторженные лица ребят.
Уходя из этого уютного теплого и красивого домика, все мы уносили с собой массу впечатлений и сувениров.
Татьяна Отставнова
Технология изготовления лука
1 августа. Шестой день
Пришли металлурги, сели у огня и как-то сама собой завязалась беседа о древнем русском оружии. И вдруг прозвучал вопрос: «Хотите научиться делать луки?». Еще бы! Но только 6 человек из нас взялись делать луки. Сначала мы выбрали тонкую лиственницу. Предварительно ее ошкурили. Затем обработали оба конца ножом от середины к краям – так, чтобы оба конца загибались одинаково красиво. Полученную заготовку обрабатывали стеклышком для того, чтобы поверхность была гладкой. Затем поверхность, предварительно обогретую над костром, пропитывали растительным маслом, втирая его в тело лука. Затем сушили в течении ночи и снова повторяли то же самое еще два раза. В результате получились разные по форме, но гибкие луки.
Максим Тепикин
Подготовка угля
4 августа. Девятый день
Утро началось с обсуждения планов на день. Толочь уголь вызвалась я сама. Мы с девчонками перешли в лагерь металлургов – черняховцев, чтобы приступить к работе.
Прибыв на место, мы взялись за орудия труда: ступку с пестиком и пару камней. И работа пошла. Уголь послушно превращался в пыль. Оставалась одна проблема: работников было больше, чем инструментов. Эту проблему мы решили быстро: послали парней на Бажуковку за молотком. Появлению нового инструмента радовались все девчонки. За обладание им развернулась нешуточная борьба.
Настроение у всех было приподнятое, лица чистые. Но эта чистота просуществовала недолго – до тех пор, пока не пришла Настя Сыпченко. Появившись на поляне, где все работали, она немного потрудилась и, вымазав руки в угольной пыли, быстро навела мордочки девчонкам. Не миновала эта участь и меня. Через некоторое время мои щеки украшали свежие росчерки углем. А так как я не собиралась оставаться в долгу, Настины щеки тоже стали немного чернее.
В скором времени, завершив всю работу, перемазанные как чертенята, мы пошли смешить парней. Надурачившись вволю, в конце концов мы оказались в реке Серге, но это уже другая история. Так вот, четыре девушки и Елена Геннадьевна, которая, кстати, вываливала уголь из ступки, сделали большое дело.
Маша Мусихина
Тайны Старополовинкинского рудника
5 августа. Десятый день
Зимой, работая в архиве Свердловской области, Валерий Сергеевич наткнулся на документы середины XVIII века, свидетельствующие о том, что тогда Нижнесергинский завод испытывал острый недостаток в руде. В дачах самого завода было обнаружено лишь два достойных внимания месторождения. Позже одно из них стало именоваться Митькинским, а другое – Старополовинкинским рудником. О местонахождении второго рудника почти ничего неизвестно. Разговорились мы со старожилами деревни Половинка.
– Где находится Старополовинкинский рудник?
Не знают.
Изучив карту XVIII века и сопоставив ее с современной картой, мы решили начать поиски в одном из подходящих мест.
С утра мы отправились в сторону Карстова моста. Наткнулись на берегу Серги на лагерь ревдинских ребят. У огня одиноко бродил не проспавшийся Саня Кирдин. От Моста мы пошли вверх по реке. Шли более часа, потом спустились в пойму и через заросли крапивы пробрались к реке. Здесь решено было переходить реку вброд.
Дорога на рудник была для нас очень занимательной. По пути мы видели медвежью шерсть, оставленную на деревьях, и медвежьи тропы. Но наибольшее восхищение у нас вызвали заросли малины, в изобилии встречавшиеся нам по дороге. Время от времени мы рассыпались по малиннику, и только смачное сопение слышно было из кустов, да Валерий Сергеевич поторапливал нас, чтобы дойти и вернуться вовремя, но и он, в конце концов, был покорен прелестями лесной ягоды.
Дойдя до места назначения, мы начали поиски карьеров. Валерий Сергеевич смело ушел в лес опасностям навстречу. Мы же, уставшие и проголодавшиеся от обильного употребления малины, собрались вокруг костра. Владимир Юрьевич по секрету вдруг сообщил, что видел ноги Валерия Сергеевича торчащими в лесу из топки локомобиля. Тут-то нас всех как ветром сдуло. Мы прочесали лес, но, к сожалению, найти, крупные карьеры нам так и не удалось. А ведь руду отсюда вывозили более сотни лет. Нам же попадались всё мелкие копанки.
На обратном пути мы еще несколько раз прочесали лес в разных местах. Вышли к Серге уже у Карстова моста. Стали искать брод. Все были настолько уставшими и перегревшимися, что с удовольствием наблюдали, как вода сначала поднялась до колен впереди идущих, потом выше и еще выше – и мы шли уже по пояс в воде. Приятным завершением похода стало купание на Карстовом мосту.
Александр Погодин
Крица
6 августа. Одиннадцатый день
Во вторник к вечеру в лагерь приехал металлург из Екатеринбурга – Михаил Юрьевич Черняховский, чтобы показать нам процесс получения из руды крицы.
Вечером того же дня мы отправились на Митькинские рудники за рудой. Так себе прогулочка – шесть километров в одну и шесть – в другую сторону. Стоя на Бараньем лбу (так именуется скала вулканического происхождения) Митькиного озера, Маша Мусихина заявила, что собирается искупаться, а так как впопыхах она забыла надеть купальник, то подошла она к краю скалы и в брюках и сорочке сиганула в воду. Никто не предполагал такого. Кажется, что и сама Маша подобного от себя не ожидала. Вылетела она, однако, из воды довольно скоро, с вытаращенными глазами. Вода-то в озере ледяная.
Вечером уже в сгущающейся темноте завалили мы высоченную сухую березу, разделали её на дрова и заложили их в печь, разожгли огонь и оставили печь томиться. Принесённую же руду нужно было измельчить до порошка. За выполнение этой задачи взялся самый упорный из нас – Саня Погодин, по прозвищу Синоптик.
Утром следующего дня металлург с ребятами пошел проверять печь. Провел палкой по стенке – искры посыпались. Ого – говорит – это показывает, что температура в печи около 500 градусов. Подогрели мы печь дополнительно. А около десяти часов подошли еще несколько человек с измельченной рудой в горшке.
Когда я и еще несколько ребят пришли к печи, мы увидели, что рядом с ней стоят мешки с древесным углем, и печь уже готова к плавке. Мы с Сашей Барышевым взялись по команде качать меха. Вначале у нас не получалось равномерного поддува, но когда пришел Костя Чернов и включился в работу, то дело сдвинулось с места. Мы качали 1 час и 10 минут, у нас всё получилось.
Температуру удалось накачать потрясающую. Первой не выдержала и поплыла чугунная заслонка, лежащая сверху печи. Мы даже не успели ей помочь – она с грохотом провалилась в печь. Потом настала очередь чугунного горшка, забитого рудой. Он съёжился в печи и сделался некрасивым, однобоким.
Металлург был очень доволен результатами. Руду выгребли из печи. И мы, не будь дураками, утащили некоторые экземпляры себе.
Роман Сыпченко
Ремонт печи
6 августа. Одиннадцатый день
Одной из основных целей нашей экспедиции являлась плавка металла, но, к сожалению, после предыдущих плавок доменная печь пришла в негодность. Наша группа приняла решение печь отремонтировать. Привезли в лагерь мертель и жидкое стекло для работы.
Ближе к полудню мы принялись за работу. Разобрав три верхних венца кладки, мы перемешали в корыте мертель со стеклом. Сначала размешивание у нас получалось не очень успешно, образовывались крупные комки. Но потом мы приноровились и стали размешивать мертель руками. Получалось очень даже здорово.
Когда мы уже сложили печь, то оказалось, что мы положили лишний ряд кладки, и печь стала более высокой. Надеюсь, что это не повредит качеству плавки.
После окончания работы мы, конечно же, были грязными, но довольными и не скрывали улыбок.
Александр Погодин
Домницы
Древнерусская домница, в которой «варили» железо, была стационарным сооружением, воздвигавшимся на довольно продолжительное время. Они обладали следующими характеристиками:
1. Это были сооружения шахтного типа.
2. Работали они на искусственном дутье.
3. Печи были стационарны, для вынимания готовой крицы они имели в передней стенке специальное отверстие.
4. Печь имела в плане круглую или немного овальную форму.
5. Стенки шахтной печи делались из камня и глины.
1 – Круглая или немного овальная в плане печь имела наружный диаметр 85-110 см и внутренний 50-80 см. Печь ставили на основание, сложенное чаще всего из булыжных камней и обмазанное глиной. Стенки печи складывались из камня или сбивались из глины. Толщина стенок колебалась от 15 до 30 см. Внутренняя и наружная стороны у выложенных из камня печей обмазывались толстым слоем глины. В передней стенке печи на уровне лещади делалось отверстие, через которое вынимали готовую крицу. В это отверстие вставляли сопла. Во время процесса варки отверстие заделывали землей, камнями и глиной. Отверстие по ширине колебалось от 25 до 50 см.
Высота древнерусской печи колебалась от 0,8 до 1,0 м. Шахта имела цилиндрическую форму, немного сходящуюся кверху. Колошник мог быть широким, открытым или частично перекрывающимся куполообразным сводом. Исходя из этих размеров, можно узнать, каков был объем древнерусской печи: он колебался от 0,3 до 0,45 куб. м.
2 – Важнейшим агрегатом в домнице, кроме печи было воздуходувное устройство. При производстве железа, в печи домницы необходимо было поддерживать довольно высокую температуру. Сам процесс восстановления окисла железа в металлическое железо протекает при довольно низкой температуре: от 400 до 900 градусов. Кроме восстановительного процесса, нужно в печи отделить металл от породы руды, т.е. превратить ее в шлак. Для этого необходима более высокая температура. Ошлакование породы руды закисью железа начинается при температуре около 1200 градусов. А так как ошлакование породы или ее расплавление производится только закисью железа (FeO), необходимо, чтобы столь высокая температура была во всем объеме печи. Если же температура была ниже, то закись железа, образовавшаяся из окиси железа перейдет в металлическое железо, зерна которого останутся внутри нерасплавленной твердой породы руды. В нижней части печи, где скапливаются отдельные зерна железа, чтобы довести их до сварочного состояния, температура должна быть еще выше (около 1300-1400 градусов).
Чтобы получить такую высокую температуру, древнерусские металлурги применяли мощное искусственное дутье. Это была наиболее трудоемкая работа при варке железа. Дутьевое устройство состояло из воздуходувных мехов и огнеупорных сопел, которые подводили воздушную струю в печь. Сопла древнерусских печей представлены тремя видами: цилиндрическими, призматическими и конусообразными. Диаметр дутьевого канала у всех сопел один и тот же: он колебался от 2,2 до 2,5 см. Наружный диаметр цилиндрических сопел равен 5,5-6,0 см. Судя по этнографическим материалам XVIII-XIX веков, сопла достигали длины 40-50 см. Делались они из глины со значительной примесью песка, шамота и мелкой гальки. Сопло служило лишь одну-две плавки.
3 – Для сыродутного процесса, дающего высокожелезистый шлак, нужна была богатая железом руда. Для получения высокого концентрата железные руды, идущие в «варку», древнерусские металлурги обогащали, т.е. удаляли из них пустую породу. Для обогащения руды применялись следующие приемы: сушка (выветривание), обжиг, размельчение и проветривание.
4 – Высокую температуру и обилие окиси углерода при горении в сыродутной печи может давать только высококалорийное топливо. При этом топливо должно быть и легко добываемым. Таким топливом в Древней Руси был древесный уголь.
Кричный процесс
Техника металлургического производства на Руси состояла в прямом восстановлении железной руды в металлическое железо и в дальнейшем, при производстве стали, насыщении железа углеродом. Этот способ производства железа и стали получил название сыродутного и явился крупнейшим изобретением в истории человечества. И на протяжении двух с половиной тысяч лет до появления чугунолитейной техники был единственным способом получения черного металла.
В сыродутном горне при производстве железа происходят два одновременно протекающих процесса. Это восстановление окиси железа (Fe2O3), (напомним, что бурый железняк – лимонит и его вторичные образования, болотные и луговые руды, являются водной окисью железа) до металлургического железа и ошлаковывание пустой породы руды, в основном глинозема и кремнезема, с отделением жидкого шлака от металлического железа.
При сыродутном процессе мелко раздробленную железную руду загружали в горн вперемежку с большим количеством древесного угля. В результате интенсивного горения угля в нижней части печи образующаяся и нагретая до высокой температуры окись углерода поднимается вверх, нагревает руду и уголь и вступает с ними в химическую реакцию. Часть закиси железа продолжает восстанавливаться, переходит в металлическое железо, а другая часть вступает в реакцию с породой руды, шлакует ее и отделяет от металла. Образующийся жидкий шлак стекает на дно печи, оттуда его периодически выпускают наружу, а восстановленные мелкие зерна металла в твердом состоянии опускаются по мере выгорания угля вниз печи, свариваются и образуют ком железа – крицу. Губчатая масса крицы железа, выпущенная из печи, остается еще пропитанной некоторым количеством расплавленного шлака.
В Древней Руси процесс восстановления железа назывался «варкой железа».
Технология получения железа и стали в Древней Руси
Крица железа, вынутая из горна после окончания плавки имела рыхлую губчатую структуру и была пропитана жидким шлаком. Ее требовалось обжать, освободить от шлака и окончательно сварить в монолитный кусок железа. Проковку крицы производили сразу же после окончания сыродутного процесса, пока крица еще нагрета. Обжатие крицы производили большими деревянными молотами или молотом с каменным бойком на деревянном чурбане.
Сварным крицам металлурги придавали округлую лепешкообразную форму. Вес криц колебался от 1 до 6 кг. Наиболее распространенными и массовыми были крицы весом в 3 кг. Их размер был по диаметру 14-16 см и толщиной 5-6 см.
Наряду с железом в Древней Руси очень широко применялась углеродистая сталь. Рабочие элементы режущих орудий труда, оружия, инструментов изготавливались из стали, т.е. сплава железа с углеродом.
Металлографический анализ стальных изделий Древней Руси обнаружил три вида стали, которую применяли древнерусские кузнецы. Первый вид – это цементированная (томленая) сталь с однородным строением и равномерно распределенным по всей массе металла углеродом. Второй вид – сталь сварочная, неоднородного строения, иногда с ферритными (чисто железными) полями и разными концентрациями углерода. Третий вид – сталь сырцовая слабо и неравномерно науглероженная, которая при определенных условиях могла получаться непосредственно в сыродутных печах.
Первые два вида структуры стали – это два специальных способа производства, две разных технологии ее получения.
Первый способ производства цементированной стаи заключался в следующем. В огнеупорный сосуд (муфель-горшок), сделанный из глины, после предварительной подготовки насыпали карбюризатор – обычно мелко истолченный древесный уголь с какими-либо добавками (поташ, соль); затем в сосуд клали железо в виде небольших брусков, полос или иных полуфабрикатов и засыпали доверху тем же карбюризатором. Сосуд закрывали и ставили в кузнечный горн и довольно длительное время поддерживали огонь. При температуре немного выше 910 градусов, когда муфель, уголь и железо накаливались, углерод из угля диффундировал в железо, превращая его в железоуглеродистый сплав – сталь.
При втором способе производства стали, в обычный кузнечный горн клали железную крицу, засыпая ее древесным углем, и производили нагрев. При температуре немногим выше 900 градусов углерод диффундировал в железо. При прошествии определенного времени мастер вынимал из горна крицу и охлаждал ее в воде. Сталистая поверхность крицы при быстром охлаждении получала закалку и хрупкость. После этого ударами молота от крицы отделяли хрупкую стальную корку. Подобную операцию проделывали до тех пор, пока вся крица не превращалась в стальные пластины. Затем эти пластины укладывали в бруски и обычным способом сваривали.
День Нептуна
6 августа. Одиннадцатый день
Было утро среды. Солнышко, как всегда, светило ярко и было очень жарко. Все постоянно ходили на кухню за водой. Например, Леша Калугин пошел попить. Наткнулся на Настю Трапезникову и попросил у нее ковш с водой. Настя любезно протянула ему руку помощи и взвизгнула от неожиданной прохлады у себя за шиворотом.
Да, именно так все и началось. Совершив черное дело с Настей, Алешка Калугин бросился искать себе новые жертвы. На пути его возник ничего не подозревавший Костя Чернов. Но его подобное событие заставило не взвизгнуть, а вдохновиться на подвиг. С него еще скатывались струи воды, а он с ведром уже спешил в направлении ручья. Это увидела Ольга Тимофеевна. Другая бы подошла и пожалела маленького Костика. Но задумчивая Ольга Тимофеевна только делала вид, что просто проходит здесь с ведром воды, а сама вынашивала коварные планы. И когда ничего не подозревавший Костик проскользнул мимо нее, она окатила его ледяной водой. Вот здесь-то даже Костик не выдержал, вздохнул и опустился, где стоял.
Что тут началось?! Все засуетились, стали выискивать банки и емкости для воды. В это время у нас в гостях за столом мирно сидели и разговаривали брат Стаса Роман и его подруга. Они только что пришли с Митькинских озер и изнывали от жары в тени навеса. Мы не дали им погибнуть. Через минуту и они включились в гонку. Кто быстрее. Все плескались, но самым активным участником феерии была, безусловно, сама Ольга Тимофеевна. Она умудрилась облить даже меня. А до нее это никому не удавалось: ведь у меня в руках была кинокамера. И я снимала на пленку вещественные доказательства подготовки к празднику Нептуна.
Наталья Лобанова
Бобровая плотина
7 августа. Двенадцатый день
С утра мы с ребятами пошли осматривать старую бобровую плотину. Бобры жили здесь несколько лет, но в этом году плотина оказалась заброшенной. Очевидно, иссяк корм или бобров кто-то потревожил, а может быть они совсем ушли с ручья в другие края. Ответ на эти вопросы и предстояло найти. Кроме того, старая плотина – прекрасное место для изучения образа жизни бобров. Здесь можно понять, как они строят свою плотину, как строят хатки, чем питаются.
Мы взяли с собой немного еды, так как планировали пробыть там долго. Было жарко, но все участники экспедиции шли бодро и весело. Дошли до реки Серги. Мост через реку был сломан бестолковыми свердловскими школьниками, которые еще в мае этого года решили покачаться на нем и докачались – и сами рухнули в воду, и мост разрушили. Пришлось идти в брод. Мы с радостью побежали через реку. Вода была ледяная, но многие даже не стали снимать ни сапоги, ни носки. Лишь Маша Мусихина долго не хотела переходить, но и она скоро оказалась на другом берегу. Шли мы полем и лесом, скоро добрались до плотины.
Сначала мы увидели множество поваленных деревьев, а когда подошли к руслу ручья, то увидели много ровно положенных сучьев, обмазанных глиной – это и была бобровая плотина.
Сначала мы замерили плотину. Она оказалась громадной – 60 метров в длину и полтора метра в высоту и образовывала на ручье обширный пруд. Затем мы решили перекусить. И вот началось самое увлекательное. Нам дали задание походить по этой местности и поискать бобровые погрызы. Кроме того, сказали, что недавно здесь нашли череп бобра без нижней челюсти и без костей. Мы ходили и ничего не замечали и вдруг.
Виталик Припетнев нашел нижнюю челюсть бобра. Она лежала просто на поверхности земли. И как ее можно было не заметить? Маша и Костя Чернов ушли на поиски новой бобровой плотины вверх по ручью. Наше путешествие омрачали наглые мошки. Они довели нас до того, что пришлось рвать ветки с кустов и всю дорогу отмахиваться от этих злобных маленьких разбойников. Дошли до лагеря без особых приключений.
Вскоре пришли разведчики - Костя и Маша, а когда Костя ушел домой, Валерий Сергеевич снова поднял нам настроение. Он показал очень интересный камень похожий на наконечник копья. Его нашел в ручье Костя. Было высказано несколько гипотез, но пока нам не известно, что это такое.
Ольга Калугина
На Митькиных озерах
8 августа. Тринадцатый день
Из лагеря мы вышли после завтрака примерно в 10 часов. Сначала прошли через гору Утопленник, затем спустились по крутому обрыву в пойму Серги и у горы Священник переправились вброд на левый берег Серги. Когда мы шли по дороге, мальчишки свистели, делали трубочки из пеканов. На тропе Алеша Калугин показал нам следы медведя. Сразу все затихли. Когда пришли на Митькины озера, Леша Калугин стал рассказывать про локомобиль, про Бараний лоб, а Рома Сыпченко искупался на Бараньем лбе.
У одного из озер я случайно наткнулась на крестовика с маленькими паучками. Они начали прыгать с куста, ну прямо как десантники. Было весело смотреть на них. Также мы видели деревья, поваленные бобрами. Еще Леша Калугин рассказал, что третье озеро называется Тухлым, так как заболочено. Самое глубокое озеро – круглое – его глубина 19 метров, второе озеро – продолговатое. Вода в озерах была немного мутная, сверху на воде лежали опавшие листья. Это было красиво, словно озера – зеркала.
На обратном пути мы все еще обсуждали увиденное. Алеша Калугин уже у брода нашел паука – крестовика. Мы принесли его в лагерь, рассмотрели со всех сторон и отпустили бродить по Бажуковке.
Так закончился поход на Митькины озера.
Светлана Плюхина
День города
9 августа. Четырнадцатый день
Вот начался новый день. Мы собирались съездить в Нижние Серги. Городу исполнялось 260 лет. В Саду металлургов готовилось грандиозное гуляние, в котором наши соседи по лагерю черняховцы попросили нас поучаствовать и помочь им представить их программу. Это должны были быть показательные выступления и турнир средневековых рыцарей. Бои с мечами в полный контакт. Поучаствовать в этом событие приехали рыцари из Екатеринбурга, Харькова, Красноярска.
Я побежала позвонить из Бажуковки домой, чтобы мама обязательно пришла в Парк металлургов. Побежала налегке босиком и в купальнике. А когда возвращалась, на середине пути столкнулась с красочным шествием наших ребят в удивительных нарядах: кольчугах, пластинчатых доспехах, кирасах, шлемах, бармицах, с мечами, булавами и шпагами в руках. Вышли они из леса. Я развернулась и пошла вместе со всеми.
«Ты что, в этом наряде поедешь?». Круглые от изумления глаза Елены Геннадьевны. Бежать до лагеря – не успею к поезду. На помощь мне пришли наши рыцари. Женька Чаурин дал мне свою рубашку, а Ванечка Чернышев – кольчугу. Я оказалась экипированной не хуже Жанны д’Арк. Правда, Женька потом всю дорогу ворчал, как это на его шикарную рубашку я посмела надеть железную кольчугу и, может быть, ее запачкала. Но думаю, что рыцари должны чем-то жертвовать. Иначе, какие же они рыцари?
Проводница только рот открыла и безмолвно стояла, пока грохочущая толпа взбиралась в вагон. Минут через 20 мы приехали и начали выгружаться из поезда. Вся наша группа пошла пешком, а я не хотела снимать с себя кольчугу, и меня поместили в машину в качестве груза.
День города проходил в парке металлургов. Где-то кричал микрофон, слышались песни, кто-то пел, кто-то пил, кто-то пришел просто посмотреть. Мы же приехали принимать участие в турнире. Даже я вышла на ринг. После боя Вячеслав Михайлович попросил меня продемонстрировать удары мечом по доспехам. Я сначала боялась, что могу сделать ему больно, но потом разошлась, а он стоял под градом моих ударов. В качестве рыцарей выступили также Стас Трубецкой и Алешка Иванов. Он так отчаянно сражался, что даже умудрился в одном из трех туров выиграть.
Когда турнир уже подходил к концу, произошло посвящение в воины. Я, Лешка Калугин, Костя Чернов и Трапезников Антон нарядились пажами в яркие красно-желтые одежды. На ринг вышли все участники турнира, а мы стояли в центре, развернув красочные знамена.
Настасья Сыпченко
Отчет о проделанной работе
1. Совершили экскурсии по парку:
· по Малому кольцу – 6 км
· по Большому кольцу – 16 км
· в пещеру Дружба – 16 км
· на Митькины озера – 18 км
· на Карстов мост – 5 км
· на Писаницу – 10 км
· на Старополовинкинский рудник – 16 км
· на старую бобровую плотину - 10 км
· в славный город Нижние Серги на 260-летний юбилей – 18 км
2. Строительство
· Приняли участие в благоустройстве Первой площадки
· Приняли участие в строительстве моста через р. Серга
· Вкопали металлические трубы на тропе для стока воды из заболоченных участков
· Реконструировали домницу
3. Встретились
· с художником Валентином Анатольевичем Костиным и попробовали использовать природные материалы для поделок;
· с бортником и лесником Борисом Николаевичем Хрущевым и услышали рассказ о пчелах, бортничестве и качестве мёда, более того, опробовали его самолично;
· с операторами верхнесергинской телестудии и показали им достопримечательности парка;
· с каскадерами барона Черняховского и научились по утрам делать зарядку.
4. Оказали помощь
· ребятам из лагеря диспоцентра, два дня сплавляя их по Аракаевскому пруду;
· ребятам из трудового лагеря в транспортировке стройматериалов для моста через Сергу
· каскадерам барона Черняховского в организации и проведении праздника День города в парке Металлургов
5. Сделали открытия
· Как и когда начала заселяться река Серга русскими людьми;
· Где находился Старополовинкинский железный рудник, который в XVIII-XIX веках снабжал рудой Нижнесергинский завод;
· Что такое городище раннего железного века;
· Где можно взять качественную глину для изготовления керамики;
· Как изготавливать средневековый лук;
· Как изготавливались кольчуги из тысяч маленьких железных колечек;
7. Отдохнули
· Купались ежедневно, а иногда и несколько раз за день;
· Спели 1363 песни;
· Рассказали 524 анекдота;
· Сумели развеселить даже суровую Ольгу Тимофеевну, облив её водой в День Нептуна;
· Засняли три видеосюжета и множество фотопленок.
Доклад «Исследование двустворчатых моллюсков реки Серги в районе Природного парка «Оленьи ручьи» в качестве мониторинговых объектов» Алексея Иванова (Школа №1 г. Нижние Серги, 8 класс)
Река Серга в районе природного парка «Оленьи ручьи» в настоящее время является одной из чистых рек Среднего Урала. Это связано с тем, что на ней расположено всего два завода (Нижне-Сергинский металлургический завод и Верхне-Сергинский завод). Атигский завод сбрасывает сточные воды в реку Тиг, которая впадает в Сергу. Чтобы отслеживать состояние реки, необходимы мониторинговые объекты, по которым можно было бы быстро определить любые антропогенные воздействия и предотвратить загрязнение.
На животных фильтраторов необходимо обратить особое внимание. Они могут жить в чистой воде и делать ее еще чище. Ребята, купаясь, часто развлекаются, выбрасывая перловиц и беззубок на берег, но именно их они должны благодарить за чистую воду.
В настоящее время резко возрастает значение двустворчатых моллюсков, как биофильтраторов, очищающих водоемы от органического загрязнения. Выяснено, что моллюски поглощают и накапливают в своем теле тяжелые металлы и очищают воды от химического загрязнения. Фильтрующая активность двустворчатых составляет в среднем 1 л в час. Беззубки и перловицы в реках также представляют мощный биофильтр. При средних по объему поселениях этих моллюсков в реках на расстоянии 10 км ниже по течению от крупного поселка или небольшого города вода полностью очищается от органического загрязнения.
Кроме того, последнее время моллюски используются в качестве мониторинговых объектов. Установлено, что при химическом загрязнении воды створки раковин закрываются.
В связи с этим, двустворчатые моллюски реки Серги могут послужить одним их качественных мониторинговых объектов, поэтому данному исследованию было уделено внимание.
В реке Серга в двух участках природного парка «Оленьи ручьи» – Карстов мост и брод у Дыроватого камня – собраны живые моллюски и их раковины. Определение показало, что в пробах присутствует два вида: беззубка обыкновенная (Anodonta cygnea) и перловица обыкновенная или перловица живописцев (Unio pictorum L.). У Карстового моста собрано 8 живых перловиц и 6 пустых раковин перловицы и 1 беззубка. У Капелянова моста поймано 3 живых перловицы. У брода рядом с Дыроватым камнем собрано 9 раковин перловиц и 3 беззубки.
У всех раковин определили возраст по слоям раковины и поскольку у многих раковин наблюдалась сильная слоистость, был проведен приблизительный подсчет слоев. Измеряли при помощи штангенциркуля длину, высоту, ширину раковин и наибольшую толщину раковины у края створки. После измерения моллюсков выпускали обратно в реку.
При сравнении с литературными данными по размерам моллюсков реки Оби становится ясно, что моллюски реки Серга гораздо меньше по размерам. Кроме того, самые старые достигают возраста 9 лет, в то время как их собратья могут существовать до 15 лет. Это может быть связано с содержанием в воде реки Серга меньшего количества органических веществ. У всех моллюсков раковины значительно повреждены. В литературе указано, что для двустворчатых моллюсков местом обитания служит песчаный грунт. Сильное течение, особенно в паводок, и каменистое дно, возможно, является причиной сокращения срока жизни моллюсков.
Второй вывод можно сделать, сравнивая средний размер раковины беззубок и перловиц. Беззубки в среднем одинаковые по размерам с перловицами, хотя их возраст меньше. Малое количество их в выборке связано с более тонкой раковиной. Толщина раковины у всех трех измеренных моллюсков одинакова и составляет 1,1 мм. Толщина раковин перловицы от 1,5 мм до 4,9 мм. Каменистое дно не позволяет беззубкам селиться в реке. По литературным сведениям, беззубка приурочена к стоячим водоемам и ее присутствие в выборках может быть связано со случайным заносом раковин с паводками из Нижне-Сергинского водохранилища
Предварительные исследования вызвали ряд вопросов, ответы на которые нужно искать в специальной научной литературе или проводить дополнительные исследования:
1. Где в реке обитают перловицы младших возрастов?
2. С чем связана высокая слоистость некоторых раковин и может ли это служить критерием состояния среды?
3. Почему сильно различается толщина раковин перловицы, связано ли это с жесткостью воды впадающих в Сергу ручьев?
4. Как влияют паводки на миграцию моллюсков?
5. Какое соотношение видов моллюсков наблюдается в Нижне-Сергинском водохранилище.
В дальнейшем, когда будет составлена полная картина распределения моллюсков в реке, их особенности в разных участках, можно будет проводить мониторинговое отслеживание, но это работа не одного полевого сезона.
Составитель Трубецкой В.С.
Читайте также: