Сыродутная печь


Сыроду́тная печь (сыроду́тный горн) — один из первых в истории металлургических агрегатов для получения металлического железа из руды путём химического восстановления. Название «сыродутный» (от «сырое дутьё») появилось в середине XIX века, когда для подачи воздуха в доменные печи стали использовать мощные паровые машины, а сам воздух — подогревать. После этого архаичные печи, в которые дутьё подавалось с помощью привода от водяных колёс или за счёт мускульной работы человека, быстро стали неконкурентоспособными. Архаичные печи задним числом получили название «сыродутные»[2].

С точки зрения истории металлургической техники, принято деление агрегатов для экстракции железа из руд по виду основного продукта процесса[2]:

Простейший сыродутный горн имел высоту 1—1,5 м. Другое название сыродутного горна, используемое в специальной литературе, «низкий горн» — указывает на то, что его высота не превышала рост человека, и он легко обслуживался мастерами-металлургами вручную. Под воздействием горячего восстановительного газа в печи образовывалась крица, поскольку температура в горне не превышала 1300 °С и была недостаточной для образования чугуна[4][5]. В дальнейшем крицу получали в более сложных сыродутных печах — штюкофенах, каталонских горнах. Температура в них достигала уже 1400 °С, но условия плавки всё ещё не позволяли получать чугун[6].

Сыродутный горн стал первым металлургическим агрегатом, специально предназначенным для производства железа из руд. Его конструкция явилась следствием стремления древних металлургов повысить интенсивность поступления в агрегат воздуха, что было необходимым условием для увеличения температуры процесса. Сначала для экстракции железа из руды использовали «волчьи ямы», их иногда применяли ещё в начале новой эры. Например, в ямах диаметром до 1,5 м и глубиной до 0,6 м обрабатывали железную руду германские племена. Ямы обязательно устраивались в местах интенсивного естественного движения воздуха: на холмах, в предгорьях, лесных просеках. Однако очень быстро пришли к тому, что наиболее эффективным способом усиления дутья является сооружение над ямой надстройки — своеобразной аэродинамической трубы.

По данным последних археологических исследований, первые сыродутные горны появились в начале 2-го тысячелетия до н. э. Широкое, практически повсеместное распространение они получили в латенском периоде железного века, то есть в V—I вв. до н. э.[2]

Сыродутный низкий горн строился из высокоогнеупорной глины на каркасе из плетёных прутьев. Для укрепления стенок печи часто применялись деревянные обручи, а иногда её полностью помещали в деревянный сруб или обкладывали камнями. У славянских народов и в Скандинавии распространение получила конструкция, в которой нижняя часть печи располагалась в землянке, а верхняя незначительно выступала над поверхностью земли.