В общей массе черного металла сталь применялась в относительно небольшом количестве. Она шла только на качественные изделия и в них составляла в большинстве случаев только наваренные или вваренные лезвия или другие рабочие части. Исходя из весовых пропорций стали в весе качественных изделий и доли последних в общей продукции металлообрабатывающего ремесла можно приблизительно определить количество потребляемой стали в отношении к железу, как 1/8 — 1/10 часть, т. е. стали в Древней Руси потребляли в 8-10 раз меньше, чем железа.
В подавляющей массе сталь по углероду была доэвтектоидного состава, т. е. до 0,9 %. Заэвтектоидная сталь применялась очень редко. Наиболее распространенной была среднеуглеродистая сталь с содержанием углерода в 0,5–0,7 %. Нередко встречалась сталь с содержанием углерода в 0,2–0,3 %, но применялась она преимущественно на цельностальных изделиях. На наварные лезвия шла среднеуглеродистая и высокоуглеродистая сталь.
Обработка железа и стали. История техники ремесла по обработке железа и стали более интересна и значительна для понимания экономики и производства Древней Руси, чем история металлургии. Древнерусский кузнец специалист по обработке железа и стали, являлся не только исполнителем заданной технологии, но был, прежде всего, творцом в создании конструкции, технических форм и рабочей технологии многочисленных орудий труда, оружия, инструмента и прочих изделий. Огромный арсенал древнерусских изделий из черного металла был создан мастерами, владевшими очень сложной техникой производства.
Основным источником для изучения древнерусского кузнечного ремесла являются археологические памятники. Тут мы находим, во-первых, остатки самого производства в виде оборудования, инструментария, отходов производства и, во-вторых, продукцию этого ремесла. Почти на каждом поселении Древней Руси, достаточно раскопанном археологами, кроме обильной продукции металлообрабатывающего ремесла, мы находим остатки самого производства, в первую очередь в виде инструментария.
В настоящее время от эпохи Древней Руси собрана огромная коллекция инвентаря, сделанного из черного металла. Всего насчитывается более 160 отдельных видов-категорий изделий из железа и стали. В музеях России хранятся десятки тысяч древнерусских ножей и стрел, гвоздей и скоб, тысячи топоров и ножниц, кресал и долот, замков и ключей, сотни мечей и копий, серпов и кос, удил и стремян и многое, многое другое.
Огромную массу черного металла перековывали в изделия в основном городские специализированные кузнецы. На долю деревенских кузнецов, которых в селах и деревнях Руси было довольно много, приходилось «всякое черное кузнечное дело» (терминология XVI в.) — изготовление, ремонт и переделка всевозможного сельскохозяйственного и бытового инвентаря.
В кузнечном ремесле в силу технических и технологических причин требовалось специально оборудованное помещение, отделенное от жилища кузнеца. Уже в середине I тысячелетия н. э. дьяковские кузнецы работали в специальном помещении — кузнице (Третьяков П.Н., 1941, с. 57).
Древнерусских кузниц в полном наборе производственных комплексов до нас дошло очень мало, гораздо меньше, чем металлургических. Лучше других сохранилась кузница на Райковецком городище. Кузница находилась в помещении, расположенном в городищенском валу рядом с жилой клетью, где жил, очевидно, кузнец. Размер помещения 3,4×3,1 м.
В левом дальнем углу помещения находился кузнечный горн, следы которого обнаружены в виде развала сильно обожженной глины, угля и золы. Тут же было найдено сопло и небольшое количество железного шлака. Кроме того, в кузнице были найдены две большие кузнечные наковальни, двое клещей, одни молот, один молоток, зубило и готовые изделия — косы, серпы. Датируется кузница первой половины XIII в. (Гончаров В.К., 1950. с. 85).
Важнейшим оборудованием кузницы являлись кузнечные горн и меха. Кузнечный горн служил для нагревания до заданных температур полуфабрикатов железа и стали при кузнечной ковке, и готового изделия при термической обработке. Археологические материалы, говорящие об устройстве кузнечного горна, довольно фрагментарны и малочисленны. Судя по этнографическим данным, конструкция горна была довольно проста, представляя собой обыкновенную жаровню с воздуходувными мехами. Еще в начале XIX в. у некоторых тульских кузнецов были кузнечные горны, своим устройством, вероятно, не отличавшиеся от горнов дьяковских кузнецов. «У многих за варщиков (сварщиков ружейных стволов) кузницы в слободе весьма нехорошо устроены. Иногда вместо горна выложено в земле кирпичами место с углублением, в которое кладется уголь, а вместо трубы сделано в крыше строения отверстие для выхода дыма. При горне имеются два самых простых кожаных меха, которые человек руками попеременно подымает и опускает, чем причиняет всегда прерывистое действие воздуха» (Гамель И., 1826, с. 139). Судя по кузнице Райковецкого городища, а также исходя из технологических особенностей изготовления некоторых видов изделии — кос, мечей и т. п., в Древней Руси были горны, более оборудованные и сложные.
Они представляли собой глинобитное возвышение со стенкой у одного из краев. Около стенки имелось небольшое углубление. В это углубление, проходя через стенку, выходило сопло, подводящее к углям воздух. Газ выходил через отверстие в крыше или через дверь. При термической обработке таких изделий, как меч, коса, серп, копье, требовались горны с большим горновым пространством и усиленным дутьем для одновременного нагрева всего лезвия данного изделия.
Необходимая принадлежность кузнечного горна — воздуходувные меха. Кузнечный горн требует такого же температурного режима, что и сыродутная печь. Например, железо при сварке необходимо нагревать до температуры 1400–1450°. Вполне очевидно, что для этого требуются непрерывно работающие довольно мощные меха. Так же как и металлург, кузнец у кузнечного горна ставил два меха. Форма и устройство воздуходувного меха и сопел были такими же, как и у сыродутных печей.
Инструментарий древнерусского кузнеца состоял из наковальни, молота, молотка, клещей, зубила, бородков. Специализированные кузнецы, кроме того, имели гвоздильни, нижние зубила, обжимки, подкладки, штампы, напильники, круговые точила и тиски. Кроме того, при горне необходимы были лопатка для угля, кочерга и прыскалка — швабра из мочала для смачивания угля водой.
Наковальня — твердая опора, на которой происходит ковка изделия. Кузнечная наковальня имела вполне современный вид — массивный металлический брусок вытянутой формы с плоским верхом и отходящим в сторону одним или двумя рогами. Нижней частью наковальня, имеющая клиновидный отросток, вбивалась в деревянный чурбан. Вес наковальни достигал 15–20 кг. Слесари, а также и ювелиры работали на наковальнях меньшего размера и веса.
Собственно кузнечных больших наковален нам известно только 7 экз. Они найдены на городищах Райковецком, Родень, в Киеве, в Новгороде. Наковальня Райковецкого городища имела один рог. Рабочая поверхность клинообразной формы с одной стороны переходила в круглый рог. Ширина наковальни 10 см, длина 27 см, высота равнялась 24 см (табл. 92, 1). Наковальня с городища Родень имела прямоугольную рабочую поверхность размером 11×18 см. Верхняя часть наковальни с одной стороны имеет клиновидный вырез, образовавший два рога (табл. 92, 2). Высота наковальни 25 см. Наковальня, найденная в Новгороде в слоях начала XIV в. была однорогой, длина ее рабочей площадки составляла 19 см, ширина 9 см. Нижняя часть наковальни не сохранилась, но судя по пропорциям конструкции ее высота была около 20 см (табл. 92, 9).
Интересная наковальня — шперак с двумя рогами найдена на городище Родень (табл. 92, 8). Наковальня хорошей сохранности, представляет собой стержень прямоугольного сечения 3,7×2,6 см, высотой 19 см, от одного конца стержня отходили под прямым углом в разные стороны два рога длиной по 9,5 см каждый. Одни рог в сечении круглый, другой с плоской поверхностью. Такие наковальни найдены еще в Новогрудке, Екимауцком и Райковецком городищах.
