Прообразом сыродутного горна был обычно очаг в жилище. В.А. Городцовым в Галичской стоянке (относящейся к скифскому времени) обнаружены остатки очага, расположенного в центре крупного жилища (шалаша), внутри которого было найдено около 50 кусков железного шлака. Шлак лежал и в стороне от очага[287].

Едва ли этот очаг имел какие-либо специальные приспособления для плавки металла. С ростом потребности в железе и умения «варить» его появляются специальные горны, находящиеся еще на городище, но отнесенные уже подальше от жилых изб к краю городища, к валу. Так расположены печи на белорусских городищах I–VII вв. н. э., например, в Оздятичах в Свидне. К сожалению, датировка большинства сыродутных горнов затруднена. На городище Березняки (см. выше) IV–V вв. выплавка железа не производилась, и крицы приносились в готовом виде и складывались у ворот поселка.

В эпоху Киевской Руси место выплавки обычно переносится ближе к источнику сырья, так как перенос больших количеств руды на городище затруднен, но бывают и исключения.

Одна из наиболее ранних печей (городище Кимия) представляет собой круглую яму около метра в диаметре, вырытую в земле и густо обмазанную глиной. Глина найдена в сильно обожженном состоянии. Вокруг печи — большое количество шлаков; верх печи открыт. Никаких следов приспособления для дутья не обнаружено. Печь, углубленная в землю, едва ли давала какие-нибудь преимущества по сравнению с обычным очагом[288]. Такие ямные горны носят народное название «волчьи ямы». Может быть, в связи с этим в некоторых европейских языках крица носила звериное имя: по-немецки Luppe (волк), по-французски — renard (лис) и т. п.[289]

Целое поле таких «волчьих ям» удалось найти в земле вятичей инженеру Романовскому в середине XIX в. Приведу текст его сообщения:

«Близ села Подмоклого находится огромнейшая площадь, вся изрытая ямами, уже заросшими травою и деревьями… При разрытии ям на некоторой глубине встречались иногда: древесный уголь, куски ошлакованной руды и красная, как бы обожженная железная охра… Нахождение упомянутых ям и отвалов руды показывают следы бывших разработок; присутствие же в этих ямах древесного угля и шлаков ясно свидетельствует о старинном способе добычи железа из руд, которые, за неимением печей, вероятно, расплавлялись в простых ямах, причем получались куски ковкого железа и шлаки»[290].

Особенно важно то, что в одной из ям был найден диргем халифа Ибрагима, брата Гарун-ал-Рашида 189 гиджры (805 г. н. э.). Наличие в IX в. «волчьих ям» в стороне от поселений объясняет нам отсутствие горнов на городищах.

Необходимое для процесса восстановления железа дутье в горнах примитивного устройства осуществлялось путем естественного притока воздуха. Для этого горны и ямы располагались на подветренных местах. Шлаки, остающиеся после варки железа в «волчьих ямах», очень тяжелы, что свидетельствует о незначительном проценте выплавленного железа[291].

Гораздо больший технический прогресс представляют наземные печи, переход к которым совершился, примерно, около X в. Конструкция наиболее сохранившейся печи Лабенского городища (близ древнего Изяславля, Белоруссия) такова: печь сделана из глины прямо на грунте и имеет в разрезе сводчатую форму, в плане округлую, высота свода внутри — 35 см, ширина печи внутри — 60 см, толщина глиняных стенок — 5-10 см.

Верх печи имеет широкое отверстие, через которое засыпали уголь и руду. В стенке печи внизу имеется горизонтальное отверстие почти на уровне земли[292].

Перед началом плавки печь засыпалась древесным углем (частично — горящим), поверх которого насыпалась размельченная и, может быть, предварительно обожженная руда. Сверху иногда тоже насыпали уголь.

Руды засыпали в печь около 30 кг. Затем в нижние отверстия (они обычно бывали парные) печи вставляли сопла (от «сопеть» — дуть, отсюда же «сопели» — дудки, свирели) мехов, нагнетающих воздух.

Кузнечный мех имеет повсеместно очень устойчивую форму: две вытянутые сердцевидные планки, объединенные кожей, собранной в складки, чем достигается возможность раздвигать планки. Узкий конец планок оканчивается трубкой — соплом. В планках делаются отверстия с клапанами для вбирания воздуха внутрь меха. Судя по позднейшим миниатюрам, древнерусские меха были такими же.

Дутье (или «дмонка») являлось основном работой при «варке» железа. Меха раздувались вручную. Эта непрерывная работа и делала процесс варки столь тяжелым. Важность дутья для выплавки железа из руды хорошо осознавалась уже давно; недаром Даниил Заточник, называвший себя «смысленным и крепким в замыслех», пишет, что «не огнь творит разжение железу, но надмение мешное»[293].

В результате нагнетания воздуха в домницу там и происходит процесс восстановления железа. Восстановленное железо сползает по углам вниз, собираясь на дне домницы в виде ноздреватой, мягкой и вязкой массы, так называемой «крицы», «кричного железа»[294].

Отходы сыродутного процесса называются шлаками («сок», «жужелица», «жужло»). Чем тяжелее шлак, тем меньше переплавлено из него железа. Наличие шлаков на городищах всегда является признаком местной выработки металла. По окончании «варки» железа, для того чтобы получить крицу, необходимо было разломать домницу и удалить все посторонние примеси. Крицу из печи извлекали ломом или пешней. Горячая крица захватывалась клещами и тщательно проковывалась. Без проковки крица не могла идти в дело, так как полученный металл был слишком порист. Проковка удаляла с поверхности крицы частицы шлака и устраняла пористости. После проковки крицу снова нагревали и снова клали под молот. Эта операция повторялась несколько раз. Крицу иногда дробили на куски, и каждый кусок проковывался отдельно или же проковывали всю массу железа. В первом случае получались небольшие продолговатые болванки весом около 200 г (Банцеровское городище близ Минска VIII–IX вв.), а во втором — массивные куски железа весом в несколько килограммов. Так, например, найденная в Райковецком городище прокованная крица весила 5 кг. В Вышгороде под Киевом при моих раскопках в 1935 г. были найдены 2 крицы, имевшие форму приплюснутого шара, разрубленного еще в горячем состоянии по радиусу от середины к краю (рис. 17). Рубили, очевидно, для того, чтобы посмотреть качество проковки[295].

Для новой плавки необходимо было опять достраивать верхнюю часть домницы, а иногда создавать заново все сооружение, так как при извлечении крицы печь ломали. На городищах находят по нескольку разобранных печей. Дальнейшая эволюция домницы шла по пути вытягивания печей вверх для улучшения тяги, увеличения количества сопел и нахождения наиболее выгодного профиля внутренней части печи. Кроме того, впоследствии была изобретена такая конструкция, у которой передняя часть домницы — ее чело — разбиралась и позволяла вынимать крицы, не разрушая всей домницы. Иногда на под домницы ставили глиняные сосуды, в которые стекала кричная масса, или делались углубления около печи. Но все эти усовершенствования относятся уже к городскому доменному делу.

Одновременно с ремесленным производством железа в специальных горнах с довольно сложным оборудованием существовало и домашнее производство железа в обычных варистых печах. Крицы в горшках найдены П.П. Ефименко в землянках Боршевского городища VIII–IX вв., затем на селище XI–XII вв. близ Торопца Н.П. Милоновым были обнаружены остатки избы с полом, промазанным глиной. В печи плавилась железная руда в глиняных сосудах; около печи было найдено 50 криц. В данном случае можно допустить ремесленное производство, рассчитанное не только на домашнее потребление. На такую мысль наводит обилие криц, но причины, побудившие обходиться без сыродутного горна, — неясны.