Powrót na stronę główną
Zamieszczono za zgodą autora

Archeologia późnego średniowiecza i czasów nowożytnych
Rzemiosło metalowe.


Hutnictwo

Zabiegiem poprzedzającym wytop metalu było prażenie rudy w celu pozbycia się resztek wilgoci oraz części zanieczyszczeń chemicznych, głównie siarki. Odbywało się ono zawsze nad otwartym ogniskiem, gdzie składnikiem wsadu hutniczego był węgiel drzewny. Uzyskiwano go jak dawniej w mielerzach. Wysokoprocentowe rudy ołowiu wytapiano przez kilkadziesiąt godzin w stosach prażalniczych tzw. rosztach, w miejscach odsłoniętych, ponieważ wykorzystywano podmuch wiatru. Przy rudach uboższych topiono dodatkowo w piecach szybowych żużel pozostały po prażeniu. Produktem wytopu były sztuki, zwane od kształtu bochnami, o wadze kilku do kilkunastu cetnarów.
W późnym średniowieczu podstawową masę żelaza, wytwarzanego w Polsce wytapiano jeszcze w ogniskach dymarskich z ręcznym lub nożnym nadmuchem. Bardziej rozwinięte i wydajniejsze kuźnice, zwane rudami powoli upowszechniały się. Stosowano w nich obok kieratu napęd wodny. Był to zespół połączonych warsztatów, z jedną lub kilkoma dymarkami z dmuchem mechanicznym, młotem mechanicznym do przekłuwania łup na sztaby i tzw. kowadlniami czy kowalichami, zawierającymi piec kowalski i urządzenia służące do produkcji wyrobów żelaznych. W kuźniach budowano większą ilość kół wodnych (do napędu młota, miecha dymarki i miecha kuźni).
Dymarka nowożytna miała postać pieca z kominem i trzonem naziemnym. Przez otwór w jego tylnej ścianie wpadało powietrze z miechów. W dymarce o dmuchu mechanicznym przerabiano w ciągu dnia zazwyczaj ok. 300 kg rudy, zużywając przy tym co najmniej taką samą ilość węgla drzewnego. Wytapiane żelazo ściekało na dno kamiennej lub wylepionej gliną kotliny pieca. Po wyciągnięciu masy żelaznej skuwano ją pod młotem i rozcinano do dalszego przekucia na kilka części, z których powstawał „snop” szyn zwany wozem żelaza, o wadze ok. 45 kg. Jeżeli zakład był czynny dniem i nocą mógł wytopić i przekuć dwa razy tyle. Nie można jednak dobowej zdolności produkcji przeliczać na rzeczywistą wydajność. Dymarki, podobnie jak wszystkie zakłady wodne stawały z nastaniem mrozów. Także i susza zmuszała je do postojów. Ze względu na niebezpieczeństwo powodzi korzystały one zazwyczaj z mniejszych strumieni lub sztucznych odnóg dużych rzek. Dlatego zaledwie 35 tygodni w roku była ona w ruchu. W pozostałym czasie ich trzyosobowe załogi: dymarz, kowal, kosiciarz (koszykarz czyli uchednio, ładowacz) przerabiały żelazo w ręcznej kuźni na produkty żelazne i wykonywały roboty kowalskie. Mimo to w dymarce o dmuchu mechanicznym, czyli kuźnicy nastąpił, co najmniej trzykrotny wzrost wydajności w porównaniu z dawną dymarką. Wzrost ten był o wiele większy w zestawieniu z liczbą robotników, gdyż praca wykonywana przez mechanizmy wodne zastępowała czterech ludzi przy miechach i co najmniej dwóch przy kuciu w ciągu dniówki. Dodatkowo poprawiał się odzysk żelaza z rudy, a także jego jakość wskutek staranniejszego wykucia.
W XVI wieku w Polsce nadal korzystano z dymarek i kuźnic przeważnie o wodnym napędzie miechów i młota.
Nowością było zwiększenie rozmiarów tych zakładów. Miały one teraz często po 2 piece, których miechy poruszały 2 koła wodne, a trzecie koło – młot. Bywały też kuźnice z 6 kołami wodnymi. Wymagało to znacznego spiętrzenia wody i zwiększenia dostaw surowca. Huty takie miały zwiększoną w stosunku do kuźnic średniowiecznych moc produkcyjną. Dziennie mogły wyprodukować 50-80 kg żelaza, a w skali rocznej, licząc przestoje – do 20 ton, a największe nawet do 30 ton żelaza.
Druga zmiana to wzrost liczby kuźnic, prawie 3-krotny w ciągu XVI wieku, natomiast zahamowany w I połowie XVII wieku. Kuźnice rozmieszczone były we wszystkich regionach Polski, jednakże największe ich skupiska istniały w XVI w. i I połowie XVII w. w Małopolsce, zwłaszcza w województwie sandomierskim. Kuźnice małopolskie stanowiły wówczas mniej więcej połowę ogólnej liczby kuźnic w kraju. Kuźnice produkowały żelazo niskiej jakości, ale w XVI w. z najlepszych gatunków rudy uzyskiwano także lepszy gatunek tzw. uc, różniący się od stali słabszym nawęgleniem. Stal uzyskiwano w Polsce Centralnej tylko sporadycznie (ok. w połowie XVI w. w Olkuszu). Natomiast w większych ilościach produkowano ją z dobrych miejscowych rud na Dolnym Śląsku oraz w Gdańsku, gdzie szwedzki półfabrykat, osmund, produkowano w gdańskich hamrach na dobre gatunkowo „żelazo gdańskie” i stal gdańską.
Największą zmianą w metalurgii żelaza w domniemanym okresie było wprowadzeni wytopu pośredniego. Najpierw, bo już w XIV w. pojawiły się na terenie Austrii piece o podwyższonych szybach i usprawnionej dostawie wsadu, które pracowały z zastosowaniem topników i przy większym dmuchu. Następnie doszło do wprowadzenia w XV w. w Nadrenii „wielkich pieców”, które umożliwiły uzyskanie surówki o zawartości od 3 do 4,5% węgla. Taki stop zapewniał dużą twardość metalu, ale też powodował jego kruchość i nieprzydatność jako surowca. Wymagał, zatem drugiego zabiegu, polegającego na usunięciu z surówki takiej ilości węgla, aby uzyskać pożądane właściwości plastyczne i mechaniczne żelaza i stali. W tym celu surówkę roztapiano ponownie w piecu fryszerskim, utleniano strumieniem powietrza, pozbawiając ją nie tylko nadmiaru węgla, ale i domieszek siarki, po czym przekuwano łupki w celu usunięcia resztek żużlu i porowatości metalu, a zarazem nadania produktowi zalet surowca kujnego w formie uznanej w obróbce handlowej.
Zasada pracy i konstrukcja „wielkiego pieca” wywodzi się z dymarki. Przyjmuje się, że pierwsza konstrukcja, którą można by nazwać „wielkim piecem”, powstała około 1400 roku. Drogą eksperymentów zmieniano kształt i wymiary. Węgiel drzewny, który był początkowo stosowany jako paliwo zastąpiono koksem (1735 r.). Istotnym usprawnieniem było też zastosowanie nadmuchu gorącym powietrzem (1828 r.).
„Wielki piec” był piecem szybowym do wytapiania surówki ze wsadu, składającego się z rudy żelaza z dodatkiem węgla drzewnego i topników. „Wielki piec” posiadał kształt dwóch ściętych stożków, złączonych podstawami. Cała konstrukcja mogła mieć około 40 metrów wysokości. Wsad wsypywało się od góry, przez zamykany otwór zwany gardzielą. Część pieca tworzona przez górny stożek nazywała się szybem i była zasobnikiem surowca. Węgiel drzewny pełnił tu rolę paliwa oraz reduktora tlenków żelaza. Proces palenia podtrzymywany był przez powietrze, wtłaczane szeregiem dysz usytuowanych na poziomie złączenia podstaw stożków. Topniki ułatwiały oddzielenie od metalu zawartych w rudzie zanieczyszczeń i skały płonnej. Stopiony metal, zwany surówką zbierał się w części tworzonej przez stożek dolny zwanej garem. Niepożądane składniki wsadu w wyniku reakcji z topnikami i tlenem z atmosfery pieca tworzyły żużel, który również spływał do gara i, jako lżejszy, unosi się na powierzchni surówki. Co pewien czas surówka i żużel odprowadzane były z pieca przez oddzielne otwory spustowe. Oprócz żużla produktem ubocznym był gaz wielkopiecowy, będący mieszaniną tlenku węgla, azotu i dwutlenku węgla.
Nowy system wytopu żelaza wprowadził: prażenie rud przed zestawieniem naboju pieca, stosowanie topników ze skał wapiennych, wymagał zwiększenia objętości komory roboczej, która uzyskała postać szybu oraz zwiększenia siły dmuchu, co wraz z topnikiem zapewniało warunki do uzyskania płynnej surówki, spuszczanej co kilka godzin. „Wielki piec” pracował w procesie ciągłym, od rozpalenia do wygaszenia pieca upływało kilka lat, a przerwanie pracy było zwykle wymuszone zużyciem się jego wyprawy kamiennej (od 0,5 roku do 2 lat).
Dzięki temu wzrosła znacznie wydajność pieca hutniczego; ilość żelaza, wytapianego rocznie w piecu dymarskim można było uzyskać w „wielkim piecu” w ciągu miesiąca (od 2 do ponad 10 tysięcy ton surówki na dobę). Zaistniała też możliwość uzyskania odlewów żeliwnych.
W Polsce rozwój metalurgii żelaza nastąpił w II połowie XVI w. Od połowy tego stulecia w Gdańsku, a od lat 70 XVI w. na terenach pogranicznych Prus Królewskich i Książęcych poświadczone jest wytwarzanie kul żeliwnych w tamtejszych zakładach. Według zachowanego opisu jednego z nich, był to prawdopodobnie piec tzw. styryjski, stanowiący pośrednie ogniwo między dymarką i wielkim piecem, dający część produktu w postaci surówki. Informacje o właściwych „wielkich piecach” posiadamy dopiero z początku XVII w.
Główny rejon wielkopiecownictwa znajdował się w okolicy Kielc w dolinie rzeki Bobrzy, w której wcześniej istniały już kuźnice dymarskie. W latach 1610-1613 przybyły do Polski Włoch zbudował we wsi Bobrza „wielki piec” typu bergamskiego i 3 fryszerskie, a wkrótce i czwarty. Podjęto tam produkcję surówki, a z niej dobrej jakości żelaza w sztabach i stali w laskach. W latach 1641-1644 inny Włoch., Gibboni zbudował drugi „wielki piec” w Samsonowie i podwoił liczbę fryszerek. W 1645 r. zakłady samsonowskie zostały połączone z bobrzańskimi.
„Wielki piec” znajdował się także w rejonie częstochowskim. W 1610-1620 marszałek wielki koronny, starosta uchednio i olsztyński Mikołaj Wolski zbudował w swoich włościach w Pankach 2 „wielkie piece” i 6 fryszerek. Zwykle jeden „wielki piec” obsługiwany był przez 3 fryszerki. W latach następnych powstały tam kolejne dwa zespoły. Pod koniec lat 30 XVII w. Aleksandre Szembek zbudował „wielki piec” w Cedzynie pod Kielcami. Pierwszy udokumentowany źródłowo „wielki piec” znany jest z 1618 r. z rejonu podsudeckiego (Weselice); drugi z 1640 r. z Jaroszowic na południe od Katowic. W 1657 r. tu właśnie podjęto pierwszą próbę zastosowania węgla kamiennego do wytopu żelaza
„Wielkie piece” hutnicze były znacznie bardziej wydajne niż wczesnośredniowieczne dymarki. Podczas, gdy 45 kuźnic wczesnośredniowiecznych dawało rocznie ok. 650 ton żelaza, w okresie nowożytnym 4 „wielkie piece” rocznie produkowały ok. 450 ton surówki, co dawało ok. 420 ton żelaza kujnego. Z żelaza dymarkowego można było uzyskać droga przetopu w tyglach produkt płynny, ale tylko na niewielką skalę. Natomiast z surówki z „wielkich pieców” bezpośrednio można było odlewać garnki i panwie, kotły, rury, płyty kominkowe, a przede wszystkim lufy armatnie (głównie w zakładach uchedn-samsonowskich).
Obok hutnictwa żelaza w okresie nowożytnym w Polsce rozwijało się hutnictwo kruszcowe. Zajmowało się ono m. u. obróbką rud ołowiu ze złóż śląsko-krakowskich i mniejszych w okolicach Kielc i Chęcin. W XVI i XVII w. stosowano, podobnie jak w średniowieczu wytop ołowiu w stosach, powtarzając ten zabieg parokrotnie, dzięki czemu minerały ulegały przemieszaniu, co polepszało warunki wytopu.
Największym osiągnięciem technicznym było wprowadzenie na przełomie XVI/XVII w. przerobu pozostających po wytopie wypałków. Zawierały one prawie same tlenki ołowiu, dzięki czemu można je było topić w piecach szybowych metodą redukcyjną, stosując warstwowy zasyp wypałków i paliwa, które stanowił węgiel drzewny, będący jednocześnie reduktorem. Uzyskiwany ołów oczyszczano w kotlinie rafinacyjnej, który to zabieg połączony był z odzyskaniem srebra. Stosowano też powtórny przerób żużli, pozostających po topieniu redukcyjnym. Huty były nadal niewielkie, z jednym piecem i miechem napędzanym siłą koni. Powoli, coraz większe znaczenie nabierały jednak huty większe o wodnym napędzie miechów (oddalone od kopalni). Przez środek takiej huty biegł kanał wodny, napędzający dwa koła, które obsługiwały miechy wszystkich pieców: pieców uchedniowa polskich, wysokiego niemieckiego, piecu szplejsowego do miedzi, piecu do odciągania srebra. Dwie duże huty ołowiu o wodnym napędzie miecha znajdowały się w Sławkowie. Innym miejscem skupienia hut był rejon kielecko-chęciński. W Polichnie, gdzie od XVI w. znajdowało się koło wodne przetapiano rudę z Miedzianki, która dysponowała tylko małymi hutami napędzanymi ręcznie lub kieratami końskimi. Na przełomie XVI/XVII w. rudę ołowiu przetapiano też m. u. w Kostomłotach, Niewachlowie, Białogoni, Bugaju i Zalesiu. W Niewachlowie i Białogoni znajdowały się trzy piece o wodnym napędzie. Huty przerabiające miedź z surowca importowanego z kopalni słowackich znajdowały się w Mogile (do końca trzeciego dziesięciolecia XVI w.). Niewielkie huty miedzi wznoszono także w Tatrach.
Wiek XVII i XVIII to zwielokrotnienie ilości wytapianej surówki żelaza, co stało się możliwe dzięki powszechnemu zastosowaniu „wielkich pieców”.
Na początku XVII w. w Polsce wybudowano 6 „wielkich pieców”. Ich skupisko znajdowało się w Zagłębiu Staropolskim, zasobnym w rudy żelaza, lasy, energię wodną, skały piaskowcowe do zaprawy, glinki ogniotrwałe i wapienie.
Rozwijały się też „wielkie piece” w Samsonowie i Suchedniowie; powstały tu zakłady metalurgiczne najbardziej rozwinięte w tym regionie, należące do biskupów krakowskich. Należały do nich też „wielkie piece” w Parszowie, Humrze, Szałasie i Mostkach. W Zagłębiu Staropolskim piece takie znajdowały się także w dobrach magnackich: w Przysusze i Korytkowie Dębińskich, w Końskich, Białaczowie i Stąporkowie Małachowskich, w Drzewicy Szaniawskiego, w Mroczkowie Radziwiłłów. Do końca XVIII w. zbudowano tam 27 „wielkich pieców” na łączną liczbę 35 z całego państwa. Na Górnym Śląsku, będącym poza granicami Królestwa Polskiego w 1780 r. znajdowało się 36 „wielkich pieców”, na Dolnym Śląsku – 9. Były one rozrzucone także po latyfundiach w różnych stronach Rzeczpospolitej. Losy „wielkiego pieca” zależały od jakości i ilości miejscowych surowców. W miejscach, gdzie występowały tylko rudy darniowe albo powoli wyczerpywał się surowiec ośrodki hutnicze nie mogły się rozwijać.
W „wielkich piecach” odzyskiwano metal z rud metodą pośrednią. Do redukcji tlenków żelaza posługiwano się węglem drzewnym, a do przyspieszenia upłynnienia żużla wapniakiem. Surówkę wyprodukowaną w „wielkim piecu” oczyszczano w ogniskach fryszerskich z nadmiaru węgla, siarki i innych domieszek oraz przekuwano na żelazo lub stal. W 1750 r. typowym zakładem w Polsce był zespół złożony z 1 „wielkiego pieca”, 3 ognisk fryszerskich oraz młotów napędzanych kołami wodnymi, przerabiających surówkę na żelazo handlowe. „Wielkie piece” produkowały od 7,5 do 10 ton surówki dniowo, tj. 40 razy więcej niż dymarki. W 1780 r. czynnych było jeszcze ok. 40 dymarek, ale ich produkcja sięgała zalewie 8% produkcji krajowej.
W 1789 r. w skład największej manufaktury metalurgicznej w Zagłębiu Staropolskim, położonej w rejonie Samsonowa i uchedniowa pochodziły 4 „wielkie piece”, 19 fryszerek (kuźnic wodnych), 2 blachownice, 2 szlifiernie amunicji, 3 płuczki i 2 płuczki rud, 41 warsztatów kowalskich oraz 17 kopalni rud. Urządzenia produkcyjne były poruszane przez 55 kół wodnych o łącznej mocy ok. 300 KM.
Bezpośrednio z surówki z pieca odlewano w „piasku”, „półglinie” i „glinie” kotły, garnki, garnce, moździerzyki, działka, części żelazne do fryszerek, młynów, papierni i postrzygalni sukna, tafle podłogowe, piece, dzwony ok. Przy ogniskach fryszerskich młoty mechaniczne wykuwały żelazo w postaci sztab, prętów i blachy. Zdaniem J. Pazdura w I połowie XVIII w. polskie hutnictwo żelaza dorównywało poziomem technicznym zachodnioeuropejskiemu, ale w II połowie tego wieku nie nadążało za zmianami (stosowanie paliwa mineralnego, pieców prażakowych, pudlowych i żeliwiakowych).
Według obliczeń szacunkowo w latach 80 XVIII w. w całej Polsce produkowano rocznie ok. 3200 ton surówki (2300 ton żelaza). Nie zaspakajało to potrzeb gospodarczych Polski. Dlatego importowano ok. 615 ton rocznie ze Szwecji, Węgier i Rosji. Południowa Polska korzystała z żelaza krajowego i śląskiego, północna z importowanego przez Gdańsk. Większość produkcji „wielkich pieców” zaspakajała potrzeby własnych zakładów oraz dóbr swoich właścicieli. Niewiele z tego sprzedawano. Największym powodzeniem cieszyły się półfabrykaty, zaś popyt na wyroby gotowe był niewielki, co mogło być spowodowane ubóstwem masowego konsumenta i złą jakością wyrobów. Zahamowaniu postępu w technologii polskiego hutnictwa żelaza towarzyszył niemal zupełny upadek hutnictwa metali nieżelaznych na skutek wyczerpania się złóż pod koniec XVII w. Wykorzystywano złom i miedź importowaną.

Wyroby luksusowe

Do rzemiosł o charakterze luksusowym - elitarnym należało konwisarstwo i złotnictwo, dostarczające kosztownych naczyń stołowych, cynowych, srebrnych i pozłacanych, ozdób, biżuterii, sprzętów liturgicznych. Ze względu na charakter tych rzemiosł ich skupiska istniały w dużych miastach Krakowie, Lwowie, Poznaniu, Gdańsku, Lublinie, Wilnie. Mimo elitarnej klienteli rzemiosła te odgrywały znaczną rolę w życiu gospodarczym, utrzymując bardzo rozległe kontakty z całym krajem i wieloma ośrodkami zagranicznymi.
W domach ubogich naczynia ograniczały się do kilku glinianych misek i drewnianych talerzy oraz na ogół tylu drewnianych łyżek, ilu było domowników. Ładniejsze naczynia: misy, talerze i dzbanki – przeważnie gliniane i barwnie polewane – najczęściej stały nieużywane na listwach wokół izby, stanowiąc jej ozdobę. Natomiast w magnackich pałacach, dworach szlacheckich i domach bogatego mieszczaństwa naczynia do spożywania posiłków, sztućce i tzw. bielizna stołowa były bardzo liczne. Stanowiły bowiem one wykładnik standardu życiowego właścicieli, świadcząc o zamożności i randze domu. Używano naczyń stołowych wyrabianych przeważnie z metali: srebra i cyny, rzadziej ceramicznych i szklanych, a najmniej drewnianych. Od połowy XVIII w. zaczyna zmniejszać się liczba naczyń cynowych na rzecz fajansów i porcelany.
Naczynia i zastawy stołowe obok swojej podstawowej funkcji spełniały także funkcje zdobnicze ścian i specjalnych szafek zw. miśnikami, dając świadectwo zamożności. Były to głównie naczynia cynowe i srebrne: talerze, półmiski, misy, tace, dzbany, konwie, ale także kielichy kryształowe i szkła weneckie.
Jedzono głównie na naczyniach cynowych i srebrnych (srebrne dzbany i misy, cynowe konwie). Używano cynowych i srebrnych cukierniczek i imbryczków, dzbanuszków, pudernic do cukru-pudru, sosjerek i srebrnych pater. W II połowie XVIII w. nowością stały się serwisy zwane garniturami stołowymi – cynowe. Misterniejsze elementy zastawy stołowej, jak złocone i srebrzone łyżki i kubki wykonywali złotnicy. Na stołach dworskich używano srebrnych sztućców rozmaitego rodzaju. Łyżki nie służyły tylko do jedzenia, ale także do nakładania potraw, co wpłynęło na ich kształt. Spotyka się miedziane łyżki wazowe „do częstowania” i mosiężne łyżki składane.
Metalowe naczynia, takie jak wanienki, miednice czy urynały służyły w domach bogatych także do zabiegów higienicznych.
Z metalu wykonywano różne przybory do utrzymania higieny: pincetki, nożyczki.
Nożyce służyły także do innych, ściśle określonych celów, jak np. nożyce do obcinania knotów u świec. Dla elity wykonywano ze srebra kosztowne lichtarze. Wyrobem luksusowym były też tzw. szkandele – piecyki do ogrzewania łóżka.