Во II-III вв. железо ввозили с материка, но затем были разведаны залежи железа на территории Японских островов, и постепенно экспорт прекратился. Японское сырье для получения железа — железосодержащие пески сатэцу (далее везде по тексту — песок). Они делятся на две большие группы: пески из вулканических горных пород и пески из гранитных пород. Так как в Японии много вулканов, то и песка, образуемого выветриванием пород, предостаточно. В этих породах содержатся основания железа, и в образующемся из них песке много железа. Но и титановой кислоты в нем 10-30%, что вынуждает использовать в процессе плавки повышенные температуры — тогда эта кислота может вытечь вместе со шлаком. Это не лучшим образом сказывается на качестве железа — в него мигрируют марганец и кремний. Хотя этого песка много, работали с ним мало.

Песок акомэ [красный глаз], образующийся в результате разрушения гранита, имеет кислотные свойства, а титановой кислоты в нем чуть более 5%». Это типичное сырье в регионах Тюгоку (или Чугоку, на юго-востоке о. Хонсю) и Саньёдо. Еще есть гранитный песок маса [настоящий песок], содержащий лишь 3% титановой кислоты. Добывали его исключительно в регионе Саньиндо.

В древности и в средние века песок получали, дробя выветрившийся гранит и промывая руду водяным потоком. Указания на использование железосодержащего песка со дна рек не совсем корректны, так как намного интенсивнее разрабатывались горные породы, обогащаемые при помощи проточной воды, отводимой от рек при помощи искусственных каналов. Горы Тюгоку, богатые железосодержащим песком, давали 80% железа в стране.

Для использования воды сооружалась целая система искусственных сообщающихся между собой водных резервуаров, через которые в водяном потоке пропускалась руда. Специальными черпаками и сетками оседавший песок поднимали, взмучивали воду, и так на всем пути каналов. Тяжелый железосодержащий песок первым оседал на дне, а легкие фракции уносились потоком.

Сперва плавка производилась в небольших вертикальных наземных шахтных печах сыродутным способом. Печь метровой высоты строилась из глиняных кирпичей и обмазывалась глиной. В дне сферической формы имелось отверстие для выпуска чугуна, а немного выше располагалась зона плавки. В эту зону подавался сырой воздух от ручных кожаных мехов общим числом до четырех. В печь попеременно загружали древесный уголь и песок по мере опускания очередной порции. Подобные плавильни могли работать бесперебойно десятки суток.

Железо в процессе плавки легко восстанавливалось из гранитного песка, что порождало проблему особого рода — процесс восстановления протекал очень быстро при температуре ниже температуры плавления, что сопровождалось сильным науглероживанием, и получался чугун сиродзуку [белый чугун]. Его периодически выпускали в жидком виде через отверстие в основании печи. На дне постепенно скапливалась сталь и в виде крицы (набэганэ) застывала. Это металл очень высокого качества, химически чистый. Крицу резали на куски, плющили в лепешки, и под торговым названием нобэ-хаганэ это сырье было доступно кузнецам. Чугун, основной продукт данного процесса, обезуглероживался последующей обработкой и использовался в самых разных целях. Описанный способ плавки с получением чугуна называется дзуку-оси [давить чугун].

На рубеже ХIV-ХV вв. научились выплавлять сталь. Например, сперва в печь загружали песок акомэ, выпускали полученный в результате плавки чугун, затем загружали песок маса, железо которого трудно восстанавливалось, и старались не повышать температуру, чтобы железо без особого науглероживания стекало на дно. Сплавок стали кэра [козел] оставляли на дне печи до застывания, но не охлаждения. Затем разрушали печь и сплавок извлекали. Этот способ получения стали называется кэра-оси [давить козла]. Чугун здесь все-таки образовывался, хотя и в незначительных количествах. Часть его сливалась в процессе плавки — нагаси-дзуку [сливной чугун], часть застывала в котле под сплавком кэра — ура-дзуку [чугун-подкладка]. При температуре 1200-1300 градусов включения плавились первыми, стекали на дно печи, их выпускали через отверстия для шлака. Под конец плавки температуру повышали до 1500 градусов.

Описанный способ получения стали применялся в плавильнях типа татара. Есть разные мнения о начале использования этих плавилен. Некоторые историки указывают даже IX в. Точно известно, что татара работали в XIV в. (в горах Тюгоку лишь с XVIII в.).

Это крупная (в сравнении с шахтной печью) плавильня, требующая для производства 2,5-тонного стального кэра 8 т песка и 13 т Угля, получаемого после пережигания 30-летних деревьев с 1 га леса. Плавка занимала около 70 ч.

Изготовление плавильни татара

Изготовление плавильни татара — долгий и затратный процесс. Поэтому обычно к металлургическим работам привлекались крестьяне в зимнее время, когда они свободны от полевых работ. Большое внимание уделялось подготовке фундамента. Основание под котлом на 3 м вглубь — это утрамбованная зола древесного угля, предотвращающая проникновение водяных паров от грунта в область горения и сохраняющая температуру в котле высокой. Стенки котла каждый раз строят заново из глиняных брикетов с добавкой песка. От мехов к котлу подходят до 20 трубок-сопел (в зависимости от размеров плавильни, которые с веками становились все крупнее). В начале XV в. стали использовать дренажные отверстия для слива жидкого шлака и чугуна. Это позволило увеличить объемы котла, Сперва воздушное дутье осуществляли теми же ручными кожаными мехами, с XIV в. применяли горизонтальные фукисаси-Фуйго, что ныне используются в кузнице, а с XVIII в. — ножные качающиеся тэнбин фуйго (использовались разные варианты дутья и воздуховодов).

После застывания кэра разрушали стенки котла, кэра перетаскивали в помещение с подвешенной под потолком железной прямоугольной «бабой», вроде тех, что используются при сносе домов.

Этим простым инструментом сплавок разбивали на части, их уже можно было поднять на наковальни и разрубить твердым стальным инструментом. В конце концов после тяжелого и кропотливого труда получалось более 2 т железного сырья, которое предстояло рассортировать по качеству. Из этих двух тонн половину составляет вако [японская сталь, 0,6-1,5% С], две трети которой — тама-хаганэ [шаровая сталь, 1,0-1,2% С], используемая для изготовления мечей. Остальное — овари [железо] и дзуку [чугун] — отправляли на переработку.

Все три вида чугуна (начальный, сливной и подкладочный) собирали вместе и переплавляли, получая мягкую ковкую сталь рэн-тэцу. После того как ее несколько раз проковывали с перегибанием, она продавалась под названием хотёганэ [железо для кухонных ножей].

Данная тема весьма обширна, имеется большое разнообразие как сырья, так и методов его очистки, плавки и особенно первичной обработки продуктов плавки. Это надо рассматривать в исторической ретроспективе. Здесь легко запутаться даже в названиях.

Например, с 1-й половины XVI в. в провинции Харима начали оставлять кэра внутри котла до его полного остывания, и продукт такой плавки называли хи-хаганэ [огненная сталь или сталь из огня] или тигуса-хаганэ (сталь из селения Тигуса в провинции Харима). Но впоследствии этот метод распространился в провинциях Хоки (в селении Инга) и Идзумо, так что она продавалась как сталь Инга-хаганэ и даже Инга-хаганэ из Идзумо. Четыре названия для одного продукта!

В противоположность огненной стали мидзу-хаганэ [сталь водяная] или мидзуори-хаганэ [сталь, закаленная в воде], изобретенная в провинции Ивами, известна и как сталь Дэва-хаганэ (из селения Дэва в провинции Ивами). Для ее получения кэра рубили горячим и бросали куски в воду, отчего они закаливались, или, согласно книге начала XIX в. «Кокон кадзи бико», по окончании плавки котел заливали водой и кэра закаливался. Но и в Хоки, и в Идзумо также производили эту водяную сталь, но уже под названием канаикэ [железо из водоема]. Вновь четыре названия для одного продукта! Водяную сталь делали из очень «мягкого» песка маса, столь мягкого, что сталь получалась даже по способу дзуку-оси. Эта сталь ценилась высоко.

Далее, одни авторы называют хотёганэ то, что описано выше, но другие так называют железо овари. Мелкие кусочки тама-хаганэ называются дзями. Железо нобэ-хаганэ иначе называется нобэга-нэ, или энко, или санэн-ко, или тонко, или китаэ-хаганэ.

Самая качественная шаровая сталь тама-хаганэ бывает четырех групп качества с весьма романтическими названиями: умэ [слива], такэ [бамбук], мацу [сосна] и цуру [журавль]. Во второй части книги читатель найдет много разнообразной, порой противоречивой, информации на тему выплавки стали для мечей.

Итак, японская сталь, используемая для изготовления высококачественных мечей (в первую очередь лезвий клинков), имеет очень мало фосфора, марганца и кремния, плотность ее 7,68-7,94. Это чистый феррит с перлитом и очень редкими включениями шлака, общее число которых менее 0,1%. Получить такую сталь можно лишь при соблюдении трех требований: высококачественное сырье, древесный уголь и низкие температуры восстановления железа. Для сравнения: содержание фосфора в импортируемом в XVI в. европейском и индийском намбан-тзцу [железо южных варваров] доходит до 0,12%, а в японском его не более 0,03%!