Последние комментарии

  • ne_pervoj_svezhesti sholohov
    А зачем? Будет не столь научно.Генетическая история Рима — до и после империи
  • seva_tanks Севостьянов Константин Никлаевич
    Можно это было скомпоновать и расписать на русском языке более понятно и доходчиво?Генетическая история Рима — до и после империи
  • Александр Кушнир
    Очень богато-собранный материал автором Виктором Хомутским! Но ко всему этому Труду я подытожу свое соображение!  ......Индоиранское влияние в языках и мифологии Восточной Европы: арийский Ваиу, балтийский Веяс и гоголевский Вий

Русские металлурги (из книги: "Рассказы о русском первенстве" М. 1950 г.)

 



В историю металлургии русские люди вписали множество ярких страниц, Первое их знакомство с металлом произошло еще в глубокой древности.

Можно назвать десятки мест на юге, на севере, на востоке нашей родины, где археологи, исследуя древнейшие стоянки и городища, находили и находят бронзовое и железное оружие, металлическую утварь, украшения.

На Урале, в Якутии, в Заонежье, в центре европейской части СССР сохранились следы древних рудников, обнаружены простейшие литейные приспособления, а также шлаки — отходы плавки металла, выброшенные древними металлургами из своих печей. Ученые оценивают давность этих находок в две-три тысячи лет....

Можно указать целые районы на северо-западе нашей родины: Карелию, Каргополье, Устюжну' Железнопольскую, где раскопки обнаруживают остатки железоделательных промыслов, существовавших здесь еЩе в начале нашего тысячелетия.

Здесь, под толстым слоем земли, исследователи разыскивают поселения, где почти при каждом жилье были устроены одна-две домни-цы — печи для выплавки железа.

Эти печи, далекие предки современных домен, были невелики по размерам и устроены очень просто. Домницы представляли собой каменные конические сооружения — широкие вверху, сужающиеся книзу. Сверху в печь загружались вперемежку руда и древесный уголь: слой угля, слой руды. Снизу сквозь небольшое отверстие сам собой, как в жаровую трубу самовара, в печь поступал воздух. Так самым примитивным способом осуществлялось «воздушное дутье» в первых металлургических печах.

Позднее металлурги стали нагнетать воздух в печь с помощью ручных мехов, похожих на те, что встречались еще сравнительно недавно в старых кузницах. Угли, раздуваемые мехами, жар давали небольшой. Руда даже не расплавлялась, и «восстановленное», освобожденное от кислорода железо извлекалось из домницы мягким, тестообразным куском — «крицей». Так называли его за сходство с комом икры. (Крица — увеличительное от слова икра.)



Разрез сыродутного горна.

Ком железа, выплавленный в домнице, имел неправильную форму и крупнозернистую поверхность. В крице чистый металл был перемешан со шлаками — сплавами землистых примесей руды. Крица была насыщена ими, как губка водой. Чтобы освободить железо от шлаков, древние металлурги били раскаленную крицу ручными молотами, «выжимали» эту железную губку. После долгого проковывания получался ком чистого мягкого железа. Его рубили на куски и отправляли в кузницы. На этом металлургический процесс кончался. Конечно, он был еще очень примитивен. Так же действовали в те времена не только в нашей стране, но и во всех странах, где производили металл. А было их очень немного — Бавария, Англия, Швеция...

По количеству выплавляемого металла Русь занимала среди них одно из первых мест. Особенно славились своим железом северные Новгородские земли. Целая область там с тех пор так и называется «Устюжна Железнопольская».

Искусство добывать и обрабатывать металл приняло здесь большой размах. Добыча металла в этих краях была таким же народным промыслом, как рыболовство и охота.

В героические годы битв с татарскими поработителями металлурги наших северных земель сумели наладить подлинно массовое производство превосходного по качеству оружия.

Защитники родины получали из этих районов тысячи мечей, копий, стрел. Одна только Устюжна Железнопольская ковала в год сотни тысяч «подметных рогулек», или, как по-другому называли их наши предки, «чеснока» (колючих железных шипов), которыми засыпались речные броды для того, чтобы ими не могла воспользоваться татарская конница.

Позднее, в конце XIV — начале XV века, когда появился порох, особенно ярко мастерство русских металлургов проявилось в производстве огнестрельного оружия.

Русские литейщики одними из первых в мире начали отливать медные пушки, которые появились у нас вскоре после изобретения пороха.

Цомница — прообраз домны.



Далеко разнеслась слава и о железнопольских «волконейках» — пищалях, сваривавшихся из железных полос.

О выдающемся мастерстве русских литейщиков свидетельствуют современные им документы. Посол германского императора Максимилиана — Бухау, приезжавший в Москву в 1576 году, сообщал своему монарху, что «на Руси отливают столь большие чугунные пушки, что воин в полном вооружении, стоявший на дне их, не мог достать рукой до их края». Германскому дипломату вторит автор книжки «Описание посольства Клейна». «У каждой' роты, —пишет он, — было полевое орудие, очень _аккуратно отлитое и искусно выработанное или умело выкованное из железа при помощи молота».

Наконец, об искусстве русских литейщиков красноречиво говорят их творения, • сохранившиеся до наших дней. «Царь-пушка»! Кто не слыхал об этом изумительном произведении русского литейщика Андрея Чохова. Без малого четыре века стоит в Московском Кремле исполинское орудие весом около 2 500 пудов (или около 40 тонн), украшенное причудливыми барельефами, и до сих пор поражает своими размерами и мастерством выполнения. «Царь-пушка» — памятник высокой конструкторской и технологической культуры русских техников, трудившихся в годы далекого'прошлого.

Вооружение армии превосходной и многочисленной артиллерией требовало много металла. В металлических изделиях все больше нуждалось и все хозяйство Руси. Особенно большой спрос на металл предъявляли строители.

Железа, выплавлявшегося примитивными, малопроизводительными домницамй, нехватало. На смену им пришли более совершённые и мощные печи-домны.

С появлением домен изменился и металлургический процесс. В главных чертах устройство домны не отличалось от домницы. Домна так же загружалась сверху, так же снизу поступало в нее дутье, но она была значительно крупнее, выше своей предшественницы. Это-то и сказалось на ходе плавки. В домну помещалось больше угля и железа. Соприкосновение их стало продолжаться дольше. Уголь, вернее углерод, успевал не только полностью восстановить всю руду, ко и насытить собою получившееся железо. Железо, опускаясь в печи и насыщаясь все больше и больше углеродом, превращалось сперва в сталь, затем в чугун.

Чугун плавится при меньшей температуре, чем железо, а в домне к тому же жар был намного сильнее, чем в домнице. Поэтому конечным продуктом плавки был жидкий чугун, который металлурги выпускали из печи в конце плавки. Такое изменение позволило сделать работу печи непрерывной: загружать ее по мере надобности и периодически выпускать из нее шлак и чугун. I

Чугун не был только что появившимся незнакомцем. С ним металлурги встречались и при получении кричного железа, когда по каким-нибудь причинам в печь поступало много воздуха. Вначале его принимали за шлак и выбрасывали. Потом стали пускать з ход — делать из него отливки.

С появлением домен чугун стал единственным продуктом, получавшимся из руды. Это способствовало развитию литейного дела. По соседству с домнами устраивались литейные дворы, где делались крупные отливки. Но вместе с тем появились затруднения в тех случаях, когда надо было получать ковкий металл — железо и сталь. Кузнецам приходилось подолгу греть чугун в горнах, сильно обдувая его воздухом, чтобы «выжечь» часть углерода и этим сделать металл мягче, пластичнее. .

Однако затруднения эти отступали на второе место при сравнении с главной выгодой, которую принесли с собой домны, — еысокой производительностью. Секрет ее скрывался не только в непрерывности работы и большой емкости печей, но главным образом в усовершенствовании дутья. Именно усиление воздушного дутья позволило создать высокую печь. Нельзя было значительно увеличить толщину слоев угля и руды, засыпаемых в печь, пока мехи приводились в действие силами человека, как это было в домни-цах. Ручные мехи- не могли прогнать воздух сквозь 3—4-метровый слой сырья.

Эта трудность была преодолена, когда металлурги призвали себе на помощь силу воды, когда воздуходувные мехи стали приводиться в ход мельничными колесами. Замечательное искусство русских «водяных людей», строителей гидравлических силовых установок, и мастеров, создавших мощные мехи, помогло возвести © начале XVII века на берегах реки Тулицы высочайшие в мире домны.



Воздуходувное устройство старинной домны приводилось в действие водяным колесом.

Через несколько лет после возникновения металлургического завода в Туле, неподалеку, в Поротове, был построен другой такой же завод. Затем по соседству появились Каширские чугунолитейные заводы.

Так в районе Тулы в короткий срок вырос большой горнозаводский центр, оснащенный превосходной техникой. Это было крупным успехом русской металлургии. За ним вскоре последовали и другие успехи, имевшие уже мировое значение.

* * *

В трудах исследователей русской металлургии приводятся очень интересные цифры, показывающие рост выплавки металла в нашей стране в XVIII веке: 150 тысяч пудов чугуна выплавили русские домны в начало этого века и около 10 миллионов пудов-т-в конце.

Иначе говоря, за сто лет производство черного металла увеличилось более чем в 66 раз! Такой бурный рост металлургической промышленности позволил России обогнать все страны и занять первое место в мире по производству металла.

Необычайно быстро завоевала русская металлургия это первенство.

Уже к 1724 году Россия оставила позади по производству металла не только Францию, Германию и США, но и Англию, до того обладавшую наиболее мощной горнозаводской промышленностью.

Панорама Поротовского металлургического завода. XVIII век. •



Начало мощному развитию русской металлургии положил Петр I.

Великий преобразователь государства, создатель первоклассной армии и флота, он понимал, что основой всей государственной и военной мощи России может стать только сильно развитая промышленность и в первую очередь металлургическая.



Знаменитое клеймо «Старый соболь», которым метилось уральское железо.

И потому не один из петровских указов говорил о том, что «российское государство перед многими иными землями преизобилует и потребными металлами и минералам благословенно есть» и требовал «прилежного устроения рудокопных заводов».

В результате деятельности Петра в России возникли новые металлургические центры — Воронежский, Вяземский и другие, и необычайно развился Урал, где еще при жизни Петра выросло 16 заводов. Всего же за XVIII век на Урале было построено 123 завода черной металлургии и 53 медеплавильных.

Сказочный по тому времени рост русской металлодобывающей промышленности уже в первые годы XVIII века принес блестящие результаты. Несомненно, что в числе других причин, принесших России победу над Швецией — сильнейшим агрессором, страной, обладавшей развитой индустрией, — были и успехи отечественной металлургии.

Могучий поток металла из русских домен удовлетворил потребности не только нашей страны, ее армии, флота и хозяйства. Россия стала главным поставщиком металла на мировом рынке. Любому иному железу предпочитали русское, уральское. Отмеченное клеймом «Старый соболь» уральское железо не имело соперников. Будучи не в силах конкурировать с русскими металлургами, иностранные промышленники нередко подделывали уральское клеймо, чтобы обеспечить сбыт своему железу.

Отличное качество уральского металла объяснялось прежде всего тем, что уральцы выплавляли его из превосходной руды — магнитного железняка.

Правда, залежи магнитного железняка были и в других странах: Норвегии, Швеции, США. Но там не умели извлекать металл из этой богатой и не содержащей вредных примесей, но очень неподатливой руды.

Секретом плавки магнитного железняка первыми, задолго до иностранцев, овладели русские металлурги. Их особое мастерство было второй причиной прекрасных качеств уральского железа. К тому же уральцы умели выжигать очень чистый уголь, не засорявший металл примесями. С законной гордостью писал современник об открытии его соотечественниками способа плавить магнитный железняк: «И то дело будет такое диво, что во всей вселенной не бывало... чтобы из магнита железо плавить...»

И заграница действительно вынуждена была дивиться. Из Голландии, куда послали на пробу первые образцы железа, добытого из магнитного железняка, сообщили: «лучше и быть невозможно».

Русский металл всюду был желанным товаром. Особенно много покупала его Англия, которая испытывала настоящий металлический го-' лод. Ее металлургия из-за безудержной вырубки лесов лишилась топлива и приходила в упадок. А все развивающаяся промышленность нуждалась в металле для строительства прядильных машин, ткацких станков, поздкег—паровых машин. Этот голод утолила Россия. В 1716 году

Англия купила первую партию русского металла — 2 200 пудов, а в 1732 году_—уже более 200 000 пудов. Во второй половине XVIII века три пятых ввозимого в Англию металла шло из России. В своем труде «Русская техника» известный советский исследователь, лауреат Сталинской премии профессор В. В. Данилевский, рассказывая об этих успехах русской металлургии, так оценивает их значение:

«...Событие всемирно-исторического значения—промышленная революция XVIII в. в Англии — основано в значительной мере на использовании труда русских людей, добывавших руду, выплавлявших чугун и ковавших на Урале звонкое железо, отправляемое в Англию.

Овеществленный труд русских горняков и металлургов XVIII в. лег в основание созданной впервые в истории крупной машинной- индустрии».

* * *

Петр I явился не только организатором строительства новых металлургических. заводов, но совместно со своими соратниками — Василием Никитичем Татищевым и, другими — положил начало русской горнозаводской школе — одной из первых в Европе.

В 1720—1722 годах Татищев, будучи на Урале, основал школы для обучения горному делу. В своем наказе о школах он писал, что ученик должен «не только присматриваться, но и руками по возможности применяться и об искусстве ремесла — в чем оно состоит — внятно уведо-миться и рассуждать...».

В результате хорошей постановки обучения русские горнозаводские школы на протяжении XVIII века, по свидетельству многих историков, славились своими выучениками, как «самыми денными в то время людьми для горной службы».

И они действительно заслужили эту славу! Воспитанником Екатеринбургской «арифметической» школы был Козьма Дмитриевич Фролов—один из крупнейших знатоков горного дела в России, изобретатель золото-промывочных машин, творец величайшей в XVIII веке гидросиловой установки. Воспитанником той же Екатеринбургской школы был Иван Иванович Ползунов, обессмертивший свое имя как изобретатель первого универсального парового двигателя. Воспитанниками этих школ, наконец, были сотни безвестных простых русских людей — новаторов, обогащавших отечественную технику немалым числом открытий, изобретений, усовершенствований.

Царь-колокол — гордость русских литейщиков.



Плечом к плечу с людьми, получившими специальное образование, трудились и простые рабочие-металлурги, сумевшие силой своего таланта превзойти вершины мировой техники того времени. Таковы, например, отец и сын Материны, оставившие по себе славную память как литейщики знаменитого «Царь-колокола». История создания этого металлического гиганта очень поучительна.

Словно своеобразную эстафету через многие десятилетия пронесли русские техники идею «Царь-колокола» — идею рекордной отливки. В первый раз «Царь-колокол» был отлит при Борисе Годунове. Вес его тогда составлял более 2 100 пудов. Во время по жара в Кремле колокол разбился. Царь Алексей Михайлович чтобы отлить новый, еще больший, восьмитысячепудовый колокол вызвал мастеров из Австрии. Они попросили у него пять лет сроку так как, заявили они, труды эти «весьма велики и бессчетны». Тогда к царю явился русский мастер, имя которого, к сожалению, не сохранилось, и взялся выполнить работу за год. Он сдержал свое слово, действительно отлив колокол весом в 8 ООО пудов!

Отливок такого размера не знала техника.



Василий Никитич Татищев (1686—1750).

В 1701 году при пожаре в Кремле «Царь-колокол» снова разбился. Правительство, решившее создать новый «Царь-колокол», обратилось в 1731 году к знаменитому европейскому механику Жермену, предлагая ему взять, на себя труд по отливке. Прославленный мастер, однако, отказался, сочтя такое предложение за шутку. Тогда за отливку взялись русские люди — отец и сын Иван Федорович и Михаил Иванович Матори-ны — и выполнили то, что зарубежным специалистам казалось немыслимым.

Мало того, Жермену предлагали сделать отливку весом в девять тысяч пудов.

Маторины добавили нового металла к обломкам разбитого колокола и создали колосс, весивший 12 327 пудов, то-есть без малого 200 тоин. Это был рекорд, во много крат превосходивший все самые выдающиеся достижения зарубежных литейщиков. «Царь-колокол», отлитый Материными, по весу более чем в три раза превосходил колокол, находившийся в древней столице Японии — Киото, и почти в четыре раза китайский —бейпинский, считавшиеся в то время самыми большими.

* * *

В XVIII веке Россия не только располагала замечательными специалистами, в совершенстве владевшими секретами получения металла и его обработки, не только славилась самой большой и мощной горнозаводской промышленностью, — наша страна шла впереди и по совершенству металлургической техники. Россия славилась крупнейшими в мире доменными печами. Это вынуждена признать и западная буржуазная история техники.

Разрез плавильной печи и формы, в которой отливался «Царь-колокол».



Один из виднейших ее представителей немецкий ученый Бек так пишет о «сибирских» (то-есть уральских) домнах тех времен.

«Сибирские домны — величайшие и лучшие древесноугольные доменные печи, которые были до тех пор построены, и все, также и английские печи, по производительности были далеко ими превзойдены. Они были с мощными цилиндрическими воздуходувками с еодяным приводом.

Сибирские домны имели от 35 до 45 футов (от 10,5 до 12,96 м) в высоту, от 12 до 13 футов (от 3,6 до 3,9 м) в поперечнике в распаре, имели шесть цилиндрических воздуходувных мехов и производили в неделю от 2 ООО до 3 ООО центнеров чугуна, каковая мощность тогда не была достижимой даже для величайших английских коксовых домен».

К этой красноречивой характеристике следует добавить, что уральские доменные печи были к тому же и самыми экономичными. Домны Нижнетагильского и Невьянского заводов, например, тратили на выплавку одного пуда чугуна 1 “/is—12,/з пуда угля, то-есть в 2—3 раза меньше, чем лучшие европейские доменные печи.



Старинный чертеж разреза уральской домны.

Горячая любовь к СБоей родине, желание сделать ее сильнее воодушевляли русских техников. Творческое дерзание, непрерывное искание лучших технических решений, свойственные представителям русской технической мысли, являлись причиной крупных успехов уральских доменщиков.

Главнейшие из новшеств, введенных уральцами для улучшения своих домен, были направлены к совершенствованию системы доменного Дутья.

Вспомним, что появление мощных, приводимых водой воздуходувных мехов стало рубежом между детством и отрочеством металлургической печи.

Эти мехи позволили превратить небольшие печи в куда более производительные домны, они изменили ход металлургического процесса, придали ему вид, в котором он, в общем, существует и поныне. В течение многих столетий система доменного дутья служила тем главным звеном, ухватившись за которое металлурги не раз вытягивали всю доменную технику на новую высоту.

В XVIII столетии в России было сделано два важных усовершенствования воздуходувного устройства домны.

Титульный лист книги Г. Махотина о металлургическом производстве.



Одно из них принадлежит Григорию Махотину, создавшему в 1743 году так называемую двухфурменную систему дутья. Чтобы оценить по достоинству заслугу этого русского изобретателя, проследим историю доменной воздуходувки.

Первые мехи, как мы знаем, по конструкции были очень похожи на обыкновенные кузнечные: такие же два треугольных деревянных щита, соединенные шарниром, такая же кожаная «гармошка» между этими щитами. Розница была лишь в размерах. Доменные мехи были гораздо больше кузнечных. Недаром их приводили в действие силой воды. Доменная воздуходувка отличалась от кузнечной еще и числом мехов. Около домны их было, как правило, несколько. Пока одни мехи сжимались и гнали воздух в печь, другие раздувались, набирались сил, чтобы через минуту прийти на смену обессилевшим, выдохшимся. От этого дутье получалось более плавным.

С домной мехи соединялись посредством трубок—сопел, как называют их теперь инженеры. Внутрь печи сопла проникали скво'ЗЬ отверстие в ее стенке—фурму. Фурма у домны была одна, и мехи теснились около нее. В таком -виде воздуходувки просуществовали очень долгое время — целые столетия.

Важным событием в истории воздуходувки явилось рождение деревянных мехов. На первых порах деревянные мехи были устроены почти так же, как и их предшественники — кожаные мехи. Только делались они целиком из дерева. Кожаная «гармошка» была заменена дощатыми стенками. Такими стенками снабжались оба щита меха — и верхний и нижний, так что в целом деревянные мехи были похожи на два клиновидных ящика, плотно входивших друг в друга. Покачивая один ящик вокруг шарнира, можно было вытеснить заключенный внутри мехов воздух.

Некоторое время спустя появилась другая конструкция деревянных мехов — так называемые ящичные мехи. Они действительно состояли из двух прямоугольн'ых ящиков, вставленных один в другой, открытыми доньями навстречу. Работали эти мехи уже не при покачивании одной половинки, а при простом вдвижении и выдвижении одного из ящиков.



Ящичные воздуходувные мехи.

Новые мехи обладали серьезными достоинствами. Их можно было сделать очень большими, тогда как размеры кожаных мехов ограничивались величиной шкур, из которых готовили «гармошку». Еще важнее было то, что деревянные мехи развивали большее давление, потому что их можно было сжимать с такой силой, при которой кожаные «гармошки» полопались бы.

Когда по соседству с домной поселились ящичные мехи, огромной печи стало легче «дышать», словно она обрела новые могучие легкие. Домна смогла вырасти. Но попрежнему фурма — это подобие дыхательного горла — у нее оставалась одна. А это мешало печи разрастись еще больше. Через одну фурму так же трудно равномерно насытить воздухом огромное чрево домны, как проветрить одной форточкой театральный зал.

Новые возможности открылись перед домной после того, как появилась изобретенная русским металлургом Григорием Махотиным двухфурменная система дутья. Домна, образно говоря, получила второе «дыхательное горло», сквозь которое она смогла вдыхать дополнительные порции воздуха. Самое важное в этом изобретении было то, что струи дутья поступали теперь в печь с двух сторон.

Воздух стал легче проникать во все уголки домны. Меньше оставалось в ней «застойных» областей, где процесс восстановления металла шел вяло. Процесс плавки металла, — как говорят, ход домны, — не только ускорился, но и стал ровнее.

Путь, указанный Махотиным, сказался плодотворным. За две сотни лет, прошедших со дней Махоткна, число фурм, питающих домну воздухом, возросло до восьми, десяти и даже шестнадцати.

Изобретение Махотина, как мы видим, помогло создать обильное, более равномерное дутье. Но перед металлургами встала уже и другая задача: было необходимо увеличить давление воздуха, нагнетаемого в доменную печь. Это позволило бы строить еще более высокие, еще более производительные печи.

«Легкими» домны все еще служили ящичные мехи, а они в силу несовершенства своей конструкции не могли производить дутье такого большого давления, которое нужно для очень высоких доменных печей. Эти мехи, когда-то вдохнувшие в домну силы дли нового роста, к середине XVIII века превратились уже в оковы, задерживающие рост печи.

Эти оковы разорвал великий русский техник — Иван Иванович Ползунов. В 1765 году Ползунов изобрел совершенно новый тип воздуходувки — цилиндрическую в'оздухо-дупку.

Это изобретение он совершил, идя к главной своей цели — созданию парового двигателя, способного вытеснить из промышленности примитивное вододействующее колесо. Замыслив постройку могучего заводского двигателя, которому была бы по плечу всякая работа, Ползунов должен был решить и немаловажный вопрос о том, какое первое поручение дать своему детищу, чтобы всем стало сразу ясно его превосходство над малосильным мельничным колесом. Это должна была быть тяжелая и важная работа — своеобразное «узкое место» современной ему промышленности.



Цилиндрическая воздуходувка конца XVIII века.

Прекрасный знаток техники своего времени, Ползунов безошибочно определил: таким «узким местом» является дутье в металлургических печах. Первое важное применение для паровой машины было найдено.

Однако Ползунову было ясно, что нельзя просто заменить мельничное колесо паровой машиной, оставив нетронутыми остальные устройства воздуходувной установки. В таком случае маломощные ящичные мехи «отомстят» за разлуку с мельницей. Они набросят оковы и на двигатель, не дадут ему развернуться во всю силу, скроют от глаз людей многие достоинства новой могучей машины.

Ползунов решил: по соседству с его двигателем должна работать новая воздуходувка. И он конструирует ее. Цилиндрическая воздуходувка Ползунова по устройству очень сходна с паровой машиной, только работает она буквально «наоборот».

В цилиндре паровой машины расширяется пар, и он толкает поршень, в Еоздуходувке же поршень толкает воздух и сжимает его. Воздуходувка Ползунова способна была производить дутье куда более высокого давления, нежели ящичные мехи. Мощные струи воздуха, нагнетаемые ею, без труда могли пронизать раскаленную толщу руды и угля в самой высокой печи того времени.

Именно благодаря цилиндрической воздуходувке в конце XVIII века русские люди возвели на Урале высочайшие в мире домны, о которых впоследствии с таким восхищением писал немецкий ученый Бек.

Воздуходувки новой конструкции вытеснили ящичные мехи и более ста лет безраздельно господствовали в металлургии, достигнув к концу прошлого века огромной мощи.

Ивану Ивановичу Ползунову принадлежит и еще одно важное изобретение в области воздуходувных устройств. Он построил оригинальный «аккумулятор дутья» — «воздушный ларь», как назвал его сам изобретатель.

Это был действительно «ларь» — большой деревянный ящик, в который входили воздухопроводы от всех мехов или цилиндров, обслуживавших металлургическую печь, а из него уже шли. трубы к фурмам.

«Ларь» действовал наподобие резинового шара пульверизатора. Он принимал в себя отдельные порции воздуха из цилиндров, а направлял в фурмы непрерывную струю. Ход печи от этого становился еще более ровным.

В главе «Создатели двигателей» нам еще придется рассказывать о замечательной деятельности гениального изобретателя Ивана Ивановича Ползунова. Сейчас же, оценивая вклад великого новатора в металлургию, мы должны подчеркнуть, что именно он первым «пресек водяное руководство» в металлургии, сдружил ее с паровой машиной и открыл этим широкие горизонты перед важнейшим из производств..



Современная советская турбовоздуходувка.

* * *

Тогда же, в XVIII веке, когда так блестяще проявила себя русская металлургическая техника, было положено начало и научным основам металлургии.

Почин здесь принадлежал Михаилу Васильевичу Ломоносову. В 1763 году гениальный ученый издал свой труд: «Первые основания металлургии, или рудных дел», написанный еще в 1742 году. Эго были действительно первые основания научной металлургии.

Ко времени выхода в свет этого труда в мировой технической литературе книги, посвященные металлургии, насчитывались единицами. К тому же это были лишь описания отдельных заводов и рудников и пользоваться такими описаниями могли только в тех местах, о которых эти книги рассказывали. Металлурги других заводов, имевшие дело с иными рудами, иным топливом, бессильны были что-либо извлечь для себя из подобных изданий.

Научного труда, обобщающего практику, дающего общие законы металлургического производства, до Ломоносова не было.

А нужда в нем была огромная. О ней мы можем судить по тому, как встречен был ломоносовский труд. Обращает на себя внимание уже то, что издан он был очень большим для того времени тиражом — 1 225 экземпляров.

Поражает и спрос на эту книгу. Из архивных документов, например, известно, что почти сразу же после выхода в свет «Первых оснований металлургии» только на Колывано-Воскресенские заводы было отправлено 100 экземпляров этой книги, число по тому времени тоже очень значительное.

Профессор В. В. Данилевский, оценивая одно из приложений, которыми Ломоносов сопроводил свой труд, пишет: «Такие труды Ломоносова, как «О слоях земных», представляют классический образец того, как надо бороться за развитие производства».

Ярким, выразительным языком рассказал Ломоносов о главнейших моментах добычи металла, научно обобщил богатый опыт, накопленный к его времени в этой области, дал множество ценных советов.

С присущей ему прозорливостью Ломоносов высказал здесь целый ряд идей, получивших развитие только в позднейшие времена.

Так, начиная свой труд с описания металлов и полуметаллов, «добывать которые есть задача металлургии», Ломоносов специально останавливается на «пробирном искусстве», нужном для каждого металлурга, чтобы производить анализы рудного сырья и полученных металлов. Простыми, понятными рядовому металлургу словами он говорит о том, как делать такие пробы, рассказывает об основах количественного анализа. Приемы «пробирного искусства», которым учил Ломоносов, долго сохранялись в научном арсенале металлургии. А многие из них живы и сейчас.



Титульный лист книги М. В¦ Ломоносова.

Далее, описывая устройство печей для выплавки «металлов из руд в слиток», автор настойчиво рекомендует проводить опытные, исследовательские плавки. «Искусные плавильщики, — пишет он, — сперва сысканную руду разными образцами с разными материями через плавление пробуют: и который способ больше металла подает без излишней траты, тот и употребляют».

Ломоносов пишет также О необходимости обогащения руд. Он учит, как надо отделять бедные руды, содержащие мало металла, от богатых. Он предлагает обогащать руды — освобождать их от «пустой», лишенной металла породы: просеивать их или отделять ненужные примеси с помощью воды. Требование обогащать руды, чтобы освободить металл от вредных примесей и избежать траты топлива на расплавление пустых пород, впервые прозвучало из уст Ломоносова.

Мы знаем, как часто гений Ломоносова на десятилетия, а то и на столетия вперед освещал пути развития и целых наук и отдельных их отраслей и разделов. Таким же светоносцем предстает перед нами и Ло-моносов-металлург.

О том, как далеко видел он, призывая своих современников-метал-лургов изучать «пробирное искусство», делать пробы руд «через плавление», осуществлять обогащение руд, мы можем с гордостью убедиться, побывав на современном металлургическом заводе.

Мы увидим там огромную научную лабораторию, посвященную «пробирному искусству», где, руководствуясь точнейшими знаниями, трудятся металлурги-исследователи. С помощью хитроумных аппаратов они кропотливо изучают руды и топлива. Посредством сложных химических приборов проводят всевозможные анализы металлов.

Лаборатория металлурга. Рисунок из книги Ломоносова «Первые основания металлургии, или рудных дел».



Мы увидим), как, пользуясь указаниями лаборатории, инженеры руководят работой огромных машин, подготавливающих руды к плавке, регулируют загрузку гигантских доменных и мартеновских печей и устанавливают режим их работы.

Побывав па заводах, работающих на бедных рудах, мы увидим большие корпуса обогатительных фабрик, где ежедневно перерабатываются десятки тысяч тонн сырья.

На одних фабриках руды раздробляются, потом очищаются от «пустой» породы промывкой, сушатся, пропускаются мимо магнитов, улавливающих частицы, богатые металлом. Другие фабрики используют иные способы обогащения. Но цель у них одна — послать в плавку руду, требующую для восстановления мало топлива и дающую много хорошего, без вредных примесей, металла.



Схема, сделанная Ломоносовым для пояснения его теории движения газов в шахтах, пещерах, пламенных печах и т. д.

Само собой понятно, что и исследовательские металлургические лаборатории и обогатительные фабрики наших дней смогли вырасти лишь на основе новейших научных данных, что их рождению предшествовали десятилетия упорнейшей работы многих ученых. Но первым вложил в это дело свой труд Михаил Васильевич Ломоносов.

Следует особо остановиться на приложении, названном «О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном, из первого тома новых комментариев», которым Ломоносов сопроводил свою книгу.

Посвятив начало этого приложения исследованию естественного проветривания шахт, Ломоносов создал точную, изложенную «математическим порядком» теорию движения воздушных потоков в шахтах. Блестяще найдя решение этой частной проблемы, Ломоносов делает гениальное обобщение и применяет свою теорию к изучению движения нагретых газов в пещерах и пламенных печах.

Значение этой теории Ломоносова не исчерпано и поныне. Она излагается в учебниках и энциклопедиях как «гидравлическая теория движения пламени и легких газов» и помогает инженерам в расчетах домен, мартеновских и нагревательных печей.

Чертеж разливочной машины, применявшейся на Алтае в восьмидесятых годах XVIII века.

Книга Ломоносова «Первые основания металлургии, или рудных дел» на протяжении более полуетолетия верой и правдой служила русским металлургам как прекрасное руководство. Большую помощь оказал великий Ломоносов своим соотечественникам, овладевавшим рудными богатствами Урала, Сибири, Алтая, Украины...



Однако нашлись люди, пытавшиеся отнять у Ломоносова славу основоположника научной металлургии, зачеркнуть его заслуги в этой области. Сделано это было уже после смерти Ломоносова. В 1776 году в «Санкт-Петербургских ведомостях» появилась статейка, утверждавшая, что «Первые основания металлургии» будто бы не оригинальный труд русского ученого, а всего лишь перевод немецкой книжки.

Не представляло труда опровергнуть это клеветническое измышление. «Оригинал», о котором сообщала газета, описывал всего-навсего работу одного из заводов Германии, на котором автор этой книжки был управляющим. К тому же это сочинение и .по размерам было куда меньше фундаментального труда Ломоносова.

Однако в «Санкт-Петербургских ведомостях» опровержения не последовало. И долго еще недруги Ломоносова и всей русской науки пытались козырять сочиненной ими клеветой.



Здание Горного института в Ленинграде — одного из старейших технических учебных заведений мира.

В 1774 году, спустя одиннадцать лет после выхода в свет труда Ломоносова, в истории русской металлургии произошло еще одно крупное событие: в Петербурге состоялось торжественное открытие Горного института, первого гражданского высшего технического учебного заведения России.

Характерно, что в деле подготовки горных инженеров Россия оказалась впереди многих европейских стран. Во Франции, например, подобное высшее учебное заведение было основано двадцатью годами позже. А в Англии и США институты горных инженеров были организованы лишь в XIX веке.

Горный институт, из стен которого выходили прекрасные специалисты, немало способствовал расцвету отечественной металлургии. Не отставали от ученых-специалистов и передовые металлурги-практики, обогатившие нашу горнозаводскую промышленность конца XVIII — начала XIX столетия большим числом изобретений.

Так в эти годы русскими техниками были построены первые в мире механизмы для розлива меди и свинца. Они применялись на Сузунском, Барнаульском и других русских заводах. До нас дошел и чертеж одной из этих машин, который в 1798 году «с построенного сочинял унтер-шихтмейстер Андрей Бессонов».

Ныне механизированный розлив черных и цветных металлов применяется на сотнях заводов. У домен, у медеплавильных печей стоят механизмы, приходящие на помощь металлургам в самый ответственный момент — в момент выпуска из печи готового металла.

Как только. откроется летка печи и из нее вырвется ослепительная струя, разливочный механизм вступает в действие. Он принимает подвижную горячую жидкость в лоток и направляет ее в изложницы — формы, в которых металл застывает. По-разному устроены эти механизмы. Если печь маленькая и формы, способные принять всю плавку, умещаются перед леткой, разливочный механизм снабжают вращающимся лотком, который обходит по очереди изложницы и наполняет их. У больших же печей устанавливают механизмы с подвижными изложницами. Сцепленные наподобие тракторной гусеницы, они вереницей проходят мимо лотка, наполняются металлом, сбрасывают застывшие гушки и возвращаются за новой порцией.

Велика заслуга русских техников, создавших механизм, освобождающий людей от тяжелого и опасного труда, сберегающий металл от порчи.

Но напрасно мы стали бы искать в зарубежной технической литературе указаний на первенство русских в этом важнейшем изобретении. Буржуазные историки техники разделили славу между Пирсом, запатен-. товавшим свой механизм для розлива лишь в 1895 году, и Уокером, построившим такую машину еще на два года позже.

Также первыми в мире русские металлурги начали строить печи-вагранки, плавящие чугун для крупных отливок. Уже в 1794 году на Гусев-ском заводе Баташева существовала литейная с двумя вагранками. Каждая из них давала в день по 60 пудов жидкого чугуна. Вагранки работали и на Сентульском заводе.

В нашей стране родилась и первая литейная с вагранками, не зависящими от домен.

Чтобы оценить значение этого новшества, вернемся немного назад. Вспомним, что когда появилась домна, большое развитие получило литейное дело. И это понятно. Домны давали много расплавленного чугуна, который нетрудно было разлить по формам, стоящим тут же у печи. Отлитые таким путем изделия стоили дешево и вполне удовлетворяли заказчиков. Но когда быстрыми шагами начало развиваться машиностроение, повысились и требования к качеству литья. Чтобы строить прочные и хорошие машины, нужны были и прочные детали. А отливки из только что полученного чугуна, — как его называют, чугуна «первой плавки», — как раз не отличались особой прочностью. Чугун первой плавки обычно содержит в себе много примеоей, что скверно отражается ка качестве отливки.

Затруднение, в которое попали и металлурги и машиностроители, устранили русские новаторы. Они начали строить вагранки — особые печи для приготовления литейного чугуна. Сырьем для него служил чугун первой плавки. Его загружали в печь, плавили, выжигали вредные примеси, добавляли полезные, а затем разливали по формам. В отличие от доменного чугун, полученный в вагранке, называли чугуном «второй плавки».

Вид советской разливочной машины.



После того как вошло в жизнь изобретение русских металлургов, машиностроители смогли уверенно пользоваться чугунным литьем.

Вместе с ростом машиностроения росло и производство чугуна второй плавки, и теперь на каждом заводе, делающем машины, даже самом маленьком, есть свой литейный цех, свои вагранки.



Разрез современной вагранки.

Но это еще не все. Заслуга русских новаторов, создавших первые вагранки, этим не исчерпывается.

Они нашли применение поломанным частям машин, да и самым машинам, когда по тем или иным причинам кончалась их жизнь.

Если бы все эти «металлические мертвецы» оставались на заводских дворах или складах, какие гигантские кладбища машин выросли бы за 150—180 лет, в течение которых существует промышленное машиностроение! Какое огромное количество металла погибло бы за эти годы от коррозии!

Когда же изобретатели вагранки построили свои печи, выяснилось, что питать их можно не только «свежим» чугуном, но и металлическим ломом. Так благодаря замечательному изобретению наших соотечественников появилась возможность возрождать к новой жизни использованный металл.

* * *

Многими замечательными изобретениями и важными нововведениями отметили рубеж XVIII и XIX столетий русские металлурги. Огромной мощи достигла русская горнозаводская промышленность. Накануне наступления нового века, в 1798 году, только из двух наших портов — Петербургского ¦''и Архангельского — корабли увезли за границу более 2 миллионов 700 тысяч пудов металла, добытого трудами русских людей.

Огромна была и армия тружеников, работавших на русских рудниках и заводах. К началу XIX века она насчитывала почти полмиллиона мастеровых и приписных крестьян. Это были крепостные, несвободные люди. На их труде, поте и крови зиждилось могущество русской горнозаводской промышленности. А тем временем в Западной Европе и раньше всего в Англии появилась новая, капиталистическая индустрия, основанная на применении машин, на труде наемных рабочих, приходивших на завод не по прямому принуждению, а ради заработка.

Капиталистическая индустрия быстро росла и мужала. Количество' машин на европейских фабриках и заводах увеличивалось день ото дня...

А в России попрежнему основным тружеником был крепостной человек. Изобретения русских людей, часто более важные, чем их европейских современников, отвергались. Зачем было русским заводчикам тратить деньги на машины, когда в стране сколько угодно «даровых» рук!

Промышленность России стала приходить в упадок, отставать от западноевропейской. Особенно сильно отставала горнозаводская, целиком основанная на нещадной эксплуатации крепостных.

Ленин в своем труде «Развитие капитализма в России» ясно указал на причины этого отставания на примере Урала.

Ленин писал: «Но то же самое крепостное право, которое помогло Уралу подняться так высоко в эпоху зачаточного развития европейского капитализма, послужило причиной упадка Урала в эпоху расцвета капитализма».

Уже в первом десятилетии XIX века металлургическая промышленность России отстала от английской; затем ее обогнали французская, американская. И все же в этих труднейших условиях, когда самодержавие и крепостники всеми силами стремились сковать деятельные силы нашего народа, русские техники и в их числе металлурги попрежнему продолжали творить, попрежнему оставались пионерами техники.

В первые десятилетия XIX века русскими металлургами сделан был большой вклад в совершенствование способов получения и обработки стали.

В России, в основном, сталь получали из так называемого «уклада». Способ этот был очень старый. Родился он вскоре после появления доменных печей.

Вспомним, что когда главная масса металла начала добываться в виде хрупкого чугуна, металлургам пришлось искать пути передела чугуна в пластичный ковкий металл. И они быстро нашли такой путь.

Куски чугуна стали помещать в горны — небольшие открытые печи. Чугун обкладывали раскаленным углем и обдували воздухом. Чугун плавился и по каплям стекал на дно горна. По пути капли попадали в струи дутья, и кислород воздуха выжигал содержащийся в них углерод, кремний и другие примеси, делающие железо хрупким чугуном.

Само железо тоже выгорало. Но немного, так как горит оно гораздо хуже, чем, например, углерод. На дне горна скапливался уже мягкий, ковкий металл. Его извлекали из печи в виде раскаленного бесформенного кома, называвшегося так же, как и железо, добывавшееся на заре металлургии, крицей. Отсюда и название такого способа передела чугуна — кричный. Отсюда и горн называли кричным.

Крицу били молотами, чтобы спрессовать металл, выжать из него шлаки, а потом рубили на куски. Русские металлурги называли эти куски металла «.укладом». Это был, в нашем понимании, полуфабрикат, из которого можно было приготовить и сталь и мягкое железо. Уклад занимал между ними промежуточное место. Если его насыщали углеродом, он становился сталью, если, наоборот, выжигали остатки углерода, получалось железо.

Кричный горн.



Получение уклада и выработка из него стали были очень медленным, кропотливым делом. Ведь за одну плавку кричный горн давал лишь 50 — 80 килограммов металла.

Неудивительно поэтому, что когда начало развиваться машиностроение и потребность в стали многократно возросла, во всех странах усердно принялись за поиски новых методов передела чугуна в сталь.

В 1784 году англичанину Корту удалось изобрести так называемый пудлинговый способ передела чугуна. Но этот способ, более производительный, чем кричный, давал, однако, не желанную сталь, а мягкое железо. Металлурги не были удовлетворены этим изобретением, и искания продолжались. Принимали в них участие и русские сталевары, достигшие, особенно в области получения высококачественных сталей, больших успехов.

В 1813 году на Боткинском заводе крепостной Семен Иванович Бадаев изобрел способ производства литой стали, получившей по имени своего творца название «бадаевская». Испытания ее показали, что она отличается великолепными механическими качествами и прекрасно сваривается. А когда изобретатель еще усовершенствовал свой способ, оказалось, что его сталь ничуть не хуже английской. «Бадаевская» сталь употреблялась для выделки инструментов и монетных штампов, требующих от металла особо высоких качеств. Казна получила от этого большую выгоду. Деятельностью Бадаева заинтересовалось правительство. Оно выкупило его за 3 ООО рублей у крепостника и наградило золотой медалью.

Другая судьба, более характерная для тех времен, постигла изобретение купца Полюхова, предложившего в 1820 году свой особый способ выделки стали. Несмотря на многочисленные похвальные отзывы, которые получила его сталь, делу Полюхова ходу не дали.

Десятки русских сталеваро'в начала XIX века вырабатывали все новые и новые способы производства стали. И достигали успеха. Вот красноречивая выдержка из одного документа тех времен — сообщения о «способе делания стали на заводах г-на коллежского асессора Ивана Родионовича Баташева», присланного в 1824 году в Департамент горных и соляных дел.

С законной гордостью писали русские металлурги: «Все сорта сталей, какие до селе известны, с древних времен выделываются на заводах г. Баташева и не только употребляются на свои заводские нужды, но и продаются частным людям и самой казне. Тульский оружейный завод не раз заказывал значительные количества, отдавая здешней стали преимущество перед другими. Самой булат или подражание да-маскинекой стали делался на заводах г. Баташева с успехом».

Замечательно, что в те годы сталевары баташевских заводов владели секретами выработки «натуральной стали» — стали, выплавлявшейся прямо из руды. Баташевцы возродили тот способ прямого восстановления руд, которым пользовались люди тысячелетия назад, когда металлургия делала свои первые шаги. Но это отнюдь не было шагом в прошлое. Напротив, это была попытка сделать значительный шаг вперед. Ведь тот металлургический процесс, который появился одновременно с созданием домны и который существует и по наши дни, в какой-то мере уже не удовлетворяет современных нам металлургов. Они стремятся сократить путь от руды до стали, отказаться от получения промежуточного продукта — чугуна. И в этих поисках они обращают свой взор к прямому восстановлению руд.

Второе рождение этого способа произойдет, конечно, на новой, высшей технической и научной основе. Немало! уже сделано нашими отечественными металлургами в этом направлении, и, видимо, недалек день, когда заработают первые установки по добыче железа и стали прямо из руды.

Теперь, когда мы стоим накануне такой революции в металлургии, нам должна быть ясной заслуга баташевских сталеваров, на свой лад воссоздавших способ прямого восстановления руд.

Много и плодотворно работали над совершенствованием производства стали и на Златоустовском заводе. Этому заводу принадлежит немалая доля той славы, которую завоевала в начале XIX века русская сталь.

В свою очередь, Златоустовский завод очень многим обязан Павлу Петровичу Аносову, замечательному инженеру, трудившемуся там многие годы. Воспитанник Горного корпуса, Аносов был крупнейшим металлургом первой половины XIX века. Ему принадлежит много оригинальных исследований и печатных работ.



Сабля из булатной стали. Вниз у—вид узоров на поверхно сти клинка.

Главное внимание в своих трудах Аносов уделил производству стали. Особенно стали для холодного оружия, выработка которой и в наши дни представляет немалые трудности. Ведь к стали, идущей на клинки, предъявляются очень строгие и даже противоречивые требования.

Она должна быть крепкой, твердой, хорошо держать заточку. С другой стороны — она должна быть вязкой и гибкой. Идеалом- клинковой стали, великолепно сочетающей все эти качества, всегда считался булат, который выковывали когда-то кузнецы Древнего Востока.

Аносов начал свои работы над клинковой сталью в 1828 году. Уже на следующий год он изготовил великолепный клинок, вызвавший восторженные отзывы специалистов. А еще год спустя сталь Аносова одержала верх над лучшей английской сталью. Сталь русского металлурга была тверже и гибче, крепче и вязче.



Первые успехи окрылили русского инженера, и он поставил перед собой задачу — раскрыть тайну булата, научиться готовить эти чудеснейшие клинки.

Казалось, Аносов взялся за дело, непосильное одному человеку. Ведь многими столетиями по крупице накапливали свое мастерство оружейники древней Индии, Персии, Сирии. От отца к сыну, от сына к внуку, из поколения в поколение передавали они свое умение подбирать руды, варить из них сталь, ковать и закаливать узорчатые клинки булата. И никому не выдавали оружейники своих секретов. Мастеру, раскрывшему тайну булата, грозило тягчайшее наказание.

В начале нашего тысячелетия искусство выделки булата начало гаснуть и к концу XVI века, казалось, исчезло' совсем. Однако в XVII веке оно не надолго возродилось на Руси, в Москве. Но мастера Оружейной палаты были последними, кто умел готовить булат. Ко времени Аносова лишь в редких коллекциях сохранились драгоценные клинки, покрытые характерным для булата затейливым змеистым узором.

Аносов был не первым исследователем, взор которого приковали к себе эти изумительные изделия. И до Аносова и одновременно с ним немало западных ученых посвящали долгие годы разгадке тайны булата. Известно, например, что занимался этим и Фарадей. Но ни одному из предшественников и современников русского инженера не удалось даже приблизиться к цели. Никому из них не удалось создать" даже отдаленное подобие этой чудесной стали. Единственное, чего смогли достигнуть на Западе, — это имитации простой стали под булат. На клинках из самой посредственной стали вытравливали кислотой узоры разных сортов булата.

Русский металлург не испугался трудностей. Он смело принял, как писал он сам, «намерение опытами доискиваться тайны приготовления булатов с тем, чтобы, достигнув наилучшего сочетания твердости и вязкости, дать нашему воину, землевладельцу, ремесленнику орудия из совершеннейшего металла».

Аносов напряженно работал несколько лет. Ставил многочисленные опыты, исследуя влияние на сталь различных примесей — золота, платины, марганца, хрома, алюминия, титана. Опыты привели его к заключению, что в булате этих примесей нет, что булат — это соединение очень чистого железа с углеродом. И Аносов начинает новые исследования. Он изучает действие на чистый металл углерода, полученного из различных веществ. Через его руки проходят слоновая кость, рог, сажа, глмаз, различные сорта дерева.



Павел Петрович Аносов (1797—1851).

Он сплавляет графит с чистыми рудами, с чистым железом.

И, наконец, состав найден. Получена сталь с узорчатой поверхностью.

И снова опыты. Аносов ищет условия охлаждения слитков, их ковки, закалки.

Наконец, полный успех. В 1833 году Аносов записывает: «...получен был клинок настоящего булата».

Многовековой тайны не стало.

Булатная сталь оказалась сложным телом, состоящим из чистого железа и внедренных в него пластинок карбида железа, — химического соединения железа с углеродом, служащего как бы скелетом клинка.



Вниз у—макрошлиф разреза поковки. Видно расположение воло- ¦ кон металла. Вверх у—микрошлиф мягкого железа, на котором различимы отдельные зерна металла.

Если подыскивать сравнение в технике наших дней, можно найти довольно подходящее: булат сходен с железобетоном. В железобетоне в едином содружестве живут два тела: металл, хорошо сопротивляющийся растяжению и плохо противостоящий изгибу, возникающему при сжатии, и бетон, не боящийся сильных сжатий, но не стойкий при растяжении.

Так же и в булате — вязкое, но мягкое железо придает материалу гибкость, а исключительно твердые, но хрупкие, как стекло, пластинки карбида железа сообщают ему крепость, способность хорошо принимать заточку.

Аносов не успокоился на достигнутом. К 1837 году он приготовил ряд великолепных и по механическим качествам и по рисунку клинков из булатов разных сортов.

Он крошит ими лучшие зубила английской работы, легко рассекает тончайшие газовые платки, подброшенные в воздух, гнет клинки в дугу; Со справедливой гордостью сообщал Аносов о своих клинках: «Это есть без сомнения предел совершенства в упругости, которого в стали не встречается».



В чем же не менее удивительный, чем сам булат, секрет победы Аносова, сумевшего в сравнительно короткий срок воссоздать искусство, накапливавшееся веками? Секрет заключается в том, что русский металлург действовал как ученый.

Он не стал без разбора, вслепую пробовать всевозможнейшие средства, как это делал спустя полстолетия Эдисон, поставивший несколько тысяч опытов, чтобы подобрать угольный волосок для лампочки. Если бы Аносов избрал эту дорогу, ему нехватило бы жизни.



Титул книги Аносова.

Русский металлург шел к разгадке тайны булата не ощупью, а вооруженный средствами научного исследования, созданными им самим.

Аносов первым из металлургов понял, что строение, структура металла, то-есть вид и размеры «зерен», из которых он состоит, — это своего рода паспорт металла. Между структурой того или иного куска металла, определил он, и его механическими свойствами — твердостью, гибкостью и т. д. — существует теснейшая связь.

Это великое открытие русского металлурга стало впоследствии краеугольным камнем одной из важнейших точных наук — металлографии, занимающейся изучением связи между строением и свойствами металлов.

Аносову же принадлежит честь создания тех методов исследования структуры металлов, которые и по сей день занимают главное место в арсенале металлографии.

Он первым в мире начал производить так называемое макроскопическое изучение металла — изучение его структуры невооруженным глазом.

Для этого он протравливал образцы слабой кислотой, которая, по-разному действуя на участки образца, имеющие неодинаковый химический состав, как бы «проявляла» скрытую до того картину, делала явственными все особенности структуры металла.

Также первым в мире Аносов применил к изучению строения металлов микроскоп.

Еще в 1831 году, в пору своих первых исканий, он, исследуя металл, записал: «...узоры едва приметны в микроскоп».

В наши дни в десятках институтов, сотнях заводских лабораторий исследователи каждый день рассматривают протравленные макрошлифы, склоняются над микроскопами, чтобы раскрыть еще одну тайну металла, помочь созданию металлов будущего.

Однако тщетно искали бы мы в западноевропейской технической литературе указания на первенство Аносова в создании этих важнейших методов изучения металлов.

В зарубежных изданиях в качестве «отца» металлографии превозносится английский ученый Сорби, впервые применивший микроскоп для исследования металлов лишь в 1854 году — на 23 года позже, чем русский новатор.

Колыбель металлографии — важного раздела науки о металле, Златоустовский завод был местом, где развернулось творчество и другого выдающего металлурга XIX века — русского ученого Павла Матвеевича Обухова.

В 1845 году Обухов окончил с большой золотой медалью Корпус горных инженеров и уехал из Петербурга на Урал — в тогдашний центр русской металлургической промышленности. Проработав несколько лет на Серебрянском и Кушвинском заводах, молодой инженер переводится в 1851 году на Юговский завод. Здесь начинает он свои опыты над изготовлением литой стали.

Опыты, однако, не удалось довести до конца. Помешала техническая отсталость завода. Оборудование его, когда-то в XVIII веке бывшее передовым, к дням Обухова, к середине XIX столетия, оставалось почти неизменным.



Павел Матвеевич Обухов (1820—1869).

Юговский завод не был исключением. Горнозаводская техника всей страны ко времени Обухова уже десятки лет была скована оцепенением, в которое ввергла ее политическая и экономическая отсталость самодержавной, крепостнической России.

На Урале, как и столетие назад, главным двигателем было вододействующее колесо. Даже в 1864 году — век спустя после того, как великий Ползунов повел войну с «водяным руководством», — там более 9/10 мощности вырабатывали мельницы.

Крымская война 1854—1856 годов показала, как безнадежно отстала крепостническая Россия от'капиталистической Европы. Ни героизм русских солдат и матросов, ни таланты таких русских военачальников, как Нахимов, не спасли самодержавие от поражения.

Еще во время войны, видя громадные прорехи в снабжении сражавшейся армии оружием, правящая верхушка зашевелилась. Там решили обратить внимание на военную промышленность.

Обухова, уже зарекомендовавшего себя как прекрасного специалиста, в 1854 году перевели в центр горнозаводского округа, на Златоустовский завод, где были еще живы славные аносовские традиции. Там Обухов продолжил свои опыты над литой сталью. Он поставил перед собой задачу громадной важности — найти рецепт приготовления стали для орудийных стволов.

В ту пору армии и флоты всего мира держали на вооружении бронзовую артиллерию. И хотя очевидно было превосходство прочных стальных пушек, способных принимать большие пороховые заряды и дальше метать ядра, артиллеристы вынуждены были ждать, пока металлурги доищутся подходящих сортов стали.

А найти желанные рецепты оказалось делом настолько нелегким, что даже еще во время Крымской войны, в которой нашли применение паровые суда, электрический телеграф и другие новейшие технические средства, с обеих сторон гремели залпы архаических бронзовых орудий, бивших ближе, чем ружья солдат. Правда, эти залпы были лебединой песнью бронзовой артиллерии. Вскоре по окончании войны с лафетов были сброшены красноватые бронзовые стволы и на их место водружены серые тела стальных орудий.

Громадная роль в этой технической революции принадлежит Обухову. В том огромном деле, за которое он взялся, у него почти не было предшественников. Только Аносов в конце своей жизни занимался опытами по отливке стальных пушек и в 40-х годах создал первый образец стального орудия. Зато людей, одновременно с Обуховым стремившихся к той же цели, было множество. Во Франции, Англии, Германии, Австрии военнопромышленники, подогреваемые мечтами о будущих сказочных барышах, лихорадочно искали способы отливки стальных орудий.



Разрез тигля.

Не богатство, не золотой мешок представлялись Обухову венцом начатого им дела. Стремление дать русскому солдату и матросу надежного боевого друга и могучего помощника в ратном деле руководило им.

Чтобы получить сталь, Обухов плавил чугун вместе с чистой рудой в графитовых горшках — тиглях. Примеси чугуна при этом выгорали: вначале кремний, затем марганец, сера, фосфор. Последним начинал гореть углерод. Словом, все происходило так же, как и в кричном горне. Только там примеси горели в кислороде дутья, а при тигельной плавке их сжигал кислород, содержащийся в руде. В этом отличии и крылись достоинства примененного Обуховым способа.

В кричном горне капли расплавленного чугуна, овеваемые обильным током воздуха, успевали полностью освободиться от своих примесей. На дне кричного горна скапливалось почти чистое железо. В тигле дело обстояло иначе. Руды в него можно было засыпать столько, чтобы ее кислорода нехватило для полного сгорания примесей, определить заранее конец «варки» металла и получить по желанию сталь с любым содержанием углерода.

Тигельная плавка, известная с давних времен, была незаменима при получении качественной стали. Недаром ею пользовался и Аносов, готовя металл для своих волшебных клинков. Однако тигельный способ был дорог — тигли вмещали небольшие порции металла — и широкого распространения для варки обычной «поделочной» стали он не получил.

Разрез тигельной пени из книги Аносова «Сочинение о булатах



Но Обухов, как мы знаем, и не ставил своей целью вырабатывать обычную сталь. Им руководило желание получить металл отличного качества.

Прошло немногим больше года с начала деятельности Обухова на Златоустовском заводе, а результаты его работы уже привлекли к себе внимание специалистов. В декабре 1855 года на завод прибыла даже особая комиссия, чтобы на месте убедиться в успехах металлурга.

Комиссия устроила сравнительные испытания ружейных стволов из литой стали Обухова и стволов германской, крупповской выделки. При усиленном пороховом заряде крупповские стволы разрывались на восьмом выстреле, обуховские — на четырнадцатом.

Восторженный отзыв комиссии и с ним проект широкой организации сталепушечного дела, предлагаемый Обуховым, были немедленно посланы в Петербург.

Там, однако, не торопились, и только в мае 1857 года с обуховским проектом познакомился министр, который решил сначала провести еще одни испытания — в большом масштабе.



Надпись, вычеканенная на стволе знаменитой стальной пушки Обухова.

Торжество обуховской стали над иностранной не ограничивалось победой в испытаниях ружейных стволов. Убедительно говорили о превосходстве русского изобретения и другие факты. Обуховская инструментальная сталь запросто рубила английскую, одинаковой закалки. Струги из английской стали обделывали 50—80 кож, из обуховской — 2 000—2 500.

В 1857 году Обухову была выдана привилегия на изобретенный им способ производства высококачественной стали, и только в 1859 году, когда были отпущены нужные средства, началось изготовление опытной партии стальных пушек.

Попав из канцелярий в энергичные руки самого изобретателя, поставленного во главе нового производства, дело пошло быстрее.

В марте 1860 года первые стальные пушки уже были отлиты. После пробной стрельбы в Златоусте их отправили в Петербург.

Там изобретение Обухова ждал полный триумф. Пушки показали себя удивительно прочными и, как говорят артиллеристы, живучими. Струи раскаленных пороховых газов, обычно довольно быстро уродовавшие канал ствола, от чего орудие теряло точность боя, на этот раз, казалось, бессильны были причинить какой-либо вред металлу.

...500, 1 000, 2 000 выстрелов, а ядра летят так же, как и при первом выстреле.

...3 000 выстрелов! Ядра летят попрежнему точно.

Такого ошеломляющего результата испытаний никто не ожидал.

На стволе одной из этих удивительных обуховских пушек, сделавшей свыше 4 000 выстрелов, была вычеканена надпись: «Отлита в 1860 году на Князе-Михайловской фабрике из стали Обухова, выдержала более 4 000 выстрелов». Этот красноречивый документ славы русской металлургии был передан на хранение в Артиллерийский музей.

В 1862 году эта пушка побывала на Всемирной выставке в Лондоне, где вызвала немало восторженных отзывов и завистливых взглядов виднейших специалистов. Самому Обухову жюри выставки присудило высокий ПРИЗ.

Медлительное царское правительство, убежденное всемирным признанием успехов Обухова и подстегиваемое воспоминаниями о парижской мирной конференции, где пришлось расплачиваться за крымские неудачи, решило, наконец, шире развернуть сталепушечное производство. Были организованы два новых сталепушечных завода — один в Перми, другой в Петербурге.

* * *

Таким образом, замечательное изобретение Обухова, правда после долгих проволочек, было поставлено на службу стране. Изобретение же другого металлурга — Златоустовского мастера Василия Степановича Пятова, относящееся к этому же времени и крайне важное для русского флота, было изменнически передано иностранным капиталистам.

В 1859 году Пятов разработал способ прокатки броневых плит. До этого времени такие плиты изготавливались ковкой паровыми молотами, что было делом долгим и хлопотливым.

Пятовский проект появился в горячую пору. На всех верфях мира кипела работа — рождался броненосный флот. Огромные деньги заплатил бы каждый заводчик, поставлявший верфям судовую броню, за проект машины, быстро, словно тесто, раскатывающей раскаленные стальные болванки в толстые плиты.

Пятов был патриотом. Проверив свою идею, построив стан для прокатки толстых листов, он обратился в морское министерство.. В прошении он писал:

«Понимая громадное значение своего изобретения для целого света и убежденный собственным опытом в его возможности, но желая принести особую пользу своему отечеству... прошу допустить меня выполнить свой проект на счет правительства на одном из казенных заводов; ...помимо технических преимуществ... представлялись бы миллионные сбережения для нашего государства. Миллионы звонкой монеты могли бы остаться в нашем отечестве».

В министерстве по-своему отнеслись к замечательному проекту. «Авторитетная» комиссия высмеяла изобретателя, сославшись на то, что... за границей так плиты не делают.

Этим дело не кончилось.

Комиссия и великий князь, к которому также обратился Пятов, обещали «(проверить» правильность проекта и «узнать мнение» о нем иностранных промышленников.

Вскоре действительно великий князь посетил Англию, где рассказал об изобретении русского мастера тамошнему заводчику Брауну. Браун, мгновенно оценивший огромное значение изобретения, сделанного русским металлургом, легко уверил собеседника, что русскому проекту грош цена, что все это будто бы и сложно и дорого. А через год в городе Шеффильде в Англии заработал первый прокатный стан, из-под валов которого выползали толстые стальные плиты. Изобретателем станс был... Браун. Он имел даже привилегию на это изобретение.

Современный стан для прокатки броневых плит.



После того как идея прокатки брони была украдена англичанином, морское министерство за громадные деньги купило у него право использовать на русских заводах русское изобретение!

Возмущение самого Пятова и других честных людей, знавших историю его изобретения, ни к чему, конечно, не привело/

Да и могло ли быть иначе в тогдашней России!

* * *

Сталепушечный завод в Петербурге, во главе которого встал Обухов, был построен по последнему слову тогдашней техники.

В кузнечном цехе тяжко ухали мощные пароБые молоты, в механических — металл резали самые совершенные станки. При заводе устроена была и лаборатория, оснащенная новейшими машинами для испытания металлов.

Прекрасными знатоками своего дела были рабочие завода, по большей части опытные златоустовцы, привезенные Обуховым с Урала в столицу.



Дмитрий Константинович Чернов (1839—1921).

Дела нового завода, пошедшие вначале хорошо, вскоре, однако, начали разлаживаться. Большое число пушечных стволов разрывалось при первых же пробных стрельбах, как будто сделаны они были не из знаменитой обуховской стали, а из самого дрянного металла. ¦

Неприятности осложнялись тем, что причины этих разрывов были совершенно непонятны. Нередко из одной партии стали получались и отличные и негодные стволы. Значит, дело было не в составе металла.

Тщетно исследовал непонятное явлв’ ние взволнованный Обухов.

В правительственных кругах тем временем кое-кто уже злорадствовал: «Не могут в России делать стальные пушки; пора, пока не поздно, закрывать завод», — таков был смысл шедших там разговоров.

Обухов решил уйти от дел.

Но прежде он пригласил к себе на завод Дмитрия Константиновича Чернова — молодого ученого, успевшего показать себя сведущим в металлургии человеком. Ему поручил старый металлург поиски причины разрывов стволов.

С увлечением принимается 25-летний Чернов за дело. Дни и ночи проводит он на заводе, на заводском полигоне.

Сравнение металла разорвавшихся стволов с металлом, из которого получились отличные стволы, дает ему путеводную нить. Металл осколков имеет крупное зерно, образцы, отрезанные от доброкачественных стволов, — мелкое зерно. Значит, действительно дело не в химическом составе металла. Причины разрывов скрыты в особенностях его строения, структуры.

Молодой исследователь, детально изучая весь путь металла от сталеплавильной печи до готового ствола, находит место, где металл подвергается обработке, определяющей его строение. Это кузница. Чернов проковывает образцы, нагретые до разных температур, и убеждается: в одних условиях металл приобретает желанное мелкозернистое строение, в других — крупнозернистое, что делает его менее прочным.

Двигаясь шаг за шагом, ученый находит наивыгоднейший режим нагрева слитков перед ковкой, наилучшие условия самой ковки.

Завод перестал выпускать негодные пушки. Больше того, Чернов так глубоко проник в тайны образования структуры металла, что «возрождал», делал годными к дальнейшей обработке даже ранее забракованные заготовки.

Блестяще решил Чернов задачу, поставленную перед ним Обуховым. Это решение оказалось значительно более важным и широким, чем это представлялось вначале, при первых беседах двух металлургов.

Целая наука появилась на свет, когда в 1868 году Чернов доложил Русскому техническому обществу о результатах своей двухлетней работы на Обуховском заводе.

В скором времени этот доклад, скромно названный «Критический обзор статей г. г. Лаврова и Калакуцкого о стали и стальных орудиях и собственные Д. К- Чернова исследования по этому предмету», был опубликован в записках общества.

Идеи, раскрытые русским ученым в докладе, совершили настоящий переворот в металлургии.

Все, что было известно о стали до Чернова, представляло собой собрание множества отдельных практических рецептов и сведений, накопленных металлургами за многие века. Здесь рядом с действительно драгоценными, надежными, проверенными долголетним опытом сведениями о стали можно было встретить и ложные, порой полуфантасти-ческие представления о сути явлений, происходящих при получении стали и ее обработке.

И так же, как невозможно пользоваться коллекцией, экспонаты которой ссыпаны кучей вперемешку с посторонними предметами, нельзя было из хаоса отрывочных и случайных знаний о стали почерпнуть надежного руководства для практики. Металлурги, успешно справлявшиеся с простыми заказами, нередко заходили в тупик, когда надо было получать металл каких-либо особых качеств и свойств. А в годы Чернова запросы потребителей металла становились с каждым днем все разностороннее и сложнее: в то время бурно росло машиностроение, железнодорожный и водный транспорт.

Немыслимо было движение вперед всей этой машинной техники без науки о стали. Но, чтобы родилась эта наука, надо было разобраться в накопленных за века знаниях, отбросить неверные представления, упорядочить, привести в систему правильные.

Микрошлифы одного и того же куска металла после различной обработки. Верхний — до ковки. Отчетливо видна хаотичность структуры металла. Второй и третий — после предварительной ковки. Нижний — после окончания ковки.

Сделать это можно было, только проникнув в самую суть явлений, происходящих в металле при различных способах его обработки.



Первую дерзкую попытку вырвать у природы эти важные для человека тайны, как мы знаем, сделал Аносов. Он высказал замечательную мысль о связи качества металла с его строением и указал способы изучения металлов. Но большего он сделать не мог. Тому мешали слабые возможности тогдашней физики и химии.

Ко времени Чернова могущество этих наук неизмеримо возросло. Русский ученый умело применил их в своих исследованиях и раскрыл многие тайны металла.

О чем же говорил Чернов в своем докладе?

Он утверждал, что сталь при нагревании не остается неизменной, а претерпевает при определенных «критических» температурах структурные превращения, Они и влекут за собой изменения свойств стали.

Черновым! были определены такие моменты, когда в стали происходят эти превращения, то-есть найдены «критические точки», которые в наши дни известны металлургам Есего мира как «точки Чернова». Великий металлург объяснил значение этих точек.



Часть диаграммы состояния сплава железо-углерод: справа — современный вид, слева — участки диаграммы, определенные Черновым.

«Сталь, как бы тверда она ни была,— сообщал он в своем докладе, — будучи нагрета ниже точки «а», не примет закалки, как бы быстро ее ни охлаждали; напротив, она становится значительно мягче и легче обрабатывается пилой». Это положение принесло металлургам научное понимание одного из самых важных процессов закалки стали.

«Сталь, нагретая ниже точки «Ь», не изменяет с&оей структуры...— заявил далее Чернов. — Как только температура стали возвысилась до точки «Ь», масса стали быстро переходит из зернистого (или, вообще говоря, кристаллического) в аморфное (воскообразное) состояние». Так впервые было объяснено, почему, нагревая сталь до некоторой температуры и затем охлаждая ее, можно придать ей более высокие механические качества, так впервые был раскрыт секрет термической обработки стали. Знание этой критической точки оказалось не менее важным и при ковке стали.

Чернов блестяще иллюстрировал свой доклад фактами, рассказав собравшимся, что с тех пор, как на Обуховском заводе при обработке орудийных стволов начали руководствоваться его указаниями о критических превращениях, разрывы стволов совершенно прекратились.

Открывая металлургии новые перспективы раззития и совершенствования, основоположник науки о металлах закончил свой доклад пророческими словами:

«Что касается вообще до проводимых мною идей, то я уже получил упреки в том, что слишком смело высказываю свои выводы; но пусть же я покажусь еще смелее и выскажу окончательное заключение из своих наблюдений в следующих словах: вопрос о ковке стали при движении его вперед не сойдет с того пути, на который мы его сегодня поставили».

На первых порах только русские металлурги сумели почерпнуть в гениальных исследованиях Чернова руководство для практической деятельности.

Западу же понадобилось 20 лет, чтобы понять всю грандиозность открытия Чернова и его бесценное значение для повседневной заводской практики. Лишь в 1888 году швед Осмонд первым из ученых Европы принялся за изучение критических превращений стали.

Величайшая заслуга Чернова состоит еще и в том, что он не ограничился изучением одних лишь орудийных сталей, а распространил свое учение о критических превращениях на все многообразие сортов стали.

Чернов определил, что у сталей с различным содержанием углерода различны и критические точки. Он проследил все критические изменения, происходящие в железных сплавах, содержащих разное количество углерода, и построил диаграмму состояний сплавов железо-углерод. Ныне эта важнейшая диаграмма лежит в основе всей техники обработки черных металлов. Ее мы найдем в любом учебнике о металлах-и увидим в любой лаборатории, которая хоть немного занимается черными металлами.

Но дорогой ценой заплатил великий новатор за свой успех. Изучая раскаленные, ярко светящиеся образцы металла, Чернов безнадежно расстроил свое зрение. И тем не менее он не прекратил работы...

Прошло десять лет с тех пор, как был опубликован труд о критических превращениях стали. И снова Чернов докладывает Русскому техническому обществу. «Материалы для изучения бессемерования», — так названа им работа, имевшая исключительно большое значение и для русской и для мировой металлургии.

В 1855 году англичанин Бессемер открыл новый способ передела чугуна в литую сталь.

Используя этот способ, сквозь толщу жидкого чугуна, налитого в огромную реторту — «бессемеровскую грушу», продували сжатый воздух. Обилие воздуха, точнее кислорода, и высокая температура, при которой проходил процесс, приводили к тому, что выгорание примесей проходило очень быстро. Только опытные металлурги могут управлять такой плавкой.

Из рук изобретателя этот способ вышел весьма несовершенным, и широко пользоваться им без значительных исправлений было невозможно.

Главная причина, заставлявшая металлургов вносить поправки в английское изобретение, крылась в неприспособленности бессемерования к переделу чугунов с различным составом примесей. п

Давая удовлетворительные результаты при работе с чугуном одного качества, «бессемеровская груша» неизменно портила металл, если в нее заливали чугун, выплавленный из других руд, а значит, содержащий другой «набор» примесей.

В мире нет в точности одинаковых руд. Поэтому одни чугуны богаче фосфором, другие кремнием, третьи марганцем и т. д.

Розлив стали по изложницам на современном заводе



Это и принудило металлургов разных стран переделывать способ Бессемера на свой лад. Так появилось шведское и американское бессемерование.

Сделала свой вклад и Россия. На Обуховском заводе под руководством Чернова был разработан свой, русский способ бессемерования.

Об этом и докладывал Чернов.

Но, изучая доклад Чернова, можно видеть, что русский металлург не ограничился тем. что приспособил метод Бессемера для русских условий. Он сделал значительно больше. Чернов научно разработал сущность процесса, происходящего при бессемеровании, показал, что он распадается на четыре периода, дал признаки начала и конца каждого из них и указал теоретически обоснованный режим сталеварения.

В этом труде русского ученого сталевары всего мира нашли прочную основу для успешной практики.

С проблемой сталеварения связан и другой замечательный научный труд Чернова—теория затвердевания, кристаллизации стальных слитков.

Рождению этой теории предшествовали тревожные годы. Металлурги всех стран были озабочены низким качеством стали, выплавляемой только что распространившимися бессемеровскими и мартеновскими печами. Сталь получалась неоднородной, рыхлой, пузырчатой. Огромные усадочные раковины и пустоты в толще слитков делали их непригодными для дальнейшей обработки.

Еще больше беспокоило сталеваров то обстоятельство, что с увеличением веса отливок росли и дефекты в них.

Напрасными оставались все попытки устранить эти пороки. Не помогали ни перестройки печей, ни другие ухищрения. Казалось, на пути сталеваров встала сама природа металла.

Гений Чернова вывел металлургов из тупика.

Чернов показал, что причины низкого качества стальных слитков следует искать не в недостатках печей, а в неправильной разливке жидкой стали, в неправильном режиме ее затвердевания.

Он учил, что разливка жидкой стали — не просто механическая операция, а сложный и важный для качества стали металлургический процесс.

Структура стального слитка. Видны различные группы кристаллов, образовавшиеся в процессе отвердевания vac-плавленного металла. В верхней части слитка пустота — усадочная оаковина.

Он первым в мире установил, что сталь и металлы вообще имеют кристаллическое строение и что процесс затвердевания металла — это процесс кристаллизации. Лишенный возможности непосредственно наблюдать и изучать кристаллизацию расплавленной стали, гениальный ученый прибег к своеобразному моделированию. Он тщательно, во всех деталях исследовал процесс кристаллизации различных солей.

Схему отвердевания, режим охлаждения, найденные таким образом, он приложил затем к металлу. И практика доказала абсолютную правильность пути, по которому шел русский ученый.



Предложенный Черновым метод разливки металла до сего дня является одной из незыблемых основ практической металлургии и служит надежнейшим средством получения металла зысшего качества.

Чернов показал, что затвердевание начинается с появления так называемых центров кристаллизации, из которых затем выбрасываются оси будущих кристаллов. Раньше всего рождаются кристаллы там, где металл соприкасается с охлаждающими его стенками изложницы. Другими словами, жидкий металл покрывается твердой коркой. Это замедляет остывание, и кристаллы, образовавшиеся позднее, имеют большие размеры. Но зато они теснят друг друга, переплетаются и искривляются. Правда, иногда вверху слитка в пустой полости, образовавшейся из-за сокращения объема металла, — в усадочной раковине — вырастают огромные правильной формы кристаллы.

Чернову, собиравшему коллекцию таких свободно выросших кристаллов, посчастливилось найти в усадочной раковине 100-тонной отливки замечательный стальной кристалл, весящий 3,45 килограмма. Изображение этого кристалла, известного под именем «Кристалла Чернова», можно встретить почти в каждой книге, посвященной металлографии.

Теория кристаллизации металлов, столь важная для металлургической практики, создана русским ученым. Но этот совершенно бесспорный факт на Западе пытаются оспаривать. Зарубежного ученого Тамма-на, выступившего со своей теорией кристаллизации (полностью схожей с теорией Чернова) через 12 лет, — ,вот кого считает буржуазная история техники обладателем приоритета в этой области.



Знаменитый «Кристалл Чернова*.

С исследованиями процессов кристаллизации связано также замечательное инженерное изобретение Чернова. Раскрыв тайну рождения кристаллов в слитках, выдающийся ученый немедленно применил свою теорию на практике. Стремясь- создать наиболее благоприятные условия для правильного расположения осей кристаллизации, он предложил новый способ получения слитков — во вращающихся изложницах. По мысли Чернова центробежные силы отбросят народившиеся в центре слитка кристаллы к его периферии, откуда и пойдет, принимая, таким образом, более стройный, упорядоченный характер, весь процесс затвердевания металла.

Научное наследие «отца металлографии» включает в себя еще целый ряд исследований труднейших вопросов металлургии. Чернов плодотворно работал над определением напряжений, возникающих при остывании слитков, при ковке, при расстреле артиллерийских орудий. Последнее исследование — и поныне главнейший отправной момент для всех проектировщиков пушечных стволов.

Значение новаторской деятельности Чернова неисчерпаемо. Его глубокий ум, исключительная наблюдательность, умение проникнуть в суть явлений, объединенные и направленные стремлением принести как можно больше пользы родине, дали ему возможность блестяще решить важнейшие проблемы металлургии.

Труды Чернова в нашей стране и во всем мире нашли заслуженное признание.

«Дар наблюдательности, проникновенность в анализ явлений, широта обобщений — отличительные черты трудов Чернова, черты, изобличающие в нем ум необыкновенный», — с восхищением писал о Чернове один из французских исследователей.

Эта справедливая похвала русскому гению — только отблеск той неувядающей славы, которой покрыл себя ученый-подвижник Чернов.

Наука о металле, его свойствах, способах получения его и обработки, сделавшая свои первые шаги с помощью Аносова, была необычайно глубоко и всесторонне развита трудами Чернова.

Замечательный вклад в сокровищницу отечественной металлургии внес Михаил Константинович Курако — человек, которого по праву можно назвать великим доменщиком.

Прекрасное знание сложнейшего доменного процесса, редкое умение управлять работой огромных печей, почти чудесная способность «исцелять» домны — характерные черты таланта Курако.

Став в 1903 году начальником доменного цеха Краматорского завода, Курако начинает и свою замечательную конструкторскую деятельность. Он прославился созданием целого ряда оригинальных узлов доменной печи. Все южные заводы тех времен пользовались «куракинскими» фурмами, желобами, холодильниками.

Курако принадлежит честь изобретения колошникового прибора, позволившего правильно распределять загружа_емые в печь материалы, — руду, топливо, флюсы. Однако за границей автором этого прибора несправедливо называют американца Макки.

Борясь против засилья иностранцев на южных металлургических заводах, Курако много сил и энергии вложил в создание отечественных высококвалифицированных кадров доменщиков.

* * *

Дело, начатое Аносовым и Черновым, нашло своего продолжателя в лице гениального ученого-крист аллографа Евграфа Степановича Федорова и создателя физико-химического анализа академика Н. С. Кур-накова.

Вся многолетняя творческая жизнь Федорова была посвящена изучению кристаллов. Автор 398 научных работ, среди которых многие посвящены и геологии, Федоров больше всего уделял внимание геометрической кристаллографии.

Геометрическая кристаллография Федорова, наука, основанная им и вышедшая из его рук изумительно стройной и математически совершенной, — ключ к познанию структуры кристаллов, структуры, а вместе с тем и свойств вообще всех твердых тел.

Родоначальник и другой науки — кристаллохимического анализа, Федоров своими трудами неизмеримо расширил и углубил наше понимание молекулярного и атомного строения вещества.

Его бессмертные открытия имели решающее значение для развития множества специальных наук.

Яркий след в истории металлургии оставил и академик Н. С. Кур-наков, посвятивший свою плодотворную деятельность изучению влияния химического состава вещества на его физические свойства.

Современные исследователи, инженеры-производственники, инженеры-конструкторы в своей повседневной работе почти на каждом шагу сталкиваются с необходимостью определить важные для них свойства того или иного металла и сплава.

На помощь им приходят десятки диаграмм, составленных академиком Курнаковым для множества сплавов. Диаграммы Курнакова рассказывают инженеру о твердости, вязкости, плотности, упругости, электропроводности и других свойствах сплавов.

Богатейшее научное наследие Курнакова и работы его учеников завоевали русской физико-химической школе мировое признание.

Любопытна судьба трудов упомянутого выше западноевропейского ученого Густава Таммана, некогда пытавшегося выступать в этой области знания.

Работы Таммана в ходе развития науки одна за другой потеряли свое значение, в то время как идеи КУРна^ова й его школы не только не умерли, но, наоборот, служат источником дальнейшего расцвета науки.

Большой вклад в металлургию внес и Д. И. Менделеев. Великий творец периодического закона проявил себя не только могучим теоретиком, но также и страстным поборником индустриального прогресса. Эти две стороны деятельности Менделеева неразлучно связаны друг с другом. «...Науки, так сказать, дружат с промышленностью, и они совокупными усилиями хлопочут, как могут, об «общенародном благе», — писал об этом сам Менделеев.

Примером хлопот великого ученого об «общенародном благе» может служить замечательный прогноз развития металлургии, который он выдвинул в связи со своим другим не менее великим предначертанием— проблемой подземной газификации углей. (Подробнее об этой работе Менделеева мы будем говсрить в главе «Штурм недр».)

Рисуя грандиознейшие перемены, которые принесет всей промышленности подземная газификация углей, Менделеев пишет, что «можно было бы этим способом сделать много промышленных, особенно металлургических дел».

«Я полагаю, — провозглашает он, — что придет со временем опять пора искать способов прямого получения железа и стали из руд, обходя чугун».

Свет русского гения озарил путь движения двух важнейших отраслей промышленности — угледобывающей и металлургической.

Но ни угледобывающая, ни металлургическая промышленность не смогли в то время отказаться от старых методов работы, тронуться по новой, указанной Менделеевым дороге.

Не только технические трудности мешали этому. На пути стояла капиталистическая система производства — система, при которой старое сковывает движение нового.

Вид современного металлургического завода.



Только советской социалистической промышленности оказалась по плечу и подземная газификация угля и прямое восстановление руд.

Уже сейчас наша наука и техника вплотную подошли к решению проблемы газификации в широких размерах. Уже заложены и действуют ¦ шахты без шахтеров, отдающие нам высококалорийное топливо и ценнейшее химическое сырье в виде газа.

На очереди — осуществление гениального предвидения Менделеева о получении стали и железа прямо из руд.

Советская металлургия, невиданно выросшая за годы сталинских пятилеток, вооружена передовой, новейшей техникой. Наша страна обладает самыми большими, самыми, совершенными в мире доменными печами, автоматизированными гигантскими мартенами, крупнейшими в мире блюмингами и прокатными станами.

Не может тягаться с нами иностранная металлургия и в производительности и экономичности. День и ночь на полную мощность работают советские домны, тогда как в Америке, кичащейся своей техникой, домны большую часть времени простаивают, давая мизерные плавки. Чрезвычайно отстала от нас и металлургия Англии.

Высшая производительность английских мартеновских печей, которую англичане пытались представить как «мировой рекорд», на поверку оказалась куда скромнее повседневной производительности наших советских мартенов. До настоящих рекордов, принадлежащих нашим сталеварам-стахановцам, англичанам очень далеко.

Советская металлургия гордится своими научными силами. Всему миру известны имена советских академиков-металлургов М. А. Павлова, И. П. Бардина, А. А. Байкова, Н. Т. Гудцова, А. А. Бочвара.

Советские ученые-патриоты неутомимо развивают науку о металле, обогащают металлургию открытиями мирового значения.

"Рассказы о русском первенстве" М. 1950 

Популярное в

))}
Loading...
наверх