Чтение онлайн

Всеволожский стоял на верном пути. Полное осуществление предложенной им схемы производства тормозилось лишь из-за несовершенства конструкции печи, в которой чугун превращался в мягкое железо.

Павел Петрович Аносов внимательно следил за напряженными поисками, которые велись в первой четверти XIX века для отыскания наилучших методов производства стали. Установлено, что С. И. Бадаев присылал Аносову в Златоуст образцы своей стали.

Но Аносов понимал, что никакие поправки, внесенные в старые схемы и методы изготовления стали, не могут дать удовлетворительного решения проблемы — обеспечить развитие машинного производства необходимым прочным материалом.

Применявшийся на Златоустовской оружейной фабрике метод производства стали мало чем отличался от приемов работы на других предприятиях Урала. В основе всего процесса лежал кричный горн с последующей обработкой криц под молотами.

Иностранные мастера ничего нового, более прогрессивного в это дело не внесли. Попытки золингенца Петра Каймера ввести на фабрике производство литой стали провалились. Он обставил свою работу с наивозможнейшей таинственностью, к плавке готовился долго, разговоров и обещаний было много, но вышло по пословице: «хвалилась синица море зажечь». За два года Каймер выдал относительно годной едва… 9 пудов стали, а обошлась она больше чем по 169 рублей за пуд, то-есть примерно в десять-пятнадцать раз дороже существовавшей тогда цены на сталь. Ввиду дороговизны и низкого качества литой стали дальнейшее производство ее было приостановлено.

Аносов располагал замечательной базой для широкого развертывания опытов — в его распоряжении была специальная фабрика стали. Правда, Аносов не мог рассчитывать и не рассчитывал на помощь начальства: его в этом убедил разговор с Татариновым. Но он был уверен, что и мешать начальник горного округа не будет.

На Златоустовскую фабрику было возложено производство всего требовавшегося русской армии холодного оружия. Военное ведомство и Горный департамент все настойчивее напоминали о необходимости улучшить качество и снизить стоимость оружия.

А как это сделать, если нет никакой уверенности в качестве стали: сегодня сталь выходит хорошая, а завтра — негодная.

При таких условиях Татаринов не будет мешать опытам, хотя он в них и не верит.

Но неужели ему, Аносову, надо будет пройти весь путь исканий в одиночестве?

У Аносова был такой помощник — мастер по стали Николай Швецов. Что из того, что он неграмотен, что он крепостной человек? Это не мешает ему «чувствовать» сталь, видеть ее «насквозь». Дайте ему кусок стали, и он вам расскажет, как и при каких условиях она была откована, протянута.

— Эта сталь плоха потому, что полосы были неодинаково нагреты; если сделать из нее клинки, они будут непрочными, — говорил он, только взглянув на металл.

Сколько раз наблюдал Аносов за тем, как Швецов складывал «пучок» полос, как аккуратно посыпал полосы песком и бурой, а потом проковывал металл, рассматривал его излом, сравнивал размеры зерен.

— Неровно нагрели полосы, — сокрушенно качал Швецов головой. — Посмотрел бы на это Антроп Демидович, задал бы он им…

Антроп Демидович был учителем Швецова, мастером рафинированной стали на заводе в Тагиле. Оттуда и прибыл в Златоуст Швецов.

Аносов учился у Швецова узнавать качество стали по зернам, следил за тем, как меняется размер зерен в зависимости от нагрева.

Долгое время держалось мнение, что П. П. Аносов был чистым эмпириком, что все его успехи не более чем результат удачи, случайных опытов. Это была глубокая ошибка.

Напечатанная в «Горном журнале» № 1 за 1837 год статья П. П. Аносова «О приготовлении литой стали», как предупреждал автор, не носила научного или теоретического характера. «Не историческое повествование о времени, когда литая сталь сделалась известной, когда она совершенствовалась, когда терялась и снова появлялась; не подробное исследование состава и свойств ее, основанное на новейших успехах химии, составляют предмет сего сочинения, — писал Аносов, — но краткое и верное описание всех существенных правил и приемов, наблюдаемых при деле литой стали в Златоусте, с предназначенною начальством целию, чтобы всякий, хотя несколько знакомый с железным производством, мог иметь в нем руководство».

Тем не менее и в этом сочинении, которое как будто имеет чисто практическое предназначение, Аносов не остается на позициях эмпиризма. Смелый новатор не только излагает, как он совершает те или иные операции. В различных местах этого относительно небольшого труда он подробно касается и теории вопроса, объясняет, почему надо делать так, а не иначе.

Аносова прежде всего интересовало, при каких условиях углерод лучше и быстрее станет проникать в массу железа.

«С тех пор, как появились сочинения Ринмана в Швеции и Реомюра во Франции, — пишет в своем сочинении П. П. Аносов, — способы цементования сделались в Металлургии подробно известными, а вместе с тем сохранилось и правило, что для цементования железа необходимо непосредственное прикосновение угля к железу. Опыты заставили меня отступить от сего правила».

Из дальнейшего описания становится понятным, почему Аносов отбросил рекомендованный западноевропейскими учеными метод получения стали, основанный на соприкосновении угля с железом.

Аносов помещает железо в тигельный горшок, то-есть непосредственного контакта угля и железа уже нет. Но он отлично понимает, что это только кажущаяся изоляция. Тигель стоит в горне, насыщенном продуктами горения угля, углерод перешел в газообразное состояние. И пока тигель остается открытым, частицы углерода настойчивее атакуют железо, чем даже тогда, когда с ним непосредственно соприкасается твердый уголь.

На основании многочисленных опытов и наблюдений Аносов нашел средство (пусть еще примитивное) регулировать степень насыщения железа углеродом.

«Когда я, — писал он в сочинении «О приготовлении литой стали», — наполнил горшок железными обсечками без примеси угольного порошка, не покрывая их ни флюсом, ни крышкою, то вскоре заметил понижение обсечков, а потом и самое расплавление; но получил не ковкий металл, а чугун. Заключив из сего, что железо в излишестве насытилось углеродом, я накрыл горшок крышкой прежде, нежели все железо расплавилось, оставив в ней небольшую скважину для наблюдения за ходом работы, и спустя несколько времени удостоверился, что металл совершенно расплавился. Тогда, вылив в форму, я получил удобно ковкий металл — литую сталь.

Таким образом, для получения литой стали плавиленный горшок с крышею есть просто отпираемый ящик. Стоит только знать, когда его открыть и когда закрыть. Цементование железа, находящегося в горшке, совершается точно так же, как в ящике с угольным порошком, токмо тем скорее, чем возвышеннее температура».

Отсюда Аносов вывел одно из основных правил ведения плавки:

«Сплавление стали с угольным порошком или сажею в определенной пропорции в закрытом горшке, как предлагают Мушет и Бреан, хотя может дать сталь, но степень твердости ея подвержена большей неопределительности, нежели при описанном мною способе: ибо, положив угля более, опасаться должно, что она выйдет слишком твердою; а положив недостаточно, она будет трудно плавиться, особенно потому, что часть углерода улетучивается».