Бессемер

И автобиография действительно, казалось, вышла достаточно подробной и убедительной.

Но если всмотреться ближе, то сколько неточностей, пробелов, умолчаний, противоречий откроется на ее страницах. Если вслушаться внимательней, то сколько можно будет уловить в ней фальшивых нот, среди которых самооправдание и самозащита будут составлять главный тон, подкрепляемый иногда призвуками самодовольства и самовосхваления.

Бессемер не дописал до конца своей автобиографии, но он успел рассказать в ней историю своего изобретения, как раз то, для чего она писалась, то, что было необходимо для завершения дела его жизни.

Эта жизнь оборвалась 15 марта 1898 года.

Дело Бессемера

Бессемер любил повторять, что его изобретение уже в 1858 году вышло совершенно таким, каким оно и осталось до самого последнего времени. Никаких существенных изменений в него внесено не было. Едва ли это верно. А главное — ведь помимо Бессемера была проделана огромная работа по исследованию процесса. В тот самый год, когда в своем большом патенте от 1 марта 1860 года Бессемер окончательно закрепил свой метод производства стали, германские физики Кирхгоф и Бунзен открыли спектральный анализ.

Разложенные призмой лучи от пламени обнаруживали ничтожнейшие примеси химических элементов.

В руках металлурга оказывалось средство, при помощи которого он мог проникнуть в тайну того, что происходило внутри пылающего пламенем конвертора. Спектроскоп мог раскрыть химический состав пламени, а по нему можно было делать заключения и о происходящих реакциях.

Друг и ученик Бунзена, проф. Роско, занялся вопросом о применении спектрального анализа к наблюдению за процессом. Он работал как раз на заводе Джона Брауна, и в 1863 году сделал об этом доклад в Манчестерском философском обществе. А в следующем году наблюдения при помощи спектроскопа уже были введены на заводе как необходимый элемент производственного контроля за ходом операции.

Но спектральный анализ, несмотря на всю свою ценность, все же не давал полной картины. Каковы бы ни были трудности, нельзя было все же обойтись без химических анализов проб, взятых во время процесса. Первый, кто проделал эту работу, был австрийский профессор Куппельвизер. В конце 1866 года он провел эти исследования, имевшие огромнейшее значение для бессемерования. Только теперь стала более или менее ясна картина того, что происходит в конверторе. Выяснился действительный порядок выгорания отдельных примесей. Но прошло еще около десяти лет пока удалось определить термический эффект каждого из этих процессов, в частности роль кремния в повышении температуры. Но помимо этих средств контроля и наблюдения, нужно было найти средства воздействия на процесс, средства для изменения направления самих химических реакций во время процесса. «Проклятая» проблема фосфора, перед которой должен был отступить Бессемер, все еще оставалась неразрешенной. Дефосфоризация является заветной целью инженеров и химиков, занимающихся бессемеровским процессом.

Сидней Джилькрист Томас одним из лучших кончал Королевское Горное Училище в Лондоне. В училище он особенно увлекался лекциями знаменитого металлурга, Джона Перси, большого оригинала, бывшего врача по специальности, и, можно сказать, — самородка в области металлургии. Перси особенное внимание обращал на химическую сторону процессов, и этот интерес он сумел передать и своим ученикам.

Томас по окончании училища устраивает у себя маленькую лабораторию и так как дефосфоризация металла при бессемеровании была тогда наиболее жгучим вопросом, то немудрено, что Томас с увлечением стал ею заниматься.

Давно было намечено несколько способов освобождения металла от фосфора: или посредством соответствующей предварительной обработки металла до продувки его в конверторе, или же путем выделения фосфора в самом конверторе. Последний способ до сих пор никак не удавался. Идея выкладывать внутренность конвертора соответствующими материалами возникла уже сравнительно давно: в начале 60-х годов австрийский металлург Туннер предлагал для футеровки магнезит. Любопытно, что уже в 1865 году один из немецких металлургов предлагал применить как раз тот материал, который был впоследствии применен Томасом — доломит. Но администрация завода — Кэнигсхютте в Силезии — не разрешила произвести опыта. На доломит с глиной указывали и французские металлурги.

Чего надо было достичь, было более или менее известно. Как достичь — это удалось открыть только Томасу.

Он первый составил практически применимую футеровку из «основных» материалов.

Свои первые опыты он вел у себя в лаборатории, с крохотным конвертором на шесть фунтов металла. Футеровка была приготовлена из негашеной извести и жидкого стекла.

Томас начал свои опыты в 1876 году, когда ему было 26 лет. Осенью 1877 года получились уже первые удовлетворительные результаты. Но Томас очень хорошо отдавал себе отчет, что эти лабораторные эксперименты совершенно еще непоказательны для работы в производственном масштабе. Необходимо было повторить и продолжить опыты на заводе.

Двоюродный брат Томаса, Перси Джилькрист, работал химиком на одном из Южно-Уэльских заводов — Блэнавон.

Молодым людям удалось добиться от дирекции разрешения производить опыты на заводе с небольшим конвертором на 300–400 фунтов металла. Работы эти подтвердили результаты лабораторных опытов. В начале 1878 года Томас взял свой первый патент. В нем он предлагал целый ряд рецептов: известняк, магнезия в смеси с глиной или портландским цементом, так, чтобы в смеси было не больше 12 процентов кремнекислоты.

Скоро Томас остановился на глине и доломите (патент от 5 октября 1878 года).

Об опытах на Блэнавонском заводе никто не знал.

Осенью 1878 года Томас решил ознакомить технический мир с полученными им важными результатами. Это был год Парижской всемирной выставки и английский Институт железа и стали устроил свои заседания в Париже. Томас отправился туда, но молодого изобретателя постигло жестокое разочарование: светила металлургии не захотели утруждать себя слушанием его доклада и он был снят с повестки дня «за поздним временем». Но это было конечно только предлогом, а суть заключалась в том, что никто из членов Института не мог себе даже представить, что какой-то неизвестный юнец может рассказать действительно что-нибудь путное по тому вопросу, над которым бились напрасно чуть ли не два десятка лег крупнейшие светила металлургической науки.

Но эта неудача имела и хорошие стороны: ведь работа тогда еще не была доведена до конца, и результаты, которые тогда смог бы привести Томас, могли бы показаться недостаточно убедительными для скептически настроенных металлургов. Но Томас недаром съездил в Париж — тут, на заседании Института, он познакомился с директором завода, имеющего крупнейшие в Англии бессемеровские установки — Ричардсоном с завода Болкоу и Воган в Эстоне. Для завода, имеющего только что построенную бессемеровскую установку, вполне естественно было заинтересоваться этим открытием. На заводе в Эстоне Томас уже работает с большим конвертором в десять тонн. Тут ему удалось дополнить и развить свой метод. Не только футеровка конвертора должна была быть из доломита, но доломит нужно было присаживать, добавлять во время процесса, а затем еще некоторое время вести продувку. Только тогда, после того как уже выгорел весь углерод, и происходит окисление фосфора и переход его в шлак.

10 апреля 1879 года Томас взял свой третий патент, а месяц спустя он читал при переполненном уже теперь зале Института железа и стали, перед затаившими дыхание слушателями свой доклад.

Реванш был взят! Процесс Томаса-Джилькриста, как он стал называться, чрезвычайно быстро вошел в практику. Техника бессемерования с точки зрения исследования и наблюдения процесса настолько уже была к этому моменту разработана, что в ближайшие же месяцы после доклада Томаса была выяснена детально и термическая и химическая стороны его процесса. Было определено, что фосфор для нагревания металла играет приблизительно такую же роль, что и кремний при бессемеровском «кислом» процессе.