Аносов

Последнее замечание сделано не случайно. Россия тогда была наводнена иностранными агентами, которые всячески стремились держать страну в экономической зависимости. Переход на производство отечественных горшков был серьезным уроном для промышленников Пассау, и через своих представителей они старались дискредитировать работу Аносова. Против них-то и направлены следующие строки сочинения о литой стали:

«В ученом мире иногда вкрадывается как бы некое предубеждение против простых средств, между тем, как многия из них, одетыя в систематическия выражения, занимают почетный места в науках. Еще недавно случилось мне видеть сему доказательство: один из известных химиков, получив для сплавки золота Златоустовские горшки, уведомил меня, что они никуда не годятся, и что он открыл в них вредную примесь — уголь, от которого они горят синим пламенем и разрушаются; тогда как в Златоусте, не говоря о стали, более трех лет сплавляется золото в сих горшках, и не было еще примера не токмо подобному разрушению, но не случалось, чтобы горшок, наполненный уже золотом, получил трещину. Напротив того, опытом дознано, что в одном горшке можно плавить золото до 6 и более раз, не останавливая работы»28.

Аносов видел и перспективы развития русской огнеупорной промышленности, он высказал такую мысль: «может быть весьма скоро употребление литой стали распространится в России и вызовет предприимчивых людей к заведению сего производства», то-есть производства плавильных горшков.

Как видим, подготовка к выплавке стали новым способом потребовала решения ряда серьезных проблем и заняла много времени. Аносов не останавливался ни перед какими трудностями.

Чтобы создать пресс, он занялся механикой. Ему немало пришлось поработать над конструкцией печи. Наконец все приготовления были сделаны, и Аносов начал плавить сталь по новому методу.

Процесс плавки шел так.

После подготовки горшка, которая отнимала довольно много времени — около четырех часов, — в него по железному жолобу засыпали железные или стальные обсечки, «сколько поместиться может с верхом (в среднем около пуда)». Затем горн наполнялся углем, дверцы замазывали глиной и пускали мехи… Скоро в горне являлась «степень жара, потребная для расплавления стали, продолжающаяся до окончания работы…», «…закладываемое в горшки железо составляет особенность способа, — писал Аносов, — ибо в Англии сплавляют не железо, а цементованную сталь».

Нагревание и цементование проходило относительно быстро, эта операция отнимала от двух до двух с половиной часов.

Однако Аносов замечает, что если. «предварительно довесть железные обсечки под крышей до степени температуры, равной с самой печью, тогда достаточно 5 минут для процементирования без крыши»[18].

Когда железо нацементовывалось, горшок накрывали, и происходила окончательная доводка, продолжавшаяся от полутора до двух часов. Регулирование температуры производилось по цвету выходящего из горшка пламени и по величине выбрасываемых из него искр.

Искусство мастера состояло в том, указывал Аносов, «чтобы остановить работу в то мгновение, когда последний кусочек обсечков начинает расплавляться».

Аносов придавал большое значение разливке стали и создал соразмерные с величиной горшка специальные чугунные формы (изложницы). Они имели вид четырехгранника с усеченными боковыми плоскостями. «Каждая форма по граням составлена из двух боковинок, которые скреплялись обручем с клином. Формы предварительно прогреваются так, чтобы в них расплавлялось сало, которым оне пред самою отливкою смазываются: отделяющиеся от горения сала газы предохраняют сталь от доступа воздуха».

«В горну, где сталь поспевает, — писал в своем сочинении Аносов, — дают углям спуститься до половины высоты горшка, и тогда останавливают дутье. Горшок пошевеливают слегка кочергою около поддонника, и если он сдвигается, то приступают к вынутию, в противном случае двигают ломом, если же шлаку очень много, то вынимают с поддоном, а если и поддон прикипит к колосникам, то стараются прежде отделить его от колосников помощью лома.

Горшок вынимают большими клещами, мастер захватывает его в клещи, а рабочие подхватывают их ломом, поднимают из горна, и все вместе выносят из печи, поставляя осторожно на землю, где, обдув крышку мехом, мастер захватывает в ухват и медленно выливает сталь в форму через отверстие, находящееся в горшке под крышею. По вылитии, ее немедленно покрывают крышкою с железным стержнем, входящею в форму. Когда форма прокалится до красна, то снимают обруч и вынимают брусок стали, почти одинакового веса с количеством заложенных обсечков. При отливке мастер должен наблюдать, чтобы струя стали не касалась боков формы, в противном случае впоследствии окажутся в ней спаи; также он не должен торопиться выливкою, ибо скоро вылитая сталь делает большую усадку и может в самой форме получить поперечные трещины».

В свете современного учения о стальном слитке эта предусмотрительность делает Аносову большую честь.

Аносов еще не знал законов кристаллизации стали и условий удаления из металла газов, но все его инструктивные указания говорят о том, что он был близок к разгадке и этих явлений.

Очень ценными являются и данные Аносовым характеристики различным сортам стали.

«…При плавке стали, — писал он, — обнаруживаются некоторые явления, служащие признаками ее различных свойств. Главнейший из них суть: цвет струи стали и отделяющихся от нея искр… мягкая сталь при застывании увеличивается в объеме или вспучивается; средняя остается в том положении, как вылита, а крепкая уменьшается в объеме или садится, образуя в штыке впадину.

Первые два сорта поступают прямо в проковку, а последний должен быть предварительно отжигаем в калильной печи, нагреваемой дровами, где сталь в продолжение 12 часов получает почти одинаковую мягкость со вторым сортом».

Весь процесс получения стали, считая и прогрев горшков, длился около девяти-десяти часов, вместо недель, которые уходили на производство цементованной стали.

Аносов объединил два процесса, которые всеми металлургами его времени во всех странах осуществлялись раздельно: цементацию (томление) и расплавление. Благодаря этому удалось добиться довольно высокой производительности: артель, состоявшая из мастера, двух подмастерьев, двух подсобных работников, приготовляла в день до 9 пудов литой стали, употребляя до 9,5 пуда железных и стальных обсечков и до 8 коробов угля.

Аносов подробно описал в своем сочинении и методы ковки полученной стали в полосы. Особое внимание он обращал на качество сырых материалов: «пригодность железа на сталь находится в большей зависимости от качества руд, нежели от способа приготовления Железа. Таким образом, железо, получаемое в Златоусте из руды Тесминского рудника, предпочитается железу всех других рудников, а железо Тагильских заводов дает сталь высшего достоинства, нежели железо Златоустовских». И в примечании он добавляет: «…из сего следует, что если производство литой стали водворено будет на Тагильских г. Демидова заводах, то оно возьмет перевес против Златоустовских заводов».

Аносов получал литую сталь из обсечков железа с прибавлением даже некоторого количества стальных обсечков. Обезуглероживание чугуна и превращение его в железо попрежнему производилось в кричных горнах. Но так было только на первых порах.

Освоив процесс получения литой стали из железа, Аносов постепенно стал менять состав шихты[19], которую клал в тигли.

В 1833 году Аносов провел серию опытов и убедился, что вполне возможно получать доброкачественную сталь путем сплавления чугуна с железом с прибавлением флюса с окалиной[20].

А еще через несколько лет — в 1837 году — Аносову удалось тем же путем переделать чугун в сталь уже без прибавления железа.

18

Между тем при непосредственном прикосновении железа и угля процесс цементования длился много дней. Бадаев погружал железо в печи-ящики, переслаивал железо с угольным мусором, после чего разводил в топке огонь, поддерживая жар в течение восьми-двенадцати суток.

19

Смеси материалов.

20

Флюс — плавень; окалина — окисел, образующийся на поверхности раскаленного металла.