Аносов
Шрифт:
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
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.
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.
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 двапроцесса, 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] .
19
Смеси материалов.
20
Флюс— плавень; окалина— окисел, образующийся на поверхности раскаленного металла.
А еще через несколько лет — в 1837 году — Аносову удалось тем же путем переделать чугун в сталь уже без прибавления железа.
Так была решена проблема, в которую упиралось развитие машинного способа производства.
Методы изготовления стали, применявшиеся до Аносова, могли обеспечить самые ограниченные потребности в этом материале. Аносов заложил начало новой эры стали.
«По материалу, из которого люди создавали основные орудия производства, — пишет академик И. П. Бардин, — принято разграничивать эпохи истории человечества: каменный век, бронзовый век, железный век. Качеством материалов во многом определялись характер орудия производства и пути развития техники.
«Дайте мне точку опоры, и я поверну земной шар», — говорил Архимед, подчеркивая значение рычага.
Как точка опоры для рычага, так материал для строителя определяет его производственные возможности» 29.
Такой универсальный материал дал миру великий сын русского народа Павел Петрович Аносов.
Мировое производство стали в настоящее время превышает 200 миллионов тонн в год. В основе большинства применяемых и поныне методов производства стали лежат способы окисления чугуна, которые открыл и разработал П. П. Аносов.