Михаил Лесников - Бессемер

• Название: Бессемер
• Автор: Михаил Лесников
• Издательство: Журнально-газетное объединение
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1934

Биографический роман об английском изобретателе Генри Бессемере (1813-1898).

---

Около 1830 года в Даулесе было 12 доменных печей, дающих до ста тонн чугуна в неделю каждая, что составляло около 60 тысяч тонн чугуна в год. На редком заводе можно было встретить такие гигантские печи, как в Даулесе, вышиною в 52 фута (15,8 метра) и 18 футов (5,5 метра) в распаре. Во всей Англии только три печи были больше даулесовских: это на Плимутском заводе, построившем их высотою в целых 62 фута (18,6 метра), 19 футов (5,7 метра) в распаре и с недельной выплавкой в 120 тонн.

Заметим кстати, что две таких печи, поставленные одна на другую, едва достигли бы высоты магнитогорской домны, а полусотня их выплавляла меньше чугуна, чем она одна.

В 1848 году 18 даулесовских домен давали около ста тысяч тонн чугуна в год, 1900 тонн в неделю, т. е. на домну приходилось в среднем около 105 тонн. По числу доменных печей, по размерам общей продукции Даулес оставлял далеко за собой все другие заводы Великобритании. Только шотландский завод Гартшерри с 16 домнами и 96 тыс. тонн годовой выплавки чугуна мог бы еще потягаться с Даулесом.

Топография Южного Уэльса, пересеченного узкими и глубокими долинами, давала возможность очень удобно располагать металлургические заводы. Доменные печи ставились обыкновенно в самой низменной части долины и одной своей стороной были прислонены к склону холмов, окаймлявших долину. Так было и в Даулесе. Только 4 доменных печи его стояли отдельно, а остальные 14 домен были соединены общей платформой на уровне колошников. Такое расположение чрезвычайно облегчало подвозку каменного угля и руды для загрузки доменных печей.

«Уголь подвозится по железным дорогам лошадьми или паровозами к наклонным плоскостям и по ним уже спускается к заводу, — доносил в 1853 году штабс-капитан Грамматчиков 4-й. — В Даулесе для этой цели 18 локомотивов, из которых 9 находится в постоянной работе».

Лет пятнадцать назад, в конце тридцатых годов лошадь еще очень успешно конкурировала с паровозом. Свою победу над ней тогдашний паровоз одержал не в силу каких-либо своих технических преимуществ, а только благодаря исключительной дешевизне каменного угля в Южном Уэльсе.

«Здесь мелкий каменный уголь, — доносил майор Гурьев в 1839 году, — не имеет никакой ценности и потому почли наивыгоднейшим перевозить каменный уголь в город и металлургические заведения от рудников старыми паровозами и заменить тем лошадей».

«Паровоз, как я сам видел, влачит от семи до восьми вагонов, наполненных каменным углем, но движется впрочем очень медленно и не скорее тихого человеческого хода».

Выше доменных печей, на холмах, были расположены печи для обжига руд, откуда руда с углем спускалась в доменные печи прямо по наклонным плоскостям.

Почти весь выплавляемый чугун перерабатывался в Даулесе, как впрочем и на других заводах Уэльса, в железо. Чугунных отливок делали сравнительно мало. Чугун по выходе из домны отбеливался или, иначе говоря, «рафинировался». В Даулесе было 18 таких рафинировочных горнов, перед каждой доменной печью по одному.

Пудлинговое производство было поставлено в Даулесе в очень широком масштабе и все время развивалось. По отчетам русских инженеров нетрудно себе представить общий внешний вид большого пудлингового цеха того времени. «Как в Англии, так и Шотландии пудлинговые фабрики ничто иное, как род сарая или навеса, открытого с двух или со всех четырех сторон. В первом случае два короткие фаса здания забраны стенами. Эта система постройки употребляется во всех заводах Англии и Шотландии. Крыши на легких железных стропилах крыты железом и поддерживаются с открытых сторон чугунными колоннами». Над крышей возвышался целый лес труб около сорока футов в высоту. Пудлинговые печи стояли в крайних пролетах, иногда по две вместе и в один или два длинных ряда, средняя часть мастерской была занята механическим оборудованием. В Даулесе в конце сороковых годов было 100 пудлинговых и 60 сварочных печей, к концу пятидесятых годов стало 142 пудлинговых и 68 сварочных печей. В прокатном цехе завода стояло 9 прокатных станов для прокатки рельсов и торговых сортов железа, приводимых в движение паровыми машинами.

В конце сороковых и начале пятидесятых годов даровая машина почти всюду уже господствует на металлургических заводах. Требования к мощности машины уже настолько возросли, что водяное колесо могло их более или менее удовлетворять только при исключительно благоприятных условиях и даже в гористом, имеющем быстрые речки и потоки Южном Уэльсе водяное колесо встречалось очень редко. Как чудо гидротехники конца XVIII века на заводе Сайфарта сохранилось и исправно действовало огромное колесо в 52 фута (около 15,5 метра) диаметром и с шириной лопаток в 7 футов (2,10 метра). Оно было отлито из чугуна и весило 100 тонн. Колесо это в конце сороковых годов приводило в движение часть прокатных станов. Но и в Сайфарте главным двигателем была паровая машина.

На Даулесовском заводе применялась только паровая энергия, общая мощность двигателей составляла около 5 тысяч лошадиных сил (4 989 л. с.), из них большая доля — 2 тысячи л. с. — приходилась на воздуходувные машины, около 1 1/2 тысячи л. с. на кузницы и прокатный цех и остальные 1 1/2 тысячи на копи, рудники и транспорт.

По записям русских наблюдателей на одну домну в Даулесе требовалась мощность воздуходувной машины в 40—45 л. с. Это был уже значительный шаг вперед: в тридцатых годах на одну печь считали 25—30 л. с. На один рафинировочный горн считали 10—12 лошадиных сил.

В пятидесятых годах в Даулесе была намечена постройка новых домен, гораздо больших размеров против существующих (домна, построенная в конце пятидесятых годов, давала уже до 400 тонн чугуна в неделю). Необходимо было усилить энергетическую базу завода. В 1851 году была поставлена новая воздуходувка, громадных по тому времени размеров. Ее воздуходувный цилиндр имел диаметр в 3,6 метра и такой же ход поршня, а паровой цилиндр — диаметр в 1,4 метра и ход поршня почти в 4 метра (3 962 мм). Грандиозное сооружение, построенное по системе Болтона и Уатта, то есть с коромыслом — англичане упорно держались этой системы — давало мощность в 650 л. с.

Таково было оборудование и энергетика Даулеса, этого крупнейшего в мире металлургического завода.

Что же он производил? Завод выплавлял в неделю около 1 900 тонн чугуна, чугунных отливок делал очень мало, а почти весь чугун перерабатывал в железо, изготовляя из него около 1 600 тонн проката, в том числе около 500 тонн рельсов, затем «пласты»[8] для железных судов, паровых котлов и полосовое и мелкосортное железо.

Таковы были максимальные производственные достижения металлургической техники начала пятидесятых годов.

Как же велось производство?

Из тех длинных и извилистых путей, по которым проходит черный металл в своем превращении из бесформенной массы руды в готовое металлическое изделие, мы пройдем лишь по тем участкам, с которых Бессемер так круто повернул металлургическую технику на новые пути.

От момента выпуска чугуна из доменной печи до момента захвата прокатными валками железного пакета — вот тот отрезок, где новый процесс сменил старую технику. Какова же была эта старая добессемеровская техника передела чугуна в железо и сталь в пору ее полного расцвета.

Отбеливание или рафинировка чугуна, пудлингование, обжим криц, прокатка или проковка их, нагрев, сварка и вторичная прокатка (иногда эта операция повторялась несколько раз), — вот стадии получения ковкого черного металла, так называемого сварочного железа, годного для дальнейшей горячей и холодной обработки.

Чугуны Южного Уэльса содержали много примесей и для выработки хороших сортов железа требовали предварительной переплавки — «отбелки» или «рафинировки» в так называемых «отбелочных горнах». Южный Уэльс как раз и был родиной этого процесса, ставшего в некоторых районах Англии неотъемлемой частью переработки чугуна в железо. Изобретателем рафинирования, то есть получения из чугуна промежуточного продукта — файнметалла (finemetal), служащего сырьем для пудлингования, считается один из первых крупных заводчиков Южного Уэльса, Гомфрей, в свое время так бессовестно ограбивший изобретателя пудлингования Корта. В первом десятилетии XIX века эта рафинировка чугуна применялась уже всюду в Южном Уэльсе. Стоит сказать несколько слов об этом процессе, так как его техника и принципы сыграли, как мы видели, некоторую роль в развитии бессемеровского изобретения. Бессемер в некоторые моменты работы над своим процессом пытался их использовать и развить.

Рафинировка состояла в переплавке чугуна в горне под сильной струей воздуха, которая направлялась на поверхность расплавленного металла, покрытого слоем расплавленного шлака. Чугун освобождался от части примесей и несколько обезуглероживался.

Горн представлял собою углубление, выложенное полыми чугунными плитами, через которые для охлаждения пропускалась вода. Воздух вдувался через несколько фурм (в Даулесе 4 фурмы), направленных наклонно вниз на поверхность чугуна. В горн накладывался слой шлака с коксом, затем чугунные чушки, которые покрывались грудой кокса. Разжегши горн, пускали дутье. Расплавленный чугун собирался на дне. В Даулесе было введено некоторое усовершенствование: чугун выпускался в горн прямо из домны в расплавленном виде. Это значительно ускоряло процесс (один час вместо двух) и экономилось топливо. Металл затем выпускали в канавку, где он застывал в виде плиты, шириною около 60 сантиметров (2 фута) и толщиною в 6—7 сантиметров (2,5 дюйма). Затем его быстро охлаждали водой, чтобы легче можно было разбить на куски (около 30 сантиметров в квадрате). Процесс велся круглые сутки непрерывно. Рафинировочные горны отличались большой производительностью. В Даулесе например в одном горне переплавляли до 27 тонн чугуна в сутки, значительно больше суточной выплавки домны.