Михаил Лесников - Бессемер

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.

Рафинировочный горн. Вид спереди и план. A — рабочее пространство — горн; F — фурмы.

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.

Плиты рафинированного чугуна — «файнметалла» — являлись лишь промежуточным продуктом, которому предстояло пройти еще длинный ряд различных операций, прежде чем стать готовым изделием. Прежде всего его нужно было переработать в ковкое железо. Длинные ряды пудлинговых печей и были тем орудием, где совершалось это превращение. Размеры печи не всегда удавалось узнавать посторонним наблюдателям, заводчики держали их почему-то в секрете. Печи с подом длиною в 6 футов (ок. 1,8 м) и шириною в 4 (ок. 1,2 м) и высотою свода в 4 фута были повидимому своего рода стандартными для Уэльса. Садка в 12–15 пудов (200–250 килограммов) тоже была наиболее распространенной.

Пудлинговая печь 50-х годов XIX века. Вертикальный разрез. A — большой порог, отделяющий топку от пода; a — малый порог, отделяющий под от дымохода; bb — каналы из чугунных досок; C — топочное пространство; g — колосники; m — руда или известняки, образующие стенки пода; p — рабочая дверь; S — под; t — топочное отверстие; V — свод из огнеупорного кирпича.

Со времени Корта пудлингование подверглось некоторым техническим усовершенствованиям. Важнейшими из них были введение в 1819 году чугунных подовых плит, набойки пода из окислов железа (руды и окалины) и ведение процесса пудлингования с сильно окислительными железистыми шлаками железа. Но основы техники остались неизменными, остался неизменным и каторжный труд пудлинговщика. Последнего русские наблюдатели, да и не они одни, старались не замечать, хотя и оставили нам немало весьма точных описаний техники процесса. Вот одно из таких описаний. Язык его несколько суконный, как и надлежит ему быть в рапорте начальству, но да простит читатель за это автора его, майора Гурьева 1-го.