Уральские умельцы
Над рекой Тагил, у горного склона издавна стояли сыродутные горны, в которых вогулы получали сварочное железо из руды горы Высокой. Демидов потом занял это обжитое место и оно еще долгие годы называлось Вогульскими кузницами. Здесь ковали лошадей, чинили телеги и сани, делали ломы, лопаты и прочную утварь, необходимую при постройке первого в округе Выйского медеплавильного, а за ним и Нижнетагильского железоделательного заводов.
Да, сначала ремесленники пользовались огарочным железом для изготовления орудий труда и оружия. При этом получали лишь тестообразную размягченную массу - крицу, в которой оставался шлак. Проковкой крицы его удавалось частично удалить. Сварочный металл удовлетворял первые потребности человека.
Однако развивающиеся и вновь возникающие ремесла уже в древности требовали более прочного металла, чем сварочное железо. Для всех режущих орудий труда (кос, серпов, ножей), для холодного оружия и ряда инструментов нужен был металл, который обрабатывался бы доступными тогда средствами, но изделия из которого были бы прочными, с острой режущей кромкой. Этим условиям удовлетворяла углеродистая сталь, из нее ковкой сравнительно легко можно получить необходимые изделия.
Наиболее распространенным в России был способ получения уклада - сырцовой стали, которую производили из крицы сварочного железа. При нагреве крицы в раскаленном древесном угле поверхность металла науглероживалась. В процессе охлаждения водой или снегом сталистый слой закаливался, становился хрупким и при ударе легко отделялся. Операцию повторяли до полного превращения крицы в листки. Самые крупные листки укладывали на раскаленные угли (отсюда название способа - уклад) и нагревали до сварки. Раскаленная масса приобретала плотное строение. Из уклада приготовляли холодное оружие, серпы и т.д.
В первой половине XVIII века появились еще два способа производства углеродистой стали: цементация железа и тигельная плавка. Особенно много производилось цементованной стали на Урале. Так, в 1800 году на Нижне-Исетском заводе велось строительство фабрики для прокатки цементованной стали, а уже в следующем году там изготовили ее 1467 пудов. Цементовали железо и на Верх-Исетском, Невьянском, Каслинском, Алапаевском, Пожевском, Катав-Ивановском, Ревдинском и других уральских заводах.
В 1799-1901 гг. на Камском заводе для выделки новых и починки "старых пушечных сверл, резцов, брусков и протчего употреблялась сталь, покупаемая на Нижнетагильских заводах".1
Мастеровой Антроп Кетов, один из специалистов сталеварения на Нижнетуринском казенном заводе, предложил способ изготовления качественной стали из уклада "через простое варение или накаливание с углем" в особой печи, имеющей вид разрезанного по длине цилиндра. Затем здесь дело продвинул значительно вперед Л.Я. Симбирцев, прибывший из Нижнего Тагила и обучивший новому способу в Нижней Туре Демида Крохалева. Позже на этом же заводе усовершенствовал производство стали тагильчанин Андрей Субботин, передававший свое мастерство тому же Крохалеву..
Сталевар Нижнетагильского завода Лев Яковлевич Симбирцев происходил из семьи молотового мастера. Он создал печь для непрерывного процесса цементации. "Его способ и средства получать сталь состояли в процементовании железа (и даже чугуна - Н.М.), цементом... в печи, по наружному виду подобной ныне (1820 г. - Н.М.), употребляемой при сем (Нижнетуринском - Н.М.) заводе, по внутреннее ее устройство было совершенно отлично...". "Сталь Симбирцева, вынутая из печи, имела "пузырчатый вид... и крупноблестящую, но не во всей массе ровную сыпь, которая при ковании превращается в мелкозернистую...".
Знаменитая марка уральского железа "Старый соболь" особенно славилась в XVIII - золотом веке русской металлургии, когда Россия занимала первое место в мире по производству металла, обогнав Англию и Швецию. В России же главной металлургической базой являлся Урал. В середине XVIII столетия здесь производилось до двух третей всего металла страны.
Немалую роль в достижениях уральских заводов сыграла деятельность выдающихся горных инженеров-металлургов. П.П. Аносов много лет потратил на исследование тигельного процесса, раскрыв секрет выплавки булатной стали (1833). П.М. Обухов нашел способ массового получения литой стали и в 1860 г. в Златоусте отлил первую русскую стальную пушку. К.П. Поленов разработал вариант бессемерования, теоретическое обоснование которому дал В.Е. Грум-Гржимайло, начинавший свою заводскую деятельность на Нижнетагильских заводах.
Из большой династии Макаровых, связанных с Нижнетагильскими заводами, наиболее заметный след оставил талантливый механик и металлург Иван Федорович Макаров (1793-1844).
С 1811 г. началась служба И.Ф. Макарова на тагильских заводах в разных должностях. Был приказчиком Нижне-Тагильского завода, а в 1833 г. стал временным управляющим Салдинских заводов. Вместе с механиками Черепановыми принимал активное участие в реконструкции Тагильского завода, в развитии механического производства. С именем Макарова связан ряд усовершенствований в доменном и кричном производствах. Для наблюдения поступающего жара в печи он создал прибор "Духомер", установив его в сопло печи, а также - специальный подъемник для руды и угля на доменной печи, напоминающий современный скиповой.
И.Ф. Макарова командировали для изучения технологии изготовления стальных кос в Вену и Златоуст (1836). Оттуда он сообщал, что в 1835 г. представлял образцы литого железа, которое "превращается в сталь", т.е. он, независимо от Аносова, освоил получение литого металла. Еще в начале 1830 гг. Макаров построил по своему проекту печь, в которой железо производилось не кричным или пудлинговым процессом, а путем ряда "особых переходов из чугуна": расплавлением и обезуглероживанием. За усовершенствование косного производства в 1840 г. И.Ф. Макаров был освобожден от крепостной зависимости.
Значителен вклад уральских мастеров в развитие прокатки железа. Полосы и шины получали на Урале на прокатных станах, известных под названием плющильных машин. Они, имевшие гладкие валки, были введены на Екатеринбургском заводе в 1723 г. Более сложные валки с калиброванными ручьями применялись на уральских заводах еще до 1756 г. Первый листопрокатный стан был установлен в 1782 г. на Чермозском заводе, почти одновременно с появлением оборудования подобного типа в Англии. К концу века такие же листопрокатные станы имели Сылвенский и Невьянский, заводы на Урале.
Успешные опыты проката рельсов проводились на Нижнетагильских заводах Демидова и Чермозском заводе Лазарева. В первом случае к делу был причастен служащий Салдинских горных заводов Яким Семенович Колногоров. Выбившийся из цеховых "рассылок", этот крепостной самородок вошел в верхушку заводской администрации, а под конец жизни занимал должность помощника управляющего Тагильскими заводами по технической части. Недюжинная природная даровитость, неутомимая энергия позволили этому самоучке внести немало технических новшеств, особенно в совершенствование пудлингования и создание рельсопрокатного производства.
Первые рельсы из тагильского металла были прокатаны на Выксунском заводе. Зная состояние тагильских заводов и нежелание А.Н. Демидова заниматься у себя прокаткой рельсов выксунский заводчик И.Д. Шепелев предложил тагильчанам начать совместное производство рельсов. Демидов принял предложение, в июне 1843 г. сделка между заводчиками состоялась.
В навигацию 1844 г. в Выксу по рекам Чусовой, Каме, Волге и Оке поплыли коломенки с тагильским чугуном - его отправили свыше 160 тыс. пудов. А вскоре туда же прибыл "на передел чугуна в рельсы и для изучения пудлингового и рельсового дела надзиратель Нижне-Салдинского завода Я. Колногоров. Вместе с ним было семь рабочих и один установщик".
Вскоре Выксунская контора, опасаясь, что выделка рельсов нанесет им большие убытки, под разными предлогами начала уклоняться от нового производства. Позже тагильский чугун перерабатывался в полосное и сортовое железо. Прокаткой его руководили тоже тагильские мастеровые.
Тагильчанам пришлось налаживать собственное производство рельсов. В апреле 1848 г. в Нижней Салде пустили две пудлинговые, сварочные и сушильные печи. Началось производство пудлингового железа на Тагильских заводах, что вскоре положило основание рельсопрокатному делу.
В 1854 г. заводовладельцы решились поставлять рельсы для Петербургско-Варшавской железной дороги. В октябре того же года Я.С. Колногоров выехал в Петербург для личного объяснения с Демидовым о возможности принятия заказа на поставку рельсов и налаживания самого производства. По приезде в Нижнюю Салду рельсопрокатчик сразу занялся капитальными работами по рельсовому производству. Были перестроены пудлинговые и сварочные печи, построены новые. Реконструировали катальные машины и поставили два новых стана. Появились механические устройства: пилы для отрезки концов рельсов, восемь прессов для правки рельсов. Установи и вновь три паровых машины.
В 1855 г. Тагильские заводы начали систематический прокат рельсов для отечественных железных дорог. Для Петербургско-Варшавской железной дороги рельсы подрядились сделать наследники Демидова (1200 тыс. пудов) и наследники Яковлева (1500 тыс. пудов). К 1856 г. с заводов Яковлева были доставлены образцы рельсов по качеству выше английских и "вполне всем требованиям соответствующие".
Спустя десять лет после начала рельсового производства на Тагильских заводах побывал там литератор и врач Н.А. Белоголовый. В путевом очерке он писал об осмотре Нижне-Салдинского завода, "который весьма любопытен потому, что это единственный завод у нас, который приготовляет рельсы в России". Далее он отмечал, что производство рельсов так совершенно, что Николаевская дорога их почти не бракует.
Нижнетагильские заводы всегда занимали заметное место в ряду уральских предприятий. Их мастера-новаторы постоянно вносили свой вклад в техническое развитие железоделательной промышленности.
Н. МЕЗЕНИН.
-------------
1 Эта и все последующие цитаты взяты из книги А.Г. Козлова "Творцы науки и техники на Урале". Свердловск, 1981 год.
Литература: Газета "Тагильский рабочий" от 12.01.1982.