«Принцы» и «нищие» в царстве минералов

Революция в сталеплавильном производстве произошла в 1864 г., когда отец и сын Пьер и Эмиль Мартены использовали для получения стали регенеративную газовую печь. В ней благодаря подогреву газа и воздуха в камерах с огнеупорной насадкой достигалась такая температура, что сталь в ванне печи переходила в жидкое состояние. Ее можно было заливать в ковши и формы, изготовлять слитки и прокатывать их в рельсы, балки, строительные профили, листы. Кроме того, появилась возможность использовать громадные количества лома, скопившегося на металлургических и машиностроительных заводах.

Последнее обстоятельство сыграло очень важную роль в становлении нового процесса. В начале XX в. мартеновские печи почти полностью вытеснили бессемеровские и томасовские конвертеры, которые хотя и потребляли лом, но в малых количествах.

Температура в мартеновской печи достигает 1700–1800 °C, а в фокусе горения до 2000 °C. Более низкое качество конвертерной стали объясняется растворением в пей азота воздуха. Новую жизнь в конвертерный процесс вдохнуло кислородное дутье.

Опыты были впервые проведены в 1945 г. на московском заводе «Динамо». В 1956 г. на выплавку стали на чистом кислородном дутье перешел конвертерный цех металлургического завода имени Петровского. А в начале 1958 г. вступил в строй самый крупный цех такого типа на заводе «Криворожсталь».

Кислород подается через трубку, опущенную в металл сверху. В месте соприкосновения кислорода и металла температура поднимается до 3000 °C. При такой температуре плавятся самые тугоплавкие металлы.

Идеальным было бы такое ведение процесса, в котором не участвовали бы ни воздух, ни газы горения топлива. Только варьируя добавками, шлаками, примесями, можно сварить сталь точно заданного состава. И такой процесс существует. Это — электроплавка.

В печь загружают шихту. Включаются и опускаются графитовые электроды. В пламени электрических разрядов температура достигает 4000 °C. Шихта плавится, струйки металла стекают и накапливаются на подине. И вот электроды уже коснулись жидкого металла. Во время плавки сталевары добавляют в электропечь известь и другие флюсы, наводя первый шлак. В него начинает переходить из расплавленного металла фосфор. Затем они обеспечивают удаление из металла водорода, азота и неметаллических включений. И первый шлак удаляют. Для образования нового шлака в печь снова добавляют известь.

В результате всех манипуляций, длящихся около шести часов, получается сталь, какую нельзя получить никаким другим известным способом. Она содержит предельно малое количество фосфора и серы, очень немного неметаллических включений и точно заданные количества нужных добавок.

Русское железо

Почти два с половиной столетия назад по замыслу Петра I встал город Екатеринбург у Каменного Пояса, на границе Европы и Азии, чтобы помочь молодой державе строить военный и торговый флот, вооружить армию, выйти из зависимости от иноземных государств. Трудно назвать другой город, где с первых дней существования возникло бы такое обилие ремесел. Появилась армия умельцев: рудознатцев, кузнецов, углекопов, камнерезов, «плавильных» мастеров.

На севере Урала, за стеной леса — город Невьянск. Когда-то сюда приехал родоначальник фамилии Демидовых, «усовершитель и распространитель» заводов на Урале. Первый уральский чугун получен в Невьянске. Завод некоторое время преуспевал, но потом сжег вокруг себя все леса, остался без топлива и захирел. От старого завода осталась лишь знаменитая «падающая» башня, с которой связано много мрачных преданий.

Нижний Тагил Демидовы называли своей «северной столицей». Царская грамота, которую получил от Петра I предприимчивый тульский кузнец Никита Демидов, явилась ключом к сокровищам Уральского хребта. Почти двести лет владычествовала в «горном гнезде» эта династия. Ей принадлежало около миллиона десятин лучшей земли, 11 заводов, более 100 приисков, угольные копи, рудники, железные дороги.

Благодаря стараниям талантливых уральских мастеров Нижнетагильский завод быстро набирал силу. Через десять лет после основания он занял первое место в мире по производству чугуна. Великобритания и США охотно покупали железо, выплавленное из магнитной руды горы Высокой: оно отличалось чистотой, податливой мягкостью и гибкостью.

Думая о судьбе Тагила, Мамин-Сибиряк предполагал, что уже недалеко то время, когда этот завод «сделается русским Бирмингемом». Однако бешеная погоня заводчиков за прибылью, их нежелание сколько-нибудь совершенствовать производство постепенно привели промышленность города к полному застою. Известный русский металлург М. А. Павлов, совершивший в конце XIX в. поездку по уральским заводам, был поражен тем, что во всем Тагильском округе встретил лишь одного инженера. Это был его товарищ по институту В. Е. Грум-Гржимайло.