Металлургия на рубеже xviii-xix вв.
Особую роль в развитии отечественного железоделательного производства сыграл Петр I, который по праву считается одним из основоположников русской металлургии. По его указам были построены первые на Урале Невьянский и Каменский казенные заводы (1701 г.) (если не считать Ни-цинского завода, построенного на р. Нице в 1631 г., судьба которого осталась неизвестной). В 1703 г. был пущен Алапаевский завод. Строительством этих заводов было положено начало освоению нового Уральского железорудного района.
Впоследствии усилиями Петра I железоделательное производство было организовано и развито на обширной территории всего Урала. Петр нашел талантливого предпринимателя и организатора производства Никиту Демидова, привлек его к проекту создания Уральского железорудного района.
Демидов при царской поддержке привел в образцовый порядок переданный ему в 1702 г. Невьянский завод и в сравнительно короткий срок построил Шуралинский (1716 г.), Верхнетагильский, Быньговский (1718г.), Выйский (1721 г.), Нижнетагильский (1725 г.), Шайтанский (1732 г.) заводы. В 1734г. на Урале насчитывалось уже 30 действующих заводов.
В течение всего XVIII в. производство металла на Урале непрерывно росло. Богатые железные руды, обилие лесов, дешевый труд крепостных — все это позволило России именно благодаря металлургии Урала выйти на первое место в мире по производству черных металлов, заметная часть которых экспортировалась. Максимальный экспорт черных металлов из России относится к 1798 г. (47 тыс. т). В тот период Россия была крупнейшим экспортером черных металлов в мире.
С металлургией Урала того времени связаны также имена В. И. Татищева и В. И. Геннина. Приглашенный Петром I специалист в области горного дела голландец Георг Вильгельм де Геннин (в русской истории известен как В. И. Геннин) сыграл важную роль вначале в организации работы Олонецких литейных заводов (Карелия), снабжавших русскую армию во время войны со шведами. Затем он служил в качестве главного директора сибирских заводов. Историк, философ, видный государственный деятель XVIII в. В. И. Татищев в течение многих лет успешно управлял казенными (государственными) заводами Урала. Считается, что Татищев в 1721-1723 гг. основал, а Геннин построил город Екатеринбург. По инициативе Татищева в этом городе открыто первое на Урале Горное училище.
Геннин расширил Петровский, Алексеевский, Повенецкий и Вичков-ский казенные заводы, построенные по указам Петра I в 1701—1703 гг. вместо первых заводов олонецкой группы —Устьрецкого и Петрозерского, закрытых в начале войны со шведами. В 1721 г. Геннин руководил постройкой Сестрорецкого завода, а в 1722 г. ему было поручено управление уральскими казенными заводами. В дальнейшем им были построены уральские заводы: Верх-Исетский (1723г.), Си-нячихинский (1727г.) и Сысертский (1732г.).
Еще более плодотворной оказалась деятельность преемника Геннина — В. Н. Татищева, который за короткий срок, в течение трех лет, значительно приумножил число уральских заводов. В 1734 г. к приезду Татищева на Урале действовало 30 заводов, в том числе 11 казенных и 14 демидовских. В 1737 г. на Урале уже работало более 40 заводов и 36 заводов строились или были запроектированы. За это время была построена гороблагодатская группа заводов — Туринский, Куш-винский, Баранчинский. Позднее были пущены Серебрянский завод на западном склоне Урала, Боткинский и Ижевский заводы в Приуралье.
Быстрому развитию металлургии в этот период способствовало и привлечение частного капитала. За 9 лет, с 1754 по 1763г., только на Урале возникло 42 частных металлургических завода, в том числе Златоустовский и Симский (1757г.), Тирлянский (1759г.), Белорецкий (1762 г.).
Точных данных о годовой выплавке черных металлов за это время нет. Достоверные сведения относятся к 1767 г., когда было выплавлено около 83000т чугуна. Имеются ориентировочные данные, из которых можно заключить, что в 1793 г. было выплавлено 134 000 т чугуна и 89 760 т железа и стали.
До второй половины XIX в. в России основная доля производимых железа и стали поступала именно с уральских заводов. На Урале проводил свои исследования и знаменитый наш металлург П. П. Аносов. Около 40 лет работал на Урале крупный специалист в области производства рельсов и один из авторов так называемого «русского бессемерования» К. П. Поленов. На Урале длительное время работал и создавал свою теорию конструирования металлургических печей В. Е. Грум-Гржимайло — один из первых русских авторов учебника по производству стали.
ОСВОЕНИЕ ЮЖНОГО
ЖЕЛЕЗОРУДНОГО РАЙОНА
Заметное изменение социально-экономической ситуации в России произошло благодаря реформам Александра II (с его именем связаны освобождение крестьян от крепостного права, реформа системы образования и др.). В России появилось больше свободных и грамотных людей.
С отменой крепостной зависимости в 1861 г. началось и техническое перевооружение металлургической промышленности. Водяные колеса стали заменяться паровыми машинами и электромоторами. В доменном производстве появились горячее дутье и минеральное горючее, в сталеплавильном производстве началось освоение новых высокопроизводительных способов получения литой стали — бессемеровского и мартеновского. Средний прирост выплавки стали за 30 лет, с 1870 по 1900г., составлял 31 % в год.
Вторая половина XIX в. ознаменовалась бурным развитием южной металлургии. Попытки освоения южного железнорудого района начались с постройки Луганского (1795 г.), Керченского (1845 г.), Бахмутского (1858 г.) и Лисичанского казенных заводов, но действительными основателями южной металлургии являются русский капиталист Пастухов, построивший Сулинский завод (1870г.), и акционерная компания «Новороссийское общество», построившая Юзовский завод (1871 г.).
После открытия Криворожского бассейна появились заводы: Александровский, ныне завод им. Петровского (1887 г.), Днепровский (1889 г.), Друж-ковский, Таганрогский, Донецко-Юрьевский, Петровский (1895 г.), Никополь-Мариупольский (1896г.), Макеевский (1897г.), Керченский (1898 г.) и др.
Несколько позже были пущены заводы в центральном районе России.
Бурный рост промышленности неизбежно привел к увеличению числа технических специалистов в области горного дела и металлургии.'Вначале это были выпускники университетов и учебных заведений Петербурга и приезжие специалисты из-за рубежа; впоследствии появились специальные учебные заведения в Екатеринославе, Томске, Киеве, Варшаве. Российские специалисты постепенно начали «вытеснять» иностранцев, успешно решая многие технические проблемы самостоятельно.
В 1894 году на Александровском заводе в Екатеринославе братьями Ю. М. и Л. М. Горяиновыми была разработана технология рационального использования жидкого передельного чугуна при производстве стали в основном мартеновском процессе путем заливки жидкого чугуна на предварительно нагретые руду и известняк. Процесс получил название рудного процесса (или процесса братьев Горяиновых).
В 1876 г. на Нижнесалдинском заводе на Урале была разработана технология, получившая название «русское бессемерование».
Наш виднейший металлург В. Е. Грум-Гржимайло в своих воспоминаниях пишет, что на этом заводе использовали весьма распространенную в то время технологию, при которой чугун расплавляли в пламенной регенеративной печи и затем заливали в бессемеровский конвертер. Для нормального проведения операции продувки в конвертере принято было заливать чугун, содержащий не менее 2 % Si. На одной из плавок обстоятельства сложились так, что плавка в печи затянулась, вследствие чего значительная часть кремния окислилась и в конвертер попал чугун с низким содержанием кремния. Несмотря на это, продувка в конвертере прошла нормально и полученная сталь была высокого качества. Заводом в то время управлял известный металлург К. П. Поленов. Он обратил внимание на необычно хороший результат этой «ненормальной» плавки, на то, что «холодный» химически (с малым содержанием кремния) чугун был перегрет, т. е. был «физически горячим».
В результате после проведения еще нескольких аналогичных опытных плавок им была разработана технология русского бессемерования с использованием малокремнистого чугуна, имеющего высокую температуру. Эта технология оказалась экономически выгодной и использовалась на ряде заводов (в том числе на Обуховском в Санкт-Петербурге). Важно подчеркнуть творческое отношение к делу К. П. Поленова, его инженерное чутье. Казалось бы, единичный факт «нарушения» технологии, но с хорошим результатом — и Поленов исследует его (в то время это было одно из немногих исследований металлургического процесса) и доводит дело до широкого внедрения.
Южная металлургия с ее крупными металлургическими заводами обеспечивала развитие народного хозяйства России вплоть до начала первой мировой войны, когда производство стали в России достигло 4,25 млн. т (пятое место в мире после США, Германии, Англии и Франции).
Условно металлургические предприятия того времени можно разделить на три группы: а) сравнительно современные по технике и технологии заводы Юга; б) старые уральские заводы: Алапаевский, Нижнетагильский, Верх-Исетский, Златоустовский, Белорецкий, Лысьвенский, Выксунс-кий, Чусовской, Надеждинский (ныне г. Серов) и др. и в) заводы в крупных промышленных центрах, использующие металлоотходы местных промышленных предприятий (в Петербурге, Москве, Н. Новгороде, Царицыне и др.).