Первую четверть XIX столетия в России также принято связывать с началом стального века. Однако в силу специфических условий развития отечественной металлургии и оборонной промышленности того периода особое внимание российские мастера уделяли получению цементированной и тигельной стали{532}. Следует признать, что данная технология получения углеродистых сталей развивалась вполне динамично. Например, уже в 1801 г. на Нижне-Исетском заводе методом цементирования было изготовлено 1467 пудов такого металла. В 1808 г. крепостной мастер С.И. Бадаев успешно внедрил производство цементированной и тигельной стали сначала на Петербургском заводе хирургических инструментов, а затем и на Боткинском заводе. Решением специальной комиссии русский мастер был награжден золотой медалью на Владимирской ленте{533}.
Существенную роль в изучении металлургических процессов, а особенно, тонкостей тигельного способа производства стали, сыграли работы знаменитого русского металлурга П.П. Аносова{534}. За восемь лет он прошел путь от смотрителя отделения до управителя оружейной фабрики. Русский металлург настойчиво и кропотливо изучал и совершенствовал технологические процессы, задействованные на Златоустовском заводе. В 1831 г., вступив в должность начальника заводов всего Златоустовского горного округа, П.П. Аносов с особой энергией занялся исследованием качества и способов производства литой стали. Он убедительно доказал преимущества этого сорта металла перед другими марками стали при изготовлении холодного оружия и некоторых сельскохозяйственных орудий.
Павел Петрович Аносов (1799 1852)
Весомых результатов П.П. Аносов добился в создании технологии получения булатной углеродистой стали. Русский металлург выявил важнейшие условия образования булата и разработал технологию его выплавки и обработки{535}. Используя металлографические методы исследования (при изучении микроструктуры слитков П.П. Аносов впервые стал использовать микроскоп), он определил роль углерода как элемента, влияющего на качество выплавляемой стали. Как считают некоторые историки науки, П.П. Аносов был в числе первых специалистов, которые зародили новое направление в металлургии — планомерное изучение влияния на качество сталей различных легирующих примесей: золота, платины, марганца, хрома, алюминия, титана и некоторых других элементов. Одним из первых он доказал, что физико-химические и механические свойства стали могут быть значительно изменены и улучшены добавками некоторых легирующих элементов.
К концу 50-х гг. XIX столетия наша страна переживала заметный индустриальный подъем. Поражение России в Крымской войне 1853–1856 гг. ярко продемонстрировало, что отечественная промышленность, отставая от уровня развития ведущих европейских государств, Великобритании и Франции, не способна обеспечить армию и флот современным оружием. Беспримерный героизм русских солдат и офицеров при обороне Севастополя не смог компенсировать неэффективность устаревшего вооружения. Молодой царь Александр II был вынужден принимать срочные меры по реформированию армии и модернизации оборонной промышленности. Для развития машиностроения и военного дела было необходимо все больше и больше металла, повышались требования к его качеству. Особенно остро ощущалась нехватка высококачественной стали. На предприятиях, выполнявших военные заказы требовалось в кратчайшие сроки наладить производство литой стали в больших количествах. Эту задачу применительно к тигельному способу решил выдающийся русский металлург П.М. Обухов{536}.
П.М. Обухов, выпускник Петербургского института горных инженеров, после заграничной командировки в 1 854 г. был назначен управляющим Златоустовской оружейной фабрикой, где еще продолжали трудиться мастера, помогавшие П.П. Аносову в разработке технологии выделки литой тигельной стали. Еще несколькими годами ранее у П.М. Обухова родилось стремление восстановить научное наследие П.П. Аносова и продолжить исследования в этом направлении. Изобретатель подобрал коллектив талантливых людей с высоким уровнем мотивации, но слабая материально-техническая база не позволяла этой команде развернуться в полную силу. Несмотря на объективные трудности,
Обухов, имея опыт подбора кадров, сумел создать коллектив квалифицированных мастеров, преданных идее восстановить славу русского оружия. Определив, что при сплавлении одной цементированной или сырцовой стали получалась литая сталь различной твердости, выдающийся металлург решил прибавлять к сплаву магнитный железняк для получения требуемых механических свойств (твердость, прочность, выносливость и др.).
Павел Матвеевич Обухов (1820–1869)
В 1854 г. П.М. Обухов практически завершил исследовательские разработки, связанные с производством тигельной стали, и ее начали применять для изготовления кирас — пуленепробиваемых нагрудников. Руководимому им коллективу мастеров удалось изготовить стальную пластинку в 3/4 линии толщиной, которая выдержала все испытания, в то время как изготовлявшиеся ранее на Златоустовском заводе кирасы с большей толщиной давали до 30% брака{537}. Слава о талантливом русском металлурге и инженере докатилась до столицы Российской империи. П.М. Обухова характеризовали эпитетами «обладающий знаниями», «честный», «энергичный».
Крымская война показала, насколько устарела русская артиллерия с былой славой гладкоствольных бронзовых пушек. В феврале 1855 г. для изготовления орудийных стволов Обухов предложил использовать литую сталь. Однако только в 1860 г. для этих целей была введена в эксплуатацию Князе-Михайловская фабрика.
Артиллерийские стволы, изготовленные из литой стали, полученной по методу П.М. Обухова, превосходили все зарубежные аналоги. Стальная пушка, выдержавшая 4000 выстрелов, была отмечена золотой медалью на Всемирной Лондонской выставке в 1862 г. В 1865 г. в С.-Петербурге на основе способа, разработанного и усовершенствованного российским металлургом, был запущен Обуховский сталелитейный завод. Позднее этот метод выделки литой стали начали использовать и другие металлургические предприятия нашей страны. Это явилось зарождением сталелитейной промышленности Российского государства.
Даже с началом модернизации черной металлургии производство литой стали в России не вышло на передовые позиции в этой отрасли промышленности. Например, в 1860 г. было выработано всего около 100 тыс. пудов различных видов сталей, в то время как сварного железа и чугуна было получено 12 844 тыс. пудов. Соотношение в пользу литой стали изменилось только после создания новых способов производства.
В России первые опыты производства бессемеровской стали на уральских металлургических заводах относятся к концу 50-х гг. XIX столетия. При организации технологических процессов в промышленных масштабах русские инженеры Д.К. Чернов (Обуховский завод, 1872 г.) и почти одновременно К.П. Поленов (Нижне-Салдинский завод) пошли независимым путем и разработали особый способ передела малокремнистых чугунов в бессемеровском конвертере, получивший название русского бессемерования. Этот способ характеризовался нагревом чугуна до высоких температур либо в вагранке (Обуховский завод), либо в отражательной печи (Нижне-Салдинский завод) перед его заливкой в конвертер.