Выдающийся русский металлург П.П. Аносов и раскрытие им «тайны булата»

Просмотров: 525
Булат, Аносов

Павел Петрович Аносов родился в 1797 г. (по другим данным в 1799 г.) в Петербурге. Отец его служил секретарём Берг-коллегии, реорганизованной затем в Горный департамент министерства финансов.

Юность

В 1806 г. семья Аносова переехала в Пермь, где вскоре отец и мать умерли, а четверых малолетних детей взял на воспитание дед по матери Лев Фёдорович Сабакин — уральский механик-изобретатель.

После переезда на Урал Сабакин работал вначале на Екатеринбургском, затем на Камско-Воткинском заводах. Механик строил плотины, конструировал цилиндрические мехи, сверлильные и прокатные станы, механизмы для монетного производства, измерительные приборы, математические инструменты и т. д.

В 1803 г. он строил паровую машину для Березовских золотых промыслов, хотя довести дело до конца ему не удалось.

В последний период своей жизни (т. е. до 1813 г.) Сабакин работал на Ижевском заводе, где также занимался изобретательством.

Бескорыстный труженик, преданный лишь «механическим занятиям», Сабакин жил очень скромно, нередко в нужде. Своих внуков он воспитывал в уважении к труду и к науке.

Сабакин постарался дать своим внукам хорошее образование.

Учёба в Горном кадетском корпусе

В 1810 г. он определил близнецов Павла и Василия Аносовых в Петербургский горный кадетский корпус на «казённый кошт». Василий Аносов на следующий год умер.

Здание горного института (бывшего Горного кадетского корпуса), построенное архитектором Воронихиным в 1806-1811 гг.

Здание горного института (бывшего Горного кадетского корпуса), построенное архитектором Воронихиным в 1806-1811 гг.

В этом учебном заведении воспитанники получали широкое образование. Кроме технических и прикладных наук, там преподавались также литература, мифология, древние и западные языки. Иностранными языками учащиеся владели настолько хорошо, что могли слушать лекции на этих языках, свободно изъясняться и писать сочинения по специальности.

Много внимания уделялось практическим занятиям с использованием наглядных пособий. В распоряжении учащихся были многочис­ленные механизмы, станки, верстаки, приборы и иное необходимое оборудование. Это давало возможность производить химические и физические опыты, плавить металлы, промывать руды. Во дворе Горного корпуса была даже построена большая модель рудника с подземными ходами и выработками.

Вид Златоуста в первой трети XIX в. Литография, из альбома А. Купфера, прил. к. «Путешествию по Уралу», 1833 г.

Вид Златоуста в первой трети XIX в. Литография, из альбома А. Купфера, прил. к. «Путешествию по Уралу», 1833 г.

Кабинеты имели хорошее оборудование: богатые коллекции железных и стальных изделий, прекрасное чугунное литьё. Здесь были черкесские и турецкие сабли из настоящего восточного булата, римские мечи, минералы, руды, драгоценные металлы, драгоценные камни (алмазы, топазы, турмалин и т.д.). Воспитанники Горного кадетского корпуса могли познакомиться и с кусками метеоритов, хранившихся в коллекциях кабинетов.

Промышленность южного Урала в начале XIX в.

Аносов окончил Горный корпус в 1817 г. и сразу же отправился на Урал, на Златоустовские казённые заводы, где ему предстояло проработать 30 лет. К числу заводов Златоустовского горного округа принадлежали следующие чугуноплавильные и железоделательные заводы: Златоустовский (с фабрикой холодного оружия), Саткинский, Кусинский и Артинский. В округ входили также Миасский медеплавильный завод, а кроме того, многочисленные золотые прииски и железные рудники.

Природные условия Южного Урала способствовали созданию здесь горнометаллургического производства. В этом районе были богатые рудные месторождения, реки, служившие в то время основной двигательной силой заводов и лучшим средством транспорта, и леса, дававшие топливо и необходимый строительный материал для сооружений и построек.

На Златоустовских заводах производили не только чугун и железо, но также различные сорта стали и изделий из неё.

Карта уральских заводов, упомянутая в тексте (конец XVIII-XIX в.)

Карта уральских заводов, упомянутая в тексте (конец XVIII-XIX в.)

Златоустовский завод, расположенный у живописного склона горы Косотур (и первоначально именовавшийся Косотурским заводом), был основан тульскими купцами Иваном и Василием Мосоловыми в середине XVIII в. Потом этот завод не раз менял хозяев. В конце XVIII в. он перешел в руки предприимчивого дельца А.А. Кнауфа, достаточно хорошо понимавшего значение передовой техники.

Кнауф перепродал этот завод (наряду с несколькими другими) казне, оставаясь тем не менее его владельцем на правах «вечной аренды».

При Кнауфе на Златоустовском заводе началось изготовление стальных изделий и была сделана единичная попытка установить паровой двигатель (в 1810 г).

«Вечная аренда» Кнауфа окончилась в 1811 г., после чего на заводе была введена обычная казённая администрация.

Строительство Златоустовского завода. Художник Г.М. Берсенёв

Строительство Златоустовского завода. Художник Г.М. Берсенёв

Начало карьеры

В Златоусте Аносов работал вначале в качестве практиканта. В то время существовало положение, что после окончания Горного корпуса воспитанников направляли на два года в качестве практикантов на производство. Они должны были за это время хорошо ознакомиться с заводами и рудниками и представить в Горный корпус первую самостоятельную работу (в виде дипломного проекта). Если эта работа удовлетворяла необходимым требованиям, то воспитаннику присваивали звание горного офицера (инженера) и назначали на постоянную работу. Так было и с Аносовым. Его дипломной работой явилось «Систематическое описание горного и заводского производства Златоустовского завода». Закончил эту работу он к 1819 г. Автор дал там первое систематическое описание завода, характеристику рудников, фабрик, домен, плотин, водяных колёс и т.д. При этом Аносов показал хорошее знание техники производства, наблюдательность, способность к обобщениям.

Вместе с тем уже в этом «систематическом описании» Аносов проявил себя как человек, прекрасно владеющий пером.

В 1819 г. Аносов был назначен смотрителем по отделению украшенного оружия, в 1824 г. управителем Златоустовской оружейной фабрики, а в 1829 г. он стал помощником директора этой фабрики.

В 1826-1829 гг. Аносов занимался также научными трудами по геологии Южного Урала и по вопросам обработки стали.

Начало деятельности выдающегося металлурга совпало с очень тяжелым периодом в жизни тружеников горнозаводского Урала.

Организация промышленного производства на южном Урале

Уральские казённые заводы, так же как и алтайские предприятия, принадлежавшие Кабинету, работали почти исключительно на принудительном труде. В 1807-1814 гг. были проведены некоторые изменения в положении как казённых, так и посессионных приписных и «вечноотданных» заводских крестьян и мастеровых. Часть приписных крестьян отдавалась заводам (наравне с «вечноотданными») в «непременные работники». Остальные же зачислялись в сословие государственных крестьян. Кстати, эта мера встретила недовольство многих заводчиков, которые не хотели никого отпускать в государственные крестьяне. Фактически на заводах царил прежний произвол как управляющих от имени казны, так и частных заводчиков.

В ноябре 1826 г. Николай I издал указ об учреждении должности «главного начальника хребта Уральского». В руках этого начальника, проживавшего в Екатеринбурге, и подчинённого ему горного правления, независимо от местной гражданской власти, была сосредоточена огромная, почти неограниченная власть над горнозаводским населением. Он имел свою горную полицию, свой суд, свои законы.

Во второй половине XVIII в. русское металлургическое производство достигло выдающихся успехов, выйдя на первое место в мире по объему продукции чугуна и железа.

Но с первых десятилетий русская, и прежде всего уральская, металлургия начинает отставать от металлургии наиболее развитых стран Запада как по размерам продукции, так и по уровню техники.

Причиной этого было господство крепостнических порядков в уральской горнозаводской промышленности, что приводило к задержке развития этой отрасли, мешало её переходу от ремесленной и мануфактурной ступени к машинной.

Действовавший с 1822 г. протекционистский (покровительственный) таможенный тариф охранял высокими пошлинами русскую металлургию от иностранной конкуренции. Таможенные пошлины на железо составляли 250%, а на чугун — 600% стоимости.

Однако уральские заводчики, используя своё монопольное положение и свои владельческие права, не обращали сколько-нибудь серьёзного внимания на техническое совершенствование производства, на повышение производительности труда. Протекционистский тариф в условиях кризиса крепостнического хозяйства превращался в средство охраны технической отсталости Урала.

На крепостном Урале первой трети XIX в. имел место подлинно трагический разрыв между техническим новаторством рабочих, мастеров, инженеров — прежде всего выходцев из простого народа — и осуществлением их достижений в заводском масштабе.

Изобретательство уральских «умельцев» и инженеров не ослабевало и в эти годы, но реализация этих технических нововведений упорно задерживалась хозяевами или управляющими уральских заводов, теми самыми «господами правящими», которые упорно противились введению новой техники, предпочитая дешевый крепостной труд.

Златоустовские заводы по своему техническому уровню не выделялись из числа остальных уральских предприятий. Там применялись такие же водяные колёса, кричные горны, деревянные мехи и т.д.

Большинство заводских зданий было деревянным и сильно обветшалым. Даже наилучше оборудованный, построенный в 1815 г. цех производства холодного оружия и разных стальных и железных изделий («оружейная фабрика») не имел каких-либо устройств, выходящих за пределы мануфактурного производства.

Булат

Интерес Аносова к сталеделательному производству был вызван патриотическими соображениями. Страна нуждалась в стали для производства машин, ибо на смену ручному труду в целом ряде отраслей промышленности шла машинная техника, а машинное оборудование и инструменты, как правило, ввозились из-за границы.

Во второй четверти XIX в. в России начинают возникать первые машиностроительные заводы. Они в первую очередь должны были предъявить спрос на сталь. Этот металл нужен был также для изготовления хороших сельскохозяйственных орудий, разнообразных ремесленных инструментов, бытовых вещей.

Наконец, сталь нужна была и для производства оружия. Россия победила в Отечественной войне 1812 г., но война показала, что русская армия была недостаточно хорошо вооружена и из-за этого она понесла большие потери в людях.

Холодное оружие — штыки, сабли, палаши, пики и т.д.- играло в то время большую роль. Тогда ещё не утеряло своего значения и такое защитное металлическое вооружение, как кирасы (панцири). Их носили не просто для красоты. Кираса служила серьёзной защитой при кавалерийских атаках. Железные кирасы русской тяжелой кавалерии, имевшиеся на вооружении до 1836 г., хорошо предохраняли от ударов холодным оружием, но пробивались пулями. Военное министерство уже поставило вопрос о введении новой, более лёгкой и прочной кирасы, способной противостоять и ружейным пулям того времени.

Наладить производство стали в достаточно широком масштабе было трудно. В условиях мануфактурного производства XVIII в. сталь применялась редко, лишь для мелких инструментов и дорогого оружия. Её изготовляли еще чисто ремесленными «секретными» приёмами. В этой области Западная Европа сильно отставала от Востока, где производство высших сортов стали (именуемых в России булатом, а в Западной Европе «дамасской сталью») существовало с древнейших времен.

Примечание:

Слово «булат», или «пулат», означает по-персидски сталь. В древнерусском государстве для обозначения стали употреблялось также иное слово восточного происхождении – «харалуг».

«Под словом булат,- писал впоследствии Аносов,- каждый россиянин привык понимать металл более твёрдый и упругий, нежели обыкновенная сталь».

Изготовление булата в каждой стране имело свои особенности, зависевшие от различного сырья, употреблявшегося для получения стали. Различные булаты получили свои названия от тех местностей, в которых они изготовлялись. Наиболее известными были: табан, картабан, тынды, харасан, там и др. Индийский булат назывался вутц.

Характерным признаком булата являлось наличие узоров на его поверхности.

Булат
Узор булатной стали

Узор мог быть крупным или мелким. Качество металла считалось тем лучше, чем крупнее узор. Крупный узор достигал величины нотных знаков. Фон, на котором выступали узоры, зависел от сорта булата. Он бывал разного оттенка, — серый, бурый или черный. Чем темнее был грунт, тем выше считалось достоинство булата. Поверхность булата отливала красноватым или золотистым цветом. Лучшие клинки имели золотистый отлив.

Аносов впоследствии собрал у себя целую коллекцию различных булатов и, тщательно изучив их, дал описание рисунков на булатах. Он показал зависимость между характером рисунка и свойствами металла.

Для оценки качества булатных сабель с древних времён служил также его звон. Существовало правило: чем чище звон, тем выше качество стали. Лучшей рекомендацией булатного клинка служила его способность рассечь в воздухе на лету шелковую газовую ткань. Наряду с остротой лезвие должно было обладать и стойкостью при разрубании железных гвоздей или костей. Лезвие не должно было зазубриваться. Клинок должен был хорошо гнуться, но при этом не ломаться.

Булатные клинки в древности и в позднейшие времена ценились очень высоко.

Западноевропейские металлурги упорно старались разгадать «секрет» восточной стали, но безрезультатно, и лучшее булатное оружие просто закупалось на Востоке обычно по очень высокой цене.

Родиной булата является Индия. Из Индии булат в виде слитков, разрубленных пополам, чтобы покупатель мог видеть строение металла, вывозился в страны Ближнего Востока — Сирию, Египет и т.д. Собственное производство булата было налажено и на арабском Востоке. Из стран, вошедших впоследствии в состав России, искусством выделки булатного оружия издавна владели Грузия и некоторые другие районы Закавказья. Закавказье наряду с Индией и Ближним Востоком поставляло такое оружие Западной Европе ещё в период раннего средневековья.

Булат

Слиток булата

Но искусство изготовления булата было окружено тайной. От ремесленника к ремесленнику, из рода в род передавались секреты выделки булата, опутанные причудливыми, полу магическими предписаниями и ритуалами.

Известен эпизод одного из романов Вальтера Скотта, повествующий, как во времена крестовых походов султан Саладин поспорил с английским королём Ричардом Львиное Сердце о том, чей меч лучше. Английский король, желая показать качество своего меча, мощным ударом разрубил железный брус. Тогда султан взял свой меч из настоящего булата, затем подбросил в воздух платок из тончайшего шелка и одним взмахом разрубил платок. Король обиделся, полагая, что султан над ним смеётся. Тогда султан предложил Ричарду разрубить такой же платок своим мечом, но король этого не смог сделать. Он не сумел своим мечом разрубить в воздухе тонкую ткань, не оказывавшую почти никакого сопротивления клинку.

Печь для цементации железа

Печь для цементации железа (превращения железа в сталь путём науглероживания), применявшаяся на Урале в начале XIX в.

Секрет производства булата был неизвестен в Европе не только во времена Ричарда Львиное Сердце и Саладина, но и в первые десятилетия XIX в., хотя на протяжении XVIII в. сталеделательное производство на Западе добилось немалых успехов.

Металлургия в конце XVIII — начале XIX вв.

В 20-х годах XVIII в. известный французский ученый и разносторонний изобретатель Реомюр заложил основы научного изучения сталеделательного производства.

Существовало 3 способа изготовления стали:

1) В кричных горнах посредством передела особых сортов чугуна.

2) Путём поверхностного науглероживания железных изделий (цементации) в специальных печах.

3) Плавкой металла в тиглях (литая сталь).

Решающую роль в разработке последнего способа сыграл английский изобретатель, часовщик по профессии, Бенджамин Хэнтсмен в 40-х годах XVIII в.

Выдающиеся французские ученые периода революции 1789-1794 гг.- Монж, Бертолле, Вандермонд и другие, а также исследователи, специально занимавшиеся опытами по изготовлению высших сортов стали (Клуэ, Шалю и др.), добились значительных успехов в изучении сталеделательного производства. Важнейшее произведение Монжа, Вандермонда и Бертолле по этому вопросу («Наставление о выделке стали») было опубликовано в русском переводе В.М. Севергина в «Технологическом журнале» за 1804 г. Тогда же был напечатан и русский перевод книги Монжа «Искусство лить пушки», где выделке стали был посвящен особый раздел. В «Технологическом журнале» была также напечатана работа Клуэ об опытах по изготовлению литой стали.

Однако даже крупнейшие западные исследователи не могли разгадать секрета выделки высших сортов стали, особенно тайны булата.

Разгадать тайну восточных булатов становилось все труднее потому, что в результате задерживающего влияния феодальных порядков в странах Востока, а затем хищнической колониальной политики восточное ремесленное производство разрушалось, вековое искусство сталеваров и оружейников Индии, Ближнего Востока, Египта хирело.

Один из первых обратил внимание на этот факт П.П. Аносов.

«Грузинские мастера уверяют,- писал он,- что искусство приготовлять табан (один из сортов булата) потеряно в самой Азии около 600 лет и что прочие два рода весьма редки в настоящее время».

Особенно быстро падало древнее искусство восточных мастеров с XVIII в., когда колониальная политика Голландии, Англии, Франции и других стран, вступивших на путь так называемого первоначального накопления, подвергла древние культурные районы Востока ограблению в невиданных прежде масштабах.

Разумеется, колониальные власти и в Индии и в других странах Востока по заданиям заводчиков метрополии не раз пытались вызнать у ещё уцелевших мастеров секреты изготовления булата, не останавливаясь перед самым грубым насилием. Но мастера ни за что не хотели выдавать ненавистным угнетателям этих секретов.

Некоторые английские и другие западноевропейские металлурги первой трети XIX в., потеряв надежду открыть тайну изготовления «дамасской стали», начали выделывать сталь, по внешнему виду напоминавшую булат с его характерным узором, но создать настоящий булат им никак не удавалось.

Способы получения стали в нашей стране были известны с древних времен. Данные археологических раскопок доказывают, что ещё в начале VIII и в IX вв. славянские кузнецы делали ножи со стальными лезвиями. В X-XIII вв. древним русским кузнецам были известны приёмы механической и тепловой обработки железа и стали.

«…Наши поэты, и древние и новейшие, нередко вооружают своих героев мечами булатными; в песне о полку Игореве, сочинённой ещё в XII веке, между прочим, видим, что воины Всеволода с булатными мечами поражали половцев. Кому не известно также поэтическое сравнение Пушкиным золота с булатом. Всё это свидетельствует, что булаты в России давно были известны, хотя искусство приготовления их никогда не существовало… Но прочие европейские государства знакомы с булатами едва ли не позже России…»,- писал Аносов.

В XVI и XVII вв. славились многие русские мастера железного и стального оружия. В XVIII в. сталь выплавляли на некоторых тульских и уральских заводах.

В 1784 г. была сооружена Пышминская фабрика, которая выпускала высокосортную сталь, но, к сожалению, в 1792 г. фабрика сгорела. После этого начальник уральских заводов А.С. Ярцов начал строить специальный завод для изготовления стали. Близ Екатеринбурга были построены мастерские, давшие стране сталь, по своим качествам превосходившую нижнетагильскую и пышминскую. Но мастерские были закрыты новым начальником «заводов хребта Уральского». В этом ещё раз проявился реакционный характер технической политики горного начальства.

В первой четверти XIX в. сталь выплавляли на ряде уральских заводов: Каменском, Нижне-Тагильском, Верхне-Исетском, Ижевском, Златоустовском и др., а также Сестрорецком и Тульском. Хорошую сталь получил в 20-х годах XIX в. начальник Гороблагодатских заводов Н.Р. Мамышев. Нож, сделанный из этой стали, по свидетельству Мамышева, «резал железо, как олово».

Сабля с ножнами производства оружейной мастерской "В. Шааф и сыновья", Златоуст, 1822 г. Государственный Эрмитаж

Сабля с ножнами производства оружейной мастерской «В. Шааф и сыновья», Златоуст, 1822 г. Государственный Эрмитаж

На Камско-Воткинском заводе сталь изготовлялась по способу, найденному бывшим крепостным, талантливым мастером Семёном Ивановичем Бадаевым. Бадаевская сталь употреблялась для изготовления прочных инструментов. Она обладала большой вязкостью и хорошо сваривалась.

В 1830 г. в лаборатории Горного корпуса С.И. Бадаев производил опыты по изготовлению литой стали.

По отзыву газеты «Северный муравей», Бадаев демонстрировал «столь отличные образцы литой стали, что она как фигурами дамаскировки своей, так и крепостью едва ли уступит настоящему булату». Демаскировкой называлось искусственное наведение на поверхности стального клинка таких же узоров, как и на булатных клинках.

Крепостные графа Шереметева, жившие в Нижегородской губернии в сёлах Павлове и Ворсме, после многих опытов также добились получения хорошей стали.

На самом Златоустовском заводе до приезда туда Аносова над изготовлением лучших сортов стали (главным образом передельной (сырцовой) стали) трудились такие искусные умельцы, как Пётр Уткин и Николай Швецов.

В 20-х годах и позднее на Златоустовской фабрике выделывали художественно украшенное оружие также Иван Бушуев, Иван Бояршинов (оба они были главами целых семей мастеров), Василий Южаков и другие. Больших успехов в работе добились и некоторые иностранные мастера, жившие в Златоусте, например Вольферц и семья мастеров Шаафов.

Сабля с ножнами мастера И.И. Бушуева, Златоуст, 1824 г. Государственный Эрмитаж

Сабля с ножнами мастера И.И. Бушуева, Златоуст, 1824 г. Государственный Эрмитаж

В Государственной Оружейной палате хранятся изделия Ивана Бушуева — шпага Голицына и сабля прусского короля Вильгельма. На шпаге выгравированы названия 22 городов, по которым прошла победоносная русская армия под предводительством Кутузова от Москвы до Парижа.

Несколько великолепных изделий златоустовских мастеров с художественной отделкой способами золочения и воронения имеется также в Государственном историческом музее в Москве.

Памятник Ивану Николаевичу Бушуеву в г. Златоуст

Памятник Ивану Николаевичу Бушуеву в г. Златоуст

Кроме оружия, златоустовские мастера изготовляли из стали и украшали художественно посуду, всякие бытовые вещи, неоднократно демонстрировавшиеся на выставках в Петербурге, в Москве и за границей и неизменно поражавшие зрителей совершенной формой, тонкой отделкой металла и красотой изображений и орнамента.

И всё же, несмотря на упорный труд многих сталеваров, качество стали не отвечало всем предъявляемым к ней жизнью требованиям. Не была подведена научная основа под производство стали. Не был обобщен опыт технологии производства стали.

Аносов очень серьезно изучал опыт как своих, отечественных, так и иностранных сталеваров. Изучение способов приготовления литой стали Аносов продолжал восемь лет и вёл его одновременно с работой по изысканию путей раскрытия тайны высококачественной стали.

Представляют также интерес труды, изданные Аносовым в 1827 и 1829 гг.- «Описание нового способа закалки стали в сгущенном воздухе» и «Об опытах закалки стальных вещей в сгущенном воздухе, произведенных в 1828-1829 гг.».

Примечание:

Сгущенным воздухом Аносов называл воздух, сжатый посредством воздуходувных мехов. Опыты по закалке стальных изделий этим способом Аносов производил главным образом при изготовлении кос.

Одним из первых иностранцев, отметивших опыты Аносова по производству стали, был немецкий ученый Александр Гумбольдт.

Гумбольдт в 1829 г. возглавил экспедицию в Азиатскую Россию, организованную на средства Петербургской Академии наук и при постоянном содействии русских горных инженеров, ученых и местной администрации. Целью экспедиции было геологическое, минералогическое и иное изучение строения Уральских и Алтайских гор, проведение различных физических опытов (например, изучение земного магнетизма), геологические и ботанические наблюдения и т.д.

Немецкий географ, натуралист и путешественник барон Александр фон Гумбольдт

Немецкий географ, натуралист и путешественник барон Александр фон Гумбольдт

Экспедиция следовала по маршруту Петербург-Нижний Новгород-Казань-Пермь-Екатеринбург. В Екатеринбурге участники экспедиции провели целый месяц, выезжая на уральские заводы, в том числе и Златоустовские.

Аносов ознакомил Гумбольдта с достижениями златоустовских мастеров и преподнёс Гумбольдту (которому исполнилось в то время 60 лет) шпагу из литой стали, выплавленной по аносовскому способу.

Систематическую выплавку аносовской литой стали для производственных нужд Златоустовский завод начал производить уже после отъезда Гумбольдта, с 1830 г. Однако эта сталь ещё не являлась булатом в собственном смысле слова.

Раскрытие Аносовым тайны булата

Долгий путь прошел Аносов, пока открыл тайну булата. Талантливый исследователь изучил много трудов по истории металлургии и по истории древнейших народов, знакомых с обработкой металлов: египтян, финикиян, греков, арабов, индусов, а также древних русских мастеров.

Аносов проделал огромное количество опытов. При этом часто даже оборудование нужно было создавать ему самому заново.

При разработке технологического процесса выплавки стали Аносов сделал много интересных открытий. В то время в Западной Европе литая сталь получалась, как правило, путём переплавки в тиглях науглероженных (цементированных) брусков железа, хотя ещё в XVIII в. в Шеффилде для производства литой стали использовались различные обрезки от стальных изделий. Аносов построил специальную печь, изготовил тигли высокой огнеупорности из местных материалов, разработал технологию выплавки, разливки, ковки, закалки, отпуска стали и её дальнейшей обработки.

Аносов доказал возможность науглероживания железа без непосредственного прикосновения угля к железу и практически применил свои наблюдения в способе получения доброкачественной стали из «негодных к употреблению железных и стальных обсечков», т.е. из ме­таллического лома.

Аносовым были произведены также опытные плавки стали с прибавлением листьев, древесины и полевых цветов. Казалось бы, причем тут полевые цветы? Но мировое сталеделательное производство находилось в то время на таком уровне, что ещё не опровергнуты были средне­вековые ремесленные предрассудки, будто добавка некоторых цветов в расплавленный металл сообщает последнему особые свойства. Многие ещё верили, будто восточные булаты потому и обладают столь высокими качествами, что мастера Востока добавляют в металл различные, им одним известные, цветы, зелёные листья и т.д.

Конечно, Аносов прекрасно понимал, что древесина, цветы и листья оказывают влияние на металл только потому, что в составе растений имеются углерод и некоторые иные химические вещества. Но он хотел проверить опытным путём, имеют ли древние поверья, сложившиеся в отношении добавки цветов и листьев, реальную основу.

Опыты Аносова показали, что независимо от того, добавляются ли в металл цветы, листья или древесина, роль играет лишь содержащийся в них углерод и форма соединения его с металлом. «Успех в получении булатов не зависит ни от степени твердости растений, ни от количества их, но более от образа соединения углерода с железом»,- писал он впоследствии в своем труде «О булатах».

Такое же значение имели и опыты Аносова по добавке в выплавляемую сталь алмазного порошка и графита, т.е. веществ, состоящих из чистого углерода.

«Желая, хотя в некоторой мере, познакомиться с влиянием алмаза как чистейшего углерода на булат, я сделал два сравнительных опы­та»,- писал он.

В конце концов Аносов научно обосновал положение, что углерод является необходимым элементом в химическом составе стали, но форма, в которой он присаживается, не играет роли.

Замечательный металлург изучал влияние присадки не только углерода, но и других веществ, как например хрома, кремния, марганца, титана, серебра, алюминия, платины и др., сделав при этом ряд ценных наблюдений. Аносов не оставил без внимания, например, такой факт, что хром повышает твёрдость стали и т.д. В дальнейшем эти наблюдения были использованы металлургами при опытах по производству специальных сортов стали — хромистых, марганцевых и других высококачественных сталей.

Одновременно с изучением разных способов выплавки стали Аносов занимался усовершенствованием процессов ковки, отжига, закалки, отпуска, шлифовки, травления стальных изделий.

Те самые узоры, которые интересовали западных металлургов больше с точки зрения восточного колорита, придаваемого ими клинкам, были тщательно изучены Аносовым в связи с составом, качеством и свойствами булата.

Аносов по характеру узора различал пять типов макроструктуры стали:

  • коленчатый;
  • волнистый;
  • сетчатый;
  • полосатый;
  • струистый.

Лучшими по качеству оказались коленчатый и сетчатый сорта, а худшим — полосатый.

Установив тесную связь между узором, т.е. макроструктурой, и свойствами металла, Аносов обратил особое внимание на изучение условий, влияющих на образование той или иной структуры металла.

Особенное значение для дальнейшего развития мирового металловедения имело применение Аносовым начиная с 1831 г. микроскопа для исследования строения стали.

Аносов установил зависимость свойств металла от его кристаллического строения.

Первая страница «Журнала опытов» П.П. Аносова по приготовлению литой стали и булата. Из работы П.П. Аносова «О булатах», 1841 г.

Первая страница «Журнала опытов» П.П. Аносова по приготовлению литой стали и булата. Из работы П.П. Аносова «О булатах», 1841 г.

Выдающийся русский инженер явился пионером новой науки, получившей развитие, лишь десятилетия спустя — микроскопической металлографии (научные открытия Аносова получили развитие в трудах великого русского металлурга Д.К. Чернова и других выдающихся представителей науки о металле).

Результатом явилось открытие секрета булата. Впервые на основе научных данных Аносов установил, что булат — это сталь, обладающая таким соотношением железа и углерода, таким кристаллическим строением («кристаллованием», как он выражался), которое сообщало ей более высокие качества, чем у лучшей литой стали, например английской. Свои выводы Аносов решил подтвердить самым неопровержимым образом — создав булат, состав    которого он определил.

Аносов подробно исследовал процессы плавки, ковки, закалки, точки и травления булата.

Первый булатный клинок Аносов изготовил в 1837 г.

Первый русский металлург П.П. Аносов на уральском заводе. Художник Г.М. Ламанов, 1957 г.

Первый русский металлург П.П. Аносов на уральском заводе. Художник Г.М. Ламанов, 1957 г.

В своей работе Аносов опирался на помощь одарённых златоустовских мастеров, о которых уже говорилось выше.

Изготовленные на фабрике Аносова булатные клинки золотистого отлива с крупным сетчатым или коленчатым узором разрубали гвозди и кости, не повреждая лезвия, и вместе с тем легко перерезали в воздухе газовый платок.

«Но острота изделий из английской литой стали для произведения подобной пробы недостаточна,- добавляет Аносов.- Самое большее, чего я мог достигать клинком из английской литой стали, состоит в нарезании шелковой материи».

Шпажные клинки из аносовского булата были столь гибки и упруги, что при любом сгибании не ломались, а потом принимали прежний вид.

Достоинства златоустовских клинков признавали и современники за рубежом. Один из английских специалистов писал:

«Довольно сомнительно, найдется ли хотя одна фабрика в целом мире, которая выдержала бы состязание с Златоустовскою в выделке оружия, соединяющего в одинаковой степени упругость с удобством оттачивания и острения».

В 30-х годах XIX в. Аносов взялся за изготовление кирас, защищающих от ружейной пули. Под его руководством сложился штат замечательных, преданных своему делу мастеров и рабочих-оружейников. П.П. Аносов организовал целую серию новых опытов. «При общем рвении к достижению цели, рассказывает современник, они не долго продолжались и увенчались желаемым успехом».

Использование аносовской стали в сельском хозяйстве России

Разумеется, первоклассная аносовская сталь предназначалась в то время для дорогого оружия и инструментов, требующих особых качеств. Но Аносов мечтал о грядущих временах, когда население России сможет широко внедрить в производство и быт лучшие сорта стали. В конце своего труда «О булатах» он говорил о времени, когда «наши воины вооружатся булатными мечами, наши земледельцы будут обрабатывать землю булатными орудиями, наши ремесленники выделывать свои изделия булатными инструментами».

Наряду с этим Аносов настойчиво стремился к тому, чтобы его достижения были максимально использованы и для нужд современного ему русского сельского хозяйства.

С этой целью в 1834 г. на Артинской фабрике начали изготовлять косы из аносовской литой стали. В этом деле Аносов принимал самое живое участие. Он приезжал на фабрику, следил за качеством выпускаемых кос, стремясь, чтобы русские косы были лучше привозных. В этом отношении его желания были осуществлены. При испытании в 1836-1837 гг. златоустовских кос оказалось, что по закалке и остроте они превосходят австрийские. За свою постоянную заботу о распространении стальных кос среди крестьян Аносов ещё в начале 1834 г. был избран почетным членом Московского общества сельского хозяйства и неоднократно получал благодарности от этого общества. В 1838 г. Аносов был награжден тем же обществом золотой медалью.

Дом горного начальника, г. Златоуст, в котором с 1831 по 1847 гг. жил П.П. Аносов (в настоящее время в нём располагается краеведческий музей)

Дом горного начальника, г. Златоуст, в котором с 1831 по 1847 гг. жил П.П. Аносов (в настоящее время в нём располагается краеведческий музей)

В письме от 28 февраля 1841 г. к членам Московского общества сельского хозяйства Аносов писал:

«В последнее время все изделия ещё более усовершенствованы: косы признаны не требующими дальнейшего улучшения. Что принадлежит до ломкости кос, то ныне её почти не существует. Чтобы развить это производство, то кроме увеличения выделки кос на Артинском заводе, я приглашаю гг. Шепелёвых и гг. Демидовых к принятию моей методы этих изделий… Итак, примемся с новым усердием и новыми силами за окончание начатого и докажем на деле, что русское может быть не хуже иностранного».

Заслуженная слава

В 1841 г. был опубликован на страницах «Горного журнала» и отдельной книгой основной труд Павла Петровича. Аносова, принёсший замечательному русскому учёному заслуженную славу — сочинение «О булатах» — результат более чем двадцатилетнего труда. Каждое положение, выдвигаемое в этом труде, было строго взвешено, проверено многочисленными опытами. Автор приводил и подробные технологические инструкции выплавки русского булата.

Научно-технические достижения златоустовского инженера были тепло приняты передовой общественностью России. Прогрессивные инженеры, выступавшие на страницах «Горного журнала», расценивали достижения Аносова в области металлургии как важный успех отечественной промышленности.

Академик А.Я. Купфер, а также выдающийся русский электротехник академик Б.С. Якоби, высоко оценив заслуги Аносова перед родиной, выдвинули книгу «О булатах» на соискание так называемой Демидовской премии (Демидовские премии выдавались за выдающиеся научные сочинения).

В своём представлении они писали: «Мы спешим обратить внимание Академии наук на одно сочинение, которому предстоит сыграть большую роль в народном хозяйстве». Академики отмечали, в частности, широкую постановку автором научных проблем и смелость выводов.

Вопрос о присуждении Аносову Демидовской премии обсуждался 17 апреля 1842 г. Академией наук, президентом которой был С.С.Уваров. В собрании взяла верх реакционная часть академиков, решивших не присуждать премии Аносову под тем предлогом, что якобы в сочинении не было указано, «каким образом можно всегда с удачей изготовлять эту сталь», и что, может быть, ему только иногда и случайно удаётся изготовить такую сталь. Чтобы как-нибудь замаскировать этот выпад против передового инженера, Аносову присудили почётный отзыв Академии наук.

Неприязненное отношение Уварова и его ставленников к выдающемуся учёному-практику в известной мере явилось повторением ещё более враждебного их отношения к основоположнику русской электротехники В.В. Петрову.

Прогрессивные учёные не только в столице, но и далеко за её пределами были возмущены.

Вскоре после отказа академии в присуждении Аносову Демидовской премии он был избран почётным членом Харьковского университета, а затем и членом-корреспондентом Казанского университета. Это был редкий в то время случай, когда специалист по технике избирался почётным членом двух университетов. Диплом члена-корреспондента Казанского университета выдан был Аносову 7 марта 1844 г. за подписью великого математика Николая Ивановича Лобачевского (1793-1856), создателя неэвклидовой геометрии.

Усовершенствование техники для золотодобычи

П.П. Аносов любил вспоминать пушкинские стихи о злате и булате:

«Всё мое», — сказало злато;
«Всё мое», — сказал булат.
«Всё куплю», — сказало злато;
«Всё возьму», — сказал булат.

Сам он трудился над тем, чтобы родная страна получала больше не только булата, но и золота.

Аносов открыл новое месторождение золота (Андреевский рудник) и много сделал для усовершенствования техники золотодобычи. В то время в Златоустовском горном округе, этом важном центре русской золотодобывающей промышленности, преобладала ручная промывка золота. Аносов стремился механизировать промывку золота путём внедрения золотопромывальных машин и станков.

Существовавшие в 30-х годах XIX в. золотопромывочные станки требовали много водяной энергии. Вода же была в наличии далеко не на всех приисках. Аносов сконструировал новый станок, более экономичный и пригодный для промывки различных почв. Промывочные станки Аносова давали большую экономию в рабочей силе.

Особенно важно отметить, что Аносов рекомендовал применить на Миасских золотых приисках в качестве двигательной силы для золотопромывочных станков, кроме конных воротов, также и паровые машины. Приблизительно в те же годы применялись паровые двигатели для той же цели на Нижне-Тагильских заводах другим поборником новой техники — Мироном Черепановым.

Паровые машины для Миасских золотых приисков изготовлялись на Екатеринбургской механической фабрике. Описание золотопромывочных устройств Аносова было напечатано в «Горном журнале» за1841 г. под названием «О золотопромывальных машинах, устроенных на Миасских золотых промыслах Златоустовского горного округа».

Не довольствуясь достигнутым, Аносов продолжал совершенствовать конструкцию золотопромывочных станков и, наконец, создал (к 1846 г.) более мощную и совершенную золотопромывочиую машину. Она была названа им «золотопромывальной мельницей», и приводилась в движение паровой машиной.

Изобретение Аносова давало большую экономию и значительно повышало добычу золота при сокращении количества рабочих рук.

Золотопромывочные машины, сконструированные Аносовым, были в дальнейшем построены и в других горных округах. Промышленная «мельница» Аносова действовала безостановочно в течение десяти часов, в то время как применявшиеся ранее машины необходимо было останавливать каждые три часа для прочистки (на что требовалось 1.5 часа). Изобретение Аносова было описано в «Горном журнале» за 1846 г.

Аносов, кроме технических усовершенствований промывки песков, предлагал также плавить золотоносные пески в тиглях и в печах для извлечения из них золота. Этот способ должен был во много раз повысить добычу золота. К сожалению, это предложение Аносова не было проведено в жизнь.

Новые золотопромывочные установки Аносова вызвали большой интерес и в некоторых зарубежных странах.

Египетский паша Мухаммед-Али просил русское правительство прислать ему опытного горного инженера и горных мастеров для организации разработок золотых россыпей, открытых в Верхнем Египте. Русское правительство вначале не послало в Египет своих специалистов, но допустило на свои золотые промыслы египетских инженеров Дашури-шерифа и Али-Мухаммеда.

Через несколько лет русское правительство удовлетворило повторные просьбы Али-Мухаммеда, послав в Египет горного инженера Е.П. Ковалевского и штейгера И.Бородина.

Развитие рудничных чугунных дорог

Серьёзный вклад сделал Аносов и в дело применения рудничных переносных чугунных дорог, хотя в этой области дал меньше нового, чем в отношении золотодобычи.

На основе опытов Аносова (а также сторонников рельсового транспорта на других заводах) в книге пятой «Горного журнала» за 1836 г. указывалось, что «ныне… устраиваются для опыта на некоторых золотых промыслах алтайских и уральских подсобные переносные железные дороги», и прилагался чертёж такой дороги.

Иллюстрация к статье «Горного журнала» о переносных железных дорогах на Урале и Алтае (1836)

Иллюстрация к статье «Горного журнала» о переносных железных дорогах на Урале и Алтае (1836)

Сохранилось интересное архивное дело, описывающее опыты Аносова по применению «переносной» железной дороги в 1837 г. на Златоустовских заводах для перевозки золотосодержащих песков со Святокондратьевского рудника. «В телеги помещалось 200 пудов в каждую зараз,- гласил рапорт Аносова,- а потому во время 10.5 часов на двух телегах двумя лошадьми было перевезено из расстояния 480 сажен (приближенно 1 км) 2800 пудов, что даёт на каждую лошадь 1400 пудов (около 23 т).

Транспортировка слитков конной тягой (конец XIX в.)

Транспортировка слитков конной тягой (конец XIX в.)

Позднее Аносов и его помощники применяли рельсовые дороги не только на золотых приисках, но и на различных рудниках заводов Златоустовского горного округа.

Дороги эти был и конные, как и устроенная П.К. Фроловым на Урале, но форма рельсов и колёс повозок («телег») была теперь иной, более напоминающей те, что применяли на своей Нижне-Тагильской «чугунке» Черепановы.

Модернизация производства на Златоустовских заводах

Много сделал Аносов для технических усовершенствований на Златоустовских заводах. Так, например, в 1837 г. по его просьбе главному механику Уральского горного правления было поручено «осмотреть все механические устройства по Златоустовским заводам и золотым промыслам, войти в совещание с Аносовым относительно предполагаемых построек».

С 1838 г. в цехах заводов начали устанавливать новое оборудование. В 1843-1846 гг. Екатеринбургская механическая фабрика по заказу Аносова изготовила для Златоустовских заводов паровую машину в четыре лошадиные силы, модели для отливки чугунных вещей, вертикально-сверлильный станок и другие механизмы. На Саткинском заводе по инициативе Аносова деревянные водопроводы (так называемые лари) были заменены чугунными, что было в то время для Урала таким же новшеством, как и установка первых, ещё небольших паровых двигателей. В некоторых цехах по указанию Аносова было устроено газовое освещение.

Аносов создал собственную конструкцию молота для расковки кричного железа. Этот молот, сданный в эксплуатацию в 1846 г., обошелся заводу в два раза дешевле, а по производительности оказался выше, чем молот, построенный по проекту горного механика, англичанина на русской службе П.Э. Тета, имевшего репутацию первоклассного мастера. Кричный молот Аносова являлся важным техническим усовершенствованием.

Прежние вододействующие молоты делались из дерева. Молот Аносова был сделан целиком из чугуна и установлен на каменном фундаменте. Однако двигателем этого молота оставалось водяное колесо.

Затем Аносов организовал в 1842 г. на Златоустовских заводах и производство карандашей из графита, найденного близ озера Большой Еланчик.

Аносов пытался также начать производство на Златоустовском заводе чугунных пушек. Он полагал, что именно Златоустовский завод, как более богатый рудами для этой цели, наиболее пригоден, но министр финансов Канкрин не одобрил этой идеи.

Так же, как и П.К. Фролов, Аносов обдумывал возможность применения на заводах паровых двигателей, но так же, как Фролову, ему удалось добиться в этой области очень скромных результатов.

Широкие административные полномочия, которыми Аносов был официально наделён, не только не облегчали его возможностей в деле введения паровых машин, но, скорее, наоборот, сковывали его так же, как в своё время высокое должностное положение связывало и Фролова. Аносов должен был выполнять приказы своего прямого начальства. А оно противилось введению паровых машин.

Новое назначение

Аносов вёл большую административную и организационную работу. В 1833 г. он был утверждён в должности начальника горного округа, которую фактически выполнял с 1831 г. Он продолжал руководить Златоустовской оружейной фабрикой. Но теперь к этому добавились заботы по управлению остальными заводами Златоустовского округа, рудниками, каменоломнями (ещё в конце 20-х годов в районе Златоустовских заводов были обнаружены месторождения точильного камня. Добывались в округе и другие полезные нерудные икопаемые), золотыми приисками.

В 1840 г. Аносову было присвоено звание генерал-майора горной службы.

П.П. Аносов (1797-1851). Портрет работы Абабкова 1844 г. По репродукции «Горного журнала», 1918 г.

П.П. Аносов (1797-1851). Портрет работы Абабкова 1844 г. По репродукции «Горного журнала», 1918 г.

Его невысокую, худощавую фигуру, одетую в мешковато сидевший инженерный мундир с эполетами, постоянно можно было видеть на самых трудных участках производства — в заводских цехах у плавильных печей и кричных молотов, на приисках и рудниках.

В феврале 1847 г. П.П. Аносов был назначен главным начальником Алтайских (бывших Колывано-Воскресенских) заводов и томским гражданским губернатором.

Когда после 30-летней службы на Златоустовеких заводах Аносов уезжал на новое место назначения, то, по описаниям современников, происходили трогательные сцены, «никогда не виданные на заводах». В день отъезда Аносова всё население Златоуста явилось на площадь перед домом горного начальника и безмолвно остановилось.

Итак, П.П. Аносов возглавил бывшие Колывано-Воскресенские, а теперь Алтайские заводы, где в своё время работали на благо родной страны Ползунов, отец и сын Фроловы и многие другие.

Повторялась история, произошедшая за 30 лет до этого, когда П.К. Фролов послан был спасать алтайское горнозаводское производство, разваленное его предшественниками.

Преемники Фролова за 17 лет хозяйничания сумели в значительной мере испортить дело, налаженное им.

Аносов со своей обычной энергией занялся введением новых механизмов на золотых приисках, улучшением сереброплавильного производства, наконец, устройством переносных рельсовых дорог.

Следует отметить, что при прокладке этих узкоколейных рельсовых дорог (повозки по которым передвигались вручную) Аносов сделал важное улучшение, применив железные рельсы вместо чугунных. Он предлагал «неотлагательно принять меры к доставлению на промысла потребного количества железа».

Была ещё одна отрасль, которой Аносов уделил особое внимание. Фролов стремился превратить Алтайский горный округ в центр производства не только драгоценных и цветных, но и чёрных металлов. Это начинание было подорвано преемниками Фролова. Теперь Аносов вновь решил принять энергичные меры по развитию на Алтае производства железа и стали.

По его настоятельной просьбе на Алтай были направлены опытные златоустовские мастера. Аносов прекрасно знал их всех и перечислил по именам тех, кого он в первую очередь хотел иметь на Алтае. Он просил отпустить к нему кричных мастеров Ванина и Тютева с подмастерьями по их выбору, «мастера литой стали Тихона и его подмастерья Леонтия», расковочного мастера Козьму Залазаева, кузнечного мастера Тиунова, точильного мастера Сергея Пахотова и др.

Когда новый горный начальник Златоустовских заводов предлагал ему вместо Ванина, Тютева и Пахотова взять мастеров-иностранцев, Аносов не согласился.

Весной 1848 г. в распоряжение Аносова из Златоуста на Алтай было послано 8 мастеров и подмастерьев, в том числе Южаков, в своё время изучавший в Грузии особенности восточного оружейного искусства. Златоустовские мастера способствовали развитию сталелитейного и оружейного искусства на Алтае.

Но не долго пришлось Аносову работать на Алтайских заводах. Во время служебной командировки в Омск весной 1851 г. Аносов тяжело заболел и скончался в расцвете творческих сил 13 мая того же года.

Царское правительство ничего не сделало для того, чтобы увековечить память этого замечательного инженера и учёного.


Аносову, установлен на главной площади исторического центра Златоуста, открыт 19 декабря 1954 г. "Великому русскому металлургу Павлу Петровичу Аносову. 1797 - 1851".

Аносову, установлен на главной площади исторического центра Златоуста, открыт 19 декабря 1954 г. «Великому русскому металлургу Павлу Петровичу Аносову. 1797 — 1851».
Памятник «царскому» генералу установлен в «сталинское» время»!!! Сооружение памятника начато в связи с постановлением Совета министров СССР 15.11.1948 г. об увековечивании памяти П.П. Аносова. Авторы памятника — московские скульпторы А.П. Антропов и Н.Л. Штамм, архитектор Т.Л. Шульгина.

И только в советское время имя П.П. Аносова получило широкое признание как выдающийся русский металлург, основоположника учения о стали и родоначальник высококачественной металлургии.

Литература:

В.С. Виргинский. Творцы новой техники в крепостной России.- М.: Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР, 1962

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий


Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru