Сварочное железо и литая сталь [1984 Беккерт М.

При продувании воздухом чугун превращается в сталь. - Шведский торговец верит в изобретение Генри Бессемера. - О двойной жизни Сидни Джилкриста Томаса. - Австрийский барон предлагает рудный процесс выплавки стали. - Прусский лейтенант посылает своего брата в Англию. - От регенеративной паровой машины к регенеративному нагреву. - Сименс-мартеновская сталь. - Изобретатель, который пережил свою славу.

Это была, конечно, сумасшедшая идея вдувать воздух в жидкий чугун для получения стали. Но человека, которому она пришла в голову, можно было назвать кем угодно, но только не сумасшедшим. Блестящая идея была результатом тщательных наблюдений и умения логически мыслить. Наступило время довести ее до сведения общественности. Прежде чем подняться на трибуну, сорокадвухлетний Генри Бессемер глубоко вздохнул. Он намеревался выступить перед собранием British Association for the Advancement of Science (Британская Ассоциация содействия научным исследованиям) в Челтнхе с сообщением о новом способе получения стали, который впоследствии стал известен во всем мире под его именем.

Генри Бессемеру принадлежало много изобретений: хороших и плохих, полезных и вредных. В молодые годы преобладали "плохие" изобретения, но затем постепенно стали преобладать "хорошие". Чем лучше он узнавал людей, тем меньше испытывал разочарований. В памяти всплыли воспоминания. Восемнадцатилетним юношей он создал печатный пресс, который исключил возможность подделки меток и печатей. Английской короне это сэкономило миллионы, ему же принесло лишь малооплачиваемую должность королевского смотрителя печатей. Патент на это изобретение мог бы обогатить его. Несколько лет спустя он изобрел бронзовую краску, которую до тех пор ввозили по очень дорогой цене. На этот раз он взял патент. Доход был значительным. Только в первое время он получал ежегодно более тысячи фунтов, что по тем временам было немалой суммой. Генри. Бессемер зажил обеспеченно. Будучи от рождения изобретателем, Генри Бессемер заявил за свою жизнь более 120 патентов.

Он и не подозревал о том, что сообщение, которое предстояло сделать, принесет ему всемирную известность и славу. Генри Бессемер был блестящим оратором и овладеть вниманием присутствующих для него не составило труда. 16-е августа 1856 года открыло новую эпоху в черной металлургии: на смену веку сварочного железа пришел век литой стали. Вначале Генри Бессемер рассказал английским промышленникам о своих многолетних бесплодных попытках улучшить качество пруткового железа и стальных изделий. Все началось, как всегда, с изобретения. Он изобрел снаряд, который при выстреле из гладкоствольной пушки под действием тангенциально направленных пороховых газов приобретал вращательное движение. В Англии на это изобретение не обратили внимания. Но иначе было во Франции. Наполеон III распорядился произвести в Венсенском лесу опытные стрельбы, и результаты оказались удовлетворительными. Теперь необходим был более надежный материал, который превосходил бы по прочности хрупкий чугун и был дешевле тигельной стали. Бессемер начал проводить опытные плавки чугуна и стали в пламенной отражательной печи. Поскольку температуры в этой печи были недостаточно высокими для плавления стали, он расположил под порогом, отделявшим ванну от топки, воздушные фурмы (сопла). Наблюдая за плавкой, он заметил, что куски литейного чугуна, некоторое время находившиеся под воздействием воздушной струи, поступающей через фурмы, превращались в ковкое железо. Бессемер резонно предположил, что если так "ведет себя" литейный чугун, то аналогично должен вести себя и передельный, который не отличается от него по составу. Тогда и появилась мысль продуть через жидкий доменный чугун воздух, чтобы получить таким образом ковкое железо.

В 1855 году Бессемер расплавил в керамическом тигле пять килограммов доменного чугуна, а затем продул через полученный расплав воздух, который поступал по вставленной в ванну керамической трубке. После такой обработки нековкий чугун действительно превратился в ковкое железо. Эту первую бессемеровскую сталь прокатали в морском арсенале в Вулвиче, городском квартале Лондона. И по сей день в собрании Iron and Steel Institute (Институт черной металлургии) хранится проба этой стали, к которой посетители относятся как к реликвии. Свой способ получения стали Генри Бессемер запатентовал 17 октября 1855 года.

В зале стояла напряженная тишина. Бессемер подумал, что настал один из самых ответственных моментов в его выступлении - надо было рассказать о том, что ему поначалу казалось совершенно необъяснимым. Его взгляд скользнул по лицам собравшихся. Сидящий в первом ряду его друг, теперь уже знаменитый на весь мир инженер Ренье, подбадривающе кивнул. Это он посоветовал Бессемеру сделать сообщение в собрании.

Джентельмены! Во время первых опытов я дополнительно обогревал керамический тигель во время вдувания воздуха, чтобы поддерживать металл в жидком состоянии. Однако затем я убедился, что дополнительный обогрев не требуется, потому что...

Хотя в зале царила абсолютная тишина, Бессемер сделал паузу и повысил голос, подчеркивая важность приводимого факта.

- ... потому что температура расплава в процессе вдувания воздуха возрастает и без такого дополнительного обогрева. Полагаю, что те пять процентов углерода, которые содержатся в чугуне, во время вдувания воздуха сгорают, выделяя необходимое тепло непосредственно в расплаве.

Зал взорвался аплодисментами. Слушатели поднялись со своих мест и несколько минут аплодировали стоя. Генри Бессемер убедил всех, что вдувать воздух в жидкий чугун и через четверть часа получать из него без "всякого огня" жидкую сталь - дело простое. Прогресс был очевиден, так как при пудлинговании для превращения чугуна в сталь требовалось несколько часов.

Прошло немного времени, и владельцы металлургических предприятий начали искать встреч с Бессемером - не было никаких сомнений в том, что при непрерывно растущем потреблении стали эксплуатация нового изобретения даст гигантские прибыли. Каждый из них хотел поскорее получить свою долю пирога, но никто не догадывался, что пирога-то еще нет, что его еще надо испечь.

Генри Бессемер хорошо использовал сложившуюся ситуацию. Он был деловым человеком, и потому выступил с тщательно продуманным планом, учитывая всеобщее стремление к максимальным прибылям. Бессемер разделил Великобританию на пять промышленных районов и для каждого из них нашел владельца металлургического завода, который за 10 тысяч фунтов стерлингов становился обладателем лицензии на новый способ выплавки стали. Выбранные им деловые партнеры обязаны были платить лицензионные налоги только в течение одного года, а не четырнадцать лет, как это предусматривалось английским патентным законодательством. Таким образом обеспечивалась личная заинтересованность владельцев заводов. На таких условиях они постараются эксплуатировать патенты как можно дольше и будут всеми доступными средствами защищать сбои интересы и тем самым, естественно, и интересы Бессемера. Сам же Бессемер предполагал быстро стать обладателем необходимого ему свободного капитала.

Вначале казалось, что все идет нормально и его расчетам суждено оправдаться. На многих заводах Англии начали проводить опытные плавки по методу Бессемера. Однако очень скоро появились первые неудачи, а вместе с ними и первые неудачники и разочарованные. Предъявлялись прямые претензии к автору изобретения. Одни утверждали, что температура чугуна не возрастает без дополнительного обогрева, другие - то, что вдувание воздуха, хотя и приводит к обезуглероживанию, но оно, видимо, недостаточно, так как металл не поддается ковке. Противники Бессемера, а они были не только в Англии, но и за ее пределами, находили в обезуглероженном по его методу металле массу недостатков - он и грубозернистый, и пористый, и с раковинами, и хладноломкий, и красноломкий, ставили под сомнение самую идею продувки чугуна воздухом, а также ее новизну и прогрессивность, утверждая, что задолго до Бессемера проводили подобные опыты и результаты всегда были отрицательными.

Особенно резкими выпадами в адрес изобретателя отличался Давид Харн, ведущий редактор "Mining Journal" - солидного специального издания, издававшегося в Лондоне. Харн пользовался широкой известностью в среде специалистов, поэтому его выступления в большой степени подрывали репутацию Генри Бессемера.

В сложившейся ситуации на помощь Бессемеру пришел шведский торговец. Родившийся в Хегбо в 1819 году Гёран Фредерик Гёрансон в одной из своих деловых поездок в Лондон посетил Бессемера. Было это весной 1857 года. Стояла середина марта, день был солнечный, но прохладный. Встреча прошла непринужденно. Бессемер и Гёрансон почувствовали взаимную симпатию, и поэтому быстро обо всем договорились.

Опытный плавильный цех завода в Бакстер Хоузе

Фредерик Гёрансон купил у Даниела Эльфштранда, у которого служил, компактную бессемеровскую установку. Она предназначалась для шведского металлургического завода в Эдскене. Во время своего пребывания у Бессемера Гёрансон посетил опытный плавильный цех завода в Бакстер Хоузе. Ознакомившись с установкой, швед сказал:

Все, что я здесь видел, для меня достаточно убедительно, но я не инженер и не все понимаю. Вряд ли я смогу без квалифицированного помощника пустить такую установку.

Поскольку мы с Вами стали хорошими деловыми партнерами, я заинтересован, чтобы мой метод в Швеции получил признание, предлагаю Вам пригласить с собой в Швецию Джона Браслейна. Несмотря на молодость, он уже зарекомендовал себя знающим инженером. Со всеми тонкостями продувки металла воздухом он знаком, как никто другой.

Говоря о "хорошем" деловом партнерстве, Бессемер имел в виду долю Гёрансона в его, Бессемера, шведской патенте. Таким образом он снова подготовил благоприятную ситуацию, которую умел хорошо использовать. Инженера, которого он рекомендовал Гёрансону, обучал он сам. Это был способный специалист, кроме того, Бессемер был убежден, что Джон Браслейн будет соблюдать и его интересы.

В Швеции, в Эдскене, англичанин соорудил такую же бессемеровскую установку, как в Бакстер Хоузе. По совету Бессемера здесь было увеличено давление дутья. С этой целью Джон Браслейн закупорил половину из двенадцати донных сопел, и продувку вели только через шесть оставшихся. Каждый раз, когда после слабого кипения начиналось бурление металла, картина становилась впечатляющей. Поначалу скромное сине-красное пламя быстро росло и светлело. Фонтан искр и клубы коричневого дыма извергались из горловины. Мощный рев заглушал все другие звуки. Через четверть часа шум, искрение и выбросы дыма уменьшались. Это означало, что металл готов. Однако полученные результаты полного удовлетворения не давали.

Специалисты и среди них Джон Браслейн считали, что недостаточна мощность вентилятора, подающего дутье. Фредерик Герансон думал иначе. По его мнению, давление дутья следует уменьшить, а количество его, то есть расход воздуха в единицу времени, увеличить. Для этого вполне пригоден имеющийся вентилятор. Все, в том числе и англичанин, вначале удивленно молчали, но потом с удвоенной энергией стали доказывать его неправоту. Ведь это противоречило совету Бессемера, а Джон Браслейн был здесь его представителем. Однако швед был упрям и настоял на своем. Он вскрыл шесть закупоренных сопел и увеличил диаметр всех сопел.

Джон Браслейн уехал в Англию. Упрямый Гёрансон выгнал его. Он оказался прав во всем: первая же плавка, проведенная по новому режиму, дала хорошее ковкое железо, или, как его сегодня называют, низкоуглеродистую сталь. Это произошло 18 июля 1858 года: С этого дня получение стали по способу Бессемера начало свое победное шествие по Швеции. Фредерик Гёрансон отправил в Англию 15 тонн своей новой стали. На сталеплавильном заводе Бессемера в Шеффилде эту сталь квалифицировали как превосходный материал для производства листа, а также инструментов, ножей и ножниц.

Успех Гёрансона в Швеции превратился в триумф Бессемера. Его противники вынуждены были признать свою неправоту. Однако неугомонный издатель журнала, о котором шла речь ранее, по-прежнему продолжал утверждать, что способ продувки чугуна воздухом был изобретен задолго до Бессемера. Особенно часто упоминалось имя американца Жильбера Мартина из Нью- Джерси. Конечно, любое изобретение имеет свои "корни" в глубине истории и продувка чугуна воздухом не является исключением. Однако несомненно то, что Генри Бессемер был первым, кому, продувая воздух через чугун, удалось превратить его в сталь.

В мае 1859 года Бессемер после продолжительного перерыва выступил с циклом сообщений в Institution of Civil Engineers (Ассоциация инженеров гражданского строительства) в Лондоне. Как и четыре года назад, аудитория была переполнена, многим приходилось стоять за дверью. Бессемер говорил об усовершенствованиях своего изобретения. Конструкция продувочной емкости - бессемеровской груши, как ее называли, была уже настолько отработана, что на протяжении почти целого столетия не потребовалось каких-либо принципиальных изменений. Повсюду отмечали заслуги Бессемера. За каждую тонну стали, которую выплавляли по его методу, Бессемер требовал (и получал) один фунт стерлингов.

Почет и награды посыпались на изобретателя. В 1879 году он стал членом Королевского общества. В том же году королева присвоила Бессемеру титул дворянина. Сэр Генри Бессемер превратился в легенду. Учрежденная им золотая медаль Бессемера является и сегодня высшей наградой для английских металлургов. Умер Бессемер 15 марта 1898 года на 86 году жизни в своем поместье Денмарк Хил близ Лондона.

Изобретение Генри Бессемера положило начало новому периоду в металлургии железа. Названный его именем способ обеспечил возможность резкого увеличения выплавки стали. Поэтому естественно, что многие металлурги стремились усовершенствовать его. Кроме основного патента, Бессемер взял несколько дополняющих. Другие металлурги, усовершенствуя метод, также патентовали свои изобретения. С такими изобретателями Бессемер вел неустанную борьбу, оберегая свои права и привилегии. При этом, стремясь устранить своих действительных или возможных конкурентов, великий человек не стеснялся в выборе средств. Одержав победу, он быстро и легко становился великодушным.

Именно так он вел себя по отношению к Роберту Мюшету, сыну Давида Мюшета, известному в Англии металлургу, много сделавшему для развития этой отрасли. Роберт Мюшет внес в бессемеровский процесс довольно значительное усовершенствование. Он, как и его отец, был больше ученым, чем практиком, хотя о нуждах практики отнюдь не забывал. Однако, к сожалению, ему недоставало понимания экономики производства.

Отец Роберта, Давид Мюшет, был основателем доменного производства в Шотландии, открыв месторождение черного углекислого железняка - так называемого blackband. При попытке организовать собственное производство он потерпел крупную неудачу. Убытки его были столь велики, что долги после ликвидации дела составили более 10 тысяч фунтов стерлингов.

Роберт Мюшет открыл и объяснил такие процессы, как обратное науглероживание и раскисление полностью обезуглероженного бессемеровского металла при помощи марганцовистого зеркального чугуна. Непосвященному трудно оценить открытие Роберта Мюшета, которое позволяло значительно улучшить качество бессемеровской стали и повысить стабильность и надежность процесса. Бессемер же сразу понял, что это сулит в будущем, и поэтому вначале попытался помешать выдаче патента. Однако патент за номером 2219 все же был выдан Роберту Мюшету. Это произошло 22 сентября 1856 года, через месяц после выступления Бессемера в Челтнеме. Начались длительные переговоры с адвокатом Роберта Мюшета. Бессемер предпринял также попытку непосредственного контакта с изобретателем. С этой целью он в октябре 1856 года поехал в Глазго.

Поездка по железной дороге была очень интересной, но чересчур утомительной. Поэтому Бессемер и сопровождавший его Уильям Аллен были рады, когда, наконец, добрались до гостиницы в Глазго и смогли в спокойной обстановке еще раз обсудить свои позиции в переговорах с Робертом Мюшетом.

- Я предложу ему единовременные отступные размером в три тысячи фунтов, а если потребуется, то увеличу сумму до пяти тысяч.

Уильям Аллен полагал, что вряд ли удастся избежать определенных лицензионных отчислений, поэтому следует добиваться лишь того, чтобы они были по возможности более низкими.

Бессемер ценил своего старого сотрудника, но постоянные отчисления в пользу Роберта Мюшета его не устраивали. "Должна же существовать другая возможность. Я не признаю его патента и буду добиваться его отмены", - говорил он.

Добиться отмены патента было чрезвычайно сложно, и Уильям Аллен пытался всячески отговорить Бессемера от подобного шага, но его только больше раззадорило:

А почему бы не попробовать? Наши патенты так сформулированы, что легко можно доказать мой приоритет в так называемом открытии Роберта Мюшета.

Если пойти по этому пути, то возникнет простой вопрос, почему мы стремимся к встрече с Робертом Мюшетом и к переговорам с ним и почему с этой целью проделали неблизкий путь из Лондона в Глазго.

Ответ Аллена заставил Бессемера задуматься. Шотландское виски потеряло вкус, и Бессемер предложил прогуляться. Выйдя из гостиницы, они направились в сторону порта.

Глазго в последние годы сильно разросся. Число его жителей приближалось к 400 тысячам, то есть с 1800 года увеличилось в пять раз. Конечно, это несравнимо с Лондоном, где уже в 1850 году проживало 2,5 миллиона человек. И если Эдинбург был столицей и культурным центром Шотландии, то Глазго, несомненно, был ее экономическим центром. Характер города определяли промышленность и морской порт. Причалы доходили до самого центра, далеко за пределами Глазго располагался аванпорт. Корабли заходили туда из открытого моря, проходя через узкий залив Форт-оф-Клайд, глубоко врезавшийся в сушу. Старая часть города Глазго была расположена на правом берегу Клайда - реки, истоки которой находятся в шотландских горах.

Бессемер и Аллен вскоре дошли до ошеломляющего своими размерами и мощью готического собора, расположенного на самой большой площади города, миновали торговую палату и повернули в сторону гостиницы. О предстоящем посещении Роберта Мюшета они не говорили. Речь шла о беспрецедентном в истории техническом прогрессе последних десятилетий. В 1851, году был проложен первый подводный кабель между Англией и Францией. Теперь планировалась прокладка кабеля между Исландией и Ньюфаундлендом и между Англией и Персией (Ираном).

Особенно велик был рост текстильной промышленности. Если в 1850 году в Англии был всего миллион веретен на хлопчатобумажных прядильных фабриках, то в 1855 году их число превышало 10 миллионов, а еще через пять лет предполагалось его увеличить до 32 миллионов. В Англии добывали в полтора раза больше угля, чем на всем европейском континенте; чугуна и стали производилось также больше, чем во всей Европе. Англия намного опережала другие страны и в строительстве железных дорог. В 1856 году их протяженность составляла уже более 10 тысяч английских миль и продолжала увеличиваться. В связи с этим росла потребность в стальных рельсах. У Бессемера было несколько патентов на их производство, и один из них, выданный 17 октября 1855 года, разрешал отливку слитков, предназначенных для прокатки железнодорожных рельсов, из обезуглероженного или частично обезуглероженного металла. Того, что английская железнодорожная сеть за 1860-1880 годы увеличится более чем в двадцать раз, даже они, люди, причастные к техническому прогрессу, не подозревали.

Еще больше был бы удивлен Бессемер, если бы кто-нибудь в тот октябрьский день 1856 года сказал ему, что именно Роберт Мюшет будет первым инженером, который прокатает из бессемеровской стали, раскисленной зеркальным чугуном, первый железнодорожный рельс. Не прошло и года с того дня, как отлитый и прокатанный под руководством Роберта Мюшета рельс был уложен на железнодорожное полотно на вокзале в Дерби. По этому рельсу прошло более миллиона с четвертью вагонов и паровозов, и рельс прекрасно выдержал это испытание, прослужив до 1873 года.

Прокат железнодорожных рельс

Бессемер и Аллен не заметили, как добрались до гостиницы. Поужинав, они легли спать, чтобы на следующий день хорошо отдохнувшими отправиться к человеку, из-за которого и было предпринято это путешествие. Роберт Мюшет жил за городом по дороге на Пейсли в непривлекательном районе угольных и рудных шахт по соседству с несколькими металлургическими заводами. От дома, расположенного в большом саду, веяло теплом и уютом. Мюшет принял своих посетителей в старомодной гостиной с камином, в котором жарко пылали дрова. Комнату наполнял смолистый запах, и было приятно тепло в эту сырую промозглую погоду, Бессемер осмотрелся и приготовился к разговору. Обстановка стала несколько напряженной. Но Мюшет, казалось, не замечал этого, вел себя спокойно и непринужденно. Он рад видеть у себя знаменитого Бессемера, а если быть откровенным, то это его давнее желание. Он надеется, что господам из Лондона понравится здесь в скромной Шотландии. Они оказали бы ему особую честь, если бы на некоторое время стали его гостями.

Все, что Роберт Мюшет говорил, звучало честно и бесхитростно. Бессемера это успокоило, и он почувствовал себя свободнее.

Простите, но мы прибыли сюда для деловых переговоров с Вами, а не для обмена любезностями.

По мнению Аллена, слова Бессемера прозвучали слишком грубо для начала беседы. Мюшет улыбнулся:

Мой адвокат в Лондоне пользуется моим полным доверием и имеет все полномочия. Один я бы не хотел ничего решать, но выслушаю, естественно, все Ваши предложения. Потом я их сообщу своему поверенному.

Бессемер покачал головой и произнес недовольно:

А Вы думаете, что со мной будет легче? Зачем же в таком случае я нанимаю дорогого лондонского адвоката? По-видимому, все-таки не за тем, чтобы в данный момент отказаться от его услуг и позволить поставить себя в невыгодное положение.

Тут вмешался Аллен, надеясь немного смягчить атмосферу. Он изложил их предложение о единовременной выплате Роберту Мюшету определенной суммы за все его патенты, касающиеся выплавки стали бессемеровским способом. При этом он добавил, что речь, конечно, идет не о славе изобретения и других вопросах приоритета, а лишь о чисто экономических интересах, причем естественно, интересах обоих партнеров.

- Я остаюсь при своем мнении. Мне необходимо поговорить со своим адвокатом, но могу и сейчас твердо сказать", что о единовременной отступной сумме не может быть и речи.

Попытки переубедить упрямого Мюшета оказались безуспешными. Несмотря на неудачу в переговорах, Бессемеру понравилась выдержка шотландца. На его месте он, скорее всего, вел бы себя так же.

Несколько лет спустя Бессемер все же победил в споре. Мюшет вынужден был уступить свой патент, так как не располагал достаточными средствами для его эксплуатации. Несмотря на это, его имя вписано в золотую книгу великих изобретателей, однако повод для этого был другим. Благодаря Мюшету промышленность получила специальные стали, легированные титаном и вольфрамом. Эти стали были созданы в результате его ранних научных исследований. Устранив Мюшета как конкурента, Бессемер проявил великодушие. Он пожизненно выплачивал ему пенсию. Что было в основе этого поступка - простая человечность или угрызения совести, нам неизвестно. Пенсию можно было рассматривать как определенного рода лицензионные отчисления. Кроме того, Iron and Steel Institute присудил Мюшету учрежденную Бессемером медаль. Этой же награды удостоился Уильям Аллен как первый помощник Бессемера в разработке и внедрении в промышленность метода продувки чугуна воздухом.

Окончательную победу методу продувки над пудлингованием принес другой человек. Дело в том, что бессемеровский процесс был пригоден не для всех сортов чугуна. Если железные руды содержали фосфор, то и чугун получался с высоким содержанием этого нежелательного элемента, причем все попытки удалить фосфор продувкой воздухом не давали положительного результата. Два десятилетия ушло на решение этой проблемы.

Молодой человек высокого роста нервно перекладывал мелко исписанные листки бумаги. И хотя стояла уже глубокая осень, а в зале было отнюдь не жарко, капельки пота то и дело выступали на его бледном лице. Бросив взгляд на трибуну, он заметил, что его реферат лежит третьим. Значит, еще двое выступят до него. Он положил свой экземпляр реферата в кожаную папку и огляделся. На эту конференцию, приуроченную ко Всемирной выставке 1878 года в Париже, его пригласил Iron and Steel Institute. Если до обеда зал был полон, то теперь, ближе к вечеру, многие кресла пустовали. Какой- то докладчик не без успеха отнимал у немногочисленных слушателей последнее желание оставаться здесь и дальше. Тихим монотонным голосом делился он своими откровениями. С какой-то удивительной регулярностью раздавался скрип очередного кресла, и очередной слушатель покидал зал. Для молодого человека не составило труда подсчитать, что к его докладу в зале будет не более дюжины человек, включая его самого. Кроме того, еще неизвестно, будут ли слушать все оставшиеся, ибо многие из них в совершенстве владели искусством не нарушая осанки и без лишних звуков спать сидя. Однако до этого не дошло. Президент закрыл собрание без прочтения двух последних докладов. Разочарованно молодой человек покинул зал.

Это был еще никому неизвестный Сидни Джилькрист Томас, было ему в это время 28 лет от роду. Его изобретение, как, пожалуй, ни одно другое, стало величайшей сенсацией и завоевало все промышленно развитые страны мира. Однако пока никто не интересовался ни автором, ни самим изобретением. И это было первым его разочарованием. Еще на весеннем собрании Iron and Steel Institute, состоявшемся 28 марта 1878 года, Томас столкнулся с непониманием и равнодушием. Он вспомнил, как первый обладатель памятной золотой бессемеровской медали и ведущий металлург Англии Лотиан Белл говорил в своем выступлении о проблеме удаления фосфора из стали. Затем состоялась дискуссия и Сидни Томас попросил слова:

Присутствующих, очевидно, заинтересует тот факт, что мне при поддержке директора завода Эдварда Мартина удалось полностью удалить фосфор из металлической ванны бессемеровского конвертора.

Собрание ответило на это сообщение всеобщим шумом. Президент обратился к Томасу:

В тоне, каким это было сказано, чувствовалось недоверие. Неизвестный молодой человек вдруг решил задачу, над которой уже столько времени бились опытнейшие металлурги страны.

Мой двоюродный брат Перси К. Джилькрист работает в лаборатории металлургического завода в Бле- наване. Мы провели много опытов и результаты их соответствуют теории. Проблема дефосфорации металла при выплавке в бессемеровском конверторе стали решена.

Аплодисментов не последовало. Наступило холодное молчание. Томас почувствовал этот холод. Затем президент предложил вернуться к этому вопросу на осеннем собрании института.

Снова и снова переделывал Томас свой доклад, сравнивал результаты опытов, формулировал тезисы. Наконец, все было готово. Осенью 1878 года собрание института состоялось в Париже. Доклад Томаса вначале предполагалось дать одним из первых, но каждый раз, когда до него доходила очередь, его откладывали, В конце концов доклад и вовсе отложили. Сидни Томасу опротивел Париж и все, что было с ним связано. Он хотел сразу же уехать, но удерживала экскурсия в Ле Крезо, которую он ждал с интересом, и правильно поступил, что поехал туда. Участие в этой экскурсии принимал и Виндзор Ричарде - директор большого сталеплавильного завода в Эстоне близ Мидлсбро. Он подошел к молодому Томасу и попросил его подробно рассказать о дефосфорации стали по его методу. После этого Ричарде предложил Томасу приехать к нему на завод и повторить свои опыты. Таким образом, Сидни Томас после долгих мытарств достиг, наконец, своей цели.

В детстве Сидни интересовался естественными науками. Все, книги на эту тему он читал с таким восторгом, с каким его сверстники читали "Робинзона Крузо" или "Путешествие Гулливера". Мальчик много болел, и их дом часто посещал домашний врач. Между ним и Сидни возникли почти дружеские отношения. Бледный, измученный кашлем мальчик и стоящий на пороге старости врач подолгу обсуждали самые различные проблемы. Доктора Блейка поражала необыкновенная любознательность Сидни, оригинальность мышления, интеллигентность. Друзья говорили практически обо всем, что могло представить интерес для пытливого ума. Чаще всего предметом разговора была химия, в то время еще молодая наука, которой, однако, человечество уже многим было обязано. На втором месте была медицина. Ею Сидни особенно интересовался.

Было принято решение, что Сидни Джилькрист Томас станет врачом. Когда в 1867 году семнадцатилетним юношей он хотел поступить на медицинский факультет, умер отец. Семья осталась без достаточных средств к существованию, тем более не было возможности платить за обучение. Пришлось зарабатывать деньги. В одном из лондонских полицейских, участков Сидни предоставили скромное место судебного писаря. В лондонских полицейских судах рассматривались дела о мелких хулиганствах, карманных кражах, мелких мошенничествах и других подобных нарушениях закона и порядка. Ежедневно Томас видел лица людей, отмеченные печатью нужды и нищеты.

Сидни Джилькрист Томас записывал истории их жизни в большую протокольную книгу. Подобные истории никогда не были полными, ибо протоколировалось только то, о чем шла речь на заседании суда. При этом никого не интересовали ни причины падения человека, ни то, что толкнуло его на нарушение закона и порядка. Работа Томаса в полицейском суде тяготила его, поэтому удовлетворения он искал в свободное от работы время.

Молодого человека, как и прежде, увлекали естественные науки. Он часто посещал научно-популярные лекции в институте Бирбека. Особенно интересовали его лекции по химии, которые читал профессор Джордж Челонер. Этот лектор, как мало кто другой, умел увлечь слушателей и очень доступно рассказать о стоящих перед его наукой проблемах.

Однажды профессор Челонер говорил о бессемеровском процессе. При этом он сказал: "Тот, кому когда-либо удастся удалить фосфор из стали при бессемеровском процессе, станет в один ряд с величайшими изобретателями человечества".

С того дня Томас занялся этой проблемой. Он начал посещать Royal Sckool of Mines (Королевскую горную академию) и слушал лекции известного далеко за пределами Англии Джона Перси. Он начал также писать статьи в издаваемый профессором Челонером журнал "Iron". Его рабочая загрузка в эти годы подорвала бы здоровье и более физически крепкого человека, чем он. Но проблема дефосфорации бессемеровской стали, которая, как и прежде, оставалась центральной в сталеплавильном производстве, не давала ему покоя.

И вот настал день, когда Томас пришел к убеждению, что ключ к решению задачи у него в руках. Он не воскликнул "Эврика!" и не выпрыгнул из ванны, как это, якобы, сделал Архимед, чтобы рассказать людям о своем открытии. Не тот был характер и не те обстоятельства. По мнению Томаса, бессемеровский конвертор надо футеровать известью, а в расплав добавлять пылеватую известь, тогда имеющийся в металле фосфор будет связан. Изобретатель привлек к работе своего двоюродного брата Перси К. Джилькриста. Вместе они провели необходимые исследования, и все сомнения остались позади. Томас подал заявку на новый патент. Это было в ноябре 1877 года. Второй патент, имевший особенно важное значение, был выдан 5 октября 1878 года, спустя несколько недель после возвращения со Всемирной выставки в Париже. Промышленные опыты, финансировавшиеся Виндзором Ричардсоном, проводились на заводе в Мидлсбро вплоть до весны следующего года.

В начале апреля 1879 года Томас и Ричарде представили новый способ на суд специалистам, которых пригласили на завод. Пока шли последние приготовления, Томас разъяснял внимательно слушавшим его металлургам некоторые особенности дефосфорации. Чугун залили в поваленный конвертор, а после его подъема начали продувку. Пламя вырвалось из горловины конвертора и устремилось в камин. Заглушая все другие звуки, постепенно нарастали шипение и свист. Никто даже не пытался разговаривать. Процесс продувки наблюдали через затемненные стекла. Было видно, как менялся цвет пламени. Обезуглероживание чугуна закончилось, и Томас подал знак на передувку. Наконец, шум прекратился. Конвертор повалили, скачали шлак и разлили сталь в изложницы. Присутствующие были потрясены. Уходя все крепко пожимали руку победителю.

Пришли слава, известность. На весеннем собраний Iron and Steel Institute 8 мая 1879 года Томаса встретили уже иначе, чем год назад. В своем докладе он смог представить свой способ как вполне отработанный и проверенный на практике в заводских условиях. Никаких предположений, домыслов, догадок. Президент поблагодарил докладчика и, обращаясь к собранию, продолжил:

- Я думаю, в этом зале не осталось тех, кого не смогли убедить доводы докладчика. Сегодня открыта новая глава в металлургии стали. Начал этот раздел Генри Бессемер, закончил Сидни Джилькрист Томас. Прошу поддержать мое предложение назвать процесс продувки чугуна в конверторе с основной футеровкой именем его изобретателя - томасовским

Шквал аплодисментов, который последовал за словами президента, был необычным для собраний института, проходивших всегда очень строго. Аудитория стоя скандировала здравицу в честь Сидни Томаса. Новый процесс получения стали очень быстро распространился по всему миру, принеся широкую известность автору. На его долю выпало много почестей. Генри Бессемер лично вручил Томасу золотую медаль своего имени. Прожил Сидней Томас недолго. Он умер в Париже 1 февраля 1885 года.

В те же годы, когда Бессемер занимался продувкой чугуна воздухом, барон Франц фон Ухациус в Австрии пытался получить литую сталь иным способом. Он полагал, что столь высоко ценившуюся литую сталь можно получить не переплавом, а при первой плавке. С этой целью он расплавлял чугун вместе с окисленной железной рудой в тигле. И действительно ему, императорскому и королевскому артиллерийскому офицеру, эксперту по вооружениям, удалось таким образом выплавить тигельную или, как ее тогда называли, литую сталь.

На Всемирной выставке 1855 года в Париже уполномоченный Ухациуса некто Карл Ленц демонстрировал и популяризировал "рудную сталь" австрийца. Карл Ленц знал толк в рекламе. Сталь Ухациуса привлекла значительное внимание. Наполеон III поручил специальной комиссии проверить способ. Результаты оказались благоприятными. По данным комиссии, одна тонна стали Ухациуса стоила всего 400 франков, то есть была значительно дешевле обычной литой стали, одна тонна которой обходилась в 1000 франков. Новый способ выплавки стали опробовали в Англии, и опыты, проведенные там, тоже дали положительный эффект. В результате крупнейшая металлургическая кампания мира того времени Ebbw-Vale-Iron-Company купила патент на этот способ. На металлургическом заводе в Понлипуле было запланировано организовать производство с 1000 плавильными печами. После Англии и Франции патенты на право производства стали по новому методу приобрели также одна испанская фирма и шведская финансовая группа. В Австрии предполагалось построить крупный завод недалеко от Вены и еще один в промышленном центре империи - Богемии, в частности в городе Клад- но. Однако большие ожидания не сбылись. Высококачественную литую сталь получали лишь в случае чистого чугуна с низким содержанием кремния. Вместе с тем чугун большинства сортов содержал слишком много фосфора и серы, поэтому качество литой стали оказывалось неудовлетворительным. Лишь в Швеции на заводах Хег демора и Викмансхитан производили рудную сталь необходимого качества. Восторги по поводу нового метода быстро исчезли. Кроме австрийского барона, были и другие изобретатели, предлагавшие подобные способы получения стали.

Демонстрация и популяризация 'рудной стали'

Среди них следует упомянуть русского офицера Обухова, о стали которого было сказано следующее в одном из сообщений из Петербурга: "Придет время, когда обуховская сталь найдет за границей больший спрос, чем шведская и нынешняя русская прутковая сталь". Время не пришло, но опыты при всех разочарованиях и неудачах позволили получить очень важные данные¹.

¹ (Автор, очевидно, говорит о П. М. Обухове (1820-1869 годы), русском металлурге, основателе крупного производства литой стали и стальных пушек в России. Однако он не был офицером русской армии, в 1843 году окончил с золотой медалью Институт корпуса горных инженеров в Петербурге, работал на Урале. В 1854 году назначен управителем Златоустовской оружейной фабрики, где совершенствовал способ производства литой стали. В 1857 году получил' привилегию на изобретенный им способ производства тигельной стали высокого качества. Прим. пер.)

В сороковых годах XIX века Вернер Сименс, офицер прусской армии, занимался в своем гарнизоне в Виттенберге гальванотехникой. Довольно быстро ему удалось осадить медь на железную основу, однако с другими металлами процесс не шел. Многие недели Сименс проводил свои опыты, прерывая их только по требованию казарменной службы, что бывало нередко. Но однажды произошло событие, после которого у изобретателя появилось неограниченное время для экспериментов.

Как известно, дуэли для офицеров были строго запрещены и нарушителей этого запрета, строго наказывали. Такие меры, как длительное заключение в крепость (иногда даже на несколько лет), применяли довольно часто. В одной из дуэлей Сименс был секундантом, и военный суд в Магдебурге приговорил его к длительному лишению свободы. Местом заключения Сименса стала магдебургская цитадель, где сто лет назад отбывал наказание другой прусский офицер, барон Фридрих фон дер Тренк, которого поместили в сырой холодный карцер, приковав цепью к стене. Вернеру Сименсу с молчаливого согласия коменданта крепости было обеспечено более комфортабельное существование. Более того,

У даже позволили устроить небольшую лабораторию по гальванотехнике.

Занимаясь своими опытами в цитадели, Сименс добился успеха. Это стало многим известно, и тут же нашелся заинтересованный человек - один из Магдебургских ювелиров. За сорок луидоров он купил у Сименса его способ осаждения металла и, кроме того, передал заключенному заказ на золочение столовых ложек. Однако это деловое сотрудничество было нарушено высочайшим помилованием, которое в тот момент было явно не кстати. Вернеру Сименсу пришлось обратиться к своему непосредственному командиру полковнику Шарнхорсту, внуку знаменитого генерала освободительных войн, с прошением продлить пребывание в крепости. Но тот не принял прошения и в тот же день Вернер Сименс покинул крепость.

В 1843 году брат помилованного офицера Вильгельм Сименс поехал в Англию, чтобы продать изобретенный Вернером способ гальванического золочения. Очень скоро один из английских предпринимателей приобрел патент на этот способ за 1500 фунтов. Англию Вильгельм Сименс не покинул. Впоследствии за заслуги в разных делах королева пожаловала ему дворянский титул и он стал "сэром Уильямом". Но пока его звали Вильгельм, и был он чрезвычайно предприимчив. Не чужда была ему и страсть к изобретательству. Так, он изобрел очень точный водомер для лондонских водонапорных предприятий. Это принесло ему большие деньги, впрочем, иначе и не могло быть. Третий брат - Фридрих Сименс - тоже осел в Лондоне и стал сотрудничать с Вильгельмом. Оба обладали исключительным чутьем на выгодные дела, поэтому, когда однажды к ним явился английский уполномоченный австрийского барона Франца фон Ухациуса и предложил разработать и соорудить плавильную печь для выплавки рудной стали по его способу, братья согласились.

Фридрих Сименс занимался проблемой снижения тепловых потерь в промышленных печах путем создания регенеративной топки. На это у него был патент. Вильгельм тоже имел опыт в этом деле - ему принадлежала идея создания регенеративной паровой машины, которую он сумел продемонстрировать изумленной публике на Всемирной выставке в Париже в 1855-году. Идея заключалась в том, чтобы вторично использовать отработавший пар, регенерируя его. Однако предпосылки, из которых он исходил, были неверны, успеха он не добился, но идея была признана правильной.

Суть регенеративного обогрева заключается в следующем. Горячие газы горения, проходя через каналы кирпичной насадки, отдают ей значительную часть тепла, прежде чем достигнут отходящего тракта и трубы. Когда насадка нагревается до достаточно высокой температуры, газы горения начинают отводить через другую насадку, а через первую пропускают генераторный газ и свежий воздух, которые при этом нагреваются. Тем временем газы горения нагревают другую насадку, и после нагрева ее до требуемой температуры снова переключают тракты. Таким образом, тепловая энергия, выделяющаяся при сжигании угля, используется значительно полнее, а достигаемые температуры значительно выше, что и позволяет плавить в такой печи сталь.

На подобную печь братьям и был выдан английский патент, датированный 22 января 1861 года. В нем прямо говорилось об использовании такой печи в металлургии стали. Опыты по внедрению указанного способа выплавки стали было намечено провести в Шеффилде - центре английской сталеплавильной промышленности. Братья Сименс не теряли времени и спустя несколько недель после выдачи патента прибыли в Шеффилд. На вокзале их встречал мистер Чарльз Этвуд, владелец и держатель акций заводов черной металлургии. Он отвез Сименсов в отель Мейбл Ферилейз, который и стал местом их жительства. Отлучались братья из Шеффилда лишь в самых необходимых случаях. Целые дни они проводили на заводе, где руководили сооружением опытной печи. Братья далеко не всегда были согласны друг с другом, совместная работа была трудной.

Наконец, строительство печи было закончено. Загрузили тигли и начали разогрев. Клапаны переключения газоходов (перекидка клапанов) функционировали нормально. Все, казалось, шло хорошо. Но это только казалось. После завершения опыта выяснилось, что расплавились не только сталь, но и несколько тиглей, а также футеровка. Вильгельм Сименс в присутствии Чарльза Этвуда упрекнул брата в том, что тот не послушал его и разогревал печь слишком быстро. Фридрих не стерпел замечания брата:

- Уже второй раз ты обвиняешь меня в неудаче. Пять лет назад было то же самое,

А разве тогда я был не прав? Не ты ли потерпел фиаско в Берлине у Луиса Шварцкопфа? Вернер мне писал, что ты так и не смог выдать ни одной хорошей плавки.

Ты, вероятно, думаешь, что если опыты оплачены твоими деньгами, то и ошибки невозможны. Как бы не так! Но с меня хватит. Я немедленно еду в Лондон и завтра возвращаюсь в Берлин. Это окончательно.

Чарльз Этвуд попытался помирить братьев, но не преуспел в этом. Фридрих Сименс покинул цех и исчез в наступивших сумерках. Вильгельм пожал плечами. Ему было неприятно. Нельзя было понять, отчего все-таки возник разрыв: то ли из-за оскорбленного самолюбия младшего, то ли из-за неудавшегося предприятия. К этому времени уже возникли серьезные финансовые трудности, которые можно было устранить лишь при положительном исходе опытов. Весьма сомнительно, что после постигшей братьев неудачи Чарльз Этвуд согласится купить лицензию на их регенеративную печь. А если и согласится, то наверняка значительно уменьшит цену и будет прав. Вильгельму удалось застать брата в отеле и убедить его не уезжать. Спустя год Этвуд купил лицензию, но Фридрих Сименс все же вернулся в Германию. В Дрездене он вместе с еще одним своим братом Гансом Сименсом, рожденным в 1818 году, основал стекольный завод.

Вильгельм Сименс по-прежнему энергично работал над внедрением в промышленность регенеративной печи. Он встречался и переписывался со многими металлургами, в том числе и с Генеральным инспектором горнорудных предприятий Ле Шателье из Парижа. Этот контакт сыграл особую роль.

В южнофранцузском городке Сирей близ Ангулема жили Эмиль и Пьер Мартены, которым принадлежал небольшой металлургический заводик. Мартенов считали опытными металлургами. Через Ле Шателье они обратились к Вильгельму Сименсу с просьбой создать для них высокопроизводительную сталеплавильную печь. Этот заказ был выполнен, но успех не пришел. Сименс посоветовал использовать печь для сварки, то есть для нагрева стальных изделий до температуры, требуемой для сварки. Но Мартены не последовали его совету. Пьер не оставлял попыток выплавить сталь на поду сименсовской печи с регенеративным обогревом. Наибольшие затруднения вызывала футеровка пода, так как жидкая сталь проникала в кладку и разрушала ее.

И вот, наконец, 8 апреля 1864 года плавка удалась. Через два дня Эмиль и Пьер Мартены запатентовали способ во Франции, а через несколько месяцев и в Англии. По странному стечению обстоятельств Вильгельм Сименс узнал об успехе спустя год.

Сталь из чугуна и стального скрапа (лома) Мартены выплавляли в сименсовской печи на набивном песчаном поду. Эта сталь оказалась превосходным материалом для ружейных стволов. Поставкой французскому правительству ружейных стволов для нарезных штуцеров Мартены занимались уже давно, и их продукция была намного лучше прусских капсульных ружей. Спрос на ружейные стволы возрастал, и это побудило Мартенов заняться поиском способа, который позволял бы получать сталь не уступающую по качеству тигельной, но более дешевую. Результатом поиска стал способ, основанный на плавке чугуна и стального лома (скрапа) на набивном поду регенеративной печи, так называемый скрап-процесс.

Вильгельма Сименса занимало теперь другое. Он работал над идеей прямого получения стали из руды. Лишь много позднее он оценил то громадное значение, которое имел скрап-процесс. Подобно австрийскому барону Ухациусу, который выплавлял свою "рудную сталь" из чугуна и руды в тигле, Вильгельм Сименс хотел выплавлять сталь на поду регенеративной печи. И он добился успеха. Предложенный им способ получил название рудного процесса, который и по сей день является одним из важных вариантов сименс-мартеновского¹ способа выплавки стали.

¹ (В СССР принято говорить "мартеновская печь, мартеновский процесс, плавка". Прим. пер.)

В начале ноября 1866 года Вильгельм Сименс и Мартены заключили договор. При возникновении спорных моментов каждый из партнеров сохранял право не преимущество. Сименс-мартеновский процесс успешно конкурировал с конверторным. Его преимущество состояло в возможности получать высококачественную сталь, используя стальной лом, количество которого непрерывно накапливалось. Это преимущество привело к тому, что вскоре повсеместно были сооружены сименс-мартеновские сталеплавильные цехи. Почти половину всего мирового производства стали давали сименс-мартеновские печи.

Мартеновский процесс

В 1867 году в Париже вновь состоялась Всемирная выставка. Несмотря на то что королевская власть доживала свои последние дни, город предстал перед миром еще более величественным, чем прежде. Свою притягательную силу Париж распространял на всех, кто был богат, в чести и знаменит или мнил себя таковым. Все новое, что возникало в мире, прогресс фактический и мнимый в любой отрасли деятельности был представлен на Выставке. Парад-алле искусства, науки и техники! Тяжелая индустрия впечатляла своими новыми и новейшими достижениями. Постоянный экспонат Всемирных выставок-крупповский стальной слиток - был еще больших размеров, чем слиток, представленный на выставке 1862 года в Лондоне. Ожесточенная конкуренция, борьба фабрикантов оружия Армстронга и Круппа придавала этому разделу выставки особую окраску. Альфред Крупп старался заинтересовать Наполеона III. Император французов, хотя и удивлялся крупповской пушке и сделал пушечного короля из Эссена кавалером ордена Почетного легиона, но на деловое сотрудничество не пошел. Ну что ж, решил Крупп, если не французы, то, значит, пруссаки. Эти, правда, поскупее, но пушки им тоже нужны. Альфред Крупп подарил выставленную в Париже гигантскую пушку прусскому королю, и сделка была совершена. Наряду с прибылью это принесло Круппу так же славу патриотически настроенного предпринимателя. О своем отрицательном отношении к предложению Круппа Наполеон III горько пожалел три года спустя. В войне 1870-1871 годов победу над французскими бронзовыми пушками одержали крупповские стальные орудия и снаряды. В битве при Седане исход решила артиллерия. Наполеон III попал в плен, проиграл войну и потерял корону. Вспоминал ли он предложение Круппа?

На Всемирной парижской выставке Мартены были награждены золотой медалью за их отличную сталь. Сименс-мартеновская сталь превратилась в понятие и таковой осталась до сегодняшнего дня. Для Пьера Мартена жизнь приберегла своеобразный эпилог. Он пережил свою славу и, хотя везде говорили о сименс-мартеновской стали, никто не вспоминал изобретателей. Все считали, что Мартенов давно нет в живых. В отношении Эмиля это было правдой, но его сын Пьер прожил еще четыре десятилетия после зенита своей славы, причем жил в нужде и нищете, в тяжелейших условиях в одном из пригородов Парижа. В 1910 году "нашли" этого человека-человека, которому черная металлургия всего мира обязана всем.

Те, кому его изобретение принесло громадные прибыли, краснея полезли в карманы. Умер Пьер Мартен в 1915 году в возрасте 91 года. Незадолго до его смерти Iron and Steel Institute присудил ему бессемеровскую золотую медаль.

Технический прогресс на рубеже XVIII и XIX столетий развивался без заметного влияния науки, хотя начало новых взаимоотношений между наукой, техникой и производством наметились уже давно. Лишь во второй половине XIX бека произошло качественное изменение во взаимодействии трех названных основ технического прогресса. Быстрое развитие машиностроения, возрастающие требования к военной технике, появившиеся новые отрасли промышленности потребовали увеличения производства чугуна и стали. Возросли и требования к качеству материалов на железной основе, возникла Потребность в сталях с особыми свойствами, например в коррозионностойких, износостойких, теплостойких, хладостойких и др. Возросшие требования черная металлургия могла удовлетворить лишь при направленном использовании достижений науки. Если в 1825 году люди еще с удивлением относились к тому, что некоторые владельцы металлургических заводов брали на работу химиков с высшим образованием, то в начале XX века уже не осталось ни одной более или менее крупной металлургической фирмы, где бы не было научных и опытно-промышленных лабораторий и баз, в которых ученые физики и химики, металлурги и инженеры различных специальностей ставили свои знания и свое умение на службу непрерывно обостряющейся конкурентной борьбе. При социализме взаимодействие науки, техники и производства во многих областях, в том числе и в черной металлургии, призвано обеспечить рост производительных сил, необходимый для общества, успешно прокладывающего путь в коммунистическое будущее