Читать интересную книгу Загадка булатного узора - Юрий Гуревич

Для переработки чугуна в кричное железо и «уклад» (сырцовую сталь) на заводе действовали две кричные фабрики с 12 горнами. Каждый горн имел свой особый кричный молот, приводимый в действие водяным колесом. Для изготовления сортового железа работала специальная передельная фабрика с прокатными и резными станами для получения мерной полосы. Сравнительно небольшое количество стали, шедшее на инструменты и холодное оружие, готовилось из «уклада», который подвергали цементации (науглероживанию). Процесс цементации железа производился в специальных томильных печах при температуре около 1000 °C и длился 7–8 суток. Завод изготовлял 11 сортов железа и стали.

Оружейная фабрика, работающая на заводе, славилась уже не только в России, но и далеко за ее пределами. Златоустовские мастера изготовляли холоднее оружие высокого качества; шашки, сабли, палаши, саперные и охотничьи ножи. Эти изделия успешно конкурировали с европейскими образцами. В то же время инструментальная сталь по своему качеству уступала английской. Это главным образом объясняется тем, что, когда Аносов приехал на Златоустовский завод, там литой стали еще не изготовляли.

Секрет получения литой стали в России первой четверти XIX века являлся достоянием отдельных мастеров. Серьезных успехов в этом деле, как уже было отмечено, добился С. И. Бадаев (Камско-Воткинский завод). Он сконструировал специальную печь, имеющую два отделения — цементационное и тигельное. Кричное полосовое железо подвергалось цементации и после этого расплавлялось в тиглях. Затем производилась вторичная цементация полученной стали при помощи карбюризатора, состоящего из различных сортов угля, перемешанного с белой глиной, мелом и минеральными добавками. «Энциклопедический лексикон» Плюшара за 1835 год об инструментальной бадаевской стали говорил, что она лучше знаменитой «гунцмановской» (английской).

Литую цементованную сталь высокого качества получал также Нижегородский заводчик Полюхов. По заключению монетного двора сталь Полюхова «… оказалась на дело инструмента годная и прочную сыпь имеет мелкую и ровную». Оригинальный способ производства литой стали разработал управитель Велетминского завода Пономарев. Тигельные процессы производства стали появлялись на Верхне-Исетском, Невьянском, Каслинском и других заводах. Этому способствовало распространение отражательных (пламенных) печей, в которые помещали тигли со сплавляемыми материалами. Путем сжигания дров, а потом кокса в струе подогретого воздуха в таких печах удавалось получать температуру до 1500"С.

Однако, как и все новое, литая сталь часто встречала недоверие со стороны многих металлургов. Объяснялось это тем, что способы ее выплавки и разливки были недостаточно совершенны, и иногда металл получался либо низкого качества, либо очень высокой стоимости. Так, например, мастер из Золингена Петр Каймер пытался ввести на Златоустовском заводе литую сталь. Он обставлял свою работу большой таинственностью, к плавкам готовился долго и за два года работы выдал всего 9 пудов относительно годной стали. А обошлась его сталь в 10–15 раз дороже цементованной. По этим и другим причинам государственный департамент часто отказывался выдавать привилегии на способы производства тигельного металла. Между тем многие поступающие изобретения имели, очевидно, немалую ценность. Это подтверждает недавно установленный факт, что из всех русских архивов бесследно исчезли описания различных приемов получения стали, применявшихся в то время на заводах страны.

Проанализировав имеющийся опыт различных способов выплавки стали для оружия и инструмента, П. П. Аносов пришел к выводу, что только литая сталь может обладать необходимыми свойствами. «Литая сталь, — писал он, — имеет преимущество перед выварною и цементною из тех же первых материалов, полученных как по равномерному, так и более тесному или химическому соединению частей углерода с железом». Так, П. П. Аносов, исходя из чисто научных соображений, обосновал целесообразность тигельного производства. Предварительные опыты по получению литой стали окончательно убеждают его: только организация тигельного производства коренным образом улучшит качество стального оружия и инструмента на Златоустовском заводе.

Аносов хорошо себе представлял, что производство литой стали складывается из следующих операций:

«Устройство печей, приготовление плавильных горшков, плавка, отливка в формы и ковка». Поэтому он начал с устройства пламенных печей. Им был спроектирован отапливаемый углем горн для печи с подогревом восьми тиглей одновременно и сооружен корпус с восемью такими печами. Печи для выплавки тигельной стали эксплуатировались на Златоустовском заводе до начала XX века, то есть чуть ли не 100 лет!

Одной из самых трудных задач во времена Аносова являлась организация производства тиглей — «плавленных горшков», как их называли. Производство глиняных тиглей было хорошо известно, так как они применялись для литья цветных металлов, а позднее — для переплавки чугуна. Мастер Боткинского завода Федор Мезенцев даже придумал ручной винтовой штамп для приготовления «плавиленных горшков». Но для приготовления литой стали требовались тигли очень высокой огнеупорности. Такие тигли выписывались из-за границы, из города Пассау в Баварии, около которого находились залежи высокоогнеупорной глины. Цена их была очень высокой. Поэтому Аносов пришел к выводу, что «иностранные горшки особенно в столь отдаленном месте, как Златоуст, были бы слишком дороги для стального производства, и, не заменив их своими, успех был бы безнадежен».

А горшки из челябинской глины как будто и обладали достаточно большой огнеупорностью, но постоянно трескались при высоких температурах. Исследование причин образования трещин показало, что они получались вследствие расширения частиц глины: при высоких температурах одни частицы «давили» на другие. Аносов понял, что трещины в горшках являются результатом большой усадки, которую давала глина при нагревании. Для предупреждения трещин было необходимо добавить к глине «тело, которое бы уменьшило… способность сжимания». Аносов делает анализ заграничной глины и находит, что этим «телом» являлся графит. В пассауских горшках сама природа позаботилась соединить глину с графитом. Итак, для предупреждения трещин тигля в челябинскую глину надо добавить графит. Но где его взять?

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

СНОВА ТАЙНА

Река истины протекает через каналы заблуждении.

Р. Тагор

Рецепт есть, булата нет

На рабочем столе Владимира Ильича Ленина, в его кабинете в Кремле лежит нож для разрезания бумаг — это подарок златоустовских рабочих, сделанный Ленину в 1921 году. Стальной клинок ножа украшен тонким чернением и эмалевым орнаментом. Ручка черного дерева — отличной ручной работы. На лезвии ножа изображены корпуса оружейной фабрики и вытравлена надпись: «Товарищу Ленину. Златоустовская оружейная фабрика». Окантовка рисунка и надпись выполнены золотом.

Ленин хорошо знал златоустовскую сталь и ценил ее высокое качество. Он очень любил свой охотничий «булат», клинок которого был изготовлен еще в конце XIX века. Этот нож в деревянных ножнах, с рисунком на лезвии, изображающим два ружья, охотничью сумку и оленьи рога, был преподнесен ему в апреле 1920 года, в честь его пятидесятилетия рабочими Златоуста.

Умели ли в Златоусте делать булат в конце XIX века? Однозначно ответить на этот вопрос трудно. Целесообразнее внимательно проанализировать некоторые исторические факты.

Незаменимым помощником П. П. Аносова при изготовлении булатных слитков был выдающийся стальных дел мастер Николай Иванович Швецов. Он был родом из крепостных, потомственных «варовщиков» (сталеваров). Его дед Макар Швецов варил железо на якорной фабрике Боткинского завода. Отец Николая Ивановича был куплен екатеринбургским начальством и привезен в Златоуст. За проявленное усердие в работе Николай Иванович получил «вольную», которая освобождала его семью от «телесного наказания за провины». Н. И. Швецов грамоте обучен не был, но лучше его никто не мог «прочитать» родословную любой стали. Осмотрев кусок металла, он мог определить, как выплавлена сталь, как откована, равномерно ли нагрета под ковку, правильно ли закалена. По излому стали и размеру ее зерен он безошибочно предсказывал ее свойства.

После того как П. П. Аносов в 1847 году стал томским гражданским губернатором, начальником Алтайских горных заводов и уехал из Златоуста, Н. И. Швецов продолжал плавить булат. Он был человеком скрытным и приемы изготовления узорчатой стали держал при себе. Четверо его сыновей работали на Златоустовском заводе, но секреты производства булата он доверил только старшему — Павлу.