Чернов - Лев Иванович Гумилевский
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Генри Бессемер не был металлургом. Он занялся сталью случайно и в металлургию пришел со стороны. Гораздо более, чем новый открытый им способ получения стали, ценил он другие свои изобретения вроде гидравлического пресса и золочения бронзовой пылью разных изделий.
Отсутствие практического опыта и знаний в области металлургии сильно затрудняло Бессемеру усовершенствование нового метода производства стали, но в какой-то степени оно же сослужило ему и пользу. Бессемер подошел к своим экспериментам без привычного, ставшего традиционным и казавшегося непогрешимым взгляда на технологию сталеварения и смог поступить так, как никому до того не приходило в голову.
Однако, найдя новый способ получения стали, Бессемер не смог сделать его универсальным, пригодным для всякого сырья. Каждая страна, переходя на его способ, создавала свои — шведский, американский, русский — варианты бессемерования.
Поводом к созданию нового процесса послужило для Бессемера изобретение им артиллерийского орудия. Ему захотелось получить сталь для отливки орудия более скорым и дешевым способом, и он решил чугун, находившийся в тигле, продувать воздухом или паром, чтобы ускорить протекающую в нем реакцию окисления углерода.
При первых же попытках продувки чугуна воздухом Бессемер обнаружил, что поступающий в чугун воздух не только не охлаждает металл, но даже повышает его температуру настолько, что металл можно отливать в формы. Замечательное открытие, сделанное Бессемером, послужило ему темой для доклада «о получении железа и стали из чугуна без горючего материала». Открытие было положено автором в основу изобретенного им конвертора. Это цилиндрический сосуд, выложенный огнеупорным материалом; в сосуде плавится чугун, продуваемый воздухом. При продувании находящиеся в чугуне примеси — углерод, марганец, кремний — быстро выгорают, отчего и повышается температура чугуна.
Кроме того, благодаря возможности в любой момент прекратить продувку и остановить процесс Бессемер мог получать в своем конверторе любой продукт, начиная от мягкого железа и кончая высокоуглеродистой сталью. Позднее он сконструировал вращающийся конвертор, а металлурги, постепенно увеличивая установку, довели емкость его до пяти тонн.
Когда механизм процесса еще не был ясен, бессемерование не всегда и не везде удавалось.
Бессемеровскую мастерскую на Обуховском заводе начали строить в 1868 году, тотчас, как только Чернов показал, что потенциальные возможности стального литья неисчерпаемы, а закончили только в 1872 году. Но, как это было и с артиллерийскими орудиями, никто самого процесса бессемерования не изучал, и теоретическое представление о нем впервые было дано Черновым.
Дмитрию Константиновичу пришла счастливая мысль для определения самого важного момента в процессе — окончания его — воспользоваться спектроскопом. Хотя спектроскоп сам по себе и не указывает с математической точностью конца операции, но он может оказать большую помощь малоопытным рабочим в наблюдении за пламенем и избавить их от многих ошибок. Дмитрий Константинович, прекрасно владевший живописью, воспроизвел спектр на холсте в красках. Три ленты спектра, списанные с натуры, показывали изменения его в различные периоды бессемеровского процесса.
Дмитрий Константинович очень дорожил этим холстом и даже запретил без разрешения перепечатывать его. Тем не менее вывешенный в зале собраний Русского технического общества оригинал, писанный масляными красками, бесследно исчез.
Введение бессемеровского процесса на Обуховском заводе было не первым опытом получения бессемеровской стали в России.
За пятнадцать лет до того в Златоусте горный инженер Николай Васильевич Воронцов, лучший ученик Обухова, ознакомившись с привилегией Бессемера по иностранным журналам, сконструировал небольшую реторту и при первых же опытах в пей получал хорошую сталь. Занятый в то время организацией сталепушечного производства по системе Обухова, Златоуст не обратил внимания на результаты бессемерования, полученные Воронцовым. Реторту выбросили в лом и об опытах Воронцова забыли. «Таким образом, мы были первыми, получившими — бессемеровскую сталь», — напомнил Чернов членам Русского технического общества, докладывая в феврале 18–76 и в марте 1877 года свои «Материалы для изучения бессемерования».
В этом докладе Чернов первым в мире указал, что на получение плохой бессемеровской стали, «кроме большого количества кремния, преимущественное влияние оказывает слишком горячий ход процесса при перегретом чугуне». Этот вывод имел немалое практическое значение, так как Чернов указывал способ, каким можно было регулировать тепловой режим при бессемеровании сильнокремнистых чугунов.
Чернову на Обуховском заводе приходилось иметь дело с русским малокремнистым чугуном, и он разработал свой, русский способ бессемерования. Дело сводилось к перегреву чугуна. Более высокая температура чугуна меняет ход процесса: выгорание углерода начинается сразу, а незначительное количество кремния выгорает главным образом в конце продувки. Для достижения «нормального жара операции» при таких условиях оказывается достаточной и небольшая примесь кремния. Работа с перегретым малокремнистым чугуном оказалась даже более удобной, чем с кремнистым «холодным» чугуном.
В основу введенного на Обуховском заводе нового способа получения стали Чернов положил глубокое понимание природы бессемеровского процесса. Он расчленил его на четыре периода и указал признаки начала и конца каждого из них. Им было установлено существование трех разновидностей процесса: нормального, при котором получается лучший металл, холодного и горячего.
Чернов не ограничился теорией, а предложил практические способы превращения холодного и горячего хода процесса в нормальный путем изменения количества вдуваемого воздуха. Он разработал и приспособление, с помощью которого можно было регулировать ход процесса и температуру конвертора.
Теоретически обосновав русский способ бессемерования, Чернов доказал на практике его преимущества. Для русской металлургической промышленности способ Чернова имел не меньшее значение, чем само изобретение Бессемера.
Работы по бессемерованию слились у Дмитрия Константиновича с разработкой вопроса о внутреннем строении стали.
«К вопросам образования металла, — говорит виднейший советский кристаллограф профессор И. И. Шафрановский, — великий металлург подходил прежде всего как кристаллограф, что и позволило ему заложить строго научные основы современного металловедения».
6. ГЕНИЙ ВСЕГДА ГЕНИЙ
Еще молекулярной физики не было на свете, еще не вышел из печати последний выпуск «Введения к полному изучению органической химии» Бутлерова, еще у Менделеева не устарели визитные карточки, которые потом за ненужностью он использовал, отыскивая периодическую систему элементов, а Чернов уже записал в своей рабочей тетради: «Вопрос о твердости закаленной стали есть вопрос молекулярных сил по преимуществу».
Предлагая кандидатуру Александра Михайловича Бутлерова для избрания на кафедру органической химии в Петербургском университете, Менделеев писал в журнале министерства народного просвещения:
«В химии существует бутлеровская школа, бутлеровское направление… Все открытия Бутлерова истекали и направлялись одной общей идеей. Она-то и сделала школу, она-то и позволяет утверждать, что его имя навсегда останется в науке. Это есть идея так называемого
