Михаил Лесников - Бессемер

Два основных принципа бессемеровского процесса — обезуглероживание струей воздуха и ведение процесса без применения топлива были установлены после полугодовой работы, — срок конечно очень небольшой. Но до сих пор это были в сущности миниатюрные лабораторные опыты. Первые же попытки перейти к более крупным масштабам чуть было не закончились катастрофой — пожаром мастерской.

Бессемер повидимому все же не представлял себе вполне ясно те бурные процессы, которые происходили в тигле при продувке воздуха.

Для опыта в большем масштабе всякие механические ухищрения, описанные в предыдущих патентах, были отброшены. Конвертор был сделан очень простой конструкции, он представлял собой вертикально поставленный цилиндр высотой около 4 футов, сделанный из листового железа и выложенный внутри огнеупорным кирпичом. Сверху цилиндр был закрыт, лишь в средине крышки было проделано отверстие для выхода газов и искр. Почти около самого дна в вертикальных стенках цилиндра было расположено шесть фурм, соединенных трубками с кольцевой воздушной камерой, опоясывающей цилиндр. Металл наливался через отверстие в боковой стенке. На уровне дна, покатого в одну сторону, было сделано выпускное отверстие. Для дутья была приспособлена имевшаяся в мастерской двадцатисильная машина. Все это было сделано в значительной мере наугад.

«Когда возник вопрос о наилучшей форме и размерах конвертора, — пишет Бессемер, — то у меня было слишком мало данных, которыми я мог бы тут руководствоваться, так как тигельный конвертор был весь скрыт в печи. Я знал только, что во время процесса образуется шлак и выбрасывается из отверстий... Объем и высота конвертора казались вполне достаточными. Ничего казалось бы кроме раскаленных газов и немногих искр не должно было вылетать из конвертора».

На деле конструкция оказалась никуда негодной.

Не прошло и десяти минут после начала продувки, как из отверстия крышки вылетел фонтан искр, становившийся с каждой секундой все сильнее и сильнее, вскоре появился большой столб пламени. Затем последовало несколько несильных взрывов и высоко в воздух стал выбрасываться расплавленный металл и шлак. Конвертор превратился в «настоящий маленький вулкан» во время извержения.

Подойти и закрыть дутье было невозможно и изобретатель очутился в положении беспомощного наблюдателя, охваченного страхом, что каждое мгновение может загореться обдаваемая жаром крыша. Через десять минут «извержение» кончилось. Выпущенный металл оказался ковким железом. «Все это было для меня настоящим открытием, — говорит Бессемер, — так как я не мог предположить такого бурного процесса».

Но впечатление было столь захватывающее, успех столь несомненен, как ни как это была первая настоящая садка чугуна, переработанного в железо без применения нагревания или топлива — что перед этим конечно забывалась всякая осторожность. Взволнованный и увлеченный изобретатель хочет тотчас же повторить опыт. Тут же придумывается и на скорую руку приспосабливается временное предохранение против огненного фонтана. Над отверстием была повешена на цепочке круглая чугунная крышка от люка в угольную яму. Импровизированное предохранение однако оказалось не совсем удачным. Чугунная плита, лишь только снова началось извержение, раскалилась, стала плавиться и через несколько минут над конвертором в фонтане шлака и пламени сиротливо болтался обрывок цепи.

Но может быть и не следует так бурно вести процесс. Может быть следует уменьшить количество продуваемого воздуха. Все это было перепробовано: и число фурм сокращалось и диаметр их уменьшался и, наконец, воздух вдувался под меньшим давлением. Результат получался неудачный: реакции не происходило, металл остывал, иногда вместо железа получался белый рафинированный чугун, а иногда вся садка застывала в конверторе. Было ясно, что процесс надо вести очень энергично и постараться как-нибудь обуздать рвущиеся из конвертора пламя и шлак и не давать выплескиваться металлу. Необходимо было изменить форму конвертора. Более или менее удовлетворительные результаты получились не сразу, для этого надо было затратить еще несколько месяцев работы. В конце концов конвертор получил следующую форму.

Крыша над рабочим пространством была выведена ввиде купола, сделанное в середине его отверстие вело не наружу, а во вторую камеру с коническим спускающимся к середине дном, перекрытую в свою очередь сводом. Выходные отверстия были устроены в боковых стенках этой верхней камеры. Выбрасываемый в верхнюю камеру шлак и металл стекал по дну и через центральное отверстие попадал обратно в нижнюю камеру. Эта система была запатентована в мае 1856 года. Тогда же была сконструирована и запатентована изложница особой системы, поставленная перед конвертором. Дном у нее служила верхняя поверхность поршня гидравлического пресса. Застывший в ней слиток выталкивался прессом наружу.

Тут можно уже было, не боясь спалить мастерскую, повторить опыт и даже начать производство.

Первого критика своего способа, очень скептически отнесшегося к нему, Бессемер встретил у себя же в мастерской в лице нанятого им мастера литейщика. На всю жизнь запомнилось Бессемеру выражение его лица, «где смешалось удивление и жалость к моему полному невежеству», когда изобретатель сказал, что хочет продуть холодный воздух через металл, чтобы его разогреть.

«Он весь скоро превратится в глыбу», — заметил мастер. На этот раз опыт прошел вполне благополучно. И скоро ослепительная блестящая струя полилась по жолобу в ковш, а оттуда в изложницу. Еще несколько минут ожидания пока металл не застынет, несколько движений рычагом насоса от гидравлического пресса, и на поверхность медленно поднялся раскаленный слиток.

«Я не в состоянии передать, — говорит Бессемер, — что я чувствовал, когда я увидел эту раскаленную массу, медленно поднимающуюся из формы. Первый большой слиток литого железа, который когда-либо видел человеческий глаз. И это уже был не лабораторный опыт. В одной компактной массе мы имели столько металла, сколько два пудлинговщика с двумя помощниками вырабатывали часами напряженного труда, расходуя массу топлива. Мы получили чистый однородный слиток десяти дюймов в квадрате в результате тридцатиминутной продувки, без всякой помощи какого-либо квалифицированного труда и без применения топлива, тогда как продукт работы пудлинговщика представлял бы из себя десять или двенадцать нечистых, бесформенных криц, насыщенных шлаком и другими нечистотами, и вместе с тем так слабо связанных, что не существовало никакого известного способа сделать их столь же плотными, как тот металл, который только что появился из формы. Неудивительно, что я с наслаждением взирал на этого первенца из тех многих тысяч квадратных слитков, которые сейчас появляются каждый день».