Михаил Лесников - Бессемер

Было сделано несколько предварительных опытов с небольшим количеством металла в 10—20 фунтов, и хотя процесс был связан со значительными затруднениями, он показал однако столь несомненные признаки успеха, что побудил меня сразу поставить аппарат, который мог бы в тридцать минут превратить около семи центнеров чугуна в ковкое железо. При работе с такими массами металла исчезли совершенно и те трудности, с которыми были связаны лабораторные эксперименты с десятью фунтами чугуна.

К этим новым исследованиям я приступил в том предположении, что чугун содержит около пяти процентов углерода[1], что углерод не может в условиях белокалильного жара находиться в присутствии кислорода, не соединяясь с ним и, таким образом, не производя горения, что это горение происходит со скоростью, зависящей от размеров подвергающейся действию кислорода поверхности углерода и наконец что температура, которой достигнет металл, также зависит от быстроты, с которой соединяются кислород с углеродом[2]. Следовательно, достаточно привести в соприкосновение кислород и углерод так, чтобы значительные поверхности их подвергались их взаимному действию, чтобы получить температуру, не достигнутую до сих пор в наших крупнейших печах. Для проверки на практике этой теории я построил цилиндрический сосуд, диаметром в 3 фута и высотою в 5 футов, нечто вроде обыкновенной вагранки».

Далее следовало описание этого прибора. Читатель уже знаком с ним, и поэтому повторять его мы не будем.

«После того, как было пущено дутье и влит расплавленный чугун, — сообщал дальше Бессемер, — послышится кипение металла, происходящее внутри сосуда. Металл с силой будет бросаться из стороны в сторону, ударяя о стены сосуда и потрясая его с большой силой. Из горловины конвертора тотчас же вырвется пламя и немного очень ярких искр. Так будет продолжаться около 15 или 20 минут; втечение этого времени кислород атмосферного воздуха соединяется с углеродом, содержащимся в чугуне, образуя углекислый газ и в то же время выделяя огромное количество тепла. Так как это тепло получается внутри сосуда и распылено в бесчисленном количестве огненных пузырьков по всей жидкой массе, то металл поглощает большую часть его и температура его чрезвычайно возрастает.

По истечении этих 15 или 20 минут та часть углерода, которая механически примешана[3] к чугуну, оказывается совершенно исчезнувшей. Температура однако так высока, что теперь начинает отделяться от металла химически соединенный с ним углерод, как на это сразу укажет огромное увеличение пламени, вырывающегося из горловины сосуда. Металл в сосуде подымается теперь на несколько дюймов выше своего нормального уровня и показывается легкий пенистый шлак, который и выбрасывается большими пенистыми массами. Это бурное выбрасывание шлака продолжается около пяти или десяти минут; когда он перестает появляться, сильное пламя сменяет собой фонтан искр и шлака, которым всегда сопровождается кипение.

Быстрое соединение углерода с кислородом, которое теперь происходит, повышает еще больше температуру металла. В то же время уменьшившееся количество углерода позволяет части кислорода соединяться с железом, которое подвергается сгоранию и превращается в окись. При достигнутой теперь металлом чрезвычайно высокой температуре эта окись, лишь только образуется, подвергается расплавлению и образует сильный растворитель тех землистых оснований, которые примешаны к чугуну[4]. Продолжающееся бурное кипение перемешивает шлаки и металл, и каждая частица его приводится в соприкосновение с жидкой окисью, которая, таким образом, чрезвычайно основательно промывает и очищает металл от кремния и других землистых оснований, примешанных к чугуну, тогда как сера и другие летучие вещества, тесно соединенные с железом при обыкновенной температуре, теперь выделяются. Сера соединяется с кислородом и образует серно-кислый газ[5].

Потеря в весе чугуна, при превращении его в слиток ковкого железа, была найдена на основании четырех опытов равной 12 1/2 процентам. Но к этому нужно еще прибавить потерю металла при прокатке. Это в общем составит вероятно не менее 18 процентов вместо 28 процентов, которые теряются при существующей системе переработки».

Вот собственно все, что рассказал Бессемер о своем изобретении, об его технологической стороне. Остальная и значительно большая часть доклада состояла в изложении огромных преимуществ нового способа перед старыми. Нарисована была широкая картина полной революции в металлургической промышленности, получения в громадных количествах металла замечательного качества.

По однородности своего строения и чистоте от шлаков, получаемое этим способом мягкое железо не будет уступать столь ценной именно в этом отношении тигельной стали. По чистоте от химических примесей оно будет таково же, как железо, выделанное на древесном угле — этот столь дорого стоющий и трудно достижимый для английской металлургии идеал[6]. И все эти чудесные качества достигнуты будут без применения топлива и без всякого применения квалифицированного труда.

Все это было совершенно ново и совершенно неожиданно.

То, что Бессемер рассказал в своем докладе об истории своего изобретения, как мы видим, не вполне соответствовало действительному ходу его изобретательской работы и ходу его идей. Несколько преувеличен был срок, в течение которого он занимался этим вопросом. Ни слова не было сказано о тех первоначальных способах, к которым он прибегал (отражательная печь) и где он все же некоторых результатов повидимому достиг, и было совершенно неверно рассказано, как он пришел к своей основной мысли о повышении температуры без применения топлива. Довольно неожиданно мы узнаем, что в своих опытах он исходил из вполне определенной, им созданной теории. Но из всего хода работ Бессемера можно заключить, что он руководствовался при своих опытах не какой-либо теорией, а совершенно другими целями и соображениями.

Теория о повышении температуры от сгорания углерода пришла повидимому лишь впоследствии, когда надо было объяснить наблюдения, полученные в результате совершенно других предпосылок.

Все это в конце концов не было бы большой бедой: едва ли его слушатели, уэльские и стаффордширские железозаводчики, особенно интересовались подобными историческими проблемами о творческих путях изобретателя. Для них важны были окончательные результаты. Но дело в том, что изложенная в докладе теория оказалась хотя и правдоподобной, но не совсем правильной, как это вероятно уже заметил читатель, хотя бы поверхностно знакомый с бессемеровским процессом. Однако эта теория сделалась классической и долгое еще время спустя сбивала с толку и самого Бессемера и ряд других металлургов.