Михаил Лесников - Бессемер

Начинаются поиски малофосфористого чугуна в самой Англии. Производятся систематические анализы английских железных руд. Некоторые из них — гематиты Лэнкашира и Кумберланда оказались с низким содержанием фосфора. Особенно чиста была руда из рудников, принадлежащих «Уоркингтонской железной компании» в Кумберланде. Чугун же, выпускаемый этим заводом, содержал большую примесь фосфора — обстоятельство, немало удивившее исследователя.

Бессемер снесся с правлением завода, обещал закупать у фирмы большие партии чугуна, если только он будет столь же мало фосфорист, как и руды, из которых он выплавлялся и просил разрешить ему ознакомиться с производством, чтобы выяснить, откуда же получается в металле эта вредная примесь.

Дирекция, в надежде на крупные заказы, с готовностью пошла на это и предоставила в его распоряжение начальника доменных печей, с которым Бессемер обошел завод, набрав для анализа образцы руды, кокса, известняка. Все, казалось, было вполне доброкачественным, просто невозможно было себе представить, откуда берется фосфор.

Бессемер с инженером уже возвращались в контору после осмотра завода и шли по железнодорожному полотну, по сторонам которого были навалены огромные кучи шлака.

— А это что такое? — спросил Бессемер.

— О, мы это задаем в печь, в качестве флюса, — ответил инженер.

— Да, но что это такое?

— Это — шлак пудлинговых печей, очень богатый железом. Мы посылаем в Стаффордшир большие партии нашей хорошей руды для набивки пода пудлинговых печей, а они оттуда присылают нам обратно шлак, без него мы не можем получить в наших домнах жидкого шлака.

— Ну, теперь все понятно! — воскликнул Бессемер...

Действительно, ведь при пудлинговании фосфор, содержащийся в чугуне, — а в Стаффордширских чугунах его было много — переходил в шлак, который и отправлялся обратно в Кумберланд, как бы нарочно для того, чтобы портить чистейшую в Англии железную руду.

По приезде в Лондон, Бессемер поручил химику, производившему для него анализы, профессору Генри, составить шихту для доменной плавки бесфосфористого чугуна, а затем предложил Уоркингтонскому заводу выплавить для него в чистой от предыдущих плавок печи сто тонн чугуна по этому рецепту, при этом Бессемер обязывался взять продукт какого бы качества он ни был. На каждой чушке чугуна должна была быть отлита большая буква «Б».

Скоро в Лондон Бессемеру была прислана первая партия «бессемеровского чугуна».

Это название — «бессемеровский чугун» — стало с тех пор общепринятым техническим термином, а самый чугун явился исходным полупродуктом для выработки стали по новому способу.

Но не одну только проблему дефосфоризации приходилось решать Бессемеру в этом страдном 1857 году.

Получавшийся металл был красноломок, и этот недостаток выдвигался критиками Бессемера пожалуй даже больше, нежели присутствие фосфора.

Как бороться с красноломкостью — было известно металлургам пятидесятых годов прошлого столетия. Надо добавлять в металл марганец. Возникала таким образом проблема применения марганца в новом процессе.

Во всей изобретательской деятельности Бессемера, для историка, это пожалуй один из самых темных вопросов. И запутал его, может быть умышленно, сам изобретатель. В автобиографии он посвятил большую главу о марганце в производстве стали. Но он не столько хочет изложить в ней ход своих мыслей и работ, сколько казуистически доказать несколько положений в защиту своих юридических прав. И вот эта юридическая казуистика осложнила и запутала рассказ.

Применение марганцовых соединений, в виде ли так называемого «зеркального» чугуна (т. е. чугуна, содержащего большое количество этого металла — 12—20%) или специально вырабатываемого высокопроцентного сплава марганца с железом, так называемого феро-мангана, является как известно чрезвычайно важным элементом бессемеровского процесса. Марганцевые соединения добавляются в расплавленный металл тотчас же после окончания продувки для разложения образовавшегося там во время продувания воздуха соединения кислорода с железом, большей частью, закиси железа.

Закись железа — одна из вреднейших примесей в черном металле: она вызывает его красноломкость. Без добавки марганца (раскисления ванны) бессемерование, за исключением тех редких случаев, когда самый перерабатываемый чугун содержит большое количество марганца, легко может превратиться просто в порчу металла.

Тот, кто открыл этот способ применения марганца, собственно мог бы сказать, что он вдохнул новую жизнь в бессемерование: без марганца оно никогда не смогло бы достичь и малой доли того значения, которого оно достигло.

Тот, кто владел юридическими правами на применение марганца, держал в своих руках судьбу и бессемеровского изобретения и самого изобретателя.

Для этой ли именно цели раскисления или для какой-либо иной, но во всяком случае свобода применения марганца нужна была Бессемеру. А между тем как раз этой свободе могла грозить большая опасность.

Когда Бессемер впервые применил в 1857 году марганцовое соединение, то применение марганца в металлургии опиралось на многовековый опыт и имело уже более чем полувековую юридическую историю.

В конце XVIII века (марганец был добыт в чистом виде в 1777 году) и в начале XIX марганцу приписывалось особенно большое значение, считали что он — необходимейший элемент в стали. Сталь, по учению некоторых химиков той эпохи, есть соединение железа, углерода и марганца.

Никто иной как Кольбрукдэльский заводчик Уильям Рейнольдс получил первый патент на «новый способ приготовления железа для превращения в сталь» при помощи добавления марганца.

За этим последовал еще не один десяток патентов.

Для применения марганца в металлургии может быть больше всего сделал и меньше всего выгод от этого получил Иосия Хит, заимствовавший из Индии производство знаменитой индийской стали «Вутц», взявший два патента на применение «металлического марганца в любом процессе, посредством которого железо превращается в литую сталь» и внедривший его применение в шеффильдское сталелитейное производство.

К середине пятидесятых годов срок действия этих патентов уже истек.

Казалось, применение марганца не может встретить никаких препятствий, но в 1855 году 15 сентября инженер на заводах Эббв-Вэль Джильберт Мартьен, взял патент на улучшение качества чугуна. Способ его заключался в пропускании струи воздуха через расплавленный чугун во время протекания металла по жолобу из рафинировочного горна или доменной печи в пудлинговую печь. Способ, как видно, напоминавший несколько бессемерование. Бессемеру впрочем не трудно было отделаться от возможного конкурента, доказав, что способ Мартьена есть не что иное, как подготовка к пудлингованию. Роберт Мэшет, сын талантливого металлурга Давида Мэшета, работавший тоже на Эббв-Вэльском заводе в сентябре 1856 года взял четыре патента (16 и 22 сентября) на применение марганца: «железо, к которому присаживается марганец, может быть очищено действием воздушной струи по способу, изобретенному Джозефом Мартьеном или каким-либо иным».