ВВЕДЕНИЕ

Металлургия (от греч. metallurgeo - добываю руду, обрабатываю металлы, metallon - рудник, металл и ergon - работа) - область науки и техники и отрасль промышленности, охватывающих получение металлов из руд и других материалов, а также процессы, связанные с изменением химического состава, структуры и свойств металлических сплавов.

Процесс развития металлургии с древних времен и до наших дней шел постепенно. Многие ученые оставили след в развитии металлургии как науки. Многие разработки, научные открытия нашли свое практическое применение. металлургия горный ломоносов промышленность

Одним из известнейших русских ученых, внесших вклад в металлургию является Михаил Васильевич Ломоносов. Благодаря его научным достижениям наше государство на десятки лет опередило современников и металлургическая промышленность стала одной из главных отраслей народного хозяйства России.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛУРГИИ В РОССИИ

Человек научился получать железо с незапамятных времен. Применение метеоритного железа - первый шаг по пути отказа от бронзы. С этого начался переход от бронзового века к железному. Археологические раскопки древних поселений в центральной части России, на Урале, Украине, в Белоруссии, Закавказье и в ряде других районов показывают, что люди уже 2,5 - 3 тысячелетия тому назад умели получать железо из руд и изготовлять из него оружие, орудия труда и предметы домашнего обихода.

Позже чугун стали нагревать в горне вместе с куском железной руды, что позволило превратить этот хрупкий чугун в ковкий металл - в сталь, вполне пригодную для изготовления нужных человеку предметов быта, орудий охоты, войны. Костровая металлургия сменилась горновой.

Появление в середине XIV в. доменных печей открыло возможности для значительного увеличения выпуска металла. Демидовская металлургия знала кричное железо, домницы, а потом домны, литейный чугун, прокатное производство. В конце XVIII в. англичане вырвались вперед: появилась тигельная плавка стали. Новая технология предусматривала ведение процесса под силикатным шлаком, т.е. под битым бутылочным стеклом.

Нужно было найти замену древесному углю: развитие металлургии привело в свое время к тому, что в Англии и Ирландии леса были практически уничтожены. Еще во времена Кромвеля там предпринимались попытки выплавлять доменный чугун сперва на каменном угле, которым богата Англия, а потом и на каменноугольном коксе. В конечном счете двести лет тому назад была создана, как мы говорим теперь, коксовая доменная металлургия. Появление доменной печи и бессемеровского конвертера, которым ознаменовалась новая эра в черной металлургии, одновременно означало и конец тысячелетней эпохи «чистой» стали и начало нового периода - «грязной» стали.

Легирование железа открыло новую эру в металлургии, а значит, и в сфере потребления ее продукции.

В XVI - XVII вв. в России создаются первые железоделательные заводы. Они строятся вблизи старинных русских городов - Тулы, Каширы, Серпухова, в Новгородском крае и других районах страны. Уже к концу XVII в. их суммарная производительность достигает 150 тыс. пудов. В начале XVIII в. Российская черная металлургия развивается еще более быстрыми темпами. При Петре I Урал становится ведущим горнометаллургическим районом России. На Урале возникли крупные по тому времени железоделательные заводы - Каменский, Невьянский, Уктусский, Алапаевский и др. Одновременно продолжается расширение и строительство предприятий в центральной части страны, близ Москвы, Липецка, Воронежа, в северо-западных районах. Эти заводы впоследствии сыграли большую роль в материальном обеспечении русской армии и флота. Только один первенец уральской металлургии - Каменский завод с 1702 по 1709 г. выпустил 854 артиллерийских орудия и свыше 27 тыс. пудов снарядов к ним.

Усилия металлургов петровской эпохи не пропали даром. Выплавка чугуна и производство железа росли в первой четверти XVIII в. стремительными темпами, так с 30-х годов XVIII и до начала XIX в. Россия занимала 1-е место в мире по выплавке чугуна, вывозила значительную часть чугуна за границу, в т. ч. в Англию, где например, по данным академика С.Г. Струмилина, металлургическая промышленность России произвела в 1725 г. 1165 тыс. пудов чугуна, т.е. свыше 19 тыс. тонн. Производительность английских заводов не превышало 17 тысяч тонн, а в 1740 г. разница между производством чугуна в России и Англии уже насчитывала более 30 тысяч тонн. Таким образом, за четверть века производство черных металлов в России увеличилось почти в восемь раз. В области черной металлургии наша страна вышла в то время на первое место в мире, оставив позади себя Англию, Францию, Германию и другие страны.

Металлургическая техника России в конце XVIII в. не уступала западноевропейской, а во многом даже превосходила ее. Уральские доменные печи, например, считались в то время крупнейшими в мире. Их высота доходила до 13 м, т.е. была почти предельной для печи, работавшей на древесном угле. Наибольший диаметр такой печи (в распаре) составлял почти 4 м, а ее недельная выработка достигала 200 - 300 т. Такая высокая производительность по свидетельству видного немецкого историка металлургии Л. Бека, была недостижимой тогда для самых больших английских домен, работавших на коксе.

В XVIII в. были заложены основы науки о металле, созданы первые технические школы - начальные, средние и высшие - для подготовки квалифицированных кадров горнозаводского дела.

Кто сделал Урал железным хребтом Российской империи.

История капитализма в России, который начал бурно развиваться при Петре Великом, прервалась после революции 1917 года и снова возобновилась в наше время. Чтобы напомнить о том, как предприимчивые коммерсанты, промышленники и финансисты добивались успеха не только в XXI веке, «Лента.ру» начинает цикл публикаций о бизнесменах Российской империи - тех, кто на протяжении сотен лет вкладывался в экономическое развитие государства.

В России до революции было немало успешных предпринимательских династий, сосредоточивших в своих руках управление целыми отраслями экономики. Демидовы - одна из самых знаменитых. Во многом благодаря их усилиям страна стала лидером в области металлургии, не только обеспечив свои потребности в чугуне и стали, но и превратившись в крупнейшего экспортера.

Железо и кровь

Начав Северную войну со Швецией, Петр I столкнулся с серьезной, хоть и ожидаемой проблемой. Противник у России был сложный, его нельзя было победить только с помощью традиционных преимуществ - многочисленности и стойкости русских солдат. Шведов, которые нанесли тяжелейшее поражение России под Нарвой, а также сокрушили ее союзников одного за другим, можно было одолеть только за счет качественного перевеса. Для этого требовалась сильная индустрия, в первую очередь бесперебойное производство «хлеба войны» - металла.

Традиционное суждение о России как о самой богатой полезными ископаемыми стране мира справедливо лишь по отношению к последним двум векам отечественной истории. В Средневековье и чуть раньше ничего этого не было. Из ресурсов в государстве хватало леса, воды, пушнины, а вот с металлами на Русской равнине как-то не задалось. В отличие от гористой Европы, где многочисленные месторождения железа, меди, серебра выходили практически на поверхность. К слову, многие историки считают, что недостаток полезных ископаемых был одним из факторов отсталости средневековой Руси. Как бы то ни было, из железа в стране добывался только «болотный» сорт - руды бурого железняка, довольно бедные собственно металлом, разрабатывались под Тулой и Олонцом. Переработка такого сырья была трудоемкой, а конечный продукт - не всегда высокого качества.

Изображение: Евгений Лансере / Public domain. Петру I нужна была сильная металлургическая отрасль, чтобы победить Швецию и начать строительство Российской империи.

Урал - совсем другое дело. Запасы руды на фоне скудных месторождений центра страны там казались неисчислимыми. И леса, необходимого для приготовления древесного угля, на Камне (так называли уральскую горную цепь первопроходцы) хватало. В той же Туле к началу XVIII века лесные массивы были практически вырублены - для нужд промышленности и строительства.

Судя по всему, металлургия в Уральских горах существовала уже во времена, когда там жили полукочевые древние индоевропейцы, однако после присоединения Урала к Руси никаких серьезных разработок там долго не велось. Регион осваивали немногочисленные поселенцы - для развития промышленности попросту не было рабочей силы. Да и от центра слишком далеко, чтобы добыча и переработка железа (месторождения цветных и драгоценных металлов на Урале открыли позже) были рентабельными. Кроме того, в то время хватало тульских мощностей.

К Северной войне сложились все условия для экономического прорыва. С одной стороны, Урал основательно заселили русские колонисты. С другой - металла из традиционных центров индустрии уже не хватало. Петр I, посовещавшись с Берг-коллегией (говоря современным языком - с министерством промышленности), принял решение о строительстве металлургических заводов на Урале.

В 1702 году на реке Нейве на казенные средства был возведен Невьянский завод, давший первый уральский чугун. Все бы ничего, но даже в только зарождающейся Российской империи эффективность госуправления в экономике, особенно в высокотехнологичных (по тем временам) отраслях была невысока. Если предприятия поблизости от столицы еще можно было как-то контролировать, то в уральской глуши государственные «менеджеры» чаще всего руководствовались принципом «до солнца высоко, до царя далеко».

Изображение: гравюра И.А. Шлаттера «Обстоятельное описание рудноплавильного дела». В начале XVIII века на Урале появились первые заводы. Некоторые из них передали в частные руки для повышения качества управления.

Из кузнецов - в олигархи

Часть новых предприятий на Урале решили передать в частные руки. Кандидатура на пост управляющего нашлась быстро.

Тульские металлургические промыслы, основанные голландцами Виниусом и Марселисом в первой половине XVII века, стремительно развивались. В городе мастеров было множество кузниц, выполняющих в том числе и госзаказ. Наиболее талантливые и предприимчивые мастера открывали собственные производства. Одним из таких заводчиков был Никита Демидович Антуфьев, происходивший из местных крестьян.

Наиболее популярная историческая версия о возвышении первого Демидова говорит о следующем. В 1696 году Петр I предложил тульским кузнецам выгодный подряд - изготовить 300 ружей по западноевропейскому образцу. Тогдашнее русское стрелковое вооружение по качеству и сложности используемых технологий уступало зарубежному. Что и неудивительно: в сравнительно бедной стране тяжело было освоить суперхайтек тех времен (по сложности производство ружей вполне можно сравнить с современной индустрией микропроцессоров). При всей конкуренции среди туляков только Никита взялся выполнить заказ. И выполнил. В результате он получил не только более чем щедрое вознаграждение из казны, но и стал близок к монарху, что в России во все времена было дороже денег.

Фото: музей Демидовых в Нижнем Тагиле. Никита Демидов основал династию «железных королей».

Именно Никита Демидович Антуфьев (потомки взяли его отчество в качестве фамилии) и приватизировал только что построенный Невьянский завод. Ему разрешалось заплатить «железную цену»: расходы казны на строительство были компенсированы в течение шести лет поставками черного металла. Сделка была выгодной для обеих сторон - Демидовы получали гарантированного покупателя и не несли никаких издержек, связанных с реализацией товара, а для правительства в тех условиях чугун и сталь были ценнее золота.

Никита и его сын Акинфий обладали двумя важнейшими качествами - они разбирались в технологических процессах лучше любого из своих подчиненных и одновременно были прирожденными коммерсантами. Это позволило им в течение пары десятков лет превратить свой плацдарм на Урале в настоящую империю - за короткий срок они открыли еще пять заводов. Чугуна выплавлялось намного больше, чем требовал Петербург, но и излишки так или иначе шли на государственные нужды. Из этого же чугуна отлили сотни артиллерийских орудий и более миллиона пушечных ядер. Изделия Демидовых стоили значительно меньше (подчас в два раза), чем продукция казенных заводов.

Тем не менее Демидовы конкуренции со стороны госпредприятий не любили и старались любой ценой выбить их с рынка. Для этого использовались все возможные средства. Несмотря на категорический запрет Берг-коллегии, промышленники открыто переманивали мастеров с государственных заводов, а по слухам, использовали и саботаж.

В военное время все это сходило Демидовым с рук, но после заключения Ништадтского мира на Урал прибыла комиссия, которую возглавил историк Василий Татищев. Отвертеться от антимонопольщиков XVIII века не удалось, и Акинфий Демидов, унаследовавший компанию от умершего к тому времени отца, был приговорен к штрафу. Абсолютное доминирование Демидовых было нарушено, но они уже настолько твердо обосновались на Урале, что укрепление государственных заводов и появление новых частных конкурентов не особо повредило их процветающему бизнесу.

Фото: Сергей Прокудин-Горский / Библиотека Конгресса США. Бизнес Демидовых быстро развивался, к середине века они владели тремя десятками предприятий.

Акинфий Демидов был, пожалуй, даже более оборотистым предпринимателем, чем его отец. При нем горно-металлургическая империя семьи достигла апогея могущества. Во многом задачу ему упрощала возможность беспрепятственно покупать крепостных для использования на производстве. Такое право было лишь у немногих промышленников того времени.

К середине века Демидовы владели более чем 30 предприятиями, на которых выплавлялось 40 процентов всего русского чугуна. В кратчайшие сроки страна смогла не только удовлетворить свои потребности в металле, но и превратиться в нетто-экспортера железа.

Более того, к концу века Российская империя обогнала Швецию, традиционного лидера европейской индустрии, по объему экспорта черных металлов в Англию и Голландию. Демидовы одними из первых русских промышленников получили право на прямой экспорт железа за рубеж, что и поспособствовало их дальнейшему обогащению.

Из-за использования труда крепостных условия на заводах Демидовых были очень тяжелыми. По крайней мере, по сегодняшним меркам. Травматичность и смертность были исключительно высокими (впрочем, как и на других европейских заводах в ту эпоху). В то же время работа на Демидовых открывала и огромные возможности. Бывший крестьянин с умелыми руками и головой на плечах мог быстро повысить квалификацию. Крестьянин на селе не заработал бы и за всю жизнь столько, сколько платили в год на демидовских заводах мастерам и опытным рабочим.

Акинфий Демидов старался лично контролировать все производственные процессы. К примеру, он уже в XVIII веке ввел систему мониторинга разговоров сотрудников, которой позавидовали бы и работодатели XXI столетия. Речь о «падающей башне» Демидовых в Невьянске. Акустика строения была такова, что из своего кабинета «хозяин Урала» мог слышать почти все, о чем толковали его проходившие поблизости работники - о чем они, естественно, не догадывались. В результате предприниматель знал о настроениях на заводе лучше, чем его «менеджеры среднего звена» на местах, что благоприятно сказывалось на управлении предприятием.

Фото: С.А. Гаврилов / Wikipedia. Невьянский завод и «падающая башня» Демидовых.

Из олигархов - в европейские князья

Часто бывает так, что внуки бизнесменов успешно просаживают огромные состояния. Но это явно не случай Демидовых. Семья знала как минимум пять поколений успешных предпринимателей, год за годом множивших финансовое могущество своей компании. Хотя Демидовы отличались многодетностью и имущество приходилось делить на нескольких наследников, вплоть до середины XIX века они сохраняли за собой титул королей металлургии. Предпринимательская жилка у них была так сильна, что некоторые из представителей династии, в молодости отличавшиеся любовью к кутежу, затем превращались в образцы купеческой этики и благочестия.

Таковым был, к примеру, Николай Демидов, правнук основателя металлургической империи. При Павле I его даже пришлось взять под опеку, чтобы он не растранжирил состояние. Но впоследствии он проявил себя как исключительно сильный управленец, внедрял наиболее продвинутые методы работы. При нем Нижнетагильский завод стал одним из самых высокотехнологичных металлургических предприятий Европы.

Все же в XIX веке династия Демидовых постепенно превратилась в классических представителей «старых денег», в основном прославившихся своей филантропией, меценатством и служением государству. Сын Николая Демидова Павел, к примеру, стал крупным чиновником и получил должность курского губернатора.

Изображение: Карл Брюллов / Wikipedia. Анатолий Демидов - европейский князь и крупный русский меценат.

Его брат Анатолий прославился еще больше. Живя в основном в Европе, он как-то выкупил итальянский титул князя Сан-Донато у спившегося приятеля. Он рассчитывал, что европейское дворянство высшего звания откроет перед ним двери всех дворцов Петербурга.

Но просчитался. Проблема бегства капиталов из России существовала уже тогда, и трата огромных денег на покупку имений за рубежом раздражала императора Николая I. Никакого монаршего расположения княжеский титул потомку великих промышленников не принес, равно как и женитьба на племяннице Наполеона Бонапарта.

Анатолий продолжал стараться: в 1840-е годы он пожертвовал полмиллиона рублей на строительство «Дома призрения трудящихся» в Петербурге, а также на детскую больницу в городе. Но своим при дворе русско-европейский меценат так и не стал.

Закат империи Демидовых наступил после реформ 1860-х годов, когда русская промышленность получила необходимый толчок. Новые промышленники, использовавшие более прогрессивные технологии и умевшие обходиться без крепостного труда, серьезно потеснили Демидовых на металлургическом рынке страны. Да и значение Урала в целом снизилось - дешевый уголь Донбасса обеспечил превосходство в отрасли Донецко-Криворожскому промышленному району. Акции Демидовых в их собственных предприятиях постепенно скупались банками. В итоге к революции 1917 года их доля в компании была ниже четверти. А советская власть лишила и этого.

Историческое значение Демидовых, однако, трудно переоценить. Долгие годы они были пионерами металлургической индустрии, чьему примеру следовали другие промышленники. До сих пор на Урале действуют десятки предприятий, построенных династией «железных королей».

Самый первый уральский металлургический завод в Невьянске в начале XX века был переквалифицирован в машиностроительный. И работает по сей день, успешно пережив и советскую власть, и лихие девяностые.

310 лет назад, 4 июня 1705 года, царь Пётр Алексеевич разрешил Никите Демидову строить металлургические заводы в Кунгурском района на Урале. С этого времени началось возвышение рода Демидовых - знаменитых промышленников и землевладельцев. Демидовы стали одними из основателей горно-металлургической промышленности в России.

Из русской металлургии

Производство железа на территории Руси было известно с древнейших времен. Археологи нашли в районах примыкающих к Киеву, Переяславлю, Вышгороду, Мурому, Рязани, Владимиру, Ярославлю, Смоленску, Пскову, Новгороду и другим древнерусским городам, а также Ладожскому озеру и другим районам сотни мест с остатками плавильных горшков, сыродутных горнов (т. н. «волчьих ям») и соответствующие орудия производства металлургии.

Развитая металлургия была и в Скифии, прямой преемницей которой была Русь. В одной из «волчьих ям», выкопанных для выплавки металла около села Подмоклого в южной части Подмосковного угольного бассейна, была обнаружена монета, датированная началом IX столетия. То есть металлургия на Руси существовала ещё до введения христианства. Фамилии русского народа также говорят о повсеместном распространении металлургии на Руси: Коваль, Коваленко, Ковальчук, Ковалёв, Кузнецов. Мифология и фольклор русского народа, где кузнец является одной из центральных фигур, борющихся со злом и представляющих небесные силы, также подтверждают факт развития металлургии в Древней Руси.

Для производства металла необходимы два главных фактора: топливо и сырьё. Основным топливом в то время был древесный уголь. Наиболее качественный древесный уголь получали из сравнительно редких и твердолиственных пород - дуба, бука и граба, а также берёзы. Плавка железа требовала огромного количества дерева: на переработку одной тонны руды уходило почти 40 кубометров древесины. Более технологичная замена древесного угля - кокс, появилась сравнительно недавно (две сотни лет). Интересен тот факт, что первоначально именно отсутствие значительных массивов леса не позволило Англии стать главным производителем металла в Европе. Увеличение выплавки железа в Англии свело на нет почти все большие массивы лесов.

Топливо на Руси было. Лес с древнейших времен был главным топливом и строительным материалом на нашей земле. А вот с железом были проблемы. Доступной качественной железной руды на Русской равнине нет. Курская магнитная аномалия была открыта только в XX столетии и глубина залегания там 200-600 метров. Технологии того времени не позволяли разрабатывать такие залежи. Человечеству известны: магнитный железняк (более 70% железа), красный железняк (55-60%), бурый железняк (лимонит, 35-55%) и шпатовый железняк (40%). Магнетит и гематит на Русской платформе лежат глубоко, а шпатового железняка нет вообще. Поэтому остался только бурый железняк. Сырьё плохое, но его плюс в том, что он был практически везде. «Болотное железо» (лимонит) добывали в торфяных болотах. А болота располагались среди тогдашних могучих лесов Руси. Таким образом, металлургию можно было развивать повсеместно.

Правда, европейцам повезло больше. Богатые залежи железа и других металлов там были в горах в Германии, Чехии. Массовую добычу металлических руд шахтным способом в германских землях начли уже в XIII столетии. К началу XVI столетия в Германии было мощное металлургическое производство, которое производило основные металлы (железо, медь, серебро и золото). В XVI веке начался массовый экспорт железа и меди из Швеции. Швеция обладала богатыми залежами железных руд и два столетия прочно занимала первое место по поставке железа и меди. Пока благодаря Уралу её не опередила Россия.

«Болотное железо» образуется практически везде, где происходит переход от кислородосодержащих почв к бескислородному слою (на стыке двух слоёв). В болотах эта граница расположена очень близко к поверхности, конкреции железа можно копать лопатой, снимая тонкий слой растительности и земли. Залежи такого железа представляют из себя классические россыпи и их можно разрабатывать при минимуме усилий.

Для сыродутного процесса, который использовали металлурги Древней Руси, требовалась богатая железом руда. А лимонит руда бедная. Поэтому болотную руду, идущую в плавку, обязательно обогащали. Среди методов обогащения руды были: просушка, обжиг, размельчение, промывка и просеивание. Таким образом, наличие топлива и сырья, а также технологий по обогащению, привели к тому, что Русь с древнейших времен была страной оружейников. Можно смело сказать, что русская металлургия позволила Руси выстоять тысячу лет в сотнях войн разной интенсивности, от локальных конфликтов до полномасштабных региональных войн. Военное производство с древнейших времен было стрежнем Русского государства.

«Болотное железо» было основой металлургии Руси вплоть до XVII столетия. На излете существования Древнерусского государства появились целые районы, которые специализировались на производстве железа. В современной Курской области железо производили в городе Римов. Один из самых крупных центров металлургии был в Новгородской земле. Железо производили в Устюге Железном (Устюжна Железнопольская). Болотное железо добывали в районе Яма, Копорья, Орешка, привозили в Новгород. При этом Новгород ещё и покупал железо через ганзейских купцов в Германии и Швеции. В XVI столетии крупнейшим центром металлообработки и оружейного дела Московской Руси оставалась Устюжна Железнопольская, железо производили также в Туле, Тихвине, Олонце и Заонежье.

Добыча цветных металлов на территории Руси до XVIII века фактически отсутствовала. Небольшие источники меди были в Олонецком крае и на Печоре, но насытить внутренний рынок они не могли. В Новгороде знали об источниках серебра на Урале, но производство тогда создать не было возможности. Поэтому основная масса цветных металлов поступала на Русь из Европы. Через Новгород поступало не только железо, но и основная масса свинца, олова и меди.

Понятно, что это сказывалось на военно-стратегическом положении Руси. Железо и медь были металлами войны. По мере развития страны металла требовалось всё больше и больше. Западные противники Руси - Швеция и Польша, пользовались тем, что через них шёл основной поток металла в Русское государство и периодически в целях политического давления и военного ослабления Москвы, ограничивали импорт. Поэтому попытки русского правительства, начиная с Ивана Грозного и продолжая Петром Алексеевичем, «прорубить окно в Европу», то есть поставить под свой контроль часть Прибалтики, были связаны с желанием добиться свободной торговли на Балтике.

Когда при Иване Васильевиче на Русском Севере впервые появились англичане, Москву в первую очередь заинтересовала возможность поставок железа, других металлов и в обход традиционного морского пути по Балтийскому морю и сухопутного через Польшу. Англичане тогда не видели угрозы со стороны России, были заинтересованы в русских товарах и проходом в Персию по Волжскому пути, поэтому купцы «Московской кампании» стали активно продавать Москве цветные металлы и оружие. После смерти Ивана Грозного Архангельск по-прежнему был важным центром поставов металла в Россию. Их поставляли английские и голландские купцы.

При первых Романовых Москва активно покупала качественную сталь и цветные металлы, а также готовые пушки и ружейные стволы. Однако это было не выгодно России. Иностранное железо было дорогим. Если в начале XVII столетия один пуд (16 кг) русского железа стоил у производителя около 60 копеек, то стоимость пуда шведского железа доходила до 1 руб. 30 коп. Пуд импортной железной проволоки стоил ещё больше - до 3 рублей. Для сравнения. Обычная лошадь тогда стоила - около 2 руб., а холопа можно было купить за 3-5 руб. «Полоса булатна» (их использовали для производства сабель) стоила около 3 руб., их завозили из Голландии и Персии. Медь привозили английские, голландские, датские и шведские купцы. Её стоимость составляла 1,5-3 руб., а кровельная медь (для куполов церквей) - 6 руб. Серебро и золота также были привозные. Серебро в начале XVII столетия стоило около 450 руб. пуд, золото - около 3300 руб. Из Германии везли олово, свинец и медь.

Однако главным поставщиком качественного железа для России в то время была Швеция. Россия в Швеции покупала практически только металлы. Понятно, что по мере ухудшения отношения России и Швеции, ситуация становилась всё более опасной. Шведы захватили русские земли на Балтике, оттеснили поляков, превратив Балтийское море в «Шведское озеро». Мощная металлургическая база сделала Швецию мощной военной державой, которая угрожала будущему России.

Развитие металлургии при Романовых

Как только Россия оправилась от Смуты, русское правительство попыталось создать свою металлургию. В 1632 г. царь Михаил Фёдорович дал голландскому купцу Виниусу жалованную грамоту на устройство железоделательного завода в районе Тулы. Производство было основано на базе Дидиловских рудников. Это было уже не «болотное железо», а залежи качественной железной руды вблизи села Дидилово. Вопрос с рабочей силой решили, приписав к предприятию целую волость, так стала возникать категория приписных крестьян. Кроме того, на предприятии работали и «охочие люди», то есть вольнонаемные работники. Предприятие Виниуса стало настоящей мануфактурой с использованием машин.

Вскоре к Виниусу присоединились голландский купец Филимон Акема и датчанин из Гамбурга Питер Марселис. Они построили ещё три мануфактуры в районе Тулы («Городищенские заводы»). На предприятиях работали не только русские, но и приглашенные из Европы мастера. Марселис и Акема построили ещё несколько железоделательных мануфактур на реке Скниге («Каширские заводы»). Эти железные предприятия стали ядром металлургии в России. Однако попытка запустить производство меди в Карелии и освободиться от дорогого привозного металла не удалась. Из-за небольших запасов меди, большой трудоемкости работ и связанных с этим значительных затрат, завод признали нерентабельным и закрыли. Правда, смогли в 1680-е годы в Карелии открыть пять металлургических мануфактур на водяной энергии («Олонецкие заводы»). При Петре эти предприятия стали специализироваться на интересах Балтийского флота.

С 1693 года на юге России заработал первый чугуноплавильный завод с использованием водной энергии. Металл Липецкого завода поставлялась в Воронеж, где Петр строил Азовскую флотилию. В 1703-1705 гг. производство здесь расширили, возникли «Липские железные заводы». Они стали металлургической базой Азовской флотилии и в первые годы Северной войны давали стране половину металла, необходимого для военного производства.

Однако этого было недостаточно, чтобы создать металлургическую базу, способную сделать Россию передовой европейской державой. «Болотный металл» и редкие поверхностные залежи железной руды на Русской равнине не могли обеспечить достаточное производство. Необходим был качественный рывок. А его мог обеспечить только Урал. Ещё в древние времена Урал был центром металлургии. Новгородцы уже давно обнаружили на его склонах «чудские копи».

Первые разработки на Урале начались в XVII столетии. Но удаленность региона от основных русских городских центров и малочисленность русского населения препятствовали освоению Урала. Только в конце этого столетия царь Пётр Алексеевич повелел начать регулярные геологические изыскания на Урале. В 1700 году на реке Нейве возвели Невьянский доменный и железоделательный завод. Затем возвели железный завод на месте нынешнего города Каменск-Уральский и металлургический завод в Алапаевске. В 1723 году возник Екатеринбургский казенный завод.

Таким образом, при Петре создали основу промышленной базы на Урале. Затем Урал надолго станет важнейшим экономическим районом Российской империи. Регион был отличным местом для развития металлургии. Здесь были довольно близкие к поверхности богатые залежи качественных руд, леса для заготовки древесного угля и многочисленные реки, позволявшие использовать для работы машин энергию воды. К началу XVIII веку Урал уже заселили, обеспечив заводы рабочей силой. Уже в 1750 году Россия имела 72 «железных» и 29 медеплавильных завода. В XVIII веке Уральский промышленный район произведёт более 80% всего железа и 95% меди всей России. Благодаря уральским заводам Россия избавилась от внешней зависимости и сама стала крупным поставщиком металла. Вывоз русского металла начался уже при Петре I, а в 1770-е годы Россия поставляла железа в Англию больше, чем Швеция. Большую часть столетия Российская империя была крупнейшим производителем металла на планете и его ведущим экспортёром в Западной Европе. Мощная металлургическая база стала одной из предпосылок военно-политических успехов России в XVIII веке.

Еще в глубокой древности для создания изделий труда и оружия человек стал обрабатывать первые металлы: самородные золото, серебро, медь и метеоритное железо. Но немногочисленные находки не могли удовлетворить потребностей постоянно развивающегося человеческого общества. Так совершенствование способов обработки металлов стало важнейшим в истории цивилизации.

Медный век (энеолит) начался с освоения людьми техники горячей ковки и литья. Во многом этому способствовало развитие гончарного производства. Человек научился создавать печи и керамические формы для отливки меди, что и легло в основу зарождения металлургии. Многие археологические находки свидетельствуют о том, что металлургия и производство оружия из металла на территории Европы берут свое начало в VI-V тыс. до н. э. Так, на территории Балканского полуострова найден медный топор, относящийся к культуре Винча, датированный 5500 г. до н. э.

Однако распространению технологии литья, а потому и самого медного оружия, препятствовала сложность в поиске самородков, которых становилось все меньше и меньше. Потому следующим важным этапом в истории металлургии стала добыча меди и других металлов из горной породы. Имеются убедительные доказательства того, что уже в V тыс. до н. э. залежи меди разрабатывались в Центральной Югославии (рудник «Рудна Глава») и Центральной Болгарии (рудник «Айбунар» и др.).

Медь устойчива к коррозии, температура ее плавления относительно невысока (1080 °С), что значительно упрощало обработку. Но медные изделия были достаточно мягкими и легко гнулись.

Бронза - сплав меди, в основном с оловом (олово - пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета). Вероятно, бронза была открыта случайно, когда в тигель, в котором плавилась самородная медь, попало немного олова. Новый материал по своим свойствам существенно превосходил медь.

Первыми, еще в IV тыс. до н. э., постигли секреты обработки бронзы жители Ближнего Востока. На территории Европы и Китая этим искусством овладели лишь на тысячелетие позже, а в Южной Америке и вовсе только в I тыс. до н. э.

В истории войн бронза занимает особое место. Из нее изготавливали большинство видов холодного оружия бронзового века, в том числе длинные мечи. Изделия сложной формы проще было отлить из бронзы, нежели выковать из железа (чистое железо плавится при 1535 °С, а бронза - при 930-1140 °С, соответственно, бронзовые изделия мастер мог просто отлить, в то время как железные приходилось выковывать). К тому же бронза была тверже, чем железо, и не такая хрупкая, как сталь. На протяжении веков, вплоть до XIX в., шлемы и доспехи именно из бронзы ценились превыше всего. Но из-за высокой стоимости металла позволить себе такую роскошь могли лишь очень состоятельные люди.

С появлением порохового оружия уменьшилась необходимость производства оружия из бронзы, но она не утратила своей популярности, так как из ее сплавов производили самые качественные пушки.

Во все века единственным недостатком бронзы, как мы уже говорили, была ее высокая стоимость. Ведь медь, из сплава которой с оловом создавалась бронза, встречается в природе значительно реже железа. Но даже тогда, когда медь удавалось найти, выходы рудных пластов на поверхность быстро израсходовались, а поднять руду на поверхность из уходящей все глубже и глубже жилы могли только технологически высокоразвитые народы.

В поисках олова многим народам и вовсе приходилось преодолевать огромные расстояния, покорять горные хребты и моря. Например, финикийцы плавали за ним в Англию. Более 2000 лет олово входило в число наиболее важных стратегических ресурсов.

Эти факторы вынудили человечество активно осваивать обработку другого, более доступного металла - железа. Железо - ковкий металл с высокой химической реакционной способностью. Температура плавления - 1539 °С. В природе редко встречается в чистом виде.

Железо известно человеку еще с незапамятных времен. Метеоритное железо было одним из первых металлов для производства оружия. Например, высоко ценились египетские «небесные кинжалы», созданные, как говорили египтяне, из «рожденного на небе» железа примерно в III тыс. до н. э. В это время метеоритное железо ценилось значительно выше мягкого золота. По описанию греческого историка и географа Страбона, у африканских племен за один фунт железа давали десять фунтов золота. Но до освоения новых технологий обработки металлов (науглероживание, закалка, сварка) качество изделий из него было значительно хуже по сравнению с бронзовыми. Тем не менее, по описаниям легендарного древнегреческого поэта Гомера, уже во время Троянской войны(примерно 1250 г. до н. э.) железо было хорошо известно и высоко ценилось, хотя основная масса оружия была из меди и бронзы.

Коринфский шлем. Бронза. Британский музей, Лондон

«Железная революция» началась на рубеже I тыс. до н. э. После падения государства хеттов, больших мастеров в обработке железа, греческие торговцы распространили их секреты. С этого момента железные изделия стали вытеснять медные и бронзовые. Археологические раскопки показали, что у самих греков к 1100 г. до н. э. появилось достаточное количество мечей, копий и топоров из этого металла.

Прародителями металлургии древние греки считали загадочный народ халибов, который Геродот упоминает в числе эллинских племен Малой Азии. Халибы занимались рыбной ловлей и горным промыслом, жили в восточном Понте от гор до моря (а также у границ Армении и Месопотамии). Именно от названия этого народа (греч. ХоЛирас;) происходит слово «сталь» (греч.

В одной из своих работ древнегреческий философ Аристотель описывает технологический процесс получения металла халибами. Они несколько раз промывали речной песок, видимо, таким способом отделяя тяжелую железосодержащую фракцию породы. Затем добавляли какое-то огнеупорное вещество и плавили все это в печах особой конструкции. Полученный таким образом металл имел серебристый цвет и был нержавеющим.

Секрет нержавеющей стали халибов, обладающей высокими качествами, крылся вовсе не в каком-либо особом процессе производства, а в сырье, которое они использовали. Так, на выплавку стали шли магнетитовые пески, которые часто встречаются по всему побережью Черного моря. Эти пески состоят из смеси мелких зерен магнетита, ильменита или титаномагнетита и обломков других пород, так что выплавляемая халибами сталь была легированной (помимо обычных примесей содержит элементы, добавляемые в определенных количествах для обеспечения необходимых физических или механических свойств) и именно поэтому обладала столь высокими свойствами.

Гомер в своих поэмах «Илиада» и «Одиссея» называет железо «многотрудным металлом», потому что в древности основным методом его получения был сыродутный процесс. Именно в сыродутных печах проходили первые в истории человечества процессы получения железа из руды. Первоначально эта печь представляла собой простую трубу, вырытую обычно горизонтально в склоне оврага. Здесь руда перемешивалась с древесным углем. После выгорания угля в печи оставалась крица - комок вещества с примесью восстановленного железа. Такой комок снова нагревали и подвергали обработке ковкой, выколачивая железо из шлака.

Первые сыродутные печи-горны имели сравнительно низкую температуру, поэтому железо получалось малоуглеродистым. Но порой на дне печей, там, где металл наиболее сильно соприкасался с углем, попадались куски железа превосходного качества. Человек интуитивно стал увеличивать площадь соприкосновения с углем, поскольку пока не осознавал до конца причины этого явления. Так люди получили сталь.

Сталь представляет собой железо, которое содержит углерод: чем выше содержание углерода, тем тверже сталь. Технология получения стали была известна еще хеттам. В частности, царь хеттов Мурсилис II в своих письмах отмечал «хорошее железо» среди прочего. Но чтобы получить «хорошее железо», приходилось много раз прокаливать и проковывать крицу с углем, чтобы она достаточно насытилась углеродом. Процесс этот был долгим и утомительным и далеко не всегда гарантировал хороший результат. Это привело к поиску новых, более эффективных конструкций печей.

Сыродутная печь представляла собой полое сооружение из камней, обмазанных глиной, или целиком из глины.

В стенах были предусмотрены отверстия для раздувания мехами

Следующим шагом после открытия сыродутной печи стало изобретение штуко-фена - печи с высокой (как правило, около 4 м) трубой для усиления тяги. Мехи штуко-фена были значительно больше, а отверстия для подачи воздуха точно подогнаны под них. Температура плавления в штуко-фене была намного выше, чем в сыродутной печи, что и позволяло получить больше высокоуглеродистой стали и даже чугуна (сплав железа с содержанием углерода более 2,14 %). Последний, правда, застывал на дне печи, смешиваясь со шлаками, а единственным способом очистки в то время была ковка, которой чугун не поддавался. Потому на данном этапе развития металлургии чугун считался непригодным к использованию металлом, отходом производства. Иногда все же чугуну, сильно загрязненному шлаками, удавалось найти хоть какое-то применение. Так, в Индии из него отливали неплохие гробы, а в Турции - неважные пушечные ядра.

Первые штукофены появились в Индии еще в I тыс. до н. э., оттуда они в начале нашей эры попали в Китай, а в VII в. - в арабский мир. В XIII в. штукофены стали появляться в Испании, Германии и Чехии. Благодаря им можно было получить до 250 кг железа в день.

Нетрудно было понять, что чем выше температура в печи, тем больше железа удается получить из руды. Так, вслед за штукофенами в XV в. в Европе появились печи нового типа - блауофены. Новые печи были больше и выше, выше стала и труба. Но главное, чем отличался блауофен от штукофена, - то, что воздух в него подавался уже подогретым, что позволило увеличить температуру плавления.

Действительно, блауофены значительно повысили выход железа из руды, но данные печи несколько опередили свое время. Дело в том, что вместе с повышением температуры большее количество железа науглероживалось до состояния чугуна, который по-прежнему смешивался со шлаками и не поддавался очистке. В те времена чугун считался не чем иным, как проклятием, а повышение его количества - не меньше чем происками дьявола. Если в штукофенах количество получаемого чугуна не превышало 10 %, то в блауофенах оно доходило до 30 %. Во всем мире чугун получил далеко не лестные названия. В Англии его прозвали «свиным», ни на что не годным железом. Данное название сохранилось до наших дней. В Центральной Европе чугун именовали «диким камнем» из-за отсутствия в получаемом материале каких-либо благородных, полезных качеств. Да и русское название чугуна «чушка» характеризует не лучшее к нему отношение: в этих землях так называли поросят.

Закрытая шахта штукофена хорошо концентрировала тепло

Настоящего прорыва в металлургии пришлось ждать вплоть до начала XVI в., когда в Европе получил распространение так называемый передельный процесс, или процесс получения стали из руды в два этапа. К сожалению, история не сохранила имя мастера, который первым догадался превращать чугун, полученный из руды, путем повторного отжига в горнах в высококачественную сталь. Передельный процесс позволил совершить качественно новый шаг в развитии металлургии и производства холодного оружия. Так, из передельной стали уже можно было изготавливать кривые мечи и другое сложное холодное оружие.

Помимо возможности получения качественной стали, данное открытие привело и ко многим другим существенным изменениям. Так как спрос на чугун резко возрос, стремительно развивались и осваивались печи нового типа - доменные.

Доменная печь - это большая металлургическая, вертикально расположенная плавильная печь шахтного типа, с предварительным подогревом воздуха и механическим дутьем. Она позволяла все железо из руды превратить в чугун, который расплавлялся и периодически выпускался наружу. Постоянный приток воздуха в печах обеспечивался мехами, которые приводились в движение водяными колесами. Таким образом, производство чугуна стало непрерывным. Доменная печь никогда не остывала, в результате одна домна могла производить до трех тонн железа в сутки.

Перегнать полученный в доменных печах чугун в железо было значительно проще в горнах. В связи с этим появилось первое в металлургии разделение труда, положительно сказавшееся на качестве получаемой стали. Так возник двухстадийный способ получения стали из железной руды: одни специалисты теперь получали из руды чугун, а другие - из чугуна сталь.

Но, как правило, у технологического прогресса есть и другая, негативная сторона. Не прекращающие свою работу английские доменные печи требовали огромного количества древесного угля. Результатом этого стало уничтожение большей части британских лесов. Выход из столь тяжелой ситуации был найден только в начале XVIII в., когда в 1735 г. английский промышленник-металлург Абрахам Дерби I начал использовать вместо древесного угля кокс, полученный из каменного угля. До этого каменный уголь в металлургии не использовался из-за относительно высокого содержания вредных для металла примесей, прежде всего серы. К тому же уголь в процессе нагрева измельчался, что затрудняло подачу воздуха. Но нагретый до высоких температур (950-1050 °С), без доступа воздуха, древесный уголь лишался многих вредных примесей и коксовался, приобретал более плотную структуру. Помимо этого, Абрахам Дерби I запатентовал способ отливки чугуна в песочные формы, что значительно удешевило производство.

Несмотря на столь внушительное развитие, жители Индии и Ближнего Востока не спешили перенимать у европейцев технологию производства чугуна в доменной печи. И связано это вовсе не с технологической отсталостью этих регионов, а с отсутствием воды для приведения в движение мехов. Лишенные возможности гнаться за количеством, представители восточных стран предприняли попытку максимально заменить его качеством.

Демидовы: Столетие побед Юркин Игорь Николаевич

Первые металлургические мануфактуры тульского края

Первые металлургические мануфактуры тульского края

Описанная технология была проста и дешева, благодаря чему получила широчайшее распространение и использовалась в России очень долго - до XVIII века включительно.

Между тем в Европе еще в XII веке научились получать из железной руды принципиально иной, высокоуглеродистый сплав - чугун. Восстановление при новой технологии велось в значительно больших по размерам печах (предках современных домен) и, благодаря более интенсивному дутью, - при более высокой температуре. Имея недостатки (в частности, повышенную в сравнении с железом хрупкость), чугун обладал и ценными качествами - прежде всего хорошими литейными свойствами. Со временем был разработан способ снижения в сплаве содержания углерода, благодаря чему он превращался в обычное малоуглеродистое железо. Так родилась принципиально новая технология переработки железной руды: в отличие от ранее существовавшей одностадийной (руда - железо) - двухстадийная (руда - чугун - железо). Более сложная, чем прежняя, она обладала множеством достоинств. Важнейших было два: неизмеримо большая производительность процесса и большая однородность металла, позволявшая обеспечить более стабильное его качество. Доменный завод обладал всеми признаками мануфактуры. Это было относительно крупное производство. На нем трудились узкоспециализированные в своих умениях мастера - доменный, литейный, плотинный и прочие. Здесь действовали сложные механизмы, приводившиеся в действие уже не вручную, а силой воды, отчего такие заводы называли «вододействующими».

Первые попытки создать доменную мануфактуру в России связывают с деятельностью английских купцов, появившихся здесь при Иване Грозном. Но данное им на это разрешение вскоре было отозвано. Первая домна в Московии появилась значительно позже - при первом царе из династии Романовых.

Отцом русской доменной металлургии суждено было стать нидерландскому предпринимателю Андреасу Дионисиусу (в России Андрею Денисовичу) Виниусу, первоначально занимавшемуся здесь торговлей. Пару раз по поручению правительства он довольно успешно продал за границей казенный хлеб, благодаря чему в качестве поощрения получил льготы. В 1632 году государь пожаловал купца снова: по его просьбе велел ему и компаньонам, родному его брату Абрахаму (Авраму) Виниусу и Юлиусу Виллекену (Елисею Вылкенсу, Вилкенсену), из железной руды «делать всякое железо на десять лет безоброчно». Заниматься этим было указано (оговорено: «против их челобитья») «меж Серпухова и Тулы на трех реках: на речке Вошане, да на речке на Скниге, да на речке на Вороне и вперед, где они… места приищут». Компаньонам предписывалось «мелницы на тех местах ставить и железо на всякие статьи плавить и лить и ковать пушки и ядра и котлы и доски и разное прутье и всякое железное дело делать». Под «мельницами» подразумевались гидросиловые установки, использовавшиеся для приведения водой в действие доменных воздуходувок и перековывавших чугун молотов.

Заводы - фактически цехи единого предприятия - были поставлены цепью вдоль речки Тулицы, притока реки Упы, на расстоянии один от другого одна-две версты. (Разместить их рядом не позволяла слабость водотока небольших речек.) Адрес: Тульский уезд, Старогородищенский стан, по которому заводы получили одно из названий - Городищенские (другое - Тульские). От ближайшего из них до оружейной Тулы (с которой еще познакомимся) было всего 12 верст. Обратим внимание: первый доменный завод России, давший продукцию уже в 1636 году, действовал вблизи центра, где исстари делалось оружие. Связь между двумя отраслями российской промышленности - черной металлургией и производством вооружения, существовавшая уже давно, с пуском под Тулой домен еще более укрепилась.

На Городищенских заводах совмещались производство чугуна и его передел в железо. Отливавшие пушки и ядра к ним, делавшие сковороды и кандалы заводы стали опытным полигоном, доказавшим, что из русских руд лить чугун можно не хуже, чем в других странах, что железо из такого чугуна во многих случаях вполне заменяет шведское. Государство, кровно заинтересованное в наличии в России подобной индустрии (во многом обеспечивавшей потребности армии), помогало его развитию: предоставляло заводчикам ссуды, приписывало к заводам дворцовых крестьян.

Первостроитель заводов Андрей Виниус «выпал» из их истории уже через десятилетие после пуска. Созданные его заботами печи и молотовые перешли к его компаньонам «второй волны»: к нидерландскому купцу Филимону Акеме и выходцу из Гамбурга, резиденту датского короля Петру Марселису. Именно они построили верстах в сорока от Городищенских заводов первый в России чисто передельный (железоделательный) комплекс - Каширские заводы на речке Скниге, работавшие на чугуне, с полной переработкой которого молотовые на Тулице не справлялись. За ними последовали новые мануфактуры. Так Городищенские заводы стали центром Тульско-Каширского металлургического района, древнейшего в истории русской доменной металлургии.

Большинство владельцев российских металлургических мануфактур XVII века были иностранцами. Имелись и исключения, но немногочисленные. Только в последнем десятилетии века наметилась новая тенденция. В 1690 году все заводы Марселисов, как выморочное имущество, отошли в казну и вскоре были переданы отечественному собственнику - дяде царя Петра Алексеевича боярину Льву Кирилловичу Нарышкину. А через несколько лет началось строительство заводов русскими предпринимателями. Первыми из них были основатели завода в городе Романове дьяк Кузьма Борин и принадлежавший к гостиной сотне Никита Аристов. Примерно в это же время строил в Туле свой первый завод казенный оружейник Никита Демидов.