— Ох, как бы ваши увлечения не отразились на деятельности фабрики! — спохватился Татаринов.
— Не сомневаюсь в этом, по непременно в лучшую сторону…
Еще в своей дипломной работе Аносов писал: «нет ни одного состояния людей, которые бы не имели надобности в железе».
Начиная опыты производства стали новым способом, Аносов продумал всю историю развития металлургии, замечательную, но далеко еще не законченную историю о том, как люди научились получать из бурого и рыжего камня чудесный материал для выковки орудий труда и оружия.
Когда и как человек впервые познакомился с железом?
Железо в природном, чистом виде на земле не сохраняется. Соприкасаясь с внешним воздухом или другими веществами, железо окисляется, то-есть соединяется с кислородом. Чтобы получить железо, его необходимо прежде всего отделить от кислорода и других примесей.
Было время, когда железо использовалось лишь для выделки украшений. «Первое железо, — писал Энгельс, — было часто мягче бронзы». Но еще много тысячелетий назад были найдены способы сделать железо более твердым, и оно довольно интенсивно стало вытеснять камень, дерево, бронзу. Спрос на железо стал расти.
В описаниях, с которыми Аносов познакомился еще в Горном кадетском корпусе, были рисунки сыродутных горнов, то-есть простых ям, в которых происходило отделение кислорода от железа, или, как говорят металлурги, его восстановление.
Первобытный человек очень скоро догадался, что скорость восстановления железа зависит от интенсивности поступления воздуха в очаг горения, и для усиления подачи воздуха употребил пустотелую бамбуковую палку.
Но человеческие легкие оказались слишком слабыми, чтобы обеспечить восстановление значительного количества железа, и вместо дутьевой трубки стали применять мехи. Их сначала делали из сшитых шкур животных.
Яму, в которую насыпали железный камень, стали огораживать крупными гранитными камнями, а воздух в горн подавали через особые отверстия — сопла.
По истечении известного времени подачу воздуха прекращали, печь взламывали и со дна ее доставали куски железа, восстановленного из руды.
Прошло немало времени, пока в конструкцию печи внесли еще одно усовершенствование: перед (грудь) печи начали делать вставным. Тогда уж не приходилось каждый раз разрушать печь, чтобы доставать сплавившееся железо.
При непрекращающемся дутье плавка продолжалась много часов, а то и сутки, пока на дне печи не получалось значительное количество железа. Однако это железо было крайне неоднородным, оно всегда было обильно перемешано с посторонними веществами — золой, кремнием. Чтобы избавиться от посторонних примесей, лепешки железа по нескольку раз проковывали. В итоге удавалось получить кусок железа весом 5—10, реже — 20 фунтов (8 килограммов).
Чтобы добиться еще более высокого уровня выделки нового металла, железодельцы стали строить более высокие шахтные печи, их делали конусообразными.
Это было весьма разумное решение. Сырые материалы — железная руда, древесный уголь — по мере восстановления опускались вниз, к очагу горения. Но для высоких печей оказались непригодными старые мехи, приводившиеся в действие человеческой силой. Их заменили новые, более мощные мехи. Рычаги, при помощи которых они наполнялись воздухом, поднимали и опускали уже не люди, а животные. А еще позднее для приведения мехов в действие использовали водяную энергию.
Усовершенствованы были и методы кузнечной обработки железа. Еще в глубокой древности известен был метод закалки науглероженного железа, то-есть стали. Ее нагревали докрасна, а затем быстро погружали в воду или в иную жидкость. Сталь при этом становилась исключительно твердой.
Конечно, в те времена никто не мог объяснить, что при этом со сталью происходит. Способность стали принимать закалку приписывали не самому металлу, а составу, в который его погружали. На этой почве возник ряд фантастических представлений и религиозных мифов. Говорили, что в сталь переходит сила дующих в горах ветров или сила животных и даже людей.
В летописи одного храма в Балгале (Малая Азия, около 900 лет до нашей эры) был обнаружен такой рецепт закалки кинжала: «нагреть до тех пор, пока он не засветится, как восходящее в пустыне солнце. Затем охладить его до цвета царского пурпура, погружая в тело мускулистого раба. Сила раба, переходя в кинжал, и придаст металлу твердость».
Процесс закалки был описан Гомером: