Великий миф

Глава 17

Глава 17. Третий сорт — не брак.

Пока Карл XII увяз в разборках со своим двоюродным братом Августом в польских лесах, а Петр I, пользуясь его отсутствием, разоряет прибалтийские провинции, самое время сделать небольшое отступление и поговорить о российской металлургии.

Отмечая огромный вклад Петра I в развитие российской промышленности, все первым делом вспоминают именно черную металлургию, с гордостью отмечая, что по объему выплавки чугуна Россия в XVIII веке вышла на первое место в мире. Действительно, с 1724 года Россия полностью удовлетворяет внутренний спрос отечественным металлом, и даже начинает продавать его в Европу. Экспорт чугуна становится одной из статей российского бюджета в XVIII веке.

«В течение всего XVIII века производство металла на Урале непрерывно росло. Богатые железные руды, обилие лесов, дешевый труд крепостных — все это позволило России, именно благодаря металлургии Урала выйти на первое место в мире по производству черных металлов, заметная часть которых экспортировалась. Максимальный экспорт черных металлов из России относится к 1798 году (47 000 тонн или 3 000 000 пудов). В тот период Россия была крупнейшим поставщиком черных металлов в мире». (Энциклопедия технологий 2.0 «Производство чугуна и стали»)

Я специально взял отрывок из современных изданий под редакцией специалистов. Красиво написано, прямо дух захватывает, причем, это пишут не восторженные историки, совершенно не разбирающиеся в металлургии, а сотрудники НИИ «Центр экологической промышленной политики», вот только все это слишком далеко от правды, кроме дешевого (лучше было сказать дармового) труда крестьян.

Тенденция роста производства чугуна (1) в России в XVIII веке выражается следующими цифрами:

— в 1718 году — 6 641 000 пудов чугуна

— в 1767 году — 9 622 000 пудов чугуна

— в 1800 году — 10 300 000 пудов чугуна

Сразу отметим, что статистические данные в разных источниках немного расходятся, но это не имеет принципиального значения. Первое, что бросается в глаза — очень медленный рост темпов производства. Судите сами, за прошедшие, почти пятьдесят лет (1718 — 1767) объем производства чугуна вырос всего на 45% (по 0,9% в год), а если брать прошедшие 82 года (1718 — 1800) то, всего на 55% (по 0,67% в год).

Даже не специалисту понятно, что такие «черепашьи» темпы роста никак не могут свидетельствовать о «бурном» развитии черной металлургии, скорее это признак стагнации отрасли. А как же тогда Россия в XVIII веке оказалась на первом месте в Европе по выплавке чугуна? Парадокс!!! Как получилось, что, несмотря на явные признаки упадка черной металлургии, Россия весь XVIII век остается (наравне со Швецией) главным поставщиком чугуна и железа в Европе?

Понимая, что среди читателей не так много металлургов, поэтому попытаюсь изложить суть проблемы простыми словами. Железо, как и все металлы, получают из руд. Железные руды содержат окислы двухвалентного и трехвалентного железа, которые в ходе доменного процесса восстанавливаются углеродом до металла. Из материалов для получения железа нужна руда и древесный уголь, который играет роль топлива и восстановителя.

С конца XV века в Европе получил широкое распространение двухступенчатый способ получения железа. На первом этапе в доменной печи из руды получали чугун, а далее в кричных горнах этот чугун перерабатывали в железо. В качестве топлива и восстановителя на обоих этапах использовался древесный уголь. Для получения из руды одной тонны чугуна нужно, как минимум, 1,6 тонны древесного угля, а с учётом последующего передела чугуна в железо и кузнечной обработки общий расход древесного угля превышал 3 тонны на тонну железа. Даже по минимальной оценке это более 20 кубометров сырой древесины. Понятно, что при бурном развитии черной металлургии леса исчезли с катастрофической быстротой, и первой это почувствовала именно Англия. В связи с угрозой полного уничтожения лесов, сначала Англия, а чуть позже и другие страны Европы вынуждены были свернуть свое металлургическое производство и начать экспортировать железо (чугун) из России и Швеции. Вот, таким образом, на европейском рынке черной металлургии к началу XVIII века осталось всего два игрока: Россия, у которой был Урал, и Швеция, у которой была Финляндия. Их соперничество продолжалось на протяжении всего столетия и закончилось плачевно для обеих стран с началом XIX века, когда на смену древесному углю пришел каменноугольный кокс.

Как видим, лидерство России в производстве чугуна на протяжение XVIII века — это дело случая!

Теперь перейдем к качеству.

Начнем с руды. Российская черная металлургия изначально находилась в неравных условиях с европейскими странами. В Европе основным сырьем для получения железа (чугуна) служит магнитный железняк (70% железа) и красный железняк (60% железа), но на европейской части России и в Тульском регионе в частности такой руды нет, а есть только бурый железняк, содержащий не более 40% железа. Даже на Урале основную массу руды составляет именно бурый железняк. Можно вспомнить Курскую магнитную аномалию (КМА), вот только открыта она была в 1931 году и глубина залегания породы более 200 метров, что явно не для техники XVII века.

Понятно, что чем меньше содержание железа в руде, тем больше примесей, а значит и качество ниже. Образно говоря, если европейские металлурги использовали руду 1-го (магнитный железняк) и 2-го (красный железняк) сорта, то российским приходилось довольствоваться 3-им сортом (бурый железняк).

Теперь про уголь. Самый качественный древесный уголь получают из твердых пород (дуб, бук, ясень и т.д.), именно он обладает высокой твердостью и дает наивысшую температуру. Беда в том, что таких лесов, пригодных для жжения угля, на территории России нет (полная аналогия с рудой). Поэтому приходилось использовать березу, а, как правило, хвойные породы (ель, сосна). Уголь получался низкого качества — он был менее прочным и давал более низкую температуру.

Есть такая поговорка: «третий сорт — не брак» — это как раз про наш случай. Вроде бы и сырье плохое, но, поскольку ничего другого нет, приходиться довольствоваться тем, что есть. Вот только понятно, что используя сырье третьего сорта (бурый железняк + хвойный уголь), нельзя изготовит продукт высокого качества, как бы мы не старались.

Простой пример. Именно шведы отливали в XVII веке самые качественные чугунные пушки. Зачем что-то придумывать, ведь пушка XVII — XVIII веков это не космический корабль, а все лишь чугунная болванка, стоимость которой и определяется в пудах. Возьми шведскую пушку и отлей такую же, один в один, что может быть проще? Вот тут и мы и подходим к понятию разницы в качестве металла (чугуна). Отлить пушку по готовому шведскому образцу несложно, вот только эта пушка сможет сделать всего один выстрел — первый и последний. Ее просто разорвет! И дело здесь не в том, что у наших мастеров руки растут не оттуда, а в качестве сырья.

Даже при современных технологиях получить из бурого железняка чистое железо (чугун) без примеси фосфора сложно и дорого, что уж говорить о XVII — XVIII веках. Фосфор сильно влияет на качество чугуна — он увеличивает твердость, заметно понижая упругость и вязкость. Проще говоря: из такого чугуна можно отлить великолепную декоративную решетку, но, вот изготовить хорошую, качественную пушку нельзя. Но ведь отливали пушки из этого чугуна? Да, отливали, а куда деваться, другого-то нет. Отлить пушку можно из любого чугуна, вопрос в том, сколько она будет весить и какова будет ее скорострельность? Чем ниже качество чугуна, тем толще должны быть стенки ствола, тем тяжелее будет сама пушка, что резко снизит ее мобильность и скорострельность.

Понятно, что при таких исходных данных никакого превосходства российская черная металлургия перед Европой иметь не могла и не имела.

Практически весь XVIII век английские металлурги работали над проблемой замены древесного угля на каменный. К середине XVII века все отрасли английской промышленности, ранее использовавшие в качестве топлива дрова и древесный уголь, вынуждено перешли на каменный уголь, и только черная металлургия не смогла этого сделать по технологическим причинам. Использовать каменный уголь в «сыром» виде было нельзя из-за наличия вредных примесей (в основном серы), которые, растворяясь в металле, делают его хрупким. Сера образует с железом легкоплавкое соединение FeS, которое при последующей горячей механической обработке (ковка) плавится, что вызывает потерю связи между зернами металла, и изделие просто разваливается на части.

Для того чтобы удалить серу решили пойти тем же путем, что и при получении древесного угля, т.е. нагреть каменный уголь без доступа воздуха. Именно так и получили кокс, правда, избавиться от присутствия серы все же не удалось. Но, это уже был прорыв, поскольку кокс в отличие от угля сгорает без копоти и неприятного запаха, что быстро оценили английские промышленники. Многие производства отказались от каменного угля, и перешли на кокс, но проблемы черной металлургии так и не были решены, поскольку, как оказалось, экономически эффективными методами удалить серу из угля невозможно.

Только в 1735 году английскому металлургу, Абрахаму Дарби, удалось, наконец, решить эту проблему. Он усовершенствовал технологию плавки, обеспечив переход серы в шлак, и получил первую партию довольно качественного чугуна с применением каменноугольного кокса. Это была победа, которая открывала просто фантастические перспективы для развития черной металлургии.

Достаточно сказать, что всего одна десятая часть древесины при жжении превращалась в уголь, в то время, как из тонны каменного угля получается минимум 750 килограмм кокса. К тому же, кокс значительно тверже древесного угля, что позволяет увеличить размеры и производительность доменных печей.

Правда, внедрение нового метода растянулось на долгие годы, и только с начала XIX века Англия смогла отказаться от импорта российского чугуна, а вот далее, английская черная металлургия с места в карьер понеслась вперед семимильными шагами.

Уже в 1820 году Англия выплавляла чугуна почти в 3 раза больше чем Россия (25 млн. пудов против 9 млн. пудов), а в 1850 году в 10 раз больше (140 млн. пудов против 14 млн. пудов). Дальше больше — в 1886 году Англия выплавляет 500 млн. пудов чугуна, а Россия только 32 млн. пудов. Очень показательная статистика — за 66 лет английская металлургическая промышленность увеличила объемы производства в двадцать раз, в то время как российская только в 3,5 раза. Россия, еще недавно обеспечивавшая металлом половину Европы, за первые пятьдесят лет XIX века безнадежно отстала, и из экспортера превратилась в импортера.

Почему? Потому, что до 30-х годов XX века уральские заводы работали только на древесном угле! Удивительный факт! Оказалось, что при обилии запасов каменного угля на Урале, коксующихся углей там просто нет. Справедливости ради отметим, что таких углей вообще немного, всего 10 — 15% от общего количества. Мало того, что работали на древесном угле, так еще заготавливать и возить его приходилось за десятки километров, поскольку все окрестные леса давно уже были вырублены. Отсюда и такие низкие показатели роста объема производства.

Черная металлургия — это фундамент для развития всех отраслей экономики страны, и в первую очередь военной промышленности. Образно говоря «многоэтажное здание» экономики развитых стран в XIX и начале XX века опиралось на современный, прочный фундамент, в то время как российское покоилось на полуразвалившемся фундаменте XVIII века петровских времен. Отсюда и болезненные поражения в Крымской войне (1853−56 гг.), Русско-Японской (1904 — 1905 гг.) и Первой мировой (1914 — 1918 гг.).

Как видим, российская черная металлургия в XVIII веке далека от того радужного состояния, которое нам расписывают исторические оптимисты. Хронические проблемы: низкокачественное сырьё, устаревшие технологии, безобразная организация труда и удаленность заводов от центра, никуда не делись и никем не решались.

Пик российского экспорта черных металлов, пришелся на 1798 год — 3 000 000 пудов (см. выше). Вроде много, но в денежном выражении это выглядит не так впечатляюще. В лучшем случае Россия получит 5 000 000 рублей, если это полосовое железо, а если чугун, то только половину. В процентном отношении это 5 — 10% российского экспорта в то время, и прибыль от продажи в Европу русского черного металла, как мы понимаем, будет, исчисляется мизерными суммами.

Еще раз вернемся к цифре 3 000 000 пудов черного металла, неважно будет это железо или чугун. Как мы помним, уральские «железные караваны» раз в год доставляли в Москву и Петербург только 500 000 пудов. Максимум, что отмечала статистика за 150 лет — около 1 000 000 пудов и то, всего несколько раз, так что их можно не принимать в расчет. Откуда взялись еще 2 500 000 пудов?

Нетрудно догадаться, что эти «недостающие пуды» дали металлургические заводы центральной России — Тульские, Липецкие и Олонецкие! Иначе говоря, заводы центральной России дают в пять раз больше металла, чем уральские! Зачем было «пороть горячку», осваивать расположенный за тридевять земель Урал, когда все было под рукой? Налаживай работу, улучшай, модернизируй производство и не нужен тебе никакой Урал! Согласно статистике, только Липецкие металлургические заводы после реконструкции в (1703 — 1705) давали половину всего металла, необходимого стране!

Основная задача, которую ставил Петр I перед уральскими заводами — изготовление всех видов оружия и боеприпасов для армии. Первые уральские пушки привезли в Москву летом 1703 года. Всего на Пушечном дворе приняли 323 пушки (216 трехфунтовых, 60 шестифунтовых и 47 восьмифунтовых), 12 мортир и 18 гаубиц (18-ти фунтовых). При приемке на контрольных стрельбах разорвало 102 пушки (95 трехфунтовых, 6 шестифунтовых и 1 восьмифунтовую) и 5 гаубиц. Как видим, примерно тридцать процентов продукции представляла собой явный хлам, но и это еще не все. Пушки испытывали двойным зарядом пороха, произведя всего один выстрел, а этого явно недостаточно, поскольку не дает полной картины — непонятно, как поведет себя орудие при интенсивной стрельбе (хотя бы 2 — 3 выстрела в минуту).

Сразу по результатам испытаний, в том же 1703 году следует указ запрещающий лить 3-х фунтовые пушки. Не понимая причины, Петр I считал, что виной всему человеческий фактор — «плохо работают собаки». Для страховки он запретил отливать только 3-х фунтовые пушки (уж очень высокий процент брака), считая, что с крупными калибрами вопрос качества можно решить по ходу дела. Было приказано пушки испытывать двойным зарядом, а для литейщиков прислали «подробную» инструкцию:

«…лить добрым мастерством против чертежей, следить, чтобы железо было в спелости, из недоспелова и переспелова не лить, для того что из такого железа чинится в пушках рванина».

Инструкция это конечно хорошо, тем более такая «подробная», но видимо и сам Петр считал, что этого будет недостаточно, а потому решил подключить еще и «материальный стимул». За пушку литейщик получал по 6 денег с пуда (3 копейки), однако при этом из его жалования удерживалась стоимость бракованных орудий. Простой арифметический подсчет показывает, что литейщик не заработает ничего, да при этом еще и должен останется!

Для того чтобы убедиться в этом возьмем условную пушку, весом 20 пудов. Если пушку не разорвет, то литейщик заработает 60 копеек, а если разорвет, то с него вычтут, как минимум 3 рубля (себестоимость чугуна — 15 копеек за пуд), а может быть и больше, поскольку не ясно, сколько стоят «бракованные орудия». Ежу понятно, что при таких «условиях» все литейщики перемрут с голоду!

Убедившись, что «инструкция» и «материальный стимул» не привели к желаемому результату, Петр I приказал отправить на Урал лучших мастеров, включая иностранцев, однако лучше не стало и пушки по-прежнему, продолжали разрываться. Низкое качество чугунных орудий было характерно для всех мастеров, поскольку причина была не в квалификации литейщиков, а в качестве материала, о чем мы говорили выше. В одной из книг историка Милова Л. В. приводится интересный факт:

«Как известно, в XVIII веке на уральских заводах из 12 пудов чугуна выковывалось около 8 пудов кричного губчатого железа».

Чудовищно! В уральском чугуне XVIII века всего 66% железа, хотя по норме должно быть 93%! Представляете, сколько шлаков содержал этот чугун!

Поняв, наконец, что «овчинка выделки не стоит» Петр I в 1705 году свернул пушечное производство на уральских заводах, прямо указав причину:

«… по опыту прошлого 1704 года, присланные сибирские (имеется в виду уральские) пушки явились, зело плохи и к стрельбе негодны».

В 1710 году на Урале было свернуто и производство боеприпасов. Так что никакие уральские пушки в Северной войне участия не принимали, о чем часто пишут наши историки, все это время Урал давал только железо.

Обратим внимание, что весь XVIII век Россия поставляет в Европу только чугун (сырьё) и в лучшем случае полосовое железо (с большой натяжкой можно назвать полуфабрикатом). Никаких изделий! Никаких пушек! Никаких ружей! Даже наши ядра не покупают! За сто лет мы так и не научились выпускать конкурентоспособную продукцию!

Примечания:

1. Чугун — железо с содержанием углерода более 2,14%. Доменная печь выпускает только чугун. Для того, чтобы из чугуна получить железо (или сталь), нужно удалить лишний углерод.