Чорна металургія - основа економічного і оборонного могутності держави. У наших планах, в тому числі і на перспективу, розвитку цієї вирішальної галузі народного господарства відводитися належне місце. Метали є вірними друзями та надійними помічниками людини. Сучасне життя без них неможливо навіть уявити.

Тисячі років тому люди навчилися користуватися металами і добувати їх з природних сполук. Майже три чверті менделєєвської таблиці хімічних елементів, з яких побудоване все існуюче у Всесвіті, становлять метали. Десятки з них широко застосовуються в техніці і побуті. Решта з кожним роком все глибше впроваджуються в практику. Ще більшого поширення набули сплави, що складаються з декількох металів і неметалічних елементів. Як правило, такі сплави мають властивостями, що перевершують властивості чистих металів.

Великий шлях пройшла вітчизняна металургія. Це був шлях праці та невтомних шукань вчених - металургів, інженерів, техніків і робітників. Праці російських вчених - металургів з'явилися гідним внеском як в науку, так і в практику металургійного виробництва. Саме в Росії вперше зародилася і від десятиріччя до десятиріччя успішно розвивалася наука про метал, склалася прославлена ​​школа вчених - металургів, традиції якої передавалися від одного покоління вчених до іншого.

Археологи стверджують, що людина навчилася отримувати залізо з незапам'ятних часів. Застосування метеоритного заліза - перший крок по шляху відмови від бронзи. З цього почався перехід від бронзового віку до залізного. Бронза, як відомо, зберігається в землі, точніше - в її культурному шарі, тисячоліття. Залізо, навпаки, досить швидко повертається в первозданний стан - іржавіння перетворює його знову в свого роду руду, тобто в з'єднання заліза з киснем. Тоді чому ж можна говорити про застосування заліза в незапам'ятні часи? Підставою для цього служать залишки, кажучи сучасною мовою, металургійного обладнання, яким користувалися наші предки, відходи стародавнього "металургійного виробництва" у вигляді шлаку, невикористане сировину у вигляді вугілля і т.д. Виробництво заліза на території нашої країни було відомо ще в доісторичні часи. Археологічні розкопки древніх поселень у центральній частині СРСР, на Уралі, Україні, в Білорусії, Закавказзі і в ряді інших районів показують, що наші далекі предки вже 2,5 - 3 тисячоліття тому вміли одержувати залізо з руд і виготовляти з нього зброю, знаряддя праці і предмети домашнього вжитку.

Звичайно, рівень майстерності стародавнього сталеделателя спочатку був не дуже високий, а Кострова металургія давала не залізо, а, скоріше, крихкий чавун. Пізніше чавун стали нагрівати в горні разом зі шматком залізної руди, що дозволило перетворити цей крихкий чавун у ковкий метал - в сталь, цілком придатну для виготовлення потрібних людині предметів побуту, знарядь полювання, війни. Кострова металургія змінилася горновий.

 Багато століть існував сиродутний спосіб отримання заліза. Залізна руда нагрівалася в невеликих горнах - ямах, викопаних у землі і викладених обпаленій глиною. Надалі з'явилися і наземні печі - домниці. В якості палива використовувався деревне вугілля. При нагріванні відбувалося відновлення заліза з його оксидів за допомогою вуглецю палива. На дні горна утворювалася криця - розпечений куля заліза, за структурою нагадує губку. Його проковували під молотом для ущільнення і видавлювання шлаків.

Продуктивність таких сиродутних горнів була незначною. Вага залізного кома - криця рідко перевищував 20 - 25 кг. Поява в середині XIV в. доменних печей відкрило можливості для значного збільшення випуску металу. Демидівська металургія знала крічном залізо, домниці, а потім домни, ливарний чавун, прокатне виробництво. В кінці XVIII в. англійці вирвалися вперед: з'явилася тигельна плавка сталі. Нова технологія передбачала ведення процесу під силікатною шлаком, тобто під битим пляшковим склом (ми сказали б тепер, що це був кислий сталеплавательний агрегат).

Потрібно було знайти заміну деревному вугіллю: розвиток металургії призвела свого часу до того, що в Англії та Ірландії ліси були практично знищені. Ще за часів Кромвеля тут робилися спроби виплавляти доменний чавун спершу на кам'яному вугіллі, яким багата Англія, а потім і на кам'яновугільному коксі. У кінцевому рахунку двісті років тому була створена, як ми говоримо тепер, коксова доменна металургія. Поява доменної печі і бесемерівського конвертера, яким ознаменувалася нова ера в чорній металургії, одночасно означало і кінець тисячолітньої епохи "чистої" стали і початок нового періоду - "брудної" стали. Доменні печі існують і сьогодні, а останні в нашій країні бесемерівський конвертери Дніпровського металургійного заводу ім. Дзержинського загашені - в 1983 р.! На їх місце прийшли сучасні конвертори з комбінованою продувкою - зверху і знизу. Стародавні металурги дійсно вміли робити з булатної сталі мечі, чудові лати і кольчуги. Вони "вичавили" все, що можна було, з вуглецевої сталі, тобто із сплавів залізо - вуглець. Але їм і в мріях не могло представитися, що зробить людина з заліза, якщо він введе в нього крім (а то і замість!) Вуглецю різні легуючі домішки. Легування заліза відкрило нову еру в металургії, а значить, і в сфері споживання її продукції.

Всі ці дивовижні винаходи були зроблені майже сторіччя тому. Вони не втратили свого видатного значення в наші дні, не втратять і в осяжному майбутньому.

Нам залишається лише схилятися перед стародавніми майстрами, аж ніяк не володіли теорією металургійних процесів, але вміли тисячу років тому кувати мечі з неперевершеною і сьогодні булатної (дамаської) сталі, готувати лати і шоломи, дивовижною в'язки сталеві кольчуги. У XVI - XVII ст. на Русі створюються перші залізоробні заводи. Вони будуються поблизу старовинних російських міст - Тули, Кашири, Серпухова, в Новгородському краї та інших районах країни. Вже до кінця XVII ст. їх сумарна продуктивність досягає 150 тис. пудів. На початку XVIII в. вітчизняна металургія розвивається ще швидшими темпами. Це була славна епоха Петра I, якої відмінно розумів, що для вирішення поставлених їм завдань - зміцнити Російська держава, завоювати виходи до морів, "прорубати вікно в Європу" - потрібно чимало металу, щоб забезпечити спорудження кораблів і виробництво озброєння. Однак розвіданих рудних запасів і лісових ресурсів Центру Росії було явно недостатньо. Потрібно було створити нову металургійну базу країни. Нею з'явився Урал, з його багатющими запасами високоякісної залізної руди та древесноугольного палива.

За Петра I Урал стає провідним гірничометалургійного районом Росії. Туди направляються фахівці з тульських та інших старих заводів; залучаються досвідчені закордонні майстри. Один за одним на Уралі виникають великі на той час залізоробні заводи - Каменський, Невьянськ, Уктусскій, Алапаєвський та ін Одночасно продовжується розширення і будівництво підприємств в центральній частині країни, поблизу Москви, Липецька, Воронежа, в північно - західних районах. Ці заводи згодом зіграли велику роль у матеріальному забезпеченні російської армії і флоту. Досить сказати, що тільки один первісток уральської металургії - Кам'янський завод з 1702 по 1709 р. випустив 854 артилерійські знаряддя і понад 27 тис. пудів снарядів до них. Вони допомогли російському народові здобути перемогу у вирішальній битві зі шведами під Полтавою.

У петровську епоху висунулося чимало талановитих людей, що поставили собі за мету вивчити природні багатства російської землі, створити рудники, побудувати заводи, зміцнити економічну могутність Батьківщини.

Зусилля металургів петровської епохи не пропали даром. Виплавка чавуну і виробництво заліза росли в першій чверті XVIII ст. стрімкими темпами. За даними акад. С.Г. Струмиліна, металургійна промисловість Росії справила в 1725 р. 1165 тис. пудів чавуну, тобто понад 19 тис. т. Продуктивність англійських заводів не перевищувало в цей час 17 тис. т3. Таким чином, за чверть століття виробництво чорних металів в Росії збільшилася майже у вісім разів. В галузі чорної металургії наша країна вийшла в той час на перше місце в світі, залишивши позаду себе Англію, Францію, Німеччину та інші країни.

Російський метал відрізнявся високою якістю. Це не дивно. Адже на Уралі він виплавляється з прекрасної руди - магнітного залізняку, на чистому деревному вугіллі, досвідченими металургами. Разом з тим він набував все більшу популярність на світовому ринку. У 1716 р. найбільш індустріальна країна того часу - Англія ввезла першу партію російського заліза - 2200 пудів. 16 років потому ця цифра збільшилася майже в 100 разів, а через кілька десятиліть більше третини застосовуваних в Англії чорних металів мали клеймо російських заводів. Росія стала основним постачальником металу для Англії, яка вступила в цей час на шлях створення великої машинної індустрії. "Без імпортного заліза, - вказує акад. С.Г. Струмилин, - промисловий переворот в Англії затримався б, безсумнівно, на цілі десятки років ". Звичайно, жвавий закордонний попит на російське залізо і розширення вітчизняної промисловості, перш за все збройової, стимулювали подальший розвиток російської металургії.

В результаті збільшення виробництва металів вже в першій половині XVIII в. почали складатися передумови для розробки наукових основ металургії, вся перешкоджає історія якої починаючи з глибокої давнини не виходила за межі емпіризму. Вона "була ланцюгом безперервних практичних пошуків нових способів отримання металів, переділу їх і виробництва спеціальних сплавів". Стародавні і середньовічні майстри добре знали прийоми отримання і обробки заліза, що передаються з покоління в покоління. Часто ці прийоми і накопичений досвід були надбанням окремих сімей чи невеликих груп майстрів і зберігалися в таємниці.

Все більша потреба в металах, необхідність одержувати для виготовлення різних виробів сплави з різними властивостями змусили багатьох представників науки XVIII в., Насамперед фізиків і хіміків, зайнятися розробкою теоретичних основ металургійних процесів, спробувати з'ясувати залежність властивостей металу від його складу, методів отримання та характеру обробки.

Зачинателем науки про метали на Русі по праву вважається наш великий співвітчизник Михайло Васильович Ломоносов. Це був чудовий вчений, один із найосвіченіших людей свого часу, людина великого, багатогранного таланту.

Він багато чого зробив для з'ясування істоти геологічних процесів, для вишукування способів раціональної промислової розробки корисних копалин. Ломоносов вперше створив струнку, справді наукову теорію металургійного виробництва, зіграла величезну роль у розвитку гірничозаводської промисловості.

Металургійна техніка Росії наприкінці XVIII в. не поступалася західноєвропейській, а багато в чому навіть перевершувала її. Уральські доменні печі, наприклад, вважалися в той час найбільшими в світі. Їх висота сягала 13 м, тобто була майже граничної для печі, яка працювала на деревному вугіллі. Найбільший діаметр такої печі (в розпарити) становив майже 4 м, а її тижнева вироблення досягала 200 - 300 т. Така висока продуктивність за свідченням відомого німецького історика металургії Л.Бека, була недосяжною тоді для найбільших англійських домен, що працювали на коксі.

Розміри і продуктивність доменних печей того часу найбільше залежали від кількості і тиску повітря, що нагнітається в печі. Російські винахідники XVIII в. успішно працювали над вдосконаленням повітродувних пристроїв доменних печей. У 1743 р. кріпак майстер уральських заводчиків Демидових Григорій Махотін запропонував вдувати повітря в доменну піч не через одну, а через два фурми. Цей захід поліпшило роботу печі і прискорило процес плавки.

Однак цього було мало. Великі доменні печі вимагали більшого тиску вдуваемого в них повітря. Це завдання успішно вирішив видатний російський теплотехнік і винахідник Іван Іванович Повзунів (1728 - 1766). У 1765 р., за три роки до англійського винахідника Смитоном, він сконструював циліндричну повітродувку, замінивши нею малопродуктивні хутра ящикового типу. Повзунів запропонував також оригінальну конструкцію повітряного акумулятора, названого ним "повітряним скринею". Це був великий дерев'яний ящик, пов'язаний трубами з декількома повітродувками, що забезпечують печі повітрям. За іншими трубах повітряне дуття подавалася в домну. "Повітряний скриня", подібно гумовій груші пульверизатора, забезпечував рівномірне і безперервне надходження повітря в піч.

У другій половині XVIII в. в Росії висунулося чимало талановитих організаторів і умілих керівників гірничозаводського справи, людей освічених, добре розуміли інтереси і потреби розвивається промисловості. Одним з них був Аникити Сергійович Ярцов (1737 - 1819).

Аникити Ярцов відомий і як історик гірничозаводського справи в Росії. На початку XIX в. він завершив роботу над капітальним працею "Российская гірська історія".

Отже, XVIII в. увійшов в історію нашої Батьківщини як століття великого піднесення горнометаллургической промисловості. У XVIII в. були закладені основи науки про метал, створені перші технічні школи - початкові, середні та вищі - для підготовки кваліфікованих кадрів гірничозаводського справи.

Як тільки не називають наш час - космічної ерою, століттям кібернетики та автоматики, епохою генної інженерії та атомної техніки ...

Кожне з цих визначень вірно, але не всеохоплююче. Більш точно звучить "залізний вік". І насправді: без заліза немає авіації і космонавтики, немає кібернетики та автоматики, немає генної інженерії та атомної техніки.

Залізо - це основа всієї сучасної земної цивілізації. Немає сумнівів, що на початку третього тисячоліття нашої ери, залізо залишиться основним конструкційним матеріалом, з якого будують машини і механізми, мости і суду, прилади та інструменти.