2.3. Технический прогресс в производстве железа
Технология получения железа в 19в. предполагала специальную переработку чугуна. Этот процесс получил название передельного производства. В первой половине 19в. основой соперник России в области металлургии – Англия осуществила технический переворот в производстве железа. На смену старому, так называемому кричному производству железа пришел новый способ – пудлингование(использовании в передельном производстве нагрева чугуна потоком горячих газов и непрерывного перемешивания расплавленной массы в специальных ёмкостях, что ускоряло процесс рафинирования чугуна и обеспечивало высокое качество получаемого железа).
На Урале в это время осуществлялись лишь первые опыты применения новой технологии(например, на Пожеском, Нижнетагильском, Камско-Воткинском заводах). Только с середины 19в. здесь началось внедрения пудлингования. К 1860г. уральские заводы имели более 300 пудлинговых печей. Хотя кричных горнов и оставалось ещё довольно много выпуск железа, произведённого пудлинговым способом, в это время начинал преобладать, составив 50,3% общего объёма его производства. Внедрение пудлингования в уральской промышленности принято рассматривать как признак начавшегося технического переворота. Но технический прогресс на Урале был длительное время заторможен сосуществованием старого и нового способов получения железа.
Опытные исследования и внедрение бессемерования на Урале осуществляли горные инженеры Н.В.Воронцов, А.А.Иосса, В.Е.Грум-Гржимайло. Последний разрабатывал и проект мартеновской печи.
2.4. Энергетическая основа уральской промышленности
Предприятия мануфактурного типа, к каким относились уральские заводы в 18в., работали на гидравлических системах. Используя силу падающей воды, те производили гидравлическую энергию приводили в действие различные заводские установки, связанные с производством металла.
В первой половине 19в. энергетическую основу промышленности продолжали составлять гидравлические системы. Нововведения были связаны с заменой водяного колеса, выполняющего роль двигателя, на гидравлическую турбину. Однако мощности и первого, и второго рода двигателей составляли сравнительно небольшие величины. Поэтому сила дутья в доменном и передельном производствах была слабой, движение станков медленным. Гидравлические системы являлись техникой доиндустриального времени. Технической основой индустриальной эпохи стали паровые двигатели.
2.5. Создание паровой техники. «Природные механики» Черепановы
В России в 1763 г. Иван Иванович Ползунов разработал проект первого в мире парового универсального двигателя непрерывного действия.
Промышленное применение паровых двигателей на уральских предприятиях началось в конце 18-начале 19вв. Первые паровые установки использовались чащи всего для откачки воды из шахт и рудников и подъёма руды. В 1803г. известный уральский механик Л.Ф. Сабакин сконструировал и применил паровую машину для откачки воды из затопленной шахты на Березовских золотых промыслах. Впоследствии паровые машины стали использоваться для приведения в действие различных станков. Одну из изготовил в 1815г. техник А. Вяткин на Верх-Исетском заводе.
Особую роль в создании новой паровой техники на Урале сыграли отец и сын Черепановы – Ефим Алексеевич(1774-1842) и Мирон Ефимович(1803-1849). Будучи выходцами из крепостных мастеровых Выйского завода Демидовых, они на основе самообразования и опыта практической работы в заводском производстве достигли высокого уровня инженерных знаний и мастерства в области технического изобретательства.
Первые паровые машины были внедрены Е.А. Черепановым в 1820г. Позднее, работая на Нижнетагильском заводе, он разработал и соорудил мощные паровые машины до 30,40 и 60 л.с.
Несмотря на явные достижения в области создания паровой техники, в первой половине 19в. не произошло её широкого внедрения в производство. Отсутствие заинтересованности в интенсификации производства, косность мышления были тому причинами. Черепановым приходилось постоянно преодолевать сильнейшее сопротивление со стороны заводской администрации и даже самих Демидовых, не веривших в эффективность новейших технологий и опасавшихся больших затрат на их внедрение. Поэтому в ходу оставались традиционные механические приспособления мануфактурного типа.
В 1839г. Черепановыми были сооружена паровая машина, приводившая в действие воздуходувные мехи при медеплавильных печах Выйского завода.
Но самым крупным техническим достижением стало создание первых в России паровозов и рельсовой дороги. Это изобретение создавалось в практических целях – для перевозки руды. Только после смерти изобретателей администрация Нижнетагильских заводов дала согласие на сооружение чугунной рельсовой дороги длинной 3,3км, как и задумывали Черепановы. Систематические перевозки руды по ней началась с 1852г.
При попечительстве главного начальника уральских заводов В.А. Глинки в Екатеринбурге была построена механическая фабрика, которая производила сложные механизмы: паровые машины, гидротурбины и др. Здесь же проходили обучение многие уральские инженеры и техники. К 1860г. горнозаводская промышленность располагала уже 140 различными паровыми установками. Только к началу 20в. в энергосистеме заводского хозяйства паровая техника стала составлять около половины.
2.6. Производство стали: основные центры, известные уральские мастера сталелитейного и оружейного дела
В 18в. сталь на уральских заводах выпускали в незначительных количестве. Она применялась для производства ружейных стволов, инструментов, отдельных частей машин и механизмов, требовавших высокой прочности. В 1794г. на Урале работала одна сталелитейная печь. К концу первого десятилетия 19в. насчитывалось уже 13 таких печей.
Сталь быстро становилась основой современного вооружения, прежде всего артиллерии.
В начале 19в. были разработаны методы производства литой стали, обладающей высокой прочностью. Первые опыты её получения проведены крепостным мастером Камско-Воткинского завода, Семёном Ивановичем Бадаевым (1778-1847). А в 1851г. уральская марка получила высокую оценку на Лондонской Всемирной промышленной выставке.
Другим центром сталелитейной продукции стала Златоустовская оружейная фабрика. В 1819г. здесь начал службу Павел Петрович Аносов (1799-1851) вошедший в историю горнозаводского Урала как горный деятель, металлург, геолог, инженер-изобретатель. В Златоусте Аносов увлёкся опытами по изготовлению различных сортов стали, в том числе булатной. Старинный способ её производства к этому времени был утрачен. Аносов добился получения ковкого булата, литого булата, литой стали ставших незаменимыми материалами для изготовления холодного оружия и артиллерии.
Преемником Аносова стал другой талантливый металлург – Павел Матвеевич Обухов (1820-1869). В 1854г. был назначен управляющим Златоустовской оружейной фабрики, где вёл опыты по получению орудийной стали. Достижение Обухова состояло в том, что он при помощи специальных расчётов шихты(смесь материалов, предназначенная для переработки в плавильных печах) научился управлять процессом выплавки различных сортов стали – твёрдой, инструментальной, клинковой, кирасной, ствольной. Его метод позволил вывести получение стали из экспериментальных рамок в массовое производство. Обуховская сталь по свой прочности и дешевизне производства была оценена выше, чем немецкая и английская. Уже в 1855г. Обухов разработал проект производства стальных артиллерийских орудий. Но только в 1860г. последовало разрешение Горного департамента на их изготовление и испытание.
Военно-политическая значимость этого события была очевидна. Поражение России в Крымской войне показало военную отсталость страны, и перевооружение русской армии стало первоочередной задачей. В марте 1861г. на Златоустовскую фабрику поступил крупный заказ на 500 стальных орудий. Но производственные возможности этого предприятия были малы.
В то время как Обухов производил свои опыты в Златоусте, туда же прибыл молодой специалист, недавно окончивший горный институт,- Николай Васильевич Воронцов (1833-1893).Он начал успешно сотрудничать с Обуховым. Вместе они строили новую сталелитейную фабрику. В 1863г. в Горном департаменте утвердили решение построить на Урале новый казённый пушечный завод на современной технической основе. В 1864г. новый завод – Пермский сталепушечный – начал свою работу. Пробные испытания орудий прошли успешно: пермская стальная пушка выдержала 4 тыс. выстрелов без всяких повреждений.
Впоследствии недалеко от сталелитейного был построен чугунно пушечный завод. Их объединили в единый округ Пермский пушечный завод.
Среди многочисленных нововведений Воронцова особо ценился 50-тонный паровой молот. Гигантская машина, которую называли «шедевром механического искусства», применялась для проковки больших стальных болванок, позволявших изготавливать пушки крупных калибров.
2.7. Уральская золотопромышленность в условиях социально-экономической политики российского правительства
Первое золото рудного происхождения было обнаружено ещё в 1744г. на реке Березовке, где впоследствии открылись Березовские золотые промыслы. Однако промышленных масштабов и своего взлёта золотодобыча достигла только в 19в. Золотопромышленность была относительно молодой, но быстро прогрессирующей отраслью. Её развитию в 19в. содействовало несколько причин, в т ом числе чрезвычайные обстоятельства войны 18121г. и падение содержания рубля. 28 мая 1812г. был утверждён указ «О предоставлении права всем российским подданным отыскивать и разрабатывать золотые и серебряные руды».
Реализации этого закона содействовало открытие оренбургского штейгера(горный мастер рудных работ) Л.И. Брусницина: в 1814 г. он нашёл россыпное золото и доказал рентабельность его добычи. С этого времени золотодобывающая промышленность получила распространение по всей территории Урала. Сначала добыча золота безоговорочно разрешалась только дворянам. В 1838г. круг лиц, допускаемых к золотому промыслу, был расширен включением купцов первой и второй гильдии. В 1870г. Устав о частной золотопромышленности отменил все сословные ограничения. После издания указа некоторые уральские казённые золотые прииски, например Березовские, Миасские, были переданы акционерным обществам и частным лицам. Но поданному уставу всё добытое золото следовало сдавать в казну по установленным ценам. Этот процесс завершился отменой обязательного представления добытого золота в казну и введением его свободного обращения(1902), что было связано с денежной реформой Витте.