Перейти к основному содержанию

Борьба за металл Михаила Павлова

павлов
© Худ. Алексей Грицай

Несмотря на то, что первые доменные печи появились у нас в XVII веке под Тулой, а бурное производство чугуна началось еще при Петре I, спустя столетие Европа и США стремительно обогнали Россию по изготовлению железоуглеродистых сплавов. Если с 1800 по 1860 год производство чугуна в нашей стране увеличилось в два раза, то в Англии - в десять раз, во Франции — в восемь. Внедрение технологических новшеств шло с большим опозданием и оглядкой на западный мир. Ситуация изменилась лишь к концу XIX века, и то во многом благодаря приходу на рынок британцев. Государству необходимы были отечественные ученые, способные обеспечить подъем в черной металлургии собственными силами.

В 1884 году основатель крупнейшего по тем временам металлургического завода России, а заодно и города Донецка (на тот момент - Юзовка) англичанин Джон Юз, представлявшийся на русский манер Иваном Ивановичем, в цехах своего предприятия натолкнулся на студента Горного университета, проходящего у него производственную практику.

Металлургический завод
© Металлургический завод в Юзовке

«- Что вы все время ходите в доменный цех? Неужели вам нравится доменное дело?

- Да, нравится.

- Чем?

- Потому что другие его не понимают и не любят. Вы же сами говорили, что никто - ни один инженер, ни один мастер, ни один профессор - не понимает, что делается в доменной печи. А ведь ею надо управлять!

- Но ведь не вы же будете этим заниматься?

- Почему?

Он посмотрел на меня и улыбнулся. Но ответил вежливо.

- Это довольно трудное дело.

- Да, именно поэтому» (ред. – из «Воспоминания металлурга» Михаила Павлова).

Джон Юз
© Джон Юз

Легендарный промышленник даже не догадывался, что этот диалог и стажировка на его комбинате, построенном на средства и по технологиям англичан, станут решающими в выборе специализации для молодого человека. Не мог Юз знать и того, что он разговаривал с будущим академиком Михаилом Павловым, который станет основателем русской школы доменщиков и участником проектирования всех крупных металлургических заводов, доменных печей и сталеплавильных агрегатов страны в 1920–1930 годах.

Юноша родился в 1863 году в местечке с красноречивым названием Божий Промысел (ныне в черте города Ленкорань, Азербайджан). Он рано осиротел и воспитывался в семье деда – казачьего урядника, который мечтал отдать внука в юнкерское училище, учил верховой езде, стрельбе и обращению с холодным оружием. На его взгляд, военная карьера помогла бы выбраться мальчику из глуши на окраине страны, и для начала отправил того на обучение в Бакинское реальное училище. Но именно там Михаил понял, что хочет связать свою жизнь с горным делом.

Удивительного тут мало. Баку в 70-е годы XIX века переживал настоящую нефтяную лихорадку, и люди, встречаясь, говорили друг другу не «здравствуйте», а спрашивали: «бургун атыр» («бросает ли», то есть фонтанирует ли скважина?). Буквально все одноклассники ученого грезили поступить в Петербургский горный институт.

баку
© Общественное достояние

Показательным примером для Павлова стало знакомство с Алексеем Дорошенко, младший брат которого был его приятелем. Горный инженер, выйдя из очень небогатой семьи, окончил вышеупомянутый вуз, начал карьеру скромным инженером-химиком, быстро приобрел солидную репутацию и стал руководителем крупного нефтяного предприятия.

«Прислушиваясь к разговорам горных инженеров, собиравшихся у Дорошенко, я думал, что все нефтяное дело, к которому были устремлены тысяча интересов, которое казалось в Баку главнейшим в человеческой жизни, двигалось ими. Как тут не захотеть стать горным инженером?», - вспоминал Михаил Александрович.

Руководили им не только амбиции и желание приобрести финансовую свободу, но и истинный интерес к химии. Уже тогда он пропадал в лаборатории при училище - покупал в аптеке соли разных металлов, превращал их в другие соединения того же металла, производил разнообразные реакции, о которых говорилось в теоретическом курсе химии.

С 15 лет молодой человек был вынужден подрабатывать репетитором, чтобы продолжать свое образование, оплачивать скромную комнату и обеды в убогих харчевнях. Невероятное упорство помогло ему не только получить отличный аттестат, но и накопить необходимую для поездки в столицу сумму. Павлов отправился покорять город на Неве и успешно поступил в Горный.

В вузе, где еще на первом курсе наряду с математикой, физикой и химией студенты изучали широкий круг профильных дисциплин, студента увлекла металлургия. После первого курса Михаил проходил производственную практику на Путиловском заводе, где изучал литейное производство и обработку металла в кузнице, а на следующий год попал в Юзовку, познакомился с Джоном Юзом и принял решение стать инженером-доменщиком.

доменная печь
© Принцип работы первых доменных печей

В конце обучения Павлова заметил легендарный профессор Александр Карпинский, читавший лекции по исторической геологии и рудным месторождениям. Будущий президент Академии наук, видя потенциал новоиспеченного выпускника, предложил ему должность инженера на Омутнинском заводе Вятского горного округа, управляющим которого был его близкий родственник. Металлургический комбинат стал первым среди череды заводов, где молодой специалист занялся совершенствованием доменных и пудлинговых печей.

В Приуралье добывали руду, выжигали уголь, выплавляли чугун, перерабатывали его в сталь, на прокатных станах получали сортовой материал. Но производство как, и многих других районах страны, продолжало основываться на самой примитивной технике. В то время Горный университет ежегодно выпускал 22 горных инженера. Для стремительного развития металлургической промышленности в масштабах России с ее колоссальными запасами полезных ископаемых этого количества инженерно-технических кадров отчаянно не хватало. Поэтому каждый из них становился на вес золота.

доменный цех
© Доменный цех Омутнинского завода

Знания инициативного специалиста и возможность их применять для решения практических задач были оценены по достоинству. Спустя всего пару лет Павлова стали приглашать на другие предприятия уже не рядовым инженером, а заведующим доменного производства. Он производил необходимые расчеты, ломал старые технические традиции, внедрял и адаптировал английские нормы под отечественные условия, подбирал подходящее топливо. В итоге производительность печей и прокатных станов росла, расход топлива снижался, а самое главное - повышалось качество металла.

Так, печи Климковского завода, когда туда поступил на службу Михаил Александрович, вырабатывали максимум менее 10 т чугуна в сутки.

павлов
© Инженер Михаил Павлов и рабочие Климковского металлургического завода. 1888 год

Он убедил руководство внести коррективы в их конструкцию - увеличить диаметр горна и уменьшить размеры распара, и через год они уже давали 1200 пудов чугуна в сутки. Но главное было даже не в этом. Исследования состава газов, получаемых в газогенераторах пудлинговых печей, позволили молодому инженеру в 1891 году опубликовать (в «Горном журнале») первую в России оригинальную научную работу о генераторном процессе. В 1894 году там же вышла статья «Исследование плавильного процесса доменных печей» - первое теоретическое исследование на русском языке по тепловому балансу домен, работающих на древесном угле. Металлургия обрела растущего ученого, которому под силу разрешить многие из ее ключевых проблем.

В биографии Павлова один за другим мелькают старейшие российские заводы - Северский, Уфалейский, Юрюзанский, знаменитый Верх-Исетский в Екатеринбурге, Кушвинский, Тагильский, Салдинский и комбинаты Южного Урала с лучшими тогда доменными печами. Изучив отечественный опыт, он перешел к зарубежному. За успешный проект принципиально новой печи в 1891 году Михаил Александрович получил в награду 1000 рублей. Располагая данной суммой, он посетил профильные предприятия Германии, Франции, Италии и Швеции. В Европе горный инженер столкнулся все с той же консервативностью, боязнью нового, нежеланием форсировать ход доменных печей и повышать температуру дутья. Поэтому следующей целью стала Америка, располагавшая самой передовой доменной техникой. Однако для осуществления этой поездки требовались внушительные средства.

В 1896 году пришло письмо от владельца известного Сулинского завода Дмитрия Пастухова, которому наравне с Юзом приписывали значимую роль в подъеме российской металлургии. Он искал «опытного и знающего доменного инженера для того, чтобы поставить по-современному плавку чугуна на антраците» и предлагал Павлову занять место управляющего доменным производством завода, по сути, технического директора. Желание предпринимателя вести плавку не на коксе объяснялось тем, что предприятие располагалось рядом с Ростовом-на-Дону, возле антрацитовых месторождений. Но единственным местом, где применялась подобная технология, тогда была Восточная Пенсильвания. Ученый сообщил, что готов приступить к новой задаче, но только при условии предварительной командировки в США для ознакомления с новым процессом. И получил принципиальное согласие.

антрацит
© Википедия

За четыре месяца Павлов посетил абсолютно все американские доменные заводы и предприятия, где стояли отдельные печи, подробно изучил устройство и работу установок, получающих чугун на антраците. Вернувшись на родину он переделал доменные печи Сулинского завода, усовершенствовал их арматуру, увеличил мощность воздуходувок. Впервые в отечественной практике Павлов применил методы скоростной реконструкции и ремонта печей, заранее готовя запасные детали и агрегаты. В итоге для их замены производство останавливали всего на несколько дней, а не на недели и месяцы, как это было ранее. Кроме того, инженер построил антрацитовую домну совершенно новой конструкции и стал убежденным сторонником процесса ведения плавки на антраците как возможности расширить топливную базу металлургии.

Параллельно ученый озаботился подготовкой квалифицированных кадров, не уступающих по своему уровню ни англичанам, ни американцам, ни шведам. Он возглавил кафедру металлургии в открывшемся в 1900 году Екатеринославском высшем горном училище, в 1904—1941 годах — был профессором ЛПИ имени Калинина (ныне Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого), в 1921—1930 — профессором Московской горной академии. В ходе первой пятилетки при активном участии ученого был создан новый большой вуз МИСиС, где в 1930—1941 годах он руководил кафедрой черной металлургии.

Целиком посвятив себя научно-педагогической деятельности, Павлов стал автором значительного списка трудов, посвященных теории и практике доменного производства. Сложные химические процессы, скрытые за огнеупорными стенками печей, благодаря его работам становились все более ясными и попятными, доступными для регулирования.

павлов
© Общественное достояние

Он разработал оригинальные способы определения оптимальных соотношений элементов основных металлургических агрегатов, предложил методы расчета доменных шихт (то есть определения оптимальных соотношений в смеси сырых материалов - руды, топлива и флюсов), осваивал выплавку чугуна из уральских титаномагнетитов и на так называемом офлюсованном агломерате, вел экспериментальные исследования по внедрению кислорода в металлургию.

В конце 20-х годов встал вопрос о создании заводов на Урале и в Сибири. В рамках крупнейшего профильного проектного института Ленинградского Гипромеза Павлов консультировал проекты новых заводов и тщательно изучал показатели работы вновь построенных крупных доменных печей в Магнитогорске, Кузнецке, Макеевке.

Работа Михаила Александровича в самом начале карьеры началась на печах, производящих буквально несколько десятков пудов чугуна, а закончилась в годы расцвета советской металлургии, когда домны выплавляли уже тысячи тонн металла в сутки.

В 1932 году горный инженер стал академиком и руководителем специальной комиссии Академии наук СССР по расширению сырьевых ресурсов коксохимической промышленности. Опыты, проведенные в Донбассе и в других каменноугольных районах, позволили освоить производство кокса из целого ряда новых сортов угля - жирного, тощего, газового, которые до этого считались непригодными.

Достижения ученого были высоко оценены правительством – за научные работы (в том числе «Металлургию чугуна», «Тепловые балансы металлургических процессов», «Определение размеров доменных печей») он был награжден двумя Сталинскими премия первой степени и пятью орденами Ленина, а также ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда.

Михаил Павлов умер незадолго до своего 95-летия в 1958 году, отдав всю свою жизнь изучению и совершенствованию процессов превращения бесформенных, похожих на камни кусков железной руды в звонкую, серебристую сталь - металл прогресса.

металлургический завод
© mmk.ru/ Доменное производство Магнитогорского металлургического завода