«Печи для приготовления стали около Нью-Кэстля, — пишет Жар, — различной величины, но построены они на основании одних и тех же принципов. Внешнее каменное строение представляет собой продолговатый прямоугольник. Внутри его посередине, в длину сделана чугунная решотка, лежащая горизонтально на уровне пола. Шириною она в 20 дюймов, под ней находится поддувало. Над решоткой приблизительно на высоте 16 дм. находится место, на котором расположены ящики, в которые кладется обрабатываемое железо. С каждой стороны устроено по десяти горизонтальных дымоходов, на них из огнеупорного песчаника выведены ящики и швы замазаны глиной. Внутри ящики длиною в 10 1/2 футов, шириною — в 2 фута 4 дюйма и глубиною в 2 фута 6 дюймов. Пламя охватывает их со всех сторон.
С боков ящики укрепляются перемычками и так прочно, что выдерживают и вес загруженного в них железа и действие пламени. Над этими ящиками и всем внутренним пространством печи выведен купол, который удерживает жар, а дым и пламя выходят через восемь дымоходов. Вся печь стоит под дымовой трубой, выложенной из кирпича, в виде сахарной головы. Одно только шведское железо признается годным для превращения в сталь. Было произведено много опытов и с английским железом, но из него никогда не могли получить столь же добротной стали, как из шведского...
Для загрузки печи мастер заползает внутрь и ему туда подаются через отверстия в стенках полосы. Мастер насыпает на дно ящика слой толченого и просеянного через решето древесного угля, немного смачивает его и кладет ряд железных полос. На них снова насыпается слой угольного порошка, толщиною 1 дюйм, на него снова кладется ряд полос, и так продолжают, пока ящик не будет наполнен доверху. Верхний ряд полос засыпают слоем угля, и затем насыпают слой песку для того, чтобы горючее вещество в ящике лежало бы плотнее и не превратилось бы в пепел от действия жара. Употребляют мокрый песок, смачивая его, когда он высыхает. Песок накладывается более толстым слоем к середине, так что тут он имеет около 10 дюймов толщины. Заложив железо в ящики, закрывают все отверстия и зажигают печь.
Обыкновенно печь зажигают в понедельник вечером и поддерживают сильный огонь до субботы. После пяти дней и ночей непрерывного нагрева, когда, полагают, железо целиком превратилось в сталь, выламывают каменную кладку, которой были заложены отверстия, раскрывают заслонки, сбрасывают уголь с колосников в зольник, чтобы остудить печь. Нужно ждать еще целую неделю, пока сталь совершенно не остынет. До этого ее никогда не вынимают. Мастер, который закладывал железо, заползает тогда в печь и подает полосы другому рабочему.
Для этой работы нужно только двух рабочих, из которых каждый получает по 4 шиллинга за тонну стали. Эта сталь, когда она выходит из печи, называется пузыристой сталью. В таком виде она мало идет на продажу и центнер (1/20 тонны) стоит 26—28 шиллингов. Ее обычно проковывают еще под молотом и вытягивают в полосы толщиною в 7—8 линий и остужают ее на воздухе. Цель этой работы — придание ей большей плотности. Такая сталь называется обыкновенной сталью и ее употребляют для изготовления напильников, пил, ножниц, ножей и т. д. Ее много отсылают в другие английские провинции, в особенности Шеффильд и Бирмингэм. Центнер ее стоит 30—32 шиллинга».
Полученная таким путем цементная сталь и служила сырьем для выработки тигельной стали.
«При помощи следующей операции, — пишет Жар, — цементованная сталь еще больше рафинируется. Для этой цели употребляют всевозможные отбросы стальных изделий[7].
Пользуются печами, которые врыты в землю и имеют подвод воздуха под землей. У устья печи (в горизонтальной верхней крышке ее), лежащей вровень с полом, находится отверстие канала, идущего горизонтально к стене, от которой подымается труба. В этой печи можно поместить только один тигель, вышиною 9—10 дюймов и шириною в 6—7 дюймов. В него накладывается сталь с флюсом, состав его держат в секрете.
Тигель ставят на круглый кирпич, лежащий на решотке, затем вокруг тигля насыпают кокс и заполняют им всю печь. Зажигают огонь и закрывают верхнее отверстие печи заслонкой из кирпичей, стянутых железным обручем так, что пламя тогда идет по горизонтальному каналу в трубу. Тигель должен стоять пять часов в печи, прежде чем сталь совершенно расплавится. Затем она выливается в четырехугольные формы из чугуна (так называемые изложницы), состоящие из двух половин, накладываемых одна на другую. Вливание производится с одного конца.
Я видел слитки такой стали, они похожи на чугун. Сталь эта проковывается, как и цементная, под молотом, только ее следует нагревать слабее и с большей осторожностью, иначе она легко может лопнуть. Цель такой обработки — привести стальные частицы в более близкое соприкосновение друг с другом так, чтобы у нее не было «гнилых» пятен как у немецкой стали. Уверяют, что это достигается только от переплавки. Сталь эта употребляется не очень часто и только для таких изделий, которые требуют очень хорошей полировки. Из нее изготовляются лучшие бритвы, различные перочинные ножи, лучшие стальные цепочки, часовые пружины и маленькие напильники для часовщиков».
Так делали сталь в Англии в шестидесятых годах XVIII века. Таким же способом продолжали делать ее и в половине XIX века, но тогда, в шестидесятых годах XVIII столетия, это производство тигельной стали было замечательной технической новинкой, теперь же, ко времени Бессемера, оно превратилось в пережиток старого мануфактурного способа производства. Это был один из тех участков металлургической техники, где механизм еще не вытеснил руки человека, а из этого вытекали и все типичные для мануфактурного продукта черты, прежде всего количественная ограниченность производства, а отсюда и ограниченность его употребления. Бессемер ведь как раз первоначально и ставил себе задачу получения металла, который заменял бы тигельную сталь, но мог бы вырабатываться в больших количествах и более дешевым способом.
Русская техника выделки тигельной стали в сороковых, пятидесятых годах XIX века мало отличалась от современной ей английской. Командированный русским правительством для осмотра английских заводов полковник Армстронг доносил: «Описав вкратце английский способ приготовления литой стали, приятным долгом считаю присовокупить, что литая сталь мастера Бадаева, приготовляемая на Камско-Воткинском заводе из тагильского железа, на многие употребления, а именно на сверлильные бруски для сверления и обточки оружия, на зубила для рубки чугуна и прочее, не уступает литой стали английской».
Но если техника половины XVIII века достигла способов получения в практически неограниченных размерах основного сырья для черной металлургии — чугуна, если она могла добывать, правда, в малых, но вполне достаточных количествах самый высококачественный черный металл — тигельную сталь, — необходимый материал для изготовления инструментов и орудий, то сильно отстало зато среднее, если так можно выразиться, звено металлургии — выработка ковкого железа, обладающего более высокими технологическими свойствами, нежели чугун, и допускающего массовое производство. В тот год, когда Жар объезжал Англию, была сделана одна из первых удачных попыток получения ковкого железа способом, обеспечивающим до известной степени массовое его производство.
