Хотя варианты биографии Павла Петровича Аносова приводятся во всех крупнейших российских энциклопедических изданиях (от знаменитого словаря Брокгауза и Ефрона до современной Большой Российской энциклопедии), все они грешат, может быть и неизбежными в энциклопедическом деле, но, увы, досадными неточностями.

Во-первых, это касается даты и места рождения: в большинстве изданий второй половины XX века указывалось, что Аносов родился в 1799 году в Петербурге (в более ранних изданиях — 1797 или 1798 год). Точная дата и место рождения П. П. Аносова — 29 июня 1796 года, Тверь — была установлена относительно недавно на основе метрической записи Симеоновской церкви (г. Тверь), и не успела ещё вытеснить ранние неточные версии.

Во-вторых, указание на то, что Аносов родился в семье секретаря Берг-коллегии тоже не совсем верно: на момент рождения второго сына Павла его отец П. В. Аносов был секретарём Тверской казённой палаты (в Петербург его перевели только в 1798 году).

Существенная ошибка допущена в третьем издании Большой Советской энциклопедии (а это весьма авторитетный и цитируемый доныне источник), где в биографии П. П. Аносова написано, что он в 1817 году «поступил на Златоустовские казённые заводы, основанные при Петре I». В действительности Златоустовский завод был основан тульскими промышленниками Мосоловыми в 1754 году в царствование императрицы Елизаветы Петровны, дочери Петра I (в скобках замечу, что в статье «Златоуст» в том же издании дата основания Златоустовского завода указана верно — 1754). Добавлю, что Златоустовский завод был основан ранее всех заводов, вошедших позднее (1811 год) в состав Златоустовского казённого горного округа («Златоустовские казённые заводы»).

Наиболее точная биографическая справка П. П. Аносова, подготовленная мной, была опубликована в первом томе энциклопедии «Челябинская область» (Челябинск, издательство «Каменный пояс», 2008 год). Однако и в этом варианте имеются некоторые неточности, выявить которые удалось совсем недавно. Главный специалист Златоустовского архива И. Б. Шубина нашла документы (метрические записи) о рождении детей П. П. Аносова, позволившие уточнить даты рождения Марии (1831, а не 1832), Александра (1832, а не 1833), Николая (1833, а не 1834), Петра (1835, а не 1836). Выяснилось также, что 6 августа 1836 года у Аносовых родилась дочь Ольга, которая умерла от коклюша 29 декабря 1837 года.

Кроме того во второй половине 2007 года, когда первый том энциклопедии «Челябинская область» уже печатался, Златоустовский индустриальный техникум имени П. П. Аносова был преобразован в колледж — теперь официальное название этого учебного заведения «Златоустовский индустриальный колледж имени П. П. Аносова».

Ниже я привожу наиболее точную на сегодняшний момент (декабрь 2008 года) краткую биографию П. П. Аносова, в основу которой лёг материал, подготовленный мной для энциклопедии «Челябинская область.

Из энциклопедического досье

АНОСОВ Павел Петрович (29.06.1796, Тверь — 13.05.1851, Омск), учёный-металлург, основоположник качественной металлургии в России, геолог, организатор горнозаводской промышленности, генерал-майор Корпуса горных инженеров (1840).

Павел Петрович родился в семье секретаря Тверской казённой палаты П. В. Аносова, после смерти родителей воспитывался в семье деда — известного русского механика Л. Ф. Сабакина. В 1817 окончил Петербургский горный кадетский корпус с Большой золотой медалью.

Почти тридцать лет (декабрь 1817—весна 1847) проработал в Златоустовском горном округе на Урале: практикант; библиотекарь Главной конторы Златоустовских заводов (1817—18); и. о. смотрителя инструментального отделения, смотритель отделения украшенного оружия, помощник управителя, управитель, помощник директора Златоустовской оружейной фабрики (1818—31), в 1831—47 директор Оружейной фабрики и горный начальник Златоустовских заводов. С июля 1847 в Сибири: главный начальник Алтайских горных заводов и одновременно томский гражданский губернатор. С декабря 1850 по май 1851 Аносов исполнял обязанности генерал-губернатора Западной Сибири и вёл дела в Главном управлении Западной Сибири.

В области металлургии Аносов впервые применил газовую цементацию металла; разработал новый метод получения высококачеств. сталей путем объединения науглероживания и плавления металла, на основе этого метода — технологию производства булата и изготовления из него холодного оружия. В 1837 осуществил переплавку чугуна в сталь с добавкой и без добавки железа. Разработал экономически эффективную технологию производства основного сталеплавильного оборудования — огнеупорных тиглей, ранее ввозимых из Германии. Положил начало металлографии, впервые применив микроскоп для исследования строения стали (1831). Доказал, что узоры на металле отражают его кристаллическое строение; установил влияние макроструктуры металла на его механические свойства. В 1836 организовал первую на Златоустовском заводе химическую лабораторию, где проводил опытно-экспериментальные работы по сплавлению цветных металлов, изучению свойств стали и сплавов.

Результатом геологических исследований Аносова стало детальное описание геологического разреза по линии Златоуст — Миасс, рудников и копей «Златоустовского Урала» (термин Аносова), открытие месторождений корунда и золота.

Аносов предложил и испытал способ получения золота из золотосодержащих песков методом плавления в печах (1835—38). Внедрил на Миасских золотых приисках изобретённые им золотопромывальные машины, в т. ч. с паровым приводом (1838—43).

Будучи талантливым руководителем производства, Аносов значительно усовершенствовал организацию труда на Златоустовских заводах: внедрил новые штаты, сократил производственные расходы, заменил вредное для здоровья рабочих ртутное золочение клинков на гальваническое (1842). Сконструировал и внедрил цилиндрические мехи (1821), переносные конно-чугунные и конно-железные дороги на заводах и приисках горного округа (1837—45). В 1834 за организацию на Артинском заводе производства высококачественных кос Аносов был избран действительным членом и награждён золотой медалью Московского общества сельского хозяйства.

Первую научную работу «Систематическое описание горного и заводского производства Златоустовского завода» Аносов подготовил в 1819. Наиболее значительные учёные труды Аносова — «Геогностические наблюдения над Уральскими горами, лежащими в округе Златоустовских заводов» (1826), «Об опытах закалки стальных вещей в сгущенном воздухе, произведенных в 1828 и 1829 годах» (1829), «О приготовлении литой стали» (1837) и др.— впервые были опубликованы в «Горном журнале», корреспондентом которого Аносов был со дня основания (1825). Итоговый труд Аносова «О булатах» вышел отдельным изданием в конце 1841, переведен на немецкий и французский языки и опубликован за рубежом в 1843. В знак признания научных заслуг в 1843 Аносов был избран членом-корреспондентом Казанского университета (диплом об избрании подписан ректором университета Н. И. Лобачевским — выдающимся русским математиком, создателем неэвклидовой геометрии); с 1846 — Аносов почётный член Харьковского университета.

Аносов был женат (предположительно с 1830) на Анне Кононовне Нестеровской (1811 — не ранее 1851), дочери бывшего помощника горного начальника Златоустовских заводов К. Я. Нестеровского, сестре ботаника и горного инженера Я. К. Нестеровского. В Златоусте у супругов Аносовых родилось 5 сыновей и 5 дочерей: Мария (1831), Александр (1832), Николай (1833), Петр (1835), Ольга (1836, умерла во младенчестве в 1837), Павел (1838), Лариса (1840), Алексей (1841), Анна (1843), Наталья (1845).

Сыновья П. П. Аносова также занимались горным делом. Александр и Николай Аносовы в 1853 окончили Институт Корпуса горных инженеров (так к этому времени стал именоваться Горный кадетский корпус).

Александр Павлович Аносов служил, как и его отец, на Алтайских горных заводах. С 1859, будучи причисленным к Главному горному управлению (для сохранения стажа и продвижения в чинах) работал у купца Попова, на средства которого занимался поисками золотых россыпей. Кроме этого А. П. Аносов занимался и разысканием железных руд. В 1859 году он открыл богатейшие месторождения магнетитов у Пудож-горы на Онежском озере (Карелия), а позднее — месторождения железного блеска на Северном Урале по р. Кутиму (известны как железные прииски Колчина, Аносова и Щеголихина). На базе Кутимского месторождения позднее был построен металлургический завод.

Николай Павлович Аносов получил назначение в Нерчинские заводы. Здесь двадцатилетний выпускник, в первые же месяцы работы, открыл крупные россыпи золота по руслу речки Бальджи, за что получил ежегодную пенсию в 600 руб. до выработки открытых им приисков. Более двадцати лет проработал Николай Павлович Аносов в восточной Сибири и на Дальнем Востоке, занимаясь поисками и разработкой месторождений золота. Он создал и применил на практике специальную поисковую методику, позволяющую определить первичные геологические предпосылки формирования узлов россыпной золотоносности. Будучи с 1854 года чиновником по особым поручениям при генерал-губернаторе восточной Сибири Н. Н. Муравьеве-Амурском, Николай Аносов проводил геологическое изучение берегов Амура и возможность нахождения здесь золота. В 1862 году, уйдя с государственной службы, Н. П. Аносов стал руководителем поисковой партии золотопромышленника Д. Бенардаки. Зимой 1865—1866 годов в верховьях рек Ольдой и Ур открыл богатейшие россыпи золота. В 1868 году совместно с Д. Бенардаки основал Верхнеамурскую компанию для разработки золота в верховьях Амура, в 1873 — вторую золотопромышленную компанию — Среднеамурскую, добывавшую золото в верховьях рек Зеи и Селемджи (базовый поселок промыслов назван Златоустовском, ныне это посёлок городского типа Экимчанского района Амурской области). В 1875 году совместно с И. Ф. Базилевским основал Ниманскую компанию для разработки золота, открытого по его изысканиям на реке Ниман. Перу Николая Аносова принадлежат книги «Геогностическое описание берегов р. Амура» (1871), «Карта маршрутов» (СПб, 1875), он был членом-корреспондентом Сибирского отделения Русского географического общества. Открытый им золотоносный район в Приамурье давал до одной пятой всего российского золота, а созданные по его инициативе золотопромышленные компании входили в число крупнейших в России. За исключительные заслуги в открытии месторождений рассыпного золота Николай Аносов удостоен чина камер-юнкера (в числе очень немногих горных инженеров). Он награждён орденами Св. Анны 2-й и 3-й степеней, Св. Владимира 4-й степени. Осталось имя Н. П. Аносова и на карте Восточной Сибири и Дальнего Востока — в Амурской области есть посёлок Аносовский (ранее — казачья станица Аносовская), на меридиональной ветке, соединяющей Транссиб и БАМ (Байкало-Амурскую магистраль) в 1973—1974 годах построена станция Аносовская. Она находится в Сковородинском районе, где в 1866 году Н. П. Аносов открыл золото.

Павел Павлович Аносов получил образование в Императорском Александровском лицее (бывший Царскосельский лицей, в котором учился А. С. Пушкин). После окончания лицея служил чиновником особых поручений в канцелярии Главного правления Восточной Сибири. Во время службы ему довелось побывать в Северной Америке, осуществляя государственный инспекционный надзор за работой американской экспедиции, проводившей изыскания трассы телеграфной линии на территории Русской Америки в 1865—1866 годах, непосредственно перед её продажей (Русской Америкой в те времена именовалась не только Аляска, но и тихоокеанское побережье Калифорнии). Именно в Калифорнии Павел Аносов-младший познакомился с гидравлическим способом промывки золотоносных песков и впоследствии стал его горячим пропагандистом (он даже взял привилегию на изобретённый им новый аппарат для промывки золота). Выйдя вскоре в отставку, Павел Павлович по плану, составленному братом Николаем, провёл успешные поиски золота в Приамурье (в верховья рек Зеи и Селемджи), открыв богатые россыпи, для эксплуатации которых была создана Средне-Амурская золотопромышленная компания.

Павел Петрович Аносов несколько раз удостаивался личных благодарностей от императора Николая I, был награждён орденами Св. Анны 2-й (1836) и 3-й (1824) степеней, Св. Станислава 1-й (1848) и 3-й (1835) степеней, Св. Владимира 3-й степени (1837).

В марте 1851 Аносов выехал из Томска в Омск для встречи с членом Государственного Совета генерал-адъютантом Н. Н. Анненковым, прибывшим с ревизией. Не доезжая 18 верст до Омска, был застигнут сильным бураном, простудился и вскоре тяжело заболел и в мае 1851 скончался. Был похоронен в Омске на Бутырском кладбище.

В 1852 на могиле Аносова установлен мраморный памятник (автор — академик Академии художеств А. И. Лютин, мраморные детали изготовлены на Горнощитском заводе, некоторые металлические — на Златоустовском заводе). Могила Аносова не сохранилась, поскольку в 1930-х Бутырское кладбище было ликвидировано при застройке Омска. На одном из корпусов завода им. Н. Г. Козицкого (расположен на месте кладбища) в 1965 установлены мемориальная доска и барельеф Аносова (автор — заслуженный художник РСФСР Ф. Д. Бугаенко).

В соответствии с постановлением Совета Министров СССР «Об увековечивании памяти великого русского металлурга П. П. Аносова» (15.11.1948), подписанным Председателем Совета Министров И. В. Сталиным, в Златоусте сооружен памятник П. П. Аносову (1954, авторы — московские скульпторы А. П. Антропов и Н. Л. Штамм, архитектор Т. Л. Шульгина), именем Аносова названы: Златоустовский техникум сельскохозяйственного машиностроения (ныне — Златоустовский индустриальный колледж), премия АН СССР (ныне РАН) за лучшие работы в области металлургии стали, металловедения и термической обработки стали (учреждена в 1948, присуждается с 1957, в 1957—2005 премии им. П. П. Аносова были удостоены 36 человек), стипендии в Московском институте стали, Уральском политехническом институте, Ленинградском горном институте, Златоустовском техникуме сельскохозяйственного машиностроения.

Имя Аносова также носят улицы в Москве, Барнауле, Омске, Челябинске, Златоусте, Магнитогорске, Миассе, железнодорожная станция Аносово Южно-Уральской железной дороги.

6 апреля 1960 решением исполкома Златоустовского городского Совета депутатов трудящихся и горкома КПСС учреждена грамота им. П. П. Аносова, которая вручается за активное участие в изобретательстве и рационализации, внедрении новой техники и технологии (с середины 1990-х гг.— по представлению городской организации ВОИР); всего награждено свыше 600 человек (по состоянию на 2008).

5 мая 1995 администрацией г. Златоуста была учреждена премия им. П. П. Аносова, присуждаемая ежегодно за лучшие изобретения и рационализаторские предложения (в 1995—2007 премии им. П. П. Аносова были удостоены 56 человек, из них 6 человек — дважды).

Жизни и творчеству П. П. Аносову посвящены документальные книги И. С. Пешкина «Великий русский металлург П. П. Аносов» (Челябинское областное государственное издательство, 1951); «Аносов» (Москва, издательство «Молодая гвардия», 1954, серия «Жизнь замечательных людей»), «Аносов» (Челябинск Южно-Уральское книжное издательство,1987); документальные сборники «Генерал от металлургии Павел Аносов» (под редакцией проф. М. Е. Главацкого, Екатеринбург, издательство Уральского университета, 1999), «Эпоха Аносова» (автор-составитель А. В. Козлов, Златоуст, издательство «ФотоМир», 2008); роман Е. А. Фёдорова «Большая судьба» (1951); пьеса К. В. Скворцова «Отечество мы не меняем» (1975), поставленная в 1975 златоустовским драматическим театром (ныне театр «Омнибус»), а позднее вошедшая в репертуары Магнитогорского драматического театра им. А. С. Пушкина (под названием «Павел Аносов») и Челябинского театра драмы им. С. М. Цвиллинга.

А. В. Козлов, редактор-составитель «Златоустовской энциклопедии», Почётный гражданин Златоуста.

Златоустовская сталь

Павел Аносов окончил его [Горный кадетский корпус. — А. К.] в 1817 году с Большой золотой медалью. В конце этого же года молодой шихтмейстер прибыл на Златоустовские заводы в качестве практиканта. Вряд ли он знал тогда, что пройдет путь от практиканта до горного начальника Златоустовских заводов и директора Оружейной фабрики, что здесь, в Златоусте, он создаст свою теорию производства литой стали и овладеет вековой тайной получения булата. Начал же он с того, что в 1819 году представил дипломную работу «Систематическое описание горного и заводского производства Златоустовского завода».

В то время Златоустовский завод, хотя и имел уже устаревшее оборудование, но являлся металлургическим предприятием с полным циклом. Чугун выплавляли в доменной печи с двумя горнами, воздух в которые подавался цилиндрическими мехами, приводящимися в действие водяными колесами. Кроме передела на железо и сталь, чугун использовали для литья как в песчаные или глиняные формы, так и в металлические. Отливали кричные молоты, наковальни, колеса, ядра, бомбы, а также гири, горшки, сковородки и другую хозяйственную утварь. В те годы говорили, что «вся Россия печет блины на уральских чугунах» (сковородах).

Для переработки чугуна в кричное железо и «уклад» (сырцовую сталь) на заводе действовали две кричные фабрики с 12-ю горнами. Каждый горн имел свой особый кричный молот, приводимый в действие водяным колесом. Для изготовления сортового железа работала специальная передельная фабрика с прокатными и резными станами для получения мерной полосы. Сравнительно небольшое количество стали, шедшее на инструменты и холодное оружие, готовилось из «уклада», который подвергали цементации (науглероживанию). Процесс цементации железа производился в специальных томильных печах при температуре около 1000°С и длился 7 — 8 суток. Завод изготовлял 11 сортов железа и стали.

Оружейная фабрика, работающая на заводе, славилась уже не только в России, но и далеко за ее пределами. Златоустовские мастера изготовляли холодное оружие высокого качества: шашки, сабли, палаши, саперные и охотничьи ножи. Эти изделия успешно конкурировали с европейскими образцами.

В то же время инструментальная сталь по своему качеству уступала английской. Это главным образом объясняется тем, что, когда Аносов приехал на Златоустовский завод, там литой стали еще не изготовляли.

Секрет получения литой стали в России первой четверти XIX века являлся достоянием отдельных мастеров. Серьезных успехов в этом деле, как уже было отмечено, добился С. И. Бадаев (Камско-Воткинский завод). Он сконструировал специальную печь, имеющую два отделения — цементационное и тигельное. Кричное полосовое железо подвергалось цементации и после этого расплавлялось в тиглях. Затем производилась вторичная цементация полученной стали при помощи карбюризатора, состоящего из различных сортов угля, перемешанного с белой глиной, мелом и минеральными добавками. «Энциклопедический лексикон» Плюшара за 1835 год об инструментальной бадаевской стали говорил, что она лучше знаменитой «гунцмановской» (английской).

Литую цементованную сталь высокого качества получал также Нижегородский заводчик Полюхов. По заключению монетного двора сталь Полюхова «… оказалась на дело инструмента годная и прочную сыпь имеет мелкую и ровную». Оригинальный способ производства литой стали разработал управитель Велетминского завода Пономарев. Тигельные процессы производства стали появлялись на Верхне-Исетском, Невьянском, Каслинском и других заводах. Этому способствовало распространение отражательных (пламенных) печей, в которые помещали тигли со сплавляемыми материалами. Путем сжигания дров, а потом кокса в струе подогретого воздуха в таких печах удавалось получать температуру до 1500°С.

Однако, как и все новое, литая сталь часто встречала недоверие со стороны многих металлургов. Объяснялось это тем, что способы ее выплавки и разливки были недостаточно совершенны, и иногда металл получался либо низкого качества, либо очень высокой стоимости. Так, например, мастер из Золингена Петр Кляймер пытался ввести на Златоустовском заводе литую сталь. Он обставлял свою работу большой таинственностью, к плавкам готовился долго и за два года работы выдал всего 9 пудов относительно годной стали. А обошлась его сталь в 10—15 раз дороже цементованной. По этим и другим причинам государственный департамент часто отказывался выдавать привилегии на способы производства тигельного металла. Между тем многие поступающие изобретения имели, очевидно, немалую ценность. Это подтверждает недавно установленный факт, что из всех русских архивов бесследно исчезли описания различных приемов получения стали, применявшихся в то время на заводах страны.

Проанализировав имеющийся опыт различных способов выплавки стали для оружия и инструмента, П. П. Аносов пришел к выводу, что только литая сталь может обладать необходимыми свойствами. «Литая сталь, — писал он, — имеет преимущество перед выварною и цементного из тех же первых материалов, полученных как по равномерному, так и более тесному или химическому соединению частей углерода с железом». Так, П. П. Аносов, исходя из чисто научных соображений, обосновал целесообразность тигельного производства. Предварительные опыты по получению литой стали окончательно убеждают его: только организация тигельного производства коренным образом улучшит качество стального оружия и инструмента на Златоустовском заводе.

Аносов хорошо себе представлял, что производство литой стали складывается из следующих операций: «Устройство печей, приготовление плавильных горшков, плавка, отливка в формы и ковка». Поэтому он начал с устройства пламенных печей. Им был спроектирован отапливаемый углем горн для печи с подогревом восьми тиглей одновременно и сооружен корпус с восемью такими печами. Печи для выплавки тигельной стали эксплуатировались на Златоустовском заводе до начала XX века, то есть чуть ли не 100 лет!

Одной из самых трудных задач во времена Аносова являлась организация производства тиглей — «плавиленных горшков», как их называли. Производство глиняных тиглей было хорошо известно, так как они применялись для литья цветных металлов, а позднее — для переплавки чугуна. Мастер Воткинского завода Фёдор Мезенцев даже придумал ручной винтовой штамп для приготовления «плавиленных горшков». Но для приготовления литой стали требовались тигли очень высокой огнеупорности. Такие тигли выписывались из-за границы, из города Пассау в Баварии, около которого находились залежи высокоогнеупорной глины. Цена их была очень высокой. Поэтому Аносов пришел к выводу, что «иностранные горшки особенно в столь отдаленном месте, как Златоуст, были бы слишком дороги для стального производства, и, не заменив их своими, успех был бы безнадежен».

А горшки из челябинской глины как будто и обладали достаточно большой огнеупорностью, но постоянно трескались при высоких температурах. Исследование причин образования трещин показало, что они получались вследствие расширения частиц глины: при высоких температурах одни частицы «давили» на другие. Аносов понял, что трещины в горшках являются результатом большой усадки, которую давала глина при нагревании. Для предупреждения трещин было необходимо добавить к глине «тело, которое бы уменьшило… способность сжимания». Аносов делает анализ заграничной глины и находит, что этим «телом» являлся графит. В пассауских горшках сама природа позаботилась соединить глину с графитом. Итак, для предупреждения трещин тигля в челябинскую глину надо добавить графит. Но где его взять?

Один из секретов производства литой стали в Англии состоял в материале, из которого были сделаны «плавиленные горшки». Б. Гентсман удачно выбрал весьма огнеупорный материал для своих тиглей — обожженную смесь графита с огнеупорной глиной.

Аносов разгадал секрет высокой огнеупорности тиглей, теперь надо было только найти графит. Мощные запасы уральского графита были найдены на берегу и дне озера Большой Еланчик, и Аносов получает тигли необходимой огнеупорности. Эти тигли оказываются более чем в 50 раз дешевле заграничных. Теперь все готово для получения литой стали. Попутно можно делать и карандаши.

На южном берегу Златоустовского пруда, на склоне горы еще и сегодня видны старые выработки белой глины со следами графита. Это заброшенные разработки, начатые во времена Аносова. Теперь этот участок природного парка является любимым местом отдыха златоустовцев. Местные жители до сих пор называют его «Карандаш». Дело в том, что с октября 1842 года П. П. Аносов организовал на заводе производство карандашей. Графит для карандашей добывали на берегу пруда.

Златоустовские карандаши охотно покупали предприятия Урала и даже Санкт-Петербургская рисовальная школа.

Но вернемся к литой стали. Аносов знал, что в Англии и в других странах Западной Европы литую сталь получали в небольших количествах путем переплавки цементованного (науглероженного) железа. Известный западноевропейский металлург Фабр дю Фор, перевод работы которого был напечатан в «Горном журнале» за 1839 год, рекомендовал для получения литой инструментальной стали «к сырой стали, содержащей мало углерода», прибавлять «3 лота сажи на 5 фунтов стали», а к чистому полосовому железу «прибавлять 1/4 чугуна против веса железа». Аналогичные рецепты предлагали и другие известные металлурги Запада — Р. Мюшетт и Г. Бреан. Таким образом, так же как и в более ранних работах Р. А. Реомюра (1683-1757), Ж. Л. Гей-Люссака (1778-1850) и Ринмана, металлурги Западной Европы считали, что для науглероживания железа необходим его непосредственный контакт с углеродсодержащим материалом. При этом в качестве шихты использовалось железо высокого качества.

Экспериментально изучив получение стали таким методом, Аносов показывает его большой недостаток. Заключался он в том, что при этом методе не удавалось управлять процессом науглероживания: «Положив угля более, опасаться должно, что она (сталь) выйдет слишком твердою, а положив недостаточно, она будет трудно плавиться, особенно потому, что часть углерода улетучивается».

После серии опытов он убеждается, что процесс цементации (науглероживания) железа хорошо протекает в газовой среде печной атмосферы. Когда он наполнил тигель железными обсечками без примеси угольного порошка, не покрывая его ни флюсом, ни крышкою, го после расплавления шихты получил чугун. Когда же он накрыл тигель крышкою прежде, чем все железо расплавилось, то получил «удобно ковкий металл — литую сталь».

«Таким образом, — заключает Аносов, — для получения литой стали плавиленный горшок с крышкою есть просто отпираемый ящик. Стоит только знать, когда его открыть и когда закрыть. Цементование железа, находящегося в горшке, совершается точно так же, как в ящике с угольным порошком, токмо тем скорее, чем возвышеннее температура». На основании этого открытия автор разрабатывает совершенно новый способ получения литой стали, который заключается «в сплавлении негодных к употреблению железных и стальных обсечков в глиняных горшках, при помощи возвышенной температуры воздушных печей».

Таким образом, Аносов открыл газовую цементацию и использовал ее для получения литой стали методом «переплава отходов». Разработанный метод газовой цементации был опубликован им в 1837 году, в то время как в Европе первая печатная работа, посвященная этому методу, появилась лишь спустя несколько десятков лет. Но этого мало. Теперь все знают, что процессы науглероживания и обезуглероживания играют первостепенную роль при производстве стали. П. П. Аносов впервые связывает эти процессы с температурой и привлекает их для предвидения качества получаемой литой стали: получится ли она «мягкая», «средняя» или «твердая». Это и есть начало научного подхода к процессу получения литой стали.

В 1833 году Аносов провел серию опытов, которыми показал, что вполне возможно получать доброкачественную сталь путем сплавления чугуна и железа с прибавлением флюса и окалины. Это значит, что передел отходов и чугуна в сталь, широко известный теперь под названием скрап-процесса, был открыт Аносовым задолго до мартеновского метода. Совершенно естественно, что когда в середине XIX века Эмиль и Пьер Мартены обратились к русскому правительству с ходатайством о выдаче пятилетней привилегии на производство литой стали в России, им было отказано. Отказ мотивировался тем, что «литая сталь путем сплавления чугуна и железа производилась у нас на Урале в тиглях» (работы Аносова и Обухова).

Дальнейшее развитие науки позволило более обстоятельно проанализировать особенности предложенной Аносовым технологии тигельной плавки стали. Незначительное развитие при тигельном процессе окислительных реакций и отсутствие твердых восстановителей, таких, как марганец и алюминий, резко снижает степень загрязнения стали неметаллическими включениями, представляющими собой оксиды этих элементов. Оксиды в тигельной стали «самовосстанавливались» только кремнием, который был в огнеупорном материале тигля. Такой процесс «самораскисления» обеспечивал чистоту стали по неметаллическим включениям, чем и объясняется ее высокое качество.

В процессе тигельной плавки различают три периода: плавление, кипение и успокоение. В процессе кипения происходит частичное растворение в шлаке глинозема из стенок тигля. Поэтому конечный шлак высокоглиноземистый, содержащий 25 — 30 % окиси алюминия. В последнем периоде жидкая сталь «отстаивается» с целью более полного удаления газов и неметаллических включений. В период успокоения происходит также раскисление (удаление кислорода) шлака и стали восстановительной газовой фазой и твердым углеродом из стенок тигля. Все это обусловливает получение глиноземистых шлаков, содержащих весьма небольшое количество окислов железа, обеспечивающих удаление кислорода из стали.

Аносов тщательно разрабатывает технологию производства тигельной стали, придавая большое значение ее разливке. Он создает соразмерные с величиной тигля специальные чугунные формы (изложницы) и применяет их предварительный прогрев и смазку салом: «Каждая форма по граням составлена из двух бокованок, которые скреплялись обручем с клином. Формы предварительно прогреваются так, чтобы в них расплавилось сало, которым оне пред самою отливкою смазываются: отделяющиеся от горения сала газы предохраняют сталь от доступа воздуха».

Сталь рекомендовалось разливать медленно и так, чтобы струя не касалась боков формы. Эти рекомендации актуальны и сегодня.

Будучи внимательным наблюдателем, П. П. Аносов замечает, что по цвету струи стали, форме отделяющихся от нее искр и поведению металла в изложнице можно безошибочно определять содержание углерода в стали. «… Мягкая сталь при застывании увеличивается в объеме или вспучивается; средняя остается в том же положении, как вылита, а крепкая уменьшается в объеме».

Благодаря тому, что П. П. Аносов исключил процесс предварительной цементации, а получил инструментальную сталь непосредственно переплавом шихты в тигле, ему удалось добиться значительной для того времени производительности и резко снизить стоимость литой стали.

Литая сталь, выплавленная но способу Аносова, имела высокие механические и технологические свойства, и это позволило Златоустовскому заводу отказаться от дорогостоящей английской стали, используемой для изготовления наиболее ответственных изделий. Если в 1830 году на заводе по этому способу было выплавлено 1660 пудов, то в 1836-м завод уже выплавлял 4600 пудов тигельной стали, в том числе впервые в истории артиллерии была отлита стальная 35-пудовая пушка. В этом же году П. П. Аносов получил привилегию на изобретение литой стали, а в 1837 году в «Горном журнале» была опубликована его работа «О приготовлении литой стали». Секрета производства литой тигельной инструментальной стали больше не существовало, но существовал еще главный секрет, который мечтал раскрыть уральский металлург, — секрет получения булата.

Ю. Г. Гуревич, доктор технических наук, профессор, почётный гражданин Златоуста.