А молотов нужно было довольно много: для отжимки криц – с закругленной боевой частью, для вытягивания брусьев и полос из крицы – с узким, плоским боем, а для выравнивания досок – с широким плоским боем. Но самый главный был, конечно, для проковки криц, о котором Геннин писал, что эти молоты должны быть «косые, плотные, с лица гладкие и ровные, и в ушах был бы просторнее, а именно шириною не меньше 5, длиною 9 верш, весом от 20 до 25 пуд».
Сердцем кричного производства был горн, представляющий собой пирамиду из горного камня чугунными плитами, облицованными особым горновым камнем. На этот камень и плавилась крица. Капля за каплей образовывали на дне горна ноздреватый рыхлый ком, который назывался «полукрицей». Эту «полукрицу» кузнецы крошили ломами и топорами и вновь поднимали на угли. Вновь, вторично, на дно горна стекал каплями металл, но теперь уже окончательно обезуглероженный – чистое, мягкое железо. Однако это железо, ноздреватая крица, содержало в себе слишком много окалины и «соку» – шлаку.
Дождавшись, когда крица станет «слепой», то есть вырастет до нужного размера и приобретет нужный цвет, мастер выхватывал ее из горна длинными клещами (а весила крица, как правило, 5-6 пудов, причем, бывали крицы и больше, все зависело от того, на что они шли), подмастерья подхватывали ее и так общими усилиями перетаскивали на наковальню. После этого мастер пускал воду на колесо и молот начинал методично обжимать раскаленную пластичную. Крицу, выжимая из нее и разбрызгивая во все стороны малиновый «сок». Затем крицу опять общими усилиями перетаскивали в горн, на угли, но теперь уже для подогрева, и выковывали из нее брусок или полоску – что требовалось. А перед сдачей внимательно осматривали каждую полоску, высекали пленки, крупинки «соку» и вновь нагрев, правили под молотом, стремясь не допустить при этом заметных молотовин. И лишь после этого железо шло на пробу.
Таким образом, мастер с подмастерьями выделывал не более десяти пудов железа, получая за эту «адову работу» сущие копейки: мастеру демидовская контора за каждый пуд платила по три копейки, а подмастерьям – по копейке с четвертью. Но это в том случае, если железо получалось «не плоше свицкого», а если хуже, то плату мастеру сбрасывали до одной копейки.
Не так-то просто было заставить работать людей в этой «адской пучине». Наставления Акинфия Демидова, отлично разбиравшегося во всех тонкостях кричного дела, говорят сами за себя: «Железо делать добрым мастерством, не пленковатое и концы б были проваренные, и наковальни были б не логованые, и крицы были б не чугуноватые и клеймили б прямо. А неисправных мастеров наказать до их охоты. Сечь без всякой пощады. А мирволить будете и вам такое ж наказание. Акинфий Демидов». Естественно, после таких «отеческих» наставлений хозяина кричные мастера работали до изнеможения, так что после смены свеженадетая холщовая рубаха от соли «колом стояла». Испытания Уральскому железу определил сам Петр I. Указом Берг-коллегии от 1722 года для пробы железа полагалось в землю вкопать круглый, толщиной в шесть вершков, стол с выдолбленной в нем по размеру полосы дырой. Полоса просовывалась в дыру и обвивалась вокруг стола трижды. Потом разматывалась и исследовалась: если «знаку переломного не явила», значит, признавалась годной для дальнейших испытаний.
Для вторых проб выбирались двое самых сильных кузнецов, которые брали полосу за конец и изо всей силы ударяли ею о край наковальни три раза. «Потом, другими концом обратя, также трижды ударять», - гласила инструкция. На доброй полосе должен был остаться только след от удара о наковальню. Если же в этом месте полоса «знак переломный явила», а тем паче вообще переломилась, то шла в брак, а работу мастеру и его подмастерьям оплачивали в три раза дешевле. Не говоря уже о хозяйском гневе.
Конечно, добиться такого железа, чтобы оно прошло оба эти жестокие испытания, было нелегко – тут уж действительно могло выручить только глубокое профессиональное мастерство, передававшееся из поколения в поколение.
После проб железо, наконец, считалось вполне годным и клеймилось фирменным знаком – силуэтом соболя. А отбракованные полосы и брусья шли на новый передел – на сталь.
Сталь, очевидно, для мастеров того времени была наиболее трудным и наиболее загадочным материалом. Во всяком случае, изучая инструкции и постановления того времени, нельзя не прийти в изумление – сколько же тяжкого труда, времени и затрат угля требовалось для изготовления стали! Очевидно, и здесь во главу дела была поставлена та же жестокая традиционность, как и в механическом оборудовании заводов. Трудно, например, понять, зачем уже готовое, обезуглероженное и прокованное железо вновь в горнах обращалось в чугун, но именно с этой операции и начиналось на Нижнетагильском заводе приготовление стали. После этого переплавленный в горне чугун выпускался такими же каплями и струями, как и при нормальном кричном деле, однако, не на дно горна, а на землю, где и делился на небольшие крицы, которые затем поднимали на угли, вновь проваривали, каждый раз густо посыпая «треской» – железными крошками.
Затем такая «тресковая» крица окуналась в жидкий чугун, проковывалась под молотом и закаливалась в воде. Но это по сути лишь подготовка к самому процессу получения стали.
Выкованные таким образом плашки опять проваривали в горне, на этот раз посыпая песком, несколько раз проковывали под молотом, гнули, вытягивали в прут и лишь после всего этого закаливали в воде по-настоящему. То и была сталь, и ее испытывали точно так же, как и железо, - битьем о край наковальни. Только в отличие от железа сталь должна была сломаться.
Надо сказать, что, несмотря на такой сложный и малопонятный с точки зрения современного металловеда процесс, в какой-то степени напоминающий приготовление булата, тагильская сталь в отличие от чугуна и железа высоким качеством не блистала, и за границей, особенно в Англии, предпочитали из тагильского железа варить сталь по собственным рецептам и методам.
1.2.6 Достоинства и недостатки производства тагильского металла
В. И. Геннин писал о Нижнетагильском заводе: «по указу 1720 года, данному камисару Никите Демидову, построен на Тагил реке в 1725 году от Невьянска в 57 верстах. При оной построено 4 домны и 2 молота и из оных одна домна пущена в ход декабря за 25-го числа того ж году.
Руды к тому заводу на плавку чугуна берутся с нижеуказанных рудников: 1) с Высокогорского, в нем руда лежит и лежит магнитная; 2) с Гальянского, что подле речки Рудянки и Гальянского болота. Место, где та руда лежит, невесьма высокое и в прошлых годах на одном руднике руды не сколько добыто было между пустою серою землею и за малостию в том месте руды оной рудник оставлен, а кем обысканный – неизвестно».
Из этого же описания видно, что постоянно в ходу были лишь доменные печи, а две другие, очевидно, ремонтировались: горновой камень, которым облицовывалась домна изнутри, выгорал довольно быстро, а разбор, даже частичный, домны, которая представляла собой по сути дела крепостную башню, был, конечно, делом не легким. И тем не менее, работая только на двух домнах, Нижнетагильский завод уже в то время, в начале тридцатых годов XVIIIвека быстро выдвинулся в число крупнейших на Урале. Если, например, Невьянский завод выплавлял в год 86 – 87 тысяч пудов чугуна, то Нижнетагильский почти в три раза больше – 240 тысяч.
Но не только это выдвигало Нижнетагильский завод. С самого начала он выпускал самый дешевый металл, что очевидно, объясняется прежде всего отличным качеством высокогорской руды и близостью ее добычи от завода.
Немаловажным обстоятельством было и то, что Нижнетагильский завод в отличие от других никогда не знал забот и с флюсом, в качестве которого в домну шел известняк все в той же горы Высокой. Это позволяло Акинфию Демидову на обслуживании доменной печи не более 15 человек – цифра, как можно понять из архивных документов, для других заводов практически недостижимая.
Сравнивая экономические показатели двух соседних заводов – Невьянского и Нижнетагильского, приводятся такие данные: если на Невьянском заводе один пуд чугуна Демидовым обходился 6 ¾ копейки, то на Нижнетагильском в 6 копеек. Еще резче выглядела эта разница в стоимости, когда дело доходило до литья. Низкая стоимость высокогорской руды позволяла Демидовым заменять ею местные, менее качественные не только в Невьянске, но и в более отдаленных заводах.
То есть, можно сделать вывод, что близость всех технологических материалов, наилучшее оборудование и хорошая организация являлись плюсами, «козырными картами» в производстве тагильского металла, позволяющими ему быть самым качественным и самым дешевым по тем временам.
Обязательно отметить высокий уровень организации производства на демидовских заводах. В основных цехах существовала сдельно-премиальная система: перевыполнившие норму выработки мастера получали премию, еженедельно выявлялись лучшие из них и тоже награждались.
Управители заводов были обязаны регулярно доставлять в Главную контору ежемесячные, двухнедельные и недельные («седьмичные») рапорты. Работавший на Нижнетагильском заводе Демидовых в конце XVIIIвека шведский металлург И.Э.Норберг изумлялся тому, что заводская администрация раз в две недели доносила в Главную контору об объеме произведенной за это время продукции, что позволяло правлению следить за ритмичностью работы предприятий и в случае необходимости принимать срочные меры. В Западной Европе подобная статистика даже в XIXвеке была большой редкостью. То есть четкую организацию и своевременный учет производства можно отнести к факторам, положительно влияющим на общую деятельность и процветание Демидовских заводов.
А вот к минусам, к недостаткам можно отнести сложности транспортировки продукции завода. Оторванность Урала от центра России создала огромные трудности по транспортировке железа к рынкам сбыта. Единственной транспортной магистралью в то время был Камско-Волжский водный путь, поэтому, едва закончив вывозку угля из куреней на завод, приписные крестьяне переключались на перевозку откованного железа и чугунного литья к чусовским пристаням – в Усть-Утку и Сулем: Нижнетагильский завод в этом отношении при всех своих плюсах и достоинствах имел и один весьма существенный минус – располагался на восточном склоне Уральского хребта, тогда как Чусовая, по которой можно было сплавлять железо в Каму, была на западном. Дорога от Нижнетагильского завода к Чусовой шла через Висимский завод, поднимаясь затем на перевал. Это был мучительный семидесятиверстный путь в лютые морозы и вьюги, иной раз засыпавшие снегом целые обозы. Но еще тяжелее и опаснее был следующий участок – по Чусовой.