1. Перемены на Выйском заводе
1. Перемены на Выйском заводе
Выйскому плотинному Ефиму Черепанову приходилось из года в год уделять все большее внимание, наряду со всеми прежними обязанностями, производству меди.
В то время «медное дело» состояло из трех главных операций: плавильной, отделительной и очистительной, причем для каждой из операций устраивались особые печи.
Плавильные печи представляли собою высокие сооружения, построенные из двух слоев кирпича. Наружные стенки были сложены из простого красного кирпича, а внутренние — из белого огнеупорного. Засыпное отверстие печи располагалось довольно высоко, так что шихту (смесь первично обожженной, обогащенной руды, угля и флюсов, то есть веществ, добавляемых для придания легкоплавкости) приходилось подносить по особой лестнице. В результате этой первоначальной плавки получалась так называемая «черная медь», содержащая примеси железа и других веществ. Затем начиналась отделительная операция.
В особые горны, носившие название гармахерских, загружались куски черной меди и топливо. Медь переплавлялась, причем из нее постепенно удалялись все примеси. Когда мастер убеждался, что медь «поспела», он счищал с ее поверхности угольный мусор и грязь и осторожно обрызгивал металл водою. Остывающие слои меди снимались железными разогретыми вилами и бросались в воду, чтобы медь остыла, а грязь отделилась.
Завершающая, очистительная, операция состояла в переплавке полученных кусков меди в большие слитки (чушки). Для этого либо устраивались особые горны, либо переплавка производилась в тех же гармахерских горнах. Отлитые чушки поступали в дальнейшую обработку: их расковывали под вододействующими молотами в медные листы или подвергали другим операциям.
В 1815 году был разработан проект постройки на Выйском заводе шести новых медеплавильных печей. При этом должны были вводиться и новые воздуходувки, причем одна из них цилиндрического типа.
Выплавка меди быстро росла. В 1814 году на всех тагильских заводах она составляла лишь 2 тысячи пудов, в 1815 году — 13 тысяч, а в 1820 году — уже 27,5 тысячи пудов.
Расширение медного производства потребовало доставки на завод все больших количеств руды, основным поставщиком которой был Медный рудник, расположенный на реке Рудянке, в 3,5 километра от Выйского завода. Рудник стал разрабатываться еще в начале 60-х годов XVIII века. Богатства этого месторождения были огромны, но руды залегали глубоко. В шахты и штреки (поперечные галереи) работные люди — горщики — спускались по шатким, скользким отвесным лестницам-стремянкам, облепленным мокрой грязью. Приходилось, чтобы не сорваться с лестницы, хвататься обеими руками за узкие перекладины. Единственным освещением служили тусклые фонари с сальными свечками, висевшие на груди горщиков.
Самый спуск изматывал силы горщика. А после этого спуска начинался долгий рабочий день в подземной полутьме, в низких, извилистых галереях. Горщикам приходилось зачастую работать, стоя на коленях или, в полулежачем положении.
Отбитую руду подростки складывали в тачки и отвозили к основаниям шахт. Там руду погружали в бадьи, подымавшиеся на поверхность при помощи ручных воротов. Даже конные рудоподъемники были еще редкостью на уральских шахтах.
Подлинным бедствием горщиков были грунтовые воды. Вновь и вновь прорывались они внутрь выработок то мелкими струйками, то в виде целых потоков. Вода подмывала стены галерей и деревянные крепления. Иногда затоплялась вся подземная выработка. Не только здоровью, но и жизни горщиков постоянно угрожала опасность.
Из-за технической отсталости рудник несколько раз почти выходил из строя и добыча руды резко сокращалась.
В 1814 году произошло «второе рождение» Медного рудника — в его недрах были открыты новые запасы богатой руды, а также великолепного малахита. Но техника горных работ оставалась прежней. Заводское начальство упорно не желало использовать на руднике силу пара для откачки воды.
Сам Данилов вынужден был признавать в своих письмах хозяину, что конные водоотливные машины не справляются с откачкой воды, несмотря на то, что число лошадей при водоотливных «погонах» достигло 150. И тем не менее он приказал в 1815 году Ефиму Черепанову строить еще одну конную машину. Единственное отличие ее от прежних состояло в том, что она должна была сооружаться не из дерева, а из металла.
И в 1817 году Данилов докладывал заводовладельцу, что продолжается постройка третьей конной машины для Медного рудника.
«Желал бы я также не иметь надобности в паровой машине, как в вещи здесь совершенно новой и неудобопонятной», — твердил Данилов. Он доказывал, что можно было бы заменить конные двигатели водяными — давно известными и привычными.
Подобную же позицию по отношению к паровым машинам занимали и многие влиятельные чиновники горного департамента, министерства финансов и других хозяйственных учреждений. Эти представители царской администрации с глубоким равнодушием относились к растущей отсталости горнометаллургического производства. Они беспокоились не по поводу задержки технического прогресса на Урале, а по поводу слишком быстрого, по их мнению, развития предприятий, потребляющих древесное «сгораемое».
Верно, что леса на Урале истреблялись самым расточительным, неразумным образом. Но это происходило не потому, что заводов, потребляющих топливо, было чрезмерно много, а потому, что эксплуатация лесных богатств Урала велась хищнически.
Сейчас мы хорошо знаем, что в недрах Урала таились огромные запасы минерального топлива. Передовые специалисты по горному делу и в то время ставили уже вопрос о разведках и разработке угольных месторождений на Урале.
Но петербургское и уральское начальство весь свой административный пыл направляло не на улучшение лесного хозяйства и не на замену древесного «сгораемого» минеральным топливом.
Единственный выход из положения горное начальство видело в уменьшении количества установок, требующих топлива, включая и паровые машины.
Поэтому первым паровым двигателем, который удалось построить Черепанову, была не большая и мощная машина для откачки воды из шахт или для иной цели, а миниатюрная опытная установка «противу силы двух человек». Но и этот первый шаг был сделан Черепановым за свой страх и риск, по собственной инициативе на созданной выйским плотинным механической «фабрике».
***
Для переоборудования различных цехов Выйского завода Черепанову и его помощникам приходилось изготовлять и ремонтировать множество разнообразных машин и механизмов: воздуходувных мехов, вододействующих молотов, различных металлообрабатывающих станков и т. д.
Черепанов решил основать для выделки и ремонта машин специальную «фабрику», то есть цех при Выйском заводе. Тщательно, любовно подбирал и строил для нее выйский плотинный лучшие станки: токарные, сверлильные, винторезные и другие.
В помощники себе Ефим Черепанов взял известных ему лично; знающих и прилежных мастеровых — кузнецов, слесарей, плотников, столяров и т. д.
Но главным помощником Ефима Черепанова по механическому заведению сделался его сын Мирон.
Этот невысокий, коренастый, рыжий юноша с упрямым, серьезным взглядом широко расставленных глаз проявлял с детских лет такой же интерес к технике, как в свое время и его отец.
Только характер у него был более замкнутым и суровым. Сметливость и работоспособность его были удивительны. Обучаясь грамоте, арифметике и черчению только дома, главным образом под руководством отца, не посещая даже скромной заводской школы, Мирон так хорошо овладел начальным искусством письма и счета, что 12 лет был принят писцом на Выйский завод. И оклад ему был установлен 5 рублей в месяц. Это было важным подспорьем для семьи; ведь единственный ее кормилец, отец, получал тогда около 8 рублей.
Внешне сдержанные и строгие отношения отца с сыном были полны подлинной, глубокой взаимной привязанности. Ефим любил сына и гордился его успехами, как своими собственными. Мирон почитал отца не просто в силу традиций, господствовавших в среде уральских умельцев, а как учителя и старшего товарища в главном для Мирона деле всей его жизни — в техническом творчестве.
На Выйской «фабрике» Черепановых должны были ремонтироваться и изготовляться заново разнообразные инструменты, станки и механизмы для всех тагильских заводов. Первоначально работы велись вручную или с применением водяного двигателя. Но на черепановской «фабрике» устанавливалось все более совершенное и сложное оборудование.
В 1820 году Черепанов построил первую опытную маленькую паровую машину. Двигатель успешно работал, приводя в движение токарные станки механического заведения.
Черепанов с самого начала рассматривал паровую машину как двигатель, способный приводить в действие самые разнообразные рабочие механизмы, а вместе с тем могущий прекрасно разрешить задачу откачки воды из шахт. Иными словами, Черепанов стремился строить паровые машины универсального типа. Успех Ефима Черепанова являлся еще одним опровержением реакционных рассуждений о том, что «домашние» уральские механики не в состоянии справиться с задачей сооружения совершенных универсальных паровых машин и управления такими двигателями.