1. История развития металлургии в России. Возникновение и развитие высшего металлургического образования

Человек научился получать железо с незапамятных времен. Применение метеоритного железа - первый шаг по пути отказа от бронзы. С этого начался переход от бронзового века к железному. В чистом виде железо в природе не встречается. В земной коре оно находится в виде различных химических соединений, чаще всего с кислородом - в виде оксидов, смешанных с пустой породой, не содержащей железа. Извлечение железа из руд, т.е. получение его в металлической форме, требует решения двух задач: 1) восстановление железа из его оксидов; 2) отделение восстановленного железа от пустой породы. Археологические раскопки древних поселений в центральной части России, на Урале, Украине, в Белоруссии, Закавказье и в ряде других районов показывают, что люди уже 2,5 - 3 тысячелетия тому назад умели получать железо из руд и изготовлять из него оружие, орудия труда и предметы домашнего обихода.

Появление в середине XIV века доменных печей открыло возможности для значительного увеличения выпуска металла. В России широкое развитие горного дела и металлургии началось в правление Ивана III Васильевича (1440-1505 гг.), который предпринял первые попытки промышленно-технического сближения с Европой, выписывая оттуда мастеров горного дела. В 1491 г. в Печорский край была отправлена экспедиция для поиска серебряной руды. Экспедиция из нескольких русских и иностранных специалистов кроме серебра открыла на р. Цильме месторождения меди, что позволило России чеканить медную мелкую монету из собственного металла. К концу XVI века горный промысел и металлургия широко распространяются по всей России. Создаются первые железоделательные заводы. Они строятся вблизи старинных русских городов - Тулы, Каширы, Серпухова, в Новгородском крае и других районах страны. Уже к концу XVII века их суммарная производительность достигает 150 тыс. пудов.

Наиболее бурное развитие металлургия и железоделательное производство получили при Петре I (1672-1725 гг.). В начале XVIII века Российская черная металлургия развивается еще более быстрыми темпами. После преобразований Петра I, Россия вышла на первое место в мире по выплавке чугуна, давая свыше трети мирового его производства. При Петре I Урал становится ведущим горнометаллургическим районом России. На Урале возникли крупные по тому времени железоделательные заводы - Каменский, Невьянский, Уктусский, Алапаевский и др. Одновременно продолжается расширение и строительство предприятий в центральной части страны, близ Москвы, Липецка, Воронежа, в северо-западных районах. Эти заводы впоследствии сыграли большую роль в материальном обеспечении русской армии и флота. Только один первенец уральской металлургии - Каменский завод с 1702 по 1709 г. выпустил 854 артиллерийских орудия и свыше 27 тыс. пудов снарядов к ним.

В XVIII веке значительную часть чугуна и железа (30-80%) Россия вывозила за границу, главным образом в Англию, где недостаток древесины резко ограничивал выплавку чугуна. Неисчерпаемые запасы древесного топлива и дешевый, в значительной части крепостной, труд составляли в то время преимущества России в производстве черных металлов. На Урале и в Сибири за столетие было построено заводов в два раза больше, чем в Европейской России. Если учесть заводы, значившиеся в числе действующих к концу XVIII века, то на Урале их было больше в три раза, чем в Европейской России. История формирования промышленных хозяйств свидетельствует о громадной концентрации производства в руках немногих династий. Шести фамилиям промышленников к концу столетия принадлежало 94 действующих предприятия. Если учесть, что к 1800 г. русская металлургия насчитывала 167 вододействующих заводов, то доля шести фамилий составляла 57%. Производительность их предприятий вполне соответствовала отмеченному выше удельному весу. Так, в 1800 году заводы четырех фамилий заводовладельцев (Демидовы, Яковлевы, Баташовы и Мосоловы) выковывали половину железа, производившегося в России (3 160 млн. пуд, из 6 154 млн. пуд.). Демидовская металлургия знала кричное железо, домницы, а потом домны, литейный чугун, прокатное производство. Легирование железа открыло новую эру в металлургии, а значит, и в сфере потребления ее продукции.

Металлургическая техника России в конце XVIII в. не уступала западноевропейской, а во многом даже превосходила ее. Уральские доменные печи, например, считались в то время крупнейшими в мире. Их высота доходила до 13 м, т.е. была почти предельной для печи, работавшей на древесном угле. Наибольший диаметр такой печи (в распаре) составлял почти 4 м, а ее недельная выработка достигала 200 - 300 т. Такая высокая производительность по свидетельству видного немецкого историка металлургии Л. Бека, была недостижимой тогда для самых больших английских домен, работавших на коксе.

Усилия металлургов петровской эпохи не пропали даром. Выплавка чугуна и производство железа росли в первой четверти XVIII в. стремительными темпами, так с 30-х годов XVIII и до начала XIX в. Россия занимала 1-е место в мире по выплавке чугуна. По данным академика С.Г. Струмилина, металлургическая промышленность России произвела в 1725 году 1165 тыс. пудов чугуна, т.е. свыше 19 тыс. т. Производительность английских заводов не превышало 17 тысяч тонн, а в 1740 г. разница между производством чугуна в России и Англии уже насчитывала более 30 тысяч тонн. Таким образом, за четверть века производство черных металлов в России увеличилось почти в восемь раз. В области черной металлургии наша страна вышла в то время на первое место в мире, оставив позади себя Англию, Францию, Германию и другие страны.

В конце XVIII века англичане вырвались вперед: появилась тигельная плавка стали. Новая технология предусматривала ведение процесса под силикатным шлаком, т.е. под битым бутылочным стеклом. Нужно было найти замену древесному углю: развитие металлургии привело в свое время к тому, что в Англии и Ирландии леса были практически уничтожены. Еще во времена Кромвеля там предпринимались попытки выплавлять доменный чугун сперва на каменном угле, которым богата Англия, а потом и на каменноугольном коксе. В конечном счете, двести лет тому назад была создана, как мы говорим теперь, коксовая доменная металлургия. Появление доменной печи и бессемеровского конвертера, которым ознаменовалась новая эра в черной металлургии, одновременно означало и конец тысячелетней эпохи “чистой" стали и начало нового периода - “грязной” стали.

Высшее металлургическое образование возникло в России во 2-й половине XVIII века, когда в 1773 году в Петербурге открылось Горное училище, переименованное впоследствии в Горный институт. В течение столетия Горный институт являлся единственным горно-металлургическим вузом России. Из него вышли выдающиеся учёные, внёсшие большой вклад в развитие отечественной металлургии: П.П. Аносов, Н.А. Курнаков, М.А. Павлов и другие. В 1834 году преподавателями института была организована в Петербурге Горная школа для подготовки техников-металлургов (один из выпускников этой школы Д.К. Чернов стал впоследствии основоположником металловедения).

Металлургические знания впервые начали сообщаться в Петербургском горном институте в курсе «Наставление учителю химического класса». В этом курсе металлургия была составной частью химии; в 1804 году курс металлургии стал самостоятельной дисциплиной. Позднее в Горном институте выделились как самостоятельные горное и заводское отделения (на заводском отделении, которое давало высшее металлургическое образование, читались курсы физической химии и металлургии). С развитием горнозаводской промышленности на юге России открылись новые специальные учебные заведения. В 1899 году в Екатеринославе (ныне Днепропетровск) основано Высшее горное училище, в котором преподавалась металлургия (в 1921 году преобразовано в Горный институт им. Артема, из которого в 1930 году выделился Днепропетровский металлургический институт); в 1898 году в Киеве открылся политехнический институт, где готовились и инженеры-технологи по металлургии. В начале XX века созданы Томский технологический (1900), Петербургский политехнический (1902) и Новочеркасский политехнический (1907) институты, где также осуществлялась подготовка инженеров-металлургов. Известная научная металлургическая школа сложилась в Петербургском политехническом институте, в котором преподавали виднейшие учёные-металлурги А.А. Байков, М.А. Павлов, В.Е. Грум-Гржимайло и другие.

Бурное развитие металлургии и металлургического образования началось после Октябрьской революции. В 1918 году в Москве открылась Горная академия, в составе которой был и металлургический факультет; в 1930 году на базе факультетов академии созданы Московский институт стали (ныне Московский институт стали и сплавов) и Московский институт цветных металлов и золота. В период индустриализации страны для подготовки специалистов-металлургов организованы металлургический и горно-металлургический институты: Сибирский (в Новокузнецке, 1930), Мариупольский (ныне Ждановский, 1930), Московский вечерний (1931), Северокавказский (в Орджоникидзе, 1931), Магнитогорский (1932) и др., а также несколько металлургических техникумов.

Строительство крупных металлургических заводов, оснащенных современной техникой, потребовало не только увеличения числа инженеров, но и улучшения их подготовки. В 1937 были пересмотрены учебные планы металлургических институтов и установлены 3 основные специальности: металлургия чёрных металлов (доменное, сталеплавильное и литейное производство); пластическая и термическая обработка металлов (прокатное производство, ковка, штамповка и термическая обработка); механическое оборудование металлургических цехов. В учебные планы включены новые дисциплины: теория металлургических процессов, металлургические печи, огнеупорные материалы, металлургия чугуна и стали, обработка металлов давлением, рентгенография и испытание металлов, экономика металлургии, техника безопасности и др.

Современное металлургическое образование имеет стройную систему специальностей и отражает состояние металлургической промышленности и науки. В связи с потребностями народного хозяйства, науки и техники введены новые специальности: физика металлов, физико-химические исследования металлургических процессов, автоматизация и комплексная механизация металлургической промышленности, производство чистых металлов и полупроводниковых материалов, кибернетика металлургического производства, физические методы пыле- и газоулавливания на металлургических предприятиях.

Существенный вклад в развитие металлургии и металлургического образования внесли известные советские учёные И.П. Бардин, Б.В. Старк, М.М. Карнаухов. А.Н. Вельский, А.М. Самарин, В.П. Елютин, А.А. Бочвар и другие.